CN104600685A - 一种过电压短路保护设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种过电压短路保护设备，在所述的电极绝缘外罩上从上到下依次开有三个安装槽口，分别将高电势端金属电极、中间金属电极、低电势端金属电极通过三个安装槽口水平的安装到电极绝缘外罩内，将静态均压电阻一和静态均压电阻二串联且并联在高电势端金属电极和低电势端金属电极之间，将静态均压电阻一并联在高电势端金属电极和中间金属电极之间，将无感电阻和高频电容串联构成阻容支路并且并联在高电势端金属电极和中间金属电极之间，高电势端金属电极和低电势端金属电极的端部为两个接线端子，本发明整个设备是无源运行，不需要外界干预和控制，成本低廉，运行可靠。

Description

一种过电压短路保护设备

技术领域

    本发明涉及6kV以上的过电压保护技术领域，尤其涉及一种过电压短路保护设备。

背景技术

在电力系统或高压设备运行过程中，有瞬态高电压出现的工况，这时需要进行可靠的过压保护，常规应用是氧化锌避雷器，它在过压时吸收的能量有限制，吸收能量过多会爆炸。利用球间隙进行过压保护，它的稳态设定值比动态设定值低50%左右；击穿电压与电压上升时间成反比，当瞬态电压最大能超过稳态值得50%时，球间隙才会击穿短路。这对一些敏感器件的过压保护不利。当前的一些技术应用，需要一种动态过压保护和稳态过压保护的设定值相近的过压保护设备。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种过电压短路保护设备。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种过电压短路保护设备，包括有电极绝缘外罩、高电势端金属电极、中间金属电极、低电势端金属电极、静态均压电阻一、静态均压电阻二、无感电阻和高频电容，在所述的电极绝缘外罩上从上到下依次开有三个安装槽口，分别将高电势端金属电极、中间金属电极、低电势端金属电极通过三个安装槽口水平的安装到电极绝缘外罩内，将静态均压电阻一和静态均压电阻二串联且并联在高电势端金属电极和低电势端金属电极之间，将静态均压电阻一并联在高电势端金属电极和中间金属电极之间，将无感电阻和高频电容串联构成阻容支路并且并联在高电势端金属电极和中间金属电极之间，高电势端金属电极和低电势端金属电极的端部为两个接线端子，两个接线端子与被保护设备电气连接，当被保护设备短路时，瞬态电压施加在高电势端金属电极和低电势端金属电极两端，高电势端金属电极和中间金属电极之间的间隙端电压被阻容支路旁路，电压全部施加在中间金属电极和低电势端金属电极之间的间隙上，中间金属电极和低电势端金属电极之间的间隙在稳态时承受50%设定电压，在动态时承受近似100%的电压，当电压超过稳态设定电压的50%时，即可在微秒量级短路，短路时中间金属电极和低电势端金属电极之间的间隙电压近似为零，电压全部施加在阻容电路并联的支路上，高电势端金属电极和中间金属电极之间的间隙在电压上升超过50%时在微秒量级短路导通，实现瞬态过电压短路保护，且电压过冲低于单间隙。

实现稳态过压和动态过压的差异低于单间隙的过压短路保护设备。如果是变化缓慢的电压施加在设备两端，两个间隙的并联高压电阻实现均压功能，到达设定电压值左右时，两个金属间隙全部击穿短路。整个设备不需要外界控制触发信号，击穿过程全部由自身元件组成的电气特性完成。

本发明的优点是：本发明利用两个金属间隙的串联，以及外置动态和静态电压分配电路，实现动态过程中的过压设定值远低于单间隙的过压保护设定值，与稳态过压设定值类似；短路电流能力能达到100kA量级，电压从十千伏到百千伏范围；整个设备是无源运行，不需要外界干预和控制，成本低廉，运行可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明侧视图。

