專利名稱：電流、電壓信號保護器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種電流、電壓信號保護器。特別是針對高壓輸電線路二次控制回路自動系統(tǒng)設備進行保護的一種保護器(即保護室內(nèi)高壓輸電線路控制系統(tǒng)設備)。
背景技術(shù)：
在雷雨氣候時，高壓輸電線路被雷擊或雷擊造成高壓輸電線路產(chǎn)生的感應過電壓、過電流現(xiàn)象而引起輸電線路二次控制系統(tǒng)誤動作，從而導致用電電網(wǎng)從高壓線路中斷開，造成大面積停電，需要人為的干涉，才能重新啟動電網(wǎng)。
要解決這樣的電網(wǎng)故障，需要電力部門投入很大的人力和物力進行維護，這嚴重影響了國民生產(chǎn)和人民生活。為了解決這種雷擊造成的問題，目前一些單位研究了一些保護裝置，如采用屏蔽、接地、等電位聯(lián)結(jié)、加裝電涌保護器等措施，但效果不理想，公開文獻也報道了高壓輸電線路保護方法，如1、中國專利名稱高壓輸電線專用避雷消弧裝置申請?zhí)?/b>99251729.X申請人成都星河科技產(chǎn)業(yè)有限公司地址四川省成都市永豐路52號永豐大廈7樓5號摘要目前高壓輸電線路架空線鐵塔雖都裝有避雷線，但遭受雷害的事故時有發(fā)生，主要是雷電壓過高，雷擊造成絕緣子絕緣破壞，形成工頻輸電線沿絕緣子拉弧而發(fā)生事故。本實用新型在塔頂裝有串接阻抗器件的專用避雷針，并將避雷線由原塔頂水平位置通過絕緣子抬高到阻抗器件上端與避雷針連成一體，擴大了保護范圍，提高了耐雷電壓水平，防止了工頻輸電線沿絕緣子拉弧而造成事故。本裝置結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟適用，防雷性能好安裝方便，便于推廣。申請(專利)號CN96215220.X名稱超高壓線路綜合防雷裝置申請(專利權(quán))人云南電力科技開發(fā)公司供電設備技術(shù)咨詢部地址云南省昆明市春城路5號北樓321室摘要超高壓線路綜合防雷裝置，本實用新型屬于避雷裝置，特別是超高壓輸電線路的綜合防雷裝置。它在桿塔上呈左、右兩套對稱布置，基座帶有一封頭，多根套管呈放射形均布焊于封頭上，各針管又分別裝在套管上，每套封頭上的針尖皆在同心的1/4球面上，封頭表面面向輸電線路上方及外側(cè)。本裝置可充分發(fā)揮在雷云強電場下的電離效應，使保護范圍加大，其尺寸及體積較小，機械強度可靠，安裝方便，可滿足在500kV超高壓線路帶電作業(yè)。主權(quán)項一種超高壓線路綜合防雷裝置，其特征是它在桿塔上呈左、右兩套對稱布置，基座帶有一封頭，多根套管呈放射形均布焊于封頭上，各針管又分別裝在套管上，每套封頭上的針尖皆在同心的1/4球面上，封頭表面面向輸電線路上方及外側(cè)。題名配電網(wǎng)防雷保護的分析與研究作者李景祿吳維寧楊廷方李志強機構(gòu)長沙理工大學電氣與信息工程學院，武漢高壓研究所，廣東韶關(guān)供電公司，刊名高電壓技術(shù).2004，30(4)文摘結(jié)合配電網(wǎng)實際運行中的雷害情況和典型事例．全面分析了配電網(wǎng)的防護現(xiàn)狀和雷害原因，認為配電網(wǎng)目前在網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、絕緣水平、防雷措施等防雷保護方面存在許多問題(特別是線路絕緣水平低、防直擊雷措施少、避雷器使用不當和接地不良、雷電過電壓與內(nèi)過電壓聯(lián)合作用，這些是目前配電網(wǎng)雷擊跳閘率居高不下的主要原因)。在此基礎上提出了綜合防雷措施(包括規(guī)范避雷器的安裝維護、改善避雷器和桿塔接地、使用塔頂避雷針、使用自動消弧裝置降低配電網(wǎng)建弧率、限制雷電流過后的弧光接地過電壓和鐵磁諧振過電壓等)，以提高配電網(wǎng)耐雷水平和供電可靠性。4、中國專利名稱線路避雷器申請(專利)號00253643.9申請(專利權(quán))人陳建東地址山東省德州市東風東路115號摘要本實用新型的線路避雷器給出一種防止架空金屬線路感應雷擊的避雷器。以往的感應避雷器大都采用壓敏電阻對地泄放電流的辦法。由于壓敏電阻的局限性，不能防止線路上感應電荷的堆積，因此，在許多情況下達不到防雷擊的作用。本實用新型給出一種具有電荷轉(zhuǎn)移通路的感應避雷器，使線路上堆積的電荷不斷被釋放掉，達到防止感應雷電的作用。本實用新型的適用范圍包括架空高壓輸電線路，架空市電輸電線路，架空裸露通信線路和架空金屬管道。
