專利名稱：輸電線路瞬間波過電壓緩沖裝置及緩沖方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸電線路瞬間波過電壓緩沖裝置及緩沖方法，屬于過電壓保護(hù)的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，氧化鋅電阻和硅橡膠外套是輸電線路中性能最好且發(fā)展最快的過電壓保護(hù)裝置。通過提高被保護(hù)設(shè)備可靠性和限制過電壓水平能帶來良好的效果，而氧化鋅閥片的非線性電阻特性又對(duì)限制過電壓起著至關(guān)重要的作用，所以世界各國(guó)都在竭力研究改進(jìn)氧化鋅閥片的原材料和生產(chǎn)工藝，改善氧化鋅電阻的運(yùn)行條件，提高系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和防護(hù)能力，并力求將最新的技術(shù)應(yīng)用在限制過電壓裝置的設(shè)計(jì)中，以期達(dá)到更理想的防護(hù)效果?，F(xiàn)如今，氧化鋅電阻限制過電壓裝置在密封問題、性能、有效截?cái)喙ゎl續(xù)流、老化問題上還有待改進(jìn)，主要是密封技術(shù)不完善，或采用的密封材料抗老化性能不穩(wěn)定，在溫差變化較大時(shí)不能有效截?cái)喙ゎl續(xù)流。運(yùn)行時(shí)間接近產(chǎn)品壽命后期，因其密封不良而使潮氣浸入，導(dǎo)致內(nèi)部絕緣損壞，從而加速了電阻片的老化直至損壞。

發(fā)明內(nèi)容
為了限制過電壓幅值，保護(hù)電力設(shè)備免受過電壓能量的損壞。同時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀況和動(dòng)作次數(shù)，為電網(wǎng)運(yùn)行提供安全保障，本發(fā)明提出了一種輸電線路瞬間波過電壓緩沖裝置，應(yīng)用于輸電線路中，與絕緣子一起并聯(lián)連接在輸電線路上，該輸電線路瞬間波過電壓緩沖裝置包括放電間隙、高電位梯度氧化鋅電阻、取壓電路、整流電路、儲(chǔ)能電容器、磁動(dòng)式電路、卡位器和計(jì)數(shù)器，其特征在于放電間隙和高電位梯度氧化鋅電阻串聯(lián)，兩者互為保護(hù)，放電間隙使電荷率為零，解決了氧化鋅電阻閥片的老化問題，且放電間隙使高電位梯度的電阻片與電網(wǎng)電壓隔離，只在過電壓情況下承受過電壓，放電間隙在續(xù)流時(shí)易損壞，氧化鋅電阻閥片能使其無續(xù)流；取壓電路對(duì)泄放的經(jīng)過放電計(jì)數(shù)器的過電壓能量脈沖進(jìn)行取壓；整流電路對(duì)取壓電路的輸出電流進(jìn)行整流，將其轉(zhuǎn)換為平緩的電流；儲(chǔ)能電容器存儲(chǔ)整流電路輸出的電流；計(jì)數(shù)器能夠監(jiān)測(cè)過電壓的動(dòng)作次數(shù)，記錄過電壓異常情況；當(dāng)儲(chǔ)能電容器將存儲(chǔ)的電流釋放到磁動(dòng)式電路上時(shí)，磁動(dòng)式電路產(chǎn)生持續(xù)的磁性，吸動(dòng)卡位器，計(jì)數(shù)器上的轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一格，達(dá)到計(jì)數(shù)的目地；在正常線路電壓下，高電位梯度的氧化鋅電阻片對(duì)于電網(wǎng)電壓處于隔離狀態(tài)，放電間隙不導(dǎo)通；在過電壓情況時(shí)，即放電間隙上的電壓超過其承受額度放電導(dǎo)通時(shí)，過電壓加在高電位梯度的氧化鋅電阻片的兩端，高電位梯度的氧化鋅電阻由高電阻變?yōu)榈碗娮锠顟B(tài)，泄放過電壓能量；當(dāng)高壓線上的電壓恢復(fù)正常時(shí)，高電位梯度的氧化鋅電阻片則變?yōu)楦唠娮?