CN101425353A - 一种避雷器用无残压监测器 - Google Patents
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Abstract
该发明属于在线监测避雷器工作状态的无残压监测器。包括带面板的壳体及设于其内的双指针计数显示机构、在线监测及报警显示机构以及与之对应的分别带计数显示电路和在线监测、报警显示及其保护电路、限流取样电路，高压接线柱；在计数显示电路上还设有一磁环变流器，而在线监测、报警显示及其保护电路、限流取样电路上则设有一放电间歇元件。本发明采用磁环变流器和放电间歇元件代替原监测器中的阀片，消除了监测器在工作运行中的残压及对避雷器的不良影响，而具有对避雷器监测的准确性、可靠性高，有效提高了避雷器运行的安全系数，进而提高了对电网运行和用电设施保护的有效性并可实现远程监测避雷器工作状态等特点。
Description
技术领域
本发明属于一种在线监测带电运行中的避雷器工作状况的监测器，特别是一种在运行过程中不带残压的避雷器用监测器，该监测器尤其适合与6～500千伏电压等级的各型避雷器配套用以监测避雷器工作状态，确保电网运行和用电设施安全。
背景技术
随着电力建设发展，为了确保各级电网的安全运行，国家有关电力管理部门曾做出过规定，凡安装35千伏及以上电压等级的各型避雷器时必须加装监测器(或放电计数器)，用以监测运行中的避雷器工作正常与否，以确保电网运行和用电设施安全。申请人在公告号为CN1808640，发明名称为《避雷器用监测器》的专利文献上所记载的技术、即属于此类避雷器用监测器。该监测器包括带面板的壳体及设于其内的闭合式磁场回路的双指针计数显示机构、泄漏电流监测及报警显示机构，含整流电路、计数显示电路、泄漏电流监测、报警及待工作状态显示电路、保护电路在内的监测、显示电路***，高压出线端。该监测器虽然具有可实现百位数循环计数且灵敏度及计数频率高，下限动作灵敏度可提高到50～20A，数字及视窗面积大，可在较远距离直接观察；并可准确模拟显示出泄漏电流实际大小值及准确设置报警电流值，提高了泄漏电流监测和报警显示电路的可靠性，以及可为远程监测避雷器工作状态提供信号等特点。但由于该监测器正常工作情况下，雷电冲击电流流经阀片时，在阀片上产生一个峰值电压—残压，残压值一般都在1千伏以上，高的甚至达到3千伏，该残压通过整流器对电容器充电，然后电容器对计数器、电流监测回路和报警监测回路放电，从而达到监测避雷器运行状态的目的；其全过程的能源均来源于串联在避雷器与地之间的监测器阀片(非线性电阻片)中的残压。但为了有效保护线路上各类用电器的安全，国家对各电压等级避雷器的残压值都制订了一个限制性标准，残压不能超过标准规定的上限值。由于监测器是串联在避雷器与地之间工作的，运行中监测器阀片上的残压必将叠加于避雷器上，无形中大大提高了避雷器的残压值，这不但降低了避雷器对电网运行和用电设施保护的有效性，而且大大缩小了各类避雷器的安全保护系数和适应性；此外，，监测器阀片在超过自身承受能力时易被击穿或炸裂，造成避雷器与地之间的连接开路而失去对线路上各类用电器的保护作用。
发明内容
本发明的目的是研究设计一种避雷器用无残压监测器，以达到消除监测器在工作运行中的残压及其对避雷器的不良影响，确保对避雷器的监测准确、可靠及避雷器运行的安全系数，进而提高对电网运行和用电设施保护的有效性等目的。
本发明的解决方案是在保留背景技术中带面板的壳体及设于其内的闭合式磁场回路的双指针计数显示机构，泄漏电流(在线)监测、显示机构及其电路的基础上，去掉背景技术中的阀片并采用放电间歇元件及磁环变流器代替，同时将泄漏电流监测、显示及其保护电路及分压取样电路与计数显示电路分成两套分别带整流电路的相对独立的电路，放电间歇元件设于保护电路上、磁环变流器则设于计数显示电路上，两电路之间通过放电间歇元件输出端与磁环变流器原边线圈的输入端连接，整套监测器仍通过其壳体上的高压出线端(接线柱)串接于避雷器与地之间的连线上与避雷器配套使用；本发明即以此实现其发明目的。因此，本发明包括带面板的壳体及设于其内的双指针计数显示机构、在线(泄漏电流)监测及报警显示机构以及与之对应的计数显示电路，在线(泄漏电流)监测、报警显示及其保护电路、限流取样电路，整流电路，高压进出线接线柱；关键在于计数显示电路与在线监测、报警显示及其保护电路，限流取样电路为分别带整流电路的两条相对独立的电路；在计数显示电路上还设有一磁环变流器，而在线监测、报警显示及其保护电路，限流取样电路上则设有一放电间歇元件，且限流取样及保护电路串接于其整流电路的交流回路中；避雷器工作时放电间歇元件通过其隔离作用向在线监测、报警显示及其保护电路，限流取样电路提供工作电流；而磁环变流器则利用雷击时的冲击电流向计数显示电路提供工作电流；两电路之间通过放电间歇元件的输出端与磁环变流器原边线圈的输入端连接，而放电间歇元件的输入端及磁环变流器原边线圈的输出端则分别与监测器接线柱的进线及出线接头连接。
在线监测、报警显示及其保护电路，限流取样电路中的保护、限流取样电路与整流电路的两交流输入端之间还并联有一工频电流传感器，以实现对避雷器工作状态进行远程监测。而所述磁环变流器原边线圈的直径为Φ2.5-14mm、匝数5-20匝，副边线圈的直径为Φ0.3-1.0mm、匝数20-100匝，磁环截面积300-1200mm2。所述放电间歇元件为直径Φ6-16mm的弧面形或平面形钨触点式间隙元件。