上述公開的高壓輸電線路保護方法和裝置存在的不足之處是有的保護能力較差，有的雖然可以防直擊雷，但未能防止繞擊，有的在雷擊后不能使系統(tǒng)自動恢復到正常工作狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明人研究了現(xiàn)有信號保護器的結(jié)構(gòu)，提出了一種在不改變高壓配電系統(tǒng)中的二次線路控制系統(tǒng)原有功能的條件下，加強電涌保護器在二次線路控制系統(tǒng)的自身保護能力的電流、電壓信號保護器。
本實用新型的技術(shù)方案如下本電流、電壓信號保護器，包括外殼和電子元器件，該保護器接在檢測信號線路上，其特點是所述的電子元器件由若干級避雷保護電路、若干級泄流及鉗位電路、限流電路、和狀態(tài)指示電路組成，檢測信號輸入端接第一級泄流及鉗位電路，第一級泄流及鉗位電路和第二級泄流及鉗位電路之間串聯(lián)一組限流電路，第二級泄流及鉗位電路和第三級泄流及鉗位電路之間也串聯(lián)一組限流電路，最后一級泄流及鉗位電路連接狀態(tài)指示電路并接檢測信號輸出端，上述所說的各組電路裝配在同一外殼中；所述的泄流及鉗位電路采用壓敏串聯(lián)電阻構(gòu)成，所述的限流電路為去耦電感，所述的狀態(tài)指示電路由整流二極管和發(fā)光二極管及限流電阻構(gòu)成。
以上所述的去耦電感是由外殼、骨架和繞制于骨架上的漆包線構(gòu)成，外殼灌封絕緣材料。
以上所述的第一級泄流保護電路由至少2只以上的壓敏電阻串溫度保險后并聯(lián)構(gòu)成，第二級以后的泄流保護電路由至少1只以上的壓敏電阻和溫度保險串聯(lián)構(gòu)成，第一級和第二級以后的鉗位電路由至少1只以上的壓敏電阻和溫度保險串聯(lián)構(gòu)成。
我們除了在室外對高壓輸電線路與用電電網(wǎng)連接處進行雷擊保護外(即在高壓輸電線路上安裝跌落式雷擊保護器)，又設計了高壓輸電線路二次控制系統(tǒng)電流、電壓信號保護器SPD，對高壓輸電線路二次控制系統(tǒng)進行保護。
本實用新型的優(yōu)點是1、在不改變高壓配電系統(tǒng)中的二次線路控制系統(tǒng)原有功能的條件下，加強電涌保護器在二次線路控制系統(tǒng)的自身保護能力，具有多級保護、殘壓低、響應速度快、壽命長、防止控制系統(tǒng)因雷擊而誤動作等優(yōu)點，保證高壓輸電線路在無過流、缺相等供電故障的情況下正常對用電電網(wǎng)供電，全天候保護高壓輸電線路供電正常，維護用電電網(wǎng)用電的穩(wěn)定。
2、不需要更換用戶的高壓二次控制系統(tǒng)的檢測系統(tǒng)，可直接串聯(lián)在檢測系統(tǒng)上，具有安裝簡單、方便，在不改變二次控制系統(tǒng)原有的保護功能的基礎上，增強了二次控制系統(tǒng)對雷電的抗干擾能力，使用電電網(wǎng)在無異常的情況下減少故障次數(shù)，保證用電電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。
3、泄放電流快，在20kA的電流沖擊下不會被損失，殘壓低。
4、密封性好、外型美觀、安裝接線方便，具有防塵、防腐蝕、防爆功能。
5、采用絕緣材料灌封的去耦電感作為限流電路，提高了保護器的抗潮性、抗腐蝕性和穩(wěn)定性。
6、在保護器上設計了三級防護電路，不僅提高了產(chǎn)品的安全性，同時也提高了設備的安全性。


圖1是本實用新型的電路原理框圖；圖2是具體電路結(jié)構(gòu)圖(三級泄流保護電路，三級鉗位電路，二級限流電路)；圖3是去耦電感的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖所示，本實用新型包括外殼和電子元器件組成，第一、第二、第三級泄流保護電路1、3、5、7、8、9及第一、第二、第三級鉗位電路2、4、6，限流電路10、11、12、13，狀態(tài)指示電路14。第一、第二、第三級泄流保護電路1、3、5、7、8、9及第一、第二、第三級鉗位電路2、4、6，由限流電路10、11、12、13，串聯(lián)連接，狀態(tài)指示電路14則并聯(lián)在第二級泄流保護電路及第二級鉗位電路上。這些由電子元器件組成并連接的上述電路都固定于安裝電路板上，并通過固定連接件固定于外殼的底部。