，放電間隙熄滅電弧，截?cái)喙ゎl續(xù)流，吸動(dòng)卡位器復(fù)位。本發(fā)明還提出了一種輸電線路瞬間波過電壓緩沖方法，應(yīng)用于輸電線路中，其特征在于將放電間隙和高電位梯度氧化鋅電阻串聯(lián)，使兩者互為保護(hù)，放電間隙使電荷率為零，解決了氧化鋅電阻閥片的老化問題，且放電間隙使高電位梯度的電阻片與電網(wǎng)電壓隔離，只在過電壓情況下承受過電壓，放電間隙在續(xù)流時(shí)易損壞，氧化鋅電阻閥片能使其無續(xù)流；通過取壓電路對(duì)泄放的經(jīng)過放電計(jì)數(shù)器的過電壓能量脈沖進(jìn)行取壓；將取壓電路的輸出電流輸入整流電路，將其轉(zhuǎn)換為平緩的電流并輸出；在儲(chǔ)能電容器中存儲(chǔ)整流電路輸出的電流；由計(jì)數(shù)器能夠監(jiān)測(cè)過電壓的動(dòng)作次數(shù)，記錄過電壓異常情況；當(dāng)儲(chǔ)能電容器將存儲(chǔ)的電流釋放到磁動(dòng)式電路上時(shí)，磁動(dòng)式電路產(chǎn)生持續(xù)的磁性，吸動(dòng)卡位器，計(jì)數(shù)器上的轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一格，達(dá)到計(jì)數(shù)的目地；在正常線路電壓下，高電位梯度的氧化鋅電阻片對(duì)于電網(wǎng)電壓處于隔離狀態(tài)，放電間隙不導(dǎo)通；在過電壓情況時(shí)，即放電間隙上的電壓超過其承受額度放電導(dǎo)通時(shí)，過電壓加在高電位梯度的氧化鋅電阻片的兩端，高電位梯度的氧化鋅電阻由高電阻變?yōu)榈碗娮锠顟B(tài)，泄放過電壓能量；當(dāng)高壓線上的電壓恢復(fù)正常時(shí)，高電位梯度的氧化鋅電阻片則變?yōu)楦唠娮?，放電間隙熄滅電弧，截?cái)喙ゎl續(xù)流，吸動(dòng)卡位器復(fù)位。本發(fā)明相比于傳統(tǒng)的過電壓保護(hù)電路，具有增強(qiáng)裝置的電流沖擊能力和通流能力，減輕裝置的重量和體積，改善電阻片長(zhǎng)期工作的條件，延長(zhǎng)電阻片的使用壽命的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)雷電和操作等過電壓引起的損壞能起到良好的保護(hù)作用。


圖1是本發(fā)明的輸電線路瞬間波過電壓緩沖裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明的監(jiān)測(cè)儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的輸電線路瞬間波過壓緩沖裝置的電原理框圖。
具體實(shí)施例方式圖1中，I為高壓接線端，2為放電間隙，3為高電位梯度氧化鋅電阻，4為硅橡膠外套，5為監(jiān)測(cè)器，6為接地線，7為接地體，8為絕緣筒，9為電極，29為高壓出線端，30為高壓線，20為絕緣子。圖2中，10為氧化鋅電阻閥片，11為支架，12為接口，13為卡位器，14為磁動(dòng)式電路，15為計(jì)數(shù)器，16為轉(zhuǎn)輪，17為整流電路，18為取壓電阻，19為吸片，21為儲(chǔ)能電容器，22為導(dǎo)線，23為限流電阻，24為連桿，25為計(jì)數(shù)器接線柱。輸電線路瞬間波過電壓緩沖裝置主要應(yīng)用于輸電線路中，與絕緣子一起并聯(lián)連接在輸電線路上。其主要優(yōu)點(diǎn)在于采用高電位梯度的電阻片增強(qiáng)了裝置的電流沖擊能力和通流能力，大大減輕了裝置的重量和體積。放電間隙使高電位梯度的電阻片與電網(wǎng)電壓隔離，只在過電壓情況下承受過電壓，極大的改善了電阻片長(zhǎng)期工作的條件，延長(zhǎng)了電阻片的使用壽命。