一种交流开关型可控避雷器装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种交流开关型可控避雷器装置，包括依次串联连接的固定元件F1、可控元件F2和可控元件F3，固定元件F1、可控元件F2和可控元件F3构成避雷器本体，避雷器本体的一端连接相母线，另一端接地连接，可控元件F3的两端经同轴电缆LA与监测系统的输入端连接，监测系统的输出端分别经触发系统TA和触发系统TB与气体开关SA和气体开关SB的触发极连接，气体开关SA和气体开关SB的高压电极与可控元件F2的一端连接，气体开关SA和气体开关SB的地电极分别与可控元件F3共地连接。本发明专利技术可靠性高，实现便捷广泛的雷电感应电压监测与保护，提升了电力系统运行的可靠性。了电力系统运行的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种交流开关型可控避雷器装置


[0001]本专利技术属于可控避雷器
，具体涉及一种交流开关型可控避雷器装置。

技术介绍

[0002]避雷器是防止过电压的电路保护装置，对保护电力系统安全稳定运行至关重要，随着电力系统向更高电压等级发展，常规氧化锌避雷器的残压将很难满足系统运行的要求，极大影响电气设备的可靠性。基于氧化锌避雷器在限压效果以及可靠性等方面存在的不足，开关型可控避雷器的方法被提出，其通过控制投入母线的避雷器阀片数量，动态改变金属氧化物的伏安特性，以达到降低过电压的目标。开关型可控避雷器由避雷器本体和可控开关两部分组成。其中，避雷器本体由固定部分和可控部分串联组成，可控开关则并联在可控部分两端，通过接收装置中监测系统发出的动作信号来完成快速导通，短接避雷器可控部分阀片，达到限制过电压的目的。
[0003]实际运行过程中，避雷器不仅会承受操作过电压，还会承受雷电过电压，高电压等级的输电线路绝缘配置水平较高，需要重点关注220kV等级及以下输电线路的雷电过电压防护。我国规定的标准雷电压波形为1.2μs/50μs，雷电标称放电电流波形为8μs/20μs。通过监测雷电流的幅值来限制雷电过电压，雷电流幅值反映雷电过电压的大小，由于雷电压前沿更快，因此，需要在雷电流幅值到达一定条件时动作，使装置的全响应时间与雷电压波形的上升时间相当，以达到降低、削弱雷电过电压幅值的目的，这对可控避雷器装置提出了很高的要求。雷电流的有效拾取和装置总响应时间十分关键。
[0004]对于电力系统中采用的故障录波装置和互感器，频率响应不够，不能有效监测雷电过电压，而在线监测手段多用于雷电信息的统计和故障定位研究，无法应用于雷电过电压的限制。现有的可控开关主要有晶闸管阀和可控气体间隙两种，雷电流的幅值与波头决定了雷电流上升陡度(di/dt)大，受限于生产工艺，晶闸管阀开关无法承受雷电过电压产生的巨大di/dt，使用时须通过技术手段来抑制晶闸管阀响应雷电过电压，从而达到保护晶闸管阀开关的目的。目前采用的喷射等离子体型和横向磁场控制型两种可控开关，开关自身导通速度较慢，一般为几十μs～上百μs，无法满足系统总响应时间的要求。目前还没有有效的限制雷电过电压的可控避雷器装置。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种交流开关型可控避雷器装置，实现雷电流的信号拾取及雷电压的极性判定，发出动作信号，控制可控气体开关快速导通，达到系统总响应时间的要求，实现降低雷电过电压的目的，在操作过电压下也能满足需求。
[0006]本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种交流开关型可控避雷器装置，包括依次串联连接的固定元件F1、可控元件F2和可控元件F3，固定元件F1、可控元件F2和可控元件F3构成避雷器本体，避雷器本体的一端
连接相母线，另一端接地连接，可控元件F3的两端经同轴电缆LA与监测系统的输入端连接，监测系统的输出端分别经触发系统TA和触发系统TB与气体开关SA和气体开关SB的触发极连接，气体开关SA和气体开关SB的高压电极与可控元件F2的一端连接，气体开关SA和气体开关SB的地电极分别与可控元件F3共地连接。
[0008]具体的，监测系统包括依次连接的信号采集单元A、信号处理单元B和控制输出单元C；信号采集单元A经同轴电缆LA直接接于可控元件F3两端，LA芯线接可控元件F3的高电位端，LA屏蔽层与可控元件F3的接地端相连，信号采集单元A的输入端接电感L1
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A和电感L1
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B，电感L1
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A和电感L1
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B的一端共同接LA输出端的芯线，另一端分别接整流电路H1
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A、滤波储能电路C1
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A和整流电路H1
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B、滤波储能电路C1
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B；滤波储能电路C1
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A的一端分别与信号处理单元B的电压跟随电路V1
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A以及控制输出单元C的可控固体开关Sw1
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A相连，另一端经检测电路N1与可控固体开关Sw1
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A相连；滤波储能电路C1
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B的一端分别与信号处理单元B的电压跟随电路V1
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B以及控制输出单元C的可控固体开关Sw1
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B相连，另一端经检测电路N2与可控固体开关Sw1
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B相连；电压跟随电路V1
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A和V1
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B输出电压分别与电压比较电路WA和WB的阈值电压比较，检测电路N1和检测电路N2分别经同轴电缆LB1和LB2与信号处理电路LO1的输入端连接。
[0009]进一步的，线路正常运行时，监测系统输入电流为uA级，分别经整流电路H1
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A、H1
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B对储能电容C1
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A、C1
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B充电，电压幅值与阀片F3交流电压峰值相等，电压跟随电路V1
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A输出电压小于电压比较电路WA的正阈值电压，电压跟随电路V1
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B输出电压小于电压比较电路WB的负阈值电压，电压比较电路WA和WB输出低电平，可控固体开关Sw1