其中第一級泄流保護電路可由2只以上的壓敏電阻串聯(lián)溫度保險絲后并聯(lián)構(gòu)成，以滿足泄放大部分雷電流的設計要求，第一級鉗位電路上可由2只以上的壓敏電阻串聯(lián)溫度保險絲后并聯(lián)構(gòu)成，以滿足兩線間的電位差的設計要求。第二級及第三級泄流保護電路可由1只以上的壓敏電阻串聯(lián)溫度保險絲后并聯(lián)構(gòu)成，以滿足泄放部分雷電流的設計要求，第二級及第三級鉗位電路上可由1只以上的壓敏電阻串聯(lián)溫度保險絲后并聯(lián)構(gòu)成，以滿足兩線間的電位差的設計要求。本實施方案采用了在第一級泄流保護電路1、7上由2只并聯(lián)的壓敏電阻串聯(lián)2只并聯(lián)的溫度保險RV1、RV7，在第一級鉗位電路上2由兩組1只的壓敏電阻串聯(lián)1只溫度保險絲RV2并聯(lián)，構(gòu)成第一級避雷保護電路1、7及第一級鉗位電路2。在第二級及第三級泄流保護電路3、8、5、9上由1只壓敏電阻串聯(lián)1只溫度保險RV3、RV8、RV5、RV9，在第二級及第三級鉗位電路上4、6由1只的壓敏電阻串聯(lián)1只溫度保險絲RV4、RV6，構(gòu)成第二級及第三級避雷電路和第二級及第三級鉗位電路，如圖2所示。第一級限流電路由10、12構(gòu)成，其10、12為去耦電感L1、L3，該去耦電感是由外殼15、空心繞制于骨架16并由絕緣灌封材料17固定的漆包線18構(gòu)成，見圖3。第二級避雷保護電路3、8采用RV3、RV8，第二級鉗位電路4采用RV4構(gòu)成。第二級限流電路11、13構(gòu)成，其11、13為去耦電感L2、L4，其去耦電感L2、L4的基本原理與所述的去耦電感L1、L3原理相同。狀態(tài)指示電路由整流二極管VD1和發(fā)光二極管VD2及限流電阻R構(gòu)成。
本實用新型安裝方法先將電壓、電流信號保護器串聯(lián)在檢測裝置中，當電路正常工作時，有正弦波電流通過VD1被半波整流，當被半波整流過的電流流過發(fā)光二極管VD2和限流電阻R時，發(fā)光二極管亮。表明本產(chǎn)品已經(jīng)處于工作狀態(tài)。當系統(tǒng)設備在高壓輸電線路被雷擊或雷擊造成高壓輸電線路產(chǎn)生的感應過電壓、過電流現(xiàn)象，二次控制系統(tǒng)檢測電路中的感應電流發(fā)生變化，當檢測電路中的電壓值超過SPD的動作值時，SPD中的泄放元件動作，把過電壓、過電流經(jīng)泄放電路泄放入地。限流元件限制過電壓、過電流從SPD通過。最后通過鉗位穩(wěn)壓，使進入檢測裝置的感應電流限制在允許的范圍內(nèi)，保證高壓配電開關(guān)的控制裝置不動作，開關(guān)不斷開；并使各檢測線路線間的電位差基本保持不變，雷擊后自動恢復到正常工作狀態(tài)，確保了電網(wǎng)正常運行。
以下結(jié)合附圖介紹本實用新型的原理首先我們對高壓配電的二次控制系統(tǒng)的工作原理進行分析二次控制系統(tǒng)是用來保護高壓輸電線路后端用電設備而設置的自動保護系統(tǒng)，它在每條輸電線路上裝有檢測用的互感器，監(jiān)控線路中的電壓、電流等情況；當線路中出現(xiàn)過流、過壓或缺相等異常情況時，互感器檢測到線路電流、電壓等參數(shù)的變化量，當檢測到的參數(shù)變化量超過規(guī)定值時，檢測裝置向控制高壓線路開關(guān)的控制裝置發(fā)出動作信號，通過控制裝置打開線路總開關(guān)，把開關(guān)后端的用電電網(wǎng)從高壓線路中斷開，使用電設備不受高壓線路中不穩(wěn)定因素的影響，保護用電設備的安全。由于高壓輸電線路架空在室外，每當雷雨季節(jié)時，線路受雷擊或雷電感應的幾率很高，線路中的雷電感應電流變化極易被二次控制系統(tǒng)檢測感應裝置感應到，從而引起系統(tǒng)控制裝置動作，將高壓配電保護開關(guān)打開，造成用電電網(wǎng)從線路中斷開，而引起大面積停電，帶來嚴重的危害。