而放電計(jì)數(shù)器能夠有效監(jiān)測(cè)過電壓的動(dòng)作次數(shù)，記錄過電壓等異常情況。裝置的具體工作過程為在正常線路電壓下，高電位梯度的氧化鋅電阻片3對(duì)于電網(wǎng)電壓處于隔離狀態(tài)，放電間隙2不導(dǎo)通。在過電壓情況時(shí)，放電間隙2上的電壓超過其承受額度放電導(dǎo)通。此時(shí)，過電壓加在高電位梯度的氧化鋅電阻片3兩端，高電位梯度的氧化鋅電阻3立即由高電阻變?yōu)榈碗娮锠顟B(tài)，泄放過電壓能量。泄放的過電壓能量脈沖流過放電計(jì)數(shù)器5，通過氧化鋅電阻閥片10取壓和整流電路17整流，轉(zhuǎn)變?yōu)槠骄彽碾娏髟趦?chǔ)能電容器21儲(chǔ)能，釋放到磁動(dòng)式電路14上產(chǎn)生持續(xù)的磁性，電磁吸動(dòng)吸片19，撥動(dòng)卡位器13，使計(jì)數(shù)器15上的轉(zhuǎn)輪16轉(zhuǎn)動(dòng)一格，達(dá)到計(jì)數(shù)的目地當(dāng)高壓線30上的電壓恢復(fù)正常時(shí)，高電位梯度的氧化鋅電阻片3則變?yōu)楦唠娮瑁烹婇g隙2熄滅電弧，截?cái)喙ゎl續(xù)流。吸動(dòng)卡位器13復(fù)位。裝置的放電間隙和高電位梯度的氧化鋅電阻兩者互為保護(hù)。放電間隙使高電位梯度的氧化鋅電阻荷電率為零，解決了氧化鋅電阻閥片的老化問題，放電間隙在續(xù)流時(shí)易損壞，氧化鋅電阻閥片優(yōu)越的性能使其無續(xù)流。此外裝置采用硅橡膠外套比傳統(tǒng)瓷外套具有絕緣特性好、介電強(qiáng)度高、耐老化、防爆、憎水性、密封性等優(yōu)點(diǎn)。綜上所述，裝置對(duì)雷電和操作等過電壓引起的損壞能起到良好的保護(hù)作用。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是一種輸電線路瞬間波過電壓緩沖裝置，應(yīng)用于輸電線路中，與絕緣子一起并聯(lián)連接在輸電線路上，該輸電線路瞬間波過電壓緩沖裝置包括放電間隙、高電位梯度氧化鋅電阻、取壓電路、整流電路、儲(chǔ)能電容器、磁動(dòng)式電路、卡位器和計(jì)數(shù)器，其特征在于放電間隙和高電位梯度氧化鋅電阻串聯(lián)，兩者互為保護(hù)，放電間隙使電荷率為零，解決了氧化鋅電阻閥片的老化問題，且放電間隙使高電位梯度的電阻片與電網(wǎng)電壓隔離，只在過電壓情況下承受過電壓，放電間隙在續(xù)流時(shí)易損壞，氧化鋅電阻閥片能使其無續(xù)流；取壓電路對(duì)泄放的經(jīng)過放電計(jì)數(shù)器的過電壓能量脈沖進(jìn)行取壓；整流電路對(duì)取壓電路的輸出電流進(jìn)行整流，將其轉(zhuǎn)換為平緩的電流；儲(chǔ)能電容器存儲(chǔ)整流電路輸出的電流；計(jì)數(shù)器能夠監(jiān)測(cè)過電壓的動(dòng)作次數(shù)，記錄過電壓異常情況；當(dāng)儲(chǔ)能電容器將存儲(chǔ)的電流釋放到磁動(dòng)式電路上時(shí)，磁動(dòng)式電路產(chǎn)生持續(xù)的磁性，吸動(dòng)卡位器，計(jì)數(shù)器上的轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一格，達(dá)到計(jì)數(shù)的目地；在正常線路電壓下，高電位梯度的氧化鋅電阻片對(duì)于電網(wǎng)電壓處于隔離狀態(tài)，放電間隙不導(dǎo)通；在過電壓情況時(shí)，即放電間隙上的電壓超過其承受額度放電導(dǎo)通時(shí)，過電壓加在高電位梯度的氧化鋅電阻片的兩端，高電位梯度的氧化鋅電阻由高電阻變?yōu)榈碗娮锠顟B(tài)，泄放過電壓能量；當(dāng)高壓線上的電壓恢復(fù)正常時(shí)，高電位梯度的氧化鋅電阻片則變?yōu)楦唠娮瑁烹婇g隙熄滅電弧，截?cái)喙ゎl續(xù)流，吸動(dòng)卡位器復(fù)位。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例是一種輸電線路瞬間波過電壓緩沖方法，應(yīng)用于輸電線路中，其特征在于
