CN2859885Y - 高速限流断路器 - Google Patents

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李彦
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Abstract

高速限流断路器，其特征是由独立结构的线性限流电阻与辅助分流熔断器相串联构成分流支路，并由分流支路与主载流桥、高能氧化锌换流器相互并联构成三分支并联电路，其中，主载流桥的动作受控于电流测控器在高压发生器中输出的高压脉冲触发信号。本实用新型抗干扰能力强、响应速度、快容量大、生产及维护成本低，可广泛用于单相交直流供电***中用于快速切短短路故障，也可三只组合，应用于三相电力***中，用于限制***短路电流，降低过流冲击危害。

Description

高速限流断路器
技术领域：
本实用新型涉及短路保护装置，更具体地说是一种电力***短路保护装置。
背景技术：
随着国家工业化进程的加快，作为能源供应的主要形式的电能，其供应需求也在不断的增加。不断增加的电能消费需求加快了电力***向大容量、大网络、大电流方向发展的趋势，同时多***并网供电有利于电能的合理调度、提高供电效率、平衡供电的地域不平衡。但随着电力网络的联接规模的扩大，***联接点的短路故障电流也越来越大，单靠传统的限流电抗器，熔断器，及开关等限制及切断故障已经在很多方面显露出其缺点，主要包括以下几个方面：
1、对原有***的强化扩容改造而言，因原***容量有限，并网供发电将导致***内故障点的短路电流急剧增大，其产生的电动力冲击及热能量冲击将对设备产生强烈的破坏作用，超过***原设计水平，导致相关设备损坏，降低了***可靠性。
2、在新***建设过程中，只是提高开断用断路器的切断容量来应对增大的短路电流的话，***中与之相串联的其他设备的容量也需要升级，其制造技术水平及成本将进一步提升。
3、为限制短路电流而在***中串联的限流电抗器，加大了***能量损耗，降低了供电质量，同时***扩容时，限流电抗器也需要更换，导致运行成本的增加，不利于***长期规划。
4、在合理设计的前提下，常规的限流电抗器虽能降低***短路电流，使短路电流维持在断路器的开断能力范围内，但电抗器不能改变短路电流的过零时间，主断路器需经过几个周波才能开断短路电流，虽然主断路器可以承受，但网络内的设备包括输电线缆等都将承受几次断路峰值电流的冲击，将对设备产生累积损坏，缩短其使用寿命。
目前，为解决此类问题所采用的常规方法如：提升***供电电压，降低***电流；采用高阻抗设备，降低供电电流；改变***构成方式，增加馈电线路及变电所数量；采用限流电抗器分割母线及各线路；采用限流装置提高事故时***阻抗，降低电路电流，等等，都很难从根本上高效低投入的解决这些问题。为此，人们开始从快速开断装置入手，设计了多种采用火工品快速动作的高速开关。
2003年12月17日公告的专利号为ZL03219156.1的快速限流保护装置，是另一款大容量高速开关装置专利的改进型，它能有效实现在***正常运行过程中主载流导体和与之并联的分流熔断器之间的分流不易控制的问题，应用在电力***中能有效解决大电流短路快速开断的技术问题，但也存在一定的技术不足：主要表现在：
1、串联于熔断器FU上的电容容量选择困难。表现在：如采用大容量的电容，虽可以保证故障时的有效分流，但存在体积庞大，安装困难，绝缘隔离麻烦的一系列实际的问题；如采用小容量电容，虽然体积小易于安装，但却存在另一个巨大的隐患：因电容的存在，在故障发生时，分流支路中的有效电流小，有可能发生熔断器无法正常熔断，换流过程失败，巨大的电弧能量在短时间内全部加在氧化锌电阻上，导致其无法承受而***分解，或其因此击穿短路导致开断失败并诱发严重后果。
2、串联于熔断器FU上的电容的电压选择困难。表现在：如采用低压电容，虽然体积不大，但故障开断时其必然击穿短路损坏导致动作成本增加，更换时间延长，降低设备维护性能；如采用高压电容，则同样面临前叙安装及结缘隔离等实际问题。
