CN103746290A - 一种带弧光检测的放电间隙 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带弧光检测的放电间隙，用于限制配电网串联电容补偿装置的电容器过电压，保护电容器。本发明放电间隙主要结构包括主电极放电间隙、触发电极、弧光检测传感器以及支撑绝缘子等。主放电间隙电极与触发电极，构成三电极间隙，触发电极靠近主放电间隙的其中一个电极，触发电极动作时可激发主放电间隙发生击穿，使得主放电稳定可靠。采用弧光检测传感器采集放电间隙击穿放电发光，方便用户判断放电间隙击穿情况。

Description

一种带弧光检测的放电间隙

技术领域

本发明涉及一种带弧光检测的放电间隙，属于电气元件领域，主要用于配电网串联电容器的过电压保护。

背景技术

在我国，偏远地区及城市郊区的配电网络往往线路过长，由此带来电压低、损耗大等问题；工矿企业涉及到特殊的波动性负载时，也会出现电压质量严重超标等问题。而采用串联补偿技术能够自动、快速对电压进行补偿，改善配电网电压质量。串联电容补偿装置在超高压线路中应用广泛，但是目前串补技术在国内配电网中的应用还很少见，由于技术限制等原因，针对配电网的串联电容补偿装置更是少有报道。

串联电容补偿装置主要结构包括串联电容器、放电间隙、阻尼回路、旁路开关及控制器等。放电间隙是串联电容装置的重要组成部分，用以电容器组过电压保护。放电间隙要求具备大容量、高稳定高可靠、自触发且无控制死区、可重复使用、结构简单、控制便利、成本低廉。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带弧光检测的放电间隙，用于配电网串补电容补偿装置中，可限制电容器的过电压，保护电容器。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种带弧光检测的放电间隙，包括由第一主放电间隙电极和第二主放电间隙电极构成的主电极放电间隙，触发电极经阻抗器件分别与第一主放电间隙电极与第二主放电间隙电极相连接，第一主放电间隙电极、第二主放电间隙电极和触发电极构成三电极间隙，触发电极设置在两者之间并靠近第一主放电间隙电极；

弧光检测传感器对准主放电间隙，当主放电间隙放电发出弧光时，弧光检测传感器捕捉到弧光信号，并经光电转换输出随弧光信号线性变化的电压信号。

所述第一主放电间隙电极和第二主放电间隙电极距离、触发电极与第一主放电间隙电极的距离可分别调整；

触发间隙电压与主放电间隙电压同步，触发电极与第一主放电间隙电极的距离由主放电间隙的放电电压决定。

所述当第一主放电间隙电极和第二主放电间隙电极之间施加的电压为7～10kV时，第一主放电间隙电极和第二主放电间隙电极之间的距离为7～10mm，触发电极与第一主放电间隙电极之间的距离为2.9～3.1mm。

所述当第一主放电间隙电极和第二主放电间隙电极之间施加过电压时，触发电极与第一主放电间隙电极之间首先放电，产生等离子体及紫外光，然后激发第一主放电间隙电极和第二主放电间隙电极之间放电。

所述的弧光检测传感器通过信号传输线与信号接收装置相连接，信号接收装置根据弧光检测传感器发出的信号判断放电时刻及放电强度；放电结束之后，弧光检测传感器捕捉的弧光信号消失，信号接收装置确定放电终止。

所述的电弧光检测传感器采用光电探头进行感应，电弧光检测传感器输出电信号随照度在0～50000Lux范围内呈线性变化；信号传输线的长度不超过5m；

或者电弧光检测传感器采用放射式光纤探头进行感应，信号传输线采用光纤，其长度为5～400m。

所述的第一主放电间隙电极和第二主放电间隙电极分别安装在支柱绝缘子上。

所述的带弧光检测的放电间隙安装在开关柜内，弧光检测传感器安装在开关柜的挡板上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