將放電間隙和高電位梯度氧化鋅電阻串聯(lián)，使兩者互為保護(hù)，放電間隙使電荷率為零，解決了氧化鋅電阻閥片的老化問題，且放電間隙使高電位梯度的電阻片與電網(wǎng)電壓隔離，只在過電壓情況下承受過電壓，放電間隙在續(xù)流時(shí)易損壞，氧化鋅電阻閥片能使其無續(xù)流；通過取壓電路對(duì)泄放的經(jīng)過放電計(jì)數(shù)器的過電壓能量脈沖進(jìn)行取壓；將取壓電路的輸出電流輸入整流電路，將其轉(zhuǎn)換為平緩的電流并輸出；在儲(chǔ)能電容器中存儲(chǔ)整流電路輸出的電流；由計(jì)數(shù)器能夠監(jiān)測(cè)過電壓的動(dòng)作次數(shù)，記錄過電壓異常情況；當(dāng)儲(chǔ)能電容器將存儲(chǔ)的電流釋放到磁動(dòng)式電路上時(shí)，磁動(dòng)式電路產(chǎn)生持續(xù)的磁性，吸動(dòng)卡位器，計(jì)數(shù)器上的轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一格，達(dá)到計(jì)數(shù)的目地；在正常線路電壓下，高電位梯度的氧化鋅電阻片對(duì)于電網(wǎng)電壓處于隔離狀態(tài)，放電間隙不導(dǎo)通；在過電壓情況時(shí)，即放電間隙上的電壓超過其承受額度放電導(dǎo)通時(shí)，過電壓加在高電位梯度的氧化鋅電阻片的兩端，高電位梯度的氧化鋅電阻由高電阻變?yōu)榈碗娮锠顟B(tài)，泄放過電壓能量；當(dāng)高壓線上的電壓恢復(fù)正常時(shí)，高電位梯度的氧化鋅電阻片則變?yōu)楦唠娮?，放電間隙熄滅電弧，截?cái)喙ゎl續(xù)流，吸動(dòng)卡位器復(fù)位。輸電線路過電壓保護(hù)具有重要的意義，裝置的優(yōu)越性高，性能和保護(hù)效果非常明顯，具有廣泛的應(yīng)用前景。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種輸電線路瞬間波過電壓緩沖裝置，應(yīng)用于輸電線路中，與絕緣子一起并聯(lián)連接在輸電線路上，該輸電線路瞬間波過電壓緩沖裝置包括:放電間隙、高電位梯度氧化鋅電阻、取壓電路、整流電路、儲(chǔ)能電容器、磁動(dòng)式電路、卡位器和計(jì)數(shù)器，其特征在于: 放電間隙和高電位梯度氧化鋅電阻串聯(lián)，兩者互為保護(hù)，放電間隙使電荷率為零，解決了氧化鋅電阻閥片的老化問題，且放電間隙使高電位梯度的電阻片與電網(wǎng)電壓隔離，只在過電壓情況下承受過電壓，放電間隙在續(xù)流時(shí)易損壞，氧化鋅電阻閥片能使其無續(xù)流； 取壓電路對(duì)泄放的經(jīng)過放電計(jì)數(shù)器的過電壓能量脈沖進(jìn)行取壓； 整流電路對(duì)取壓電路的輸出電流進(jìn)行整流，將其轉(zhuǎn)換為平緩的電流； 儲(chǔ)能電容器存儲(chǔ)整流電路輸出的電流； 計(jì)數(shù)器能夠監(jiān)測(cè)過電壓的動(dòng)作次數(shù)，記錄過電壓異常情況； 當(dāng)儲(chǔ)能電容器將存儲(chǔ)的電流釋放到磁動(dòng)式電路上時(shí)，磁動(dòng)式電路產(chǎn)生持續(xù)的磁性，吸動(dòng)卡位器，計(jì)數(shù)器上的轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一格，達(dá)到計(jì)數(shù)的目地； 在正常線路電壓下，高電位梯度的氧化鋅電阻片對(duì)于電網(wǎng)電壓處于隔離狀態(tài)，放電間隙不導(dǎo)通；在過電壓情況時(shí)，即放電間隙上的電壓超過其承受額度放電導(dǎo)通時(shí)，過電壓加在高電位梯度的氧化鋅電阻片的兩端，高電位梯度的氧化鋅電阻由高電阻變?yōu)榈碗娮锠顟B(tài)，泄放過電壓能量； 當(dāng)高壓線上的電壓恢復(fù)正常時(shí)，高電位梯度的氧化鋅電阻片則變?yōu)楦唠娮?