針對這種現(xiàn)象，本高壓輸電線路二次控制系統(tǒng)電流、電壓信號保護器SPD(此保護器是使用于電源系統(tǒng)的高壓輸電線路二次控制系統(tǒng)的保護)，安裝在二次控制系統(tǒng)檢測電路中，對高壓輸電線路二次控制系統(tǒng)進行保護，從而限制雷電或雷擊感應對檢測系統(tǒng)的影響，使高壓輸電線路在遭雷擊或雷擊引起感應電流的情況下保證高壓配電保護系統(tǒng)的開關(guān)不動作，確保電網(wǎng)供電正常。
我們將電流、電壓信號SPD串聯(lián)在二次控制系統(tǒng)檢測感應電路中，當高壓輸電線路在遭雷擊或雷擊引起感應電流時，檢測電路中的感應電流、電壓發(fā)生變化，當檢測電路中的電流、電壓值超過SPD的動作值時，SPD中的泄放元件動作，把過電壓、過電流通過泄放電路泄放入地。SPD的限流元件限制過電壓、過電流從SPD通過。最后通過SPD鉗位、穩(wěn)壓元件的作用，將進入檢測裝置的感應電流、電壓限制在允許的范圍內(nèi)，保證高壓配電開關(guān)的控制裝置不動作，開關(guān)不斷開；并使各檢測線間的電位差基本保持不變，雷擊后自動恢復到正常狀態(tài)，確保了電網(wǎng)正常運行。在實際操作中，我們在電源SPD內(nèi)設計了三級電路，第一級為泄流電路，第二級為限流電路，第三級為鉗位穩(wěn)壓電路。通過多次試驗，二次控制系統(tǒng)檢測線路中雷電引起的過電壓、過電流在經(jīng)過電流、電壓信號保護器的保護下是不會損壞二次控制系統(tǒng)的。
權(quán)利要求1.一種電流、電壓信號保護器，包括外殼和電子元器件，該保護器接在檢測信號線路上，其特征在于所述的電子元器件由若干級避雷保護電路、若干級泄流及鉗位電路、限流電路、和狀態(tài)指示電路組成，檢測信號輸入端接第一級泄流及鉗位電路，第一級泄流及鉗位電路和第二級泄流及鉗位電路之間串聯(lián)一組限流電路，第二級泄流及鉗位電路和第三級泄流及鉗位電路之間也串聯(lián)一組限流電路，最后一級泄流及鉗位電路連接狀態(tài)指示電路并接檢測信號輸出端，上述所說的各組電路裝配在同一外殼中；所述的泄流及鉗位電路采用壓敏串連電阻構(gòu)成，所述的限流電路為去耦電感，所述的狀態(tài)指示電路由整流二極管(VD1)和發(fā)光二極管(VD2)及限流電阻(R)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流、電壓信號保護器，其特征在于去耦電感是由外殼(15)、骨架(16)和繞制于骨架(16)上的漆包線(18)構(gòu)成，外殼(15)灌封絕緣材料(17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流、電壓信號保護器，其特征在于第一級泄流保護電路由至少2只以上的壓敏電阻串溫度保險后并聯(lián)構(gòu)成，第二級以后的泄流保護電路由至少1只以上的壓敏電阻和溫度保險串聯(lián)構(gòu)成，第一級和第二級以后的鉗位電路由至少1只以上的壓敏電阻和溫度保險串聯(lián)構(gòu)成。
專利摘要本實用新型涉及一種電流、電壓信號保護器，該保護器接在檢測信號線路上，其特點是所述的電子元器件由若干級避雷保護電路、若干級泄流及鉗位電路、限流電路、和狀態(tài)指示電路組成，檢測信號輸入端接第一級泄流及鉗位電路，第一級泄流及鉗位電路和第二級泄流及鉗位電路之間串聯(lián)一組限流電路，第二級泄流及鉗位電路和第三級泄流及鉗位電路之間也串聯(lián)一組限流電路，最后一級泄流及鉗位電路連接狀態(tài)指示電路并接檢測信號輸出端，本實用新型在不改變高壓配電系統(tǒng)中的二次線路控制系統(tǒng)原有功能的條件下，加強了電涌保護器在二次線路控制系統(tǒng)的自身保護能力，具有多級保護、殘壓低、響應速度快、壽命長、防止控制系統(tǒng)因雷擊而誤動作等優(yōu)點，保證高壓輸電線路在無過流、缺相等供電故障的情況下正常對用電電網(wǎng)供電。
文檔編號H02H9/04GK2862463SQ20052009964
公開日2007年1月24日 申請日期2005年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
發(fā)明者王東生 申請人:廣西地凱科技有限公司