CN104917167A - 一种等离子串补间隙系统 - Google Patents

Abstract

本发明的一种等离子串补间隙系统，用以保护串联在高压输电线上的串补电容及其两端并联的金属氧化物限压器，等离子间隙装置，包括有与串补电容并联的间隙和用以触发间隙动作的等离子发生器；间隙触发装置，用以接收外部供能和间隙触发指令，并输出脉冲电压到等离子发生器以触发间隙动作。通过等离子发生器触发间隙动作，可以实现宽间隙的设置，有效降低间隙的误触发；以及采用多点火回路，可以加强间隙触发的可靠性；采用激光供能方式，降低电磁屏蔽的影响。

Description

一种等离子串补间隙系统

技术领域

本发明涉及电力输送领域，具体涉及一种等离子串补间隙系统。

背景技术

在高压输电线路上采用串联补偿装置来提高系统的稳定输送容量，串联补偿装置又称串补，以高压输电线路上串联电容器来抵消线路电感的影响，从而改善线路电器参数，实现2条线路输送3条线路的功率，既提高了传输功率又节省了投资及维护费用。间隙是串补的核心器件，能有效保护金属氧化物限压器(MOV)、串补电容不受过电压的损害。

用于高压串补的间隙共有两种类型：石墨间隙和等离子间隙。目前主流采用石墨间隙工作，石墨间隙造价较高，每一相500kV的间隙造价就高达两百多万，一套串补装置共需三相间隙，共需六百多万。石墨间隙的触发管由来自间隙触发装置(GTE)的高压脉冲触发，触发管接收到高压脉冲后，在触发管电极的外表面和电极的火花栓塞之间的间隙产生电弧。这一微弱的电弧降低了触发管间隙的耐压水平，于是触发管击穿导通。

目前的石墨间隙触发装置存在误触发的问题，由于石墨间隙的击穿电压分散性较大，交流击穿电压峰值分散区为±7kV，当电极上存在污秽物，间隙的击穿电压最低约降至洁净电极理论击穿电压值的65％，在电压尚未到达石墨间隙要求的击穿电压时，间隙就已被击穿工作而产生误触发。而间隙的误触发，将会导致串补在可以继续投入运行的情况下退出运行状态，严重影响串补运行的可靠性。即使按照《一种500kV串补系统火花间隙的自触发电压整定方法》依然未能完全避免间隙误触发现象。由于火花间隙结构复杂，受对地杂散电容影响较大，导致两个起弧间隙分压不均，自触发电压严重低于设计值。间隙房内部电磁环境复杂，设备受电磁干扰影响导致故障频发。贺州串补间隙触发装置触发能量获取方式与《一种串补火花间隙触发能量获取系统及其获取方法》类似，其在运行过程中，间隙触发装置故障频发，运行一年未到，即已损坏多块。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种利用激光供能以及双点火回路的，可有效防止电磁干扰以及间隙失效或误触发的，结构简单的等离子串补间隙系统。

为达到上述发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明的一种等离子串补间隙系统，用以保护串联在高压输电线上的串补电容及其两端并联的金属氧化物限压器，包括有：等离子间隙装置，用以通过间隙高压放电来保护串补电容和金属氧化物限压器，包括有与串补电容并联的间隙和用以触发间隙动作的等离子发生器；间隙触发装置，用以接收外部供能和间隙触发指令，并输出脉冲电压到等离子发生器以触发间隙动作。

进一步，所述间隙触发装置包括有间隙触发控制器、点火回路、储能模块和升压回路；所述间隙触发控制器用以接收间隙触发命令和外部供能并储能，根据间隙触发命令将储存的能量瞬间放电从而输出脉冲电压；所述点火回路用以接收间隙触发控制器的脉冲电压，并进一步提升电压后，向储能模块和升压回路输送脉冲电压；所述升压回路也接收储能模块的输出能量，进一步将脉冲电压提升，并向等离子发生器输送最终提升后的脉冲电压；储能模块还与串补电容所在回路电连接，从而通过高压输电线为储能模块充电。

进一步，本发明的等离子串补间隙系统还包括有：

串补保护装置，用以向间隙触发装置发送间隙触发命令和心跳报文，起到确保间隙正确动作的作用；激光供能装置，用以向间隙触发装置提供激光能量，并获取其返回的包含有间隙触发装置触发状态的校验报文，将其合并后发送给串补保护装置。在A、B、C三相线路上，各相线路均设置一套上述等离子串补间隙系统，以A相线路为例，单套的等离子串补间隙系统，等离子间隙装置、间隙触发装置、串补保护装置、激光供能装置之间形成闭环结构，正常运行时，串补保护装置通过触发光纤向间隙触发装置发送心跳报文，若间隙触发装置未收到该报文则将发出告警信号到激光供能装置，激光供能装置将告警异常信号汇总合并后，发送给串补保护装置装置，并最终通过串补监控系统提醒运行人员。

采用激光供电，能有效节省电流互感器的投资，使触发系统的结构简单化，数据分析如下：每套串补需要两套完全独立的间隙触发结构，每套串补有三相，三个平台，每一相间隙的每一套间隙触发装置需要4个CT绕组供电，即每套串补需要4×2×3＝24个电流互感器，因此本发明装置能有效降低24个电流互感器的投资，简化间隙的触发系统结构；