1、本发明的主放电间隙电极与触发电极，构成三电极间隙，触发电极靠近主放电间隙的其中一个电极，其距离由触发电极的触发电压以及主电极的放电电压决定，当触发电压使得触发电极触发点火，主放电间隙进而也发生击穿，主放电间隙放电电压由触发放电间隙电压决定，触发间隙放电激发主间隙放电，保证主放电稳定可靠。

2、本发明所述的触发电极通过阻抗器件与主放电间隙两侧相连，触发电极电压实时跟随主放电间隙的电压，无需额外的控制系统，降低了放电间隙装置的复杂性；主放电间隙距离和触发间隙距离调整方便，可根据不同电压等级需要进行相应地调整。

3、本发明的弧光检测传感器，输出电信号随照度呈线性变化。当放电间隙发生击穿放点之后，弧光检测传感器将放电光强信号发送至用户接收端，采用弧光检测传感器采集放电间隙击穿放电发光，方便用户判断放电间隙击穿情况。

附图说明

图1为本发明的基本结构示意图；

1为弧光检测传感器，201为第一主放电电极，202为第二主放电电极，3触发电极，4为支柱绝缘子。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明，此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述，对本领域的技术人员来说，在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参见图1，一种带弧光检测的放电间隙，包括由第一主放电间隙电极201和第二主放电间隙电极202构成的主电极放电间隙，触发电极3经阻抗器件分别与第一主放电间隙电极201与第二主放电间隙电极202相连接，第一主放电间隙电极201、第二主放电间隙电极202和触发电极3构成三电极间隙，触发电极3设置在两者之间并靠近第一主放电间隙电极201；

弧光检测传感器1对准主放电间隙，当主放电间隙放电发出弧光时，弧光检测传感器1捕捉到弧光信号，并经光电转换输出随弧光信号线性变化的电压信号。

进一步的，第一主放电间隙电极201和第二主放电间隙电极202距离、触发电极3与第一主放电间隙电极201的距离可分别调整；

触发间隙电压与主放电间隙电压同步，触发电极3与第一主放电间隙电极201的距离由主放电间隙的放电电压决定。

当第一主放电间隙电极201和第二主放电间隙电极202之间施加的电压为7～10kV时，第一主放电间隙电极201和第二主放电间隙电极202之间的距离为7～10mm，触发电极3与第一主放电间隙电极201之间的距离为2.9～3.1mm。

当第一主放电间隙电极201和第二主放电间隙电极202之间施加过电压时，触发电极3与第一主放电间隙电极201之间首先放电，产生等离子体及紫外光，然后激发第一主放电间隙电极201和第二主放电间隙电极202之间放电。

所述的弧光检测传感器1通过信号传输线与信号接收装置相连接，信号接收装置根据弧光检测传感器发出的信号判断放电时刻及放电强度；放电结束之后，弧光检测传感器捕捉的弧光信号消失，信号接收装置确定放电终止。

所述的电弧光检测传感器1采用光电探头进行感应，电弧光检测传感器1输出电信号随照度在0～50000Lux范围内呈线性变化；信号传输线的长度不超过5m；

或者电弧光检测传感器1采用放射式光纤探头进行感应，信号传输线采用光纤，其长度为5～400m。

所述的第一主放电间隙电极201和第二主放电间隙电极202分别安装在支柱绝缘子4上。

所述的带弧光检测的放电间隙安装在开关柜内，弧光检测传感器1安装在开关柜的挡板上。

本发明提供的放电间隙用于配电网串补电容器补偿装置中，并联在电容器两端，保护电容器，防止电容器两端出现过电压。当电力系统出现故障时，电容器两端的电压升高，当此电压升高到一定程度时通过放电间隙快速将电容器旁路，对电容器遭遇的过电压实施快速保护。

下面给出具体的实施例。主放电电极安装于支柱绝缘子上，触发电极靠近主电极的一端，触发电极的位置、距离可调整，弧光检测传感器安装在开关柜挡板上（整个放电间隙位于开关柜内），探头朝向主放电间隙。弧光检测传感器经电缆线将信号送出。触发电极经阻抗器件连接在主放电电极两侧，则触发间隙电压与主放电电压同步，保证与主放电间隙两端电压在相位上的同步性，无需额外的控制系统便可自动触发。