3、熔断器FU开断后，电容器两端有可能存在的残压无释放回路，导致设备维护时可能发生人身安全事故。
发明内容：
本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种高速限流断路器，在确保快速开断并限制短路电流的前提下，进一步提高设备自身的可靠性，并降低生产成本及动作维护成本。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：
本实用新型的结构特点是由独立结构的线性限流电阻R与辅助分流熔断器FU相串联构成分流支路，并由所述分流支路与主载流桥KQ、高能氧化锌换流器RI相互并联构成三分支并联电路，其中，所述主载流桥KQ的动作受控于电流测控器JK在高压发生器HV中输出的高压脉冲触发信号。
本实用新型的结构特点也在于所述主载流桥具有无点火药的钝感引信，并采用高压大能量信号点火触发。
本实用新型因在辅助分流熔断器FU支路中串联有独立的线性限流电阻R，通过合理选择该阻值，可确保正常工作时该支路中流过的电流较小，一般为主载流桥KQ流过电流的几十分之一，因此辅助分流熔断器可选择较小额定工作电流的，还可部分分担主载流桥KQ的电流，在一定程度上减小载流桥KQ通流导体尺寸。该结构形式电路不存在电流分配不易掌握的问题，也不存在因电容器的使用而导致的各种问题，独立的线性限流电阻R的阻值仅在零点几欧姆，正常工作时发热非常小。
附图说明：
附图为本实用新型电路结构示意图。
图中，JK为电流测控器；KQ为主载流桥；R为结构独立的线性限流电阻，FU为辅助分流熔断器；RI为高能容量氧化锌换流器；CT为电流检测用宽线性范围电流互感器，主要用于向JK提供***电流检测量；HV为高压发生器，在JK的控制下输出触发高压脉冲。
具体实施方式：
本实施例是由独立结构的线性限流电阻R与辅助分流熔断器FU相串联构成分流支路，并由分流支路与主载流桥KQ、高能氧化锌换流器RI相互并联构成三分支并联电路，其中，主载流桥KQ的动作受控于电流测控器JK在高压发生器HV中输出的高压脉冲触发信号。主载流桥KQ具有无点火药的钝感引信，并采用高压大能量信号点火触发。
采用线性限流电阻限制分流支路的电流幅值，可大幅度提高装置可靠性，降低生产及维护成本；主载流桥KQ的桥体触发引信采用钝感的无点火药***，点火器采用高压点火，因此抗误动作能力强；在主载流桥KQ动作部填装的是重量经过严格计算的高爆速***，外壳采用高强度环氧树脂筒，在保证大容量的前提下动作响应速度极快且安全可靠。可广泛用于单相交直流供电***中用于快速切除短路故障，也可三只组合，应用于三相交流电力***中，用于限制***短路电流，降低过流冲击危害。
工作过程：
将装置整体串联在供电设备与被保护设备的线路之间，正常工作时，***电流的绝大部分流过主载流桥KQ，一小部分流过辅助分流熔断器FU，进行动作前的预热，一旦有故障发生，***电流发生突变，电流测控器JK检测到该故障信号，立即输出高压大能量点火信号注入到主载流桥KQ内的触发部，在ms级时间内载流桥KQ开路，***短路电流转移到辅助分流熔断器FU与线性限流电阻R所串联的支路中，因该支路存在一定的阻抗，短路电流将不再继续上升，被转移的短路电流将辅助分流熔断器FU内的熔丝熔断，熔断过程产生的弧压开通高能限压分流器RI，电弧能量被其快速吸收并熄弧，从而将短路故障切除在初期阶段，并将短路电流幅值限制在一定水平。

Claims (2)

1、高速限流断路器，其特征是由独立结构的线性限流电阻(R)与辅助分流熔断器(FU)相串联构成分流支路，并由所述分流支路与主载流桥(KQ)、高能氧化锌换流器(RI)相互并联构成三分支并联电路，其中，所述主载流桥(KQ)的动作受控于电流测控器(JK)在高压发生器(HV)中输出的高压脉冲触发信号。
2、根据权利要求1所述的高速限流断路器，其特征是所述主载流桥(KQ)具有无点火药的钝感引信，并采用高压大能量信号点火触发。
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