具体实施方式

如图1、2所示，一种过电压短路保护设备，包括有电极绝缘外罩4、高电势端金属电极1、中间金属电极2、低电势端金属电极3、静态均压电阻一5、静态均压电阻二6、无感电阻7和高频电容8，在所述的电极绝缘外罩4上从上到下依次开有三个安装槽口，分别将高电势端金属电极1、中间金属电极2、低电势端金属电极3通过三个安装槽口水平的安装到电极绝缘外罩4内，将静态均压电阻一5和静态均压电阻二6串联且并联在高电势端金属电极1和低电势端金属电极3之间，将静态均压电阻一5并联在高电势端金属电极1和中间金属电极2之间，将无感电阻7和高频电容8串联构成阻容支路并且并联在高电势端金属电极1和中间金属电极2之间，高电势端金属电极1和低电势端金属电极3的端部为两个接线端子，两个接线端子与被保护设备电气连接，当被保护设备短路时，瞬态电压施加在高电势端金属电极1和低电势端金属电极3两端，高电势端金属电极1和中间金属电极2之间的间隙端电压被阻容支路旁路，电压全部施加在中间金属电极2和低电势端金属电极3之间的间隙上，中间金属电极2和低电势端金属电极3之间的间隙在稳态时承受50%设定电压，在动态时承受近似100%的电压，当电压超过稳态设定电压的50%时，即可在微秒量级短路，短路时中间金属电极2和低电势端金属电极3之间的间隙电压近似为零，电压全部施加在阻容电路并联的支路上，高电势端金属电极1和中间金属电极3之间的间隙在电压上升超过50%时在微秒量级短路导通，实现瞬态过电压短路保护，且电压过冲低于单间隙。

电极绝缘外罩4内部的电极组成击穿短路的主通路，外部单元器件组成电压分配电路。电极绝缘外罩4的功能是保证外部的带电导体对其内部金属间隙内的电场击穿电压的影响可以忽略；电极绝缘外罩4是用有机玻璃加工而成，这样能观察电极状态，方便维护。静态均压电阻一5、静态均压电阻二6、无感电阻7和高频电容8通过连接导线9、10、11组成电压分配电路；功能是瞬态时，中间金属电极2和低电势端金属电极3之间的电压远高于高电势端金属电极1和中间金属电极2之间的电压，加速中间金属电极2和低电势端金属电极3之间的间隙击穿短路；然后高电势端金属电极1和低电势端金属电极3之间的电压全部施加在高电势端金属电极1和中间金属电极2之间，使高电势端金属电极1、中间金属电极2之间的间隙击穿短路。低频到稳态的电压施加在高电势端金属电极1和低电势端金属电极3之间时，电压有静态均压电阻分配，这时两个金属间隙间的电压近似相等。高电势端金属电极1和低电势端金属电极3的端部是接线端子，用于与被保护设备的并联。如果瞬态电压施加在高电势端金属电极1和低电势端金属电极3两端时，短路电流有两个阶段：初始阶段的通路是高电势端金属电极1、导线9、无感电阻7、高频电容8、导线11、中间金属电极2和低电势端金属电极3；初始阶段维持约10微秒量级，然后进入全导通阶段：电极1和中间金属电极2之间击穿，电流通路变为高电势端金属电极1、中间金属电极2、低电势端金属电极3；全导通阶段的电流可达到100kA量级。

使用时，把电极1和低电势端金属电极3的接线端子分别与被保护设备进行电气连接即可。

Claims (1)

1.一种过电压短路保护设备，其特征在于：包括有电极绝缘外罩、高电势端金属电极、中间金属电极、低电势端金属电极、静态均压电阻一、静态均压电阻二、无感电阻和高频电容，在所述的电极绝缘外罩上从上到下依次开有三个安装槽口，分别将高电势端金属电极、中间金属电极、低电势端金属电极通过三个安装槽口水平的安装到电极绝缘外罩内，将静态均压电阻一和静态均压电阻二串联且并联在高电势端金属电极和低电势端金属电极之间，将静态均压电阻一并联在高电势端金属电极和中间金属电极之间，将无感电阻和高频电容串联构成阻容支路并且并联在高电势端金属电极和中间金属电极之间，高电势端金属电极和低电势端金属电极的端部为两个接线端子，两个接线端子与被保护设备电气连接，当被保护设备短路时，瞬态电压施加在高电势端金属电极和低电势端金属电极两端，高电势端金属电极和中间金属电极之间的间隙端电压被阻容支路旁路，电压全部施加在中间金属电极和低电势端金属电极之间的间隙上，中间金属电极和低电势端金属电极之间的间隙在稳态时承受50%设定电压，在动态时承受近似100%的电压，当电压超过稳态设定电压的50%时，即可在微秒量级短路，短路时中间金属电极和低电势端金属电极之间的间隙电压近似为零，电压全部施加在阻容电路并联的支路上，高电势端金属电极和中间金属电极之间的间隙在电压上升超过50%时在微秒量级短路导通，实现瞬态过电压短路保护，且电压过冲低于单间隙。