主放电电极和触发电极的位置和距离可根据不同的放电电压进行调整。主放电间隙间的放电电压取决于触发电极的放电电压，触发电极动作时，产生等离子体及紫外光有利于激发主放电间隙击穿。主放电电极间的距离在一定范围内调节，对放电电压基本不影响，主放电电极间的距离可在一定范围内加大，增加电弧的移动性，减小触头的烧蚀。

电弧光检测传感器采用光电探头，输出电信号随照度（0～50000Lux范围内）呈线性变化，其辅助电路简单可靠，便于门槛设置。探头屏蔽电缆引线一般不会超过5m，最大限度的避免外界电磁环境的干扰。

需要说明的是，放射式光纤探头也可以适用，光纤具体长度取决于光电信号转换模块距离专用控制器的走线距离，一般可在5m、10m、20m、50m、100m、200m、400m中选择。

Claims (8)

1.一种带弧光检测的放电间隙，其特征在于，包括由第一主放电间隙电极（201）和第二主放电间隙电极（202）构成的主电极放电间隙，触发电极（3）经阻抗器件分别与第一主放电间隙电极（201）与第二主放电间隙电极（202）相连接，第一主放电间隙电极（201）、第二主放电间隙电极（202）和触发电极（3）构成三电极间隙，触发电极（3）设置在两者之间并靠近第一主放电间隙电极（201）；

弧光检测传感器（1）对准主放电间隙，当主放电间隙放电发出弧光时，弧光检测传感器（1）捕捉到弧光信号，并经光电转换输出随弧光信号线性变化的电压信号。

2.如权利要求1所述的带弧光检测的放电间隙，其特征在于，第一主放电间隙电极（201）和第二主放电间隙电极（202）距离、触发电极（3）与第一主放电间隙电极（201）的距离可分别调整；

触发间隙电压与主放电间隙电压同步，触发电极（3）与第一主放电间隙电极（201）的距离由主放电间隙的放电电压决定。

3.如权利要求2所述的带弧光检测的放电间隙，其特征在于，当第一主放电间隙电极（201）和第二主放电间隙电极（202）之间施加的电压为7～10kV时，第一主放电间隙电极（201）和第二主放电间隙电极（202）之间的距离为7～10mm，触发电极（3）与第一主放电间隙电极（201）之间的距离为2.9～3.1mm。

4.如权利要求1所述的带弧光检测的放电间隙，其特征在于，当第一主放电间隙电极（201）和第二主放电间隙电极（202）之间施加过电压时，触发电极（3）与第一主放电间隙电极（201）之间首先放电，产生等离子体及紫外光，然后激发第一主放电间隙电极（201）和第二主放电间隙电极（202）之间放电。

5.如权利要求1所述的带弧光检测的放电间隙，其特征在于，所述的弧光检测传感器（1）通过信号传输线与信号接收装置相连接，信号接收装置根据弧光检测传感器发出的信号判断放电时刻及放电强度；放电结束之后，弧光检测传感器捕捉的弧光信号消失，信号接收装置确定放电终止。

6.如权利要求5所述的带弧光检测的放电间隙，其特征在于，所述的电弧光检测传感器（1）采用光电探头进行感应，电弧光检测传感器（1）输出电信号随照度在0～50000Lux范围内呈线性变化；信号传输线的长度不超过5m；

或者电弧光检测传感器（1）采用放射式光纤探头进行感应，信号传输线采用光纤，其长度为5～400m。

7.如权利要求5所述的带弧光检测的放电间隙，其特征在于，所述的第一主放电间隙电极（201）和第二主放电间隙电极（202）分别安装在支柱绝缘子（4）上。

8.如权利要求1所述的带弧光检测的放电间隙，其特征在于，所述的带弧光检测的放电间隙安装在开关柜内，弧光检测传感器（1）安装在开关柜的挡板上。

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