本发明由于采用磁环变流器和放电间歇元件代替原设于监测器中的阀片，采用较大直径铜导线在避雷器与大地之间连接，可以承受比阀片更大的雷电流冲击且不存在阀片被击穿或炸裂的现象，有效提高了避雷器接地的可靠性，不但消除了监测器在工作运行中的残压及其对避雷器的不良影响，而且确保了对避雷器监测的准确性、可靠性，并提高了避雷器运行的安全系数，进而提高对电网运行和用电设施保护的有效性；工频电流传感器的设置，又可对避雷器工作状态实现远程监测。因而本发明消除了监测器在工作运行中的残压对避雷器的不良影响，避免了阀片被击穿或炸裂现象的发生，从而具有可确保对避雷器的监测准确性、可靠性，提高了避雷器运行的安全系数，进而提高对电网运行和用电设施保护的有效性，以及可实现远程监测避雷器工作状态等特点。
附图说明
图1、为本发明主电路结构示意图；
图2、为本发明监测器正视及使用状态示意图；
图3、为图2的侧视图；
图4、为具体实施方式2电路结构示意图；
图中：I.整流及在线监测、报警显示电路，II.限流取样电路，III.保护电路，IV.磁环变流器，V.整流及计数显示电路；其中：Q1、Q2：硅桥式整流器，R1—R7：电阻，R8—R9：可调电阻，RV1、RV2：压敏电阻，RL.计数器，C1、C2：电容，D1、D2：双向瞬态电压抑制二极管，D3、红色发光二极管，D4。绿色发光二极管，JX.放电间歇元件，CT1.磁环变流器，CT2.工频电流传感器，A.电流表，BL.避雷器；在图2、3中：1.壳体，2.面板，3.双指针计数装置(RL)，4.电流表(A)，5.红色发光二极管(D3)，6.绿色发光二极管(D4)，7.固定板，8.电路板，9.放电间隙元件(JX)，10.磁环变流器，11.高压进出线接线柱。
具体实施方式
实施例1：本实施例以与6～500千伏电压等级避雷器配套用监测器为例：双指针计数装置(RL)3采用申请号为200520034553.3的闭合式电磁回路双指针电磁计数装置，其电磁吸合力18安匝25g、灵敏度20A，电流表A.0～3mA，硅桥式整流器Q1.1.5A/1000V，Q2.3A/1500V；电阻：R1、R2、R3：均为20K/10w，R4、R5：均为10K/10w，R6：1KΩ/1.0w，R7：20K/2w；可调电阻：R8：2.2K/0.5w，R9：2.0KΩ/0.5w；压敏电阻RV1.270V/1kA，RV2.120V/1kA；电容：C1.1.5μf/400V，C2.2.2μf/400V；双向瞬态电压抑制二极管D1。21V、D2。11V；D3。红色发光二极管，D4绿色发光二极管，放电间歇元件(JX)9采用直径为Φ10mm的平面形钨触点式间隙元件，间隙为0.2mm、1000V动作；磁环变流器10截面积900mm2、原边线圈的直径为Φ6.0mm、匝数10匝，副边线圈的直径为Φ0.5mm、匝数40匝；本实施例面板2面积(即总视窗面积)108×78mm，壳体1高140mm、宽100mm，厚：上部为125mm、下部105m，固定板10(高×宽×厚)30×100×4mm。
实施例2：本实施例在线监测、报警显示及其保护电路，限流取样电路中的保护、限流取样电路与整流电路的两交流输入端之间并联一工频电流传感器CT2，传感器CT2原、副边线圈匝数之比为1：1、电流5mA，以提供远程监测信号对避雷器工作状态进行远程监；其余元器件的参数及连接关系均与实施例1相同。
Claims (4)
1.一种避雷器用无残压监测器，包括带面板的壳体及设于其内的双指针计数显示机构、在线监测及报警显示机构以及与之对应的计数显示电路，在线监测、报警显示及其保护电路、限流取样电路，整流电路，高压进出线接线柱；其特征在于计数显示电路与在线监测、报警显示及其保护电路，限流取样电路为分别带整流电路的两条相对独立的电路；在计数显示电路上还设有一磁环变流器，而在线监测、报警显示及其保护电路，限流取样电路上则设有一放电间歇元件、且限流取样及保护电路串接于其整流电路的交流回路中；避雷器工作时放电间歇元件通过其隔离作用向在线监测、报警显示及其保护电路，限流取样电路提供工作电流；而磁环变流器则利用雷击时的冲击电流向计数显示电路提供工作电流；两电路之间通过放电间歇元件的输出端与磁环变流器原边线圈的输入端连接，而放电间歇元件的输入端及磁环变流器原边线圈的输出端则分别与监测器接线柱的进线及出线接头连接。
2.按权利要求1所述避雷器用无残压监测器，其特征在于在线监测、报警显示及其保护电路，限流取样电路中的保护、限流取样电路与整流电路的两交流输入端之间还并联有一工频电流传感器，以提供远程监测信号。
3.按权利要求1所述避雷器用无残压监测器，其特征在于所述磁环变流器原边线圈的直径为Φ2.5-14mm、匝数5-20匝，副边线圈的直径为Φ0.3-1.0mm、匝数20-100匝，磁环截面积300-1200mm2。
4.按权利要求1所述避雷器用无残压监测器，其特征在于所述放电间歇元件为直径Φ6-16mm的弧面形或平面形钨触点式间隙元件。
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