一种带有表面触发型过电压控制开关与氧化锌避雷器组成的表面触发型可控避雷器，包括氧化锌避雷器，所述的氧化锌避雷器包括串联连接的固定避雷器和可控避雷器；固定避雷器的上电极连接有与氧化锌避雷器并联连接的被保护电力设备的上端，可控避雷器的下电极连接有被保护避雷设备的下端；可控避雷器与表面触发型过电压控制开关并联；在可控避雷器与表面触发型过电压控制开关之间连接有自动能量耦合触发电路；本发明专利技术中与可控避雷器并联的表面触发型过电压控制开关具有较高的交、直流耐受电压，较低的冲击击穿电压、快速的过电压响应速度，以及与整个避雷器具有良好配合等显著特点，可以显著改善整个避雷器的伏安特性，限制雷电和操作过电压的水平。雷电和操作过电压的水平。雷电和操作过电压的水平。
【技术实现步骤摘要】
一种表面触发型过电压控制开关与氧化锌避雷器组成的表面触发型可控避雷器
[0001]本专利技术属于避雷器
，涉及触发型可控避雷器，具体涉及一种表面触发型过电压控制开关与氧化锌避雷器组成的表面触发型可控避雷器。
技术背景
[0002]过电压防护是电力系统安全运行的重要保障。随着输配电电网电压等级的提高，过电压水平将直接影响到电力设备的选型、制造技术和工程费用，其中，操作过电压更是电力系统绝缘水平的决定性因素。同时，由于雷电过电压的保护水平也是避雷器的主要性能评价指标，对电力设备的绝缘水平同样起着决定性的作用。由于受到氧化锌避雷器技术性能的制约，在现有特高压线路中通常通过常规避雷器和断路器加装合闸电阻的联合作用了限制系统操作过电压的水平，但是，由于断路器加装合闸电阻存在结构负载、运行可靠性不高以及经济性差等缺陷。因此，诸多研究者提出了基于开关的可控避雷器的概念，并在电力领域获得了较为广泛的工程应用。
[0003]复合避雷器中的控制间隙最早采用不可控的间隙，可控部分依靠并联间隙的自击穿来实现，但由于自击穿间隙工作的分散性，存在不能限制雷电或超过过电压的知名缺陷；20世纪90年代，美国研究人员提出将晶闸管开关引入的可控避雷器中，通过多只晶闸管的串联组合实现高压耐受，晶闸管的可控关断解决了可控避雷器工作的快速响应、准确控制的技术难题，原理上可以实现避雷器伏安特性的精确控制。但是存在以下两个方面的严重缺陷：
①
由于晶闸管电压的限制，高压情况下需要许多个晶闸管的串联连接，同步触发的技术难题需要解决；<br/>②
由于晶闸管受到其电压变化率dU/dt和电流变化率dI/dt的限制，因而需要附加的电压和电流限制措施对其保护，增加了过电压保护的复杂性，同时还会对避雷器的电压分布造成比较大的影响。随着电力、高速信息化铁路等的发展需求，对可控避雷器提出了更高的要求，主要包括要求：(1)控制间隙具有较高的直流/交流耐压，确保在正常情况下不影响避雷器的工作状态，但须具有较低的脉冲击穿电压，确保在雷电过电压或操作过电压情况下，能尽快导通，从而将避雷器的可控部分短路，改善整个避雷器的伏安特性。(2)控制间隙的触发控制电路需要自动耦合雷电过电压或操作过电压的能量，且雷电过电压或操作过电压的能量不至于引起过电压控制开关耦合触发回路的损坏和破坏。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种具有较高的交/直流耐受电压、较低的冲击击穿电压、快速的过电压响应速度，以及与整个避雷器具有良好配合等显著特点，可以显著改善整个避雷器的伏安特性，限制雷电和操作过电压的水平的由表面触发型过电压控制开关与具有固定部分和可控部分的氧化锌避雷器组成的表面触发型过电压控制开关与氧化锌避雷器组成的表面触发型可控避雷器。
[0005]显著改善整个避雷器的伏安特性，限制雷电和操作过电压的水平。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]包括氧化锌避雷器和表面触发型过电压控制开关，所述的氧化锌避雷器包括串联连接的固定避雷器和可控避雷器，可控避雷器与表面触发型过电压控制开关并联；所述的固定避雷器的上电极与被保护电力设备的上端相连，所述的可控避雷器的下电极与被保护电力设备的下端相连；
[0008]所述的表面触发型过电压控制开关是一个具有环状触发电极的触发型表面放电过电压控制开关，包括上绝缘壳体、下绝缘壳体、上端法兰和下端法兰构成的气压为100～103或者104～5
×
105Pa的密闭腔体、或真空度为10
‑1～10
‑5Pa的真空密闭腔体，在密闭腔体内设置有通过上、下导流杆安装在上、下端法兰上的上电极和下电极，且下电极的触头直径不大于上电极的触头直径，上电极和下电极之间构成放电间隙，在上绝缘壳体和下绝缘壳体之间的下电极周围安装有环状触发电极，环状触发电极有一伸出的连接端子，用于连接雷电感应过电压或操作过电压通过主动耦合触发电路耦合过来的雷电能量，环状触发电极与下电极之间安装有起绝缘隔离作用的环状表面放电绝缘介质材料，环状触发电极、环状表面放电绝缘介质材料与下电极构成主动型过电压控制开关的表面放电触发器，环状触发电极与环状表面放电绝缘介质材料紧密接触，环状表面放电绝缘介质材料及环状触发电极的上表面均不高于下电极的上表面，同时在上电极、下电极周围的上绝缘壳体内安装有电弧屏蔽罩；