，放電間隙熄滅電弧，截?cái)喙ゎl續(xù)流，吸動(dòng)卡位器復(fù)位。
2.如權(quán)利要求1所述的輸電線路瞬間波過電壓緩沖裝置，其特征在于:該裝置采用硅橡膠外套。
3.一種輸電線路瞬間波過電壓緩沖方法，應(yīng)用于輸電線路中，其特征在于: 將放電間隙和高電位梯度氧化鋅電阻串聯(lián)，使兩者互為保護(hù)，放電間隙使電荷率為零，解決了氧化鋅電阻閥片的老化問題，且放電間隙使高電位梯度的電阻片與電網(wǎng)電壓隔離，只在過電壓情況下承受過電壓，放電間隙在續(xù)流時(shí)易損壞，氧化鋅電阻閥片能使其無續(xù)流； 通過取壓電路對(duì)泄放的經(jīng)過放電計(jì)數(shù)器的過電壓能量脈沖進(jìn)行取壓； 將取壓電路的輸出電流輸入整流電路，將其轉(zhuǎn)換為平緩的電流并輸出； 在儲(chǔ)能電容器中存儲(chǔ)整流電路輸出的電流； 由計(jì)數(shù)器監(jiān)測(cè)過電壓的動(dòng)作次數(shù)，記錄過電壓異常情況； 當(dāng)儲(chǔ)能電容器將存儲(chǔ)的電流釋放到磁動(dòng)式電路上時(shí)，磁動(dòng)式電路產(chǎn)生持續(xù)的磁性，吸動(dòng)卡位器，計(jì)數(shù)器上的轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一格，達(dá)到計(jì)數(shù)的目地； 在正常線路電壓下，高電位梯度的氧化鋅電阻片對(duì)于電網(wǎng)電壓處于隔離狀態(tài)，放電間隙不導(dǎo)通；在過電壓情況時(shí)，即放電間隙上的電壓超過其承受額度放電導(dǎo)通時(shí)，過電壓加在高電位梯度的氧化鋅電阻片的兩端，高電位梯度的氧化鋅電阻由高電阻變?yōu)榈碗娮锠顟B(tài)，泄放過電壓能量； 當(dāng)高壓線上的電壓恢復(fù)正常時(shí)，高電位梯度的氧化鋅電阻片則變?yōu)楦唠娮瑁烹婇g隙熄滅電弧，截?cái)喙ゎl續(xù)流，吸動(dòng)卡位器復(fù)位。
4.如權(quán)利要求3所述的輸電線路瞬間波過電壓緩沖方法，其特征在于:該輸電線路采用硅橡膠外套。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輸電線路瞬間波過電壓緩沖裝置及方法，應(yīng)用于輸電線路中，與絕緣子一起并聯(lián)連接在輸電線路上，該輸電線路瞬間波過電壓緩沖裝置包括放電間隙、高電位梯度氧化鋅電阻、取壓電路、整流電路、儲(chǔ)能電容器、磁動(dòng)式電路、卡位器和計(jì)數(shù)器。采用高電位梯度的電阻片增強(qiáng)了裝置的電流沖擊能力和通流能力，減輕了裝置的重量和體積，改善了電阻片長(zhǎng)期工作的條件，延長(zhǎng)了電阻片的使用壽命，對(duì)雷電和操作等過電壓引起的損壞能起到良好的保護(hù)作用。
文檔編號(hào)H02H9/06GK103078309SQ20131000366
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月6日
發(fā)明者李偉, 高明, 楊北革, 王曉強(qiáng), 薛輝 申請(qǐng)人:山西省電力公司大同供電分公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司