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A和Sw1
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B均不动作，检测电路N1、N2无输出，装置不动作。
[0010]进一步的，对于正极性雷电压，储能电容C1
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A被充电，极性为正，经电压跟随电路V1
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A输出的电压大于电压比较电路WA的正阈值电压，电压比较电路WA输出高电位，控制可控固体开关Sw1
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A闭合，储能电容C1
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A经可控固体开关Sw1
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A放电，检测电路N1检测到回路电流，并输出信号给信号处理电路LO1，信号处理电路LO1接收到检测电路N1回路信号时，选择单路工作模式，通过LC2输出信号到触发系统TB，或选择同步工作模式，经LC1、LC2输出两路信号同时触发系统TA、TB。
[0011]进一步的，对于负极性雷电压，有储能电容C1
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B被充电，极性为负，经电压跟随电路V1
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B输出的电压大于电压比较电路WB的负阈值电压，电压比较电路WB输出高电位，控制可控固体开关Sw1
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B闭合，储能电容C1
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B经可控固体开关Sw1
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B放电，检测电路N2检测到回路电流，并输出信号给信号处理电路LO1，信号处理电路LO1接收到检测电路N2回路信号时，选择单路工作模式，通过LC1输出信号到触发系统TA，或选择同步工作模式，经LC1、LC2输出两路信号同时触发系统TA、TB。
[0012]具体的，触发系统TA和触发系统TB的输入端分别与监测系统控制输出单元的LC1和LC2相连，触发系统TA和触发系统TB的输出端分别通过高压屏蔽电缆LD1、LD2与气体开关SA和气体开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交流开关型可控避雷器装置，其特征在于，包括依次串联连接的固定元件F1、可控元件F2和可控元件F3，固定元件F1、可控元件F2和可控元件F3构成避雷器本体，避雷器本体的一端连接相母线，另一端接地连接，可控元件F3的两端经同轴电缆LA与监测系统的输入端连接，监测系统的输出端分别经触发系统TA和触发系统TB与气体开关SA和气体开关SB的触发极连接，气体开关SA和气体开关SB的高压电极与可控元件F2的一端连接，气体开关SA和气体开关SB的地电极分别与可控元件F3共地连接。2.根据权利要求1所述的交流开关型可控避雷器装置，其特征在于，监测系统包括依次连接的信号采集单元A、信号处理单元B和控制输出单元C；信号采集单元A经同轴电缆LA直接接于可控元件F3两端，LA芯线接可控元件F3的高电位端，LA屏蔽层与可控元件F3的接地端相连，信号采集单元A的输入端接电感L1
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A和电感L1
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B，电感L1
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A和电感L1
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B的一端共同接LA输出端的芯线，另一端分别接整流电路H1
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A、滤波储能电路C1
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A和整流电路H1
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B、滤波储能电路C1
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B；滤波储能电路C1
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A的一端分别与信号处理单元B的电压跟随电路V1
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A以及控制输出单元C的可控固体开关Sw1
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A相连，另一端经检测电路N1与可控固体开关Sw1
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A相连；滤波储能电路C1
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B的一端分别与信号处理单元B的电压跟随电路V1
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B以及控制输出单元C的可控固体开关Sw1
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B相连，另一端经检测电路N2与可控固体开关Sw1
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B相连；电压跟随电路V1
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A和V1
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B输出电压分别与电压比较电路WA和WB的阈值电压比较，检测电路N1和检测电路N2分别经同轴电缆LB1和LB2与信号处理电路LO1的输入端连接。3.根据权利要求2所述的交流开关型可控避雷器装置，其特征在于，线路正常运行时，监测系统输入电流为uA级，分别经整流电路H1
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A、H1
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B对储能电容C1
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A、C1
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B充电，电压幅值与阀片F3交流电压峰值相等，电压跟随电路V1
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A输出电压小于电压比较电路WA的正阈值电压，电压跟随电路V1
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B输出电压小于电压比较电路WB的负阈值电压，电压比较电路WA和WB输出低电平，可控固体开关Sw1
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A和Sw1<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兰均，张永鹏，刘帅，史宇昊，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：