[0009]在可控避雷器与表面触发型过电压控制开关之间连接有自动能量耦合触发电路；所述的自动能量耦合触发电路为二端口网络电路，其输入端口的上、下端分别与可控避雷器、表面触发型过电压控制开关的上、下电极连接，其输出端口与表面触发型过电压控制开关的环状触发电极连接。
[0010]所述的环状表面放电绝缘介质材料的上表面与下电极的上表面在同一水平面或低于下电极上表面1mm～5mm。
[0011]所述的环状触发电极的上表面低于下电极的上表面，表面放电绝缘介质材料的上表面与环状触发电极的上表面在同一水平面或低于环状触发电极上表面1mm～3mm。
[0012]所述的环状触发电极安装在上、下绝缘壳体的结合处，其厚度为3
‑
5mm。
[0013]所述的环状表面放电绝缘介质材料采用环宽为5
‑
15mm的聚四氟乙烯、半导体或陶瓷材料。
[0014]所述的环状触发电极的内环覆盖在环状表面放电绝缘介质材料上表面上，覆盖环状绝缘放电介质材料的尺寸为2～5mm。
[0015]所述的电弧屏蔽罩采用无氧铜制成。
[0016]所述的固定避雷器与可控避雷器均由多个氧化锌非线性电阻片串联而成，通过绝缘填充胶固定安装在绝缘套中，在串联的电阻片上、下端均设置有通过避雷器上、下法兰与串联的电阻片电连接的避雷器上、下电极，串联的电阻片外侧安装有外绝缘伞裙，且可控避雷器的电阻片的数量少于固定避雷器的电阻片数量。
[0017]所述的可控避雷器中氧化锌电阻片的数量为固定避雷器中氧化锌电阻片数量的15
‑
30％。
[0018]所述的自动能量耦合触发电路包括由两个耦合电容组成的能量耦合单元，其中一个耦合电容并联有升压脉冲变压器，升压脉冲变压器与其并联的耦合电容间设置有隔离间
隙。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：
[0020]本专利技术的表面触发型过电压控制开关与具有固定部分和可控部分的氧化锌避雷器组成的可控避雷器，与可控避雷器并联的表面触发型过电压控制开关具有较高的交、直流耐受电压，较低的冲击击穿电压、快速的过电压响应速度，以及与整个避雷器具有良好配合等显著特点，可以显著改善整个避雷器的伏安特性，限制雷电和操作过电压的水平；
[0021]由于表面触发型过电压控制开关密闭在空气或真空环境中，因而具有优良的工作稳定性，不受外界环境因素的影响，因此，该可控避雷器可以突破现有晶闸管可控避雷器中晶闸管两端的电压变化率dU/dt和流经的电流变化率dI/dt的限制，显著改善本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种表面触发型过电压控制开关与氧化锌避雷器组成的表面触发型可控避雷器，其特征在于，包括氧化锌避雷器和表面触发型过电压控制开关，所述的氧化锌避雷器包括串联连接的固定避雷器和可控避雷器，可控避雷器与表面触发型过电压控制开关并联；所述的固定避雷器的上电极与被保护电力设备的上端相连，所述的可控避雷器的下电极与被保护电力设备的下端相连；所述的表面触发型过电压控制开关是一个具有环状触发电极的触发型表面放电过电压控制开关，包括上绝缘壳体(1)、下绝缘壳体(2)、上端法兰(5)和下端法兰(6)构成的气压为100～103或者104～5
×
105Pa的密闭腔体(12)、或真空度为10
‑1～10
‑5Pa的真空密闭腔体(12)，在密闭腔体(12)内设置有通过上、下导流杆(10、11)安装在上、下端法兰(5、6)上的上电极(3)和下电极(4)，且下电极(4)的触头直径不大于上电极(3)的触头直径，上电极(3)和下电极(4)之间构成放电间隙，在上绝缘壳体(1)和下绝缘壳体(2)之间的下电极(4)周围安装有环状触发电极(7)，环状触发电极(7)有一伸出的连接端子，用于连接雷电感应过电压或操作过电压通过主动耦合触发电路耦合过来的雷电能量，环状触发电极(7)与下电极(4)之间安装有起绝缘隔离作用的环状表面放电绝缘介质材料(8)，环状触发电极(7)、环状表面放电绝缘介质材料(8)与下电极(4)构成主动型过电压控制开关的表面放电触发器，环状触发电极(7)与环状表面放电绝缘介质材料(8)紧密接触，环状表面放电绝缘介质材料(8)及环状触发电极(7)的上表面均不高于下电极(4)的上表面，同时在上电极(3)、下电极(4)周围的上绝缘壳体(1)内安装有电弧屏蔽罩(9)；在可控避雷器与表面触发型过电压控制开关之间连接有自动能量耦合触发电路；所述的自动能量耦合触发电路为二端口网络电路，其输入端口的上、下端分别与可控避雷器、表面触发型过电压控制开关的上、下电极连接，其输出端口与表面触发型过电压控制开关的环状触发电极(7)连接。2.根据权利要求1所述的表面触发型过电压控制开关与氧化锌避雷器组成的表面触发型可控避雷器，其特征在于：所述的环状表面放电绝缘介质材料(8)的上表面与下电极(4)的上表面在同一水平面或低于下电极(4)上表面1mm～5mm。3.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙晋茹，姚学玲，陈景亮，田向渝，雷望龙，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。