采用激光供电还能提高电磁抗干扰性：《一种串补火花间隙触发能量获取系统及其获取方法》，从CT到串补间隙触发装置有一段较长的距离，该段长电缆将会受到强电磁场干扰，电磁屏蔽措施较为困难。河池串补平台上的某个元件的二次电缆有10米左右长度，该电缆引起的电磁干扰即可导致该元件频发损坏。中国电科院曾做试验确认该电缆引起电磁干扰，二次侧测量值可达一百多千伏。将该电缆缩短后，该元件故障率基本可消除。贺州串补的GTT(Ground TAG Triggering)板与CT的距离大于10米，也频繁故障。而本发明无需线路CT供能，所以可以将该干扰彻底消除。

所述间隙触发控制器包括有CPLD、充电回路和储能电容器，CPLD用以获取激光供能装置提供的能量，并通过充电回路存储在储能电容器上，储能电容器用以向点火回路放电。所述间隙触发控制器还包括有场效应管,该场效应管的栅极接收CPLD的触发指令，源极和漏极分别电连接储能电容器所在回路和接地端，漏极和接地端之间串联有第六电阻。通过场效应管的快速通断的能力，实现储能电容器快速充放电，从而产生脉冲电压。

所述点火装置包括有至少一个变压器和与变压器同样数目的至少一个密封间隙，至少一个变压器在一次侧串联后的两端接收间隙触发控制器发送的脉冲电压，至少一个变压器在二次侧各并联一个电容电阻串联电路，所述至少一个变压器和至少一个密封间隙各为一个时，所述电容电阻串联电路中的电阻两端与所述密封间隙的一端和触发电极电连接，且密封间隙该端作为第一点火电压输出端，所述密封间隙的另一端作为第二点火电压输出端；所述至少一个变压器和至少一个密封间隙数目相等，且数目为两个或以上时，所述密封间隙并联，至少一个变压器分为两部分，其中一部分数目变压器各自所并联的电容电阻串联电路中的电阻两侧，一侧分别电连接密封间隙一个共点端，另一侧一对一的电连接各个密封间隙的辅助电极，另一部分数目变压器各自所并联的电容电阻串联电路中的电阻两侧，一侧分别电连接密封间隙的另一个共点端，另一侧一对一的电连接剩余各个密封间隙的辅助电极；两个共点端分别作为第一点火电压输出端和第二点火电压输出端。等离子串补间隙系统采用多点火回路，确保在任意一个点火回路发生故障时，依然可正常触发间隙，加强了间隙触发的可靠性。所述点火装置还包括有并联在所述密封间隙两端的第九电容，用以防止密封间隙误触发。

所述储能模块包括有相串联的第一电容和第二电容，第一电容和第二电容的共点端作为储能模块的第一储能电压输入端，其电连接第一点火电压输出端，第一电容的另一端作为储能模块的第二储能电压输入端，串补电容与高压输电线之间串联有第七电容，第二储能电压输入端在第七电容与串补电容之间电连接，第二电容的另一端作为储能模块的储能电压输出端，其与升压回路以及高压输电线电连接。储能模块实现升压回路提升电压所需的能量，通过储能模块向升压回路放电而形成升压回路的自激振荡而提升电压，从而输出高达几千伏特的高压脉冲。

所述升压回路包括有:与点火回路的第二点火电压输出端电连接的第一升压电压输入端、与储能模块的第一储能电压输出端电连接的第二升压电压输入端、与上述两者并联的第二电阻、第三变压器的一次侧和二次侧以及第三电容，在第三变压器的一次侧一端与第一升压电压输入端之间串联有第五电阻和第一变阻器，在第五电阻两端并联有第六电容，第一升压电压输入端还电连接有第一电感，第一电感的另一端作为升压回路的第一升压电压输出端，第三变压器的二次侧一端作为升压回路的第二升压电压输出端，第一升压电压输出端与第二升压电压输出端与串联补偿回路的等离子发生器电连接。等离子串补间隙系统采用上述简单可靠的模拟元器件，实现脉冲电压自激振荡的同时，确保在恶劣电磁环境下，设备正确动作，降低电磁干扰的影响。

附图说明

图1为本发明的等离子串补间隙系统的实施例1的连接框图。

图2为本发明的等离子串补间隙系统的实施例1的电路图。

图3为本发明的等离子串补间隙系统的实施例2的连接框图。

图4为本发明的等离子串补间隙系统的间隙触发控制器的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。

实施例1

请参阅图1，为本发明的一种等离子串补间隙系统的实施例1的连接框图，本实施例的等离子串补间隙系统，用以保护串联在高压输电线三相线路上的串补电容Ctag，即每相线路配置有一个串补电容Ctag。所述串补电容Ctag包括一组或两组并联的串联电容器组，在本实施例中优选采用两组串联电容器组各连接一套等离子串补间隙系统，第二个等离子间隙系统作为备用系统，所述两组串联电容器组为第一串联电容器组CtagA和第二串联电容器组CtagB，串补电容Ctag还包括有并联在上述串联电容器组两端的金属氧化物限压器MOV和与上述串联电容器组一端连接、另一端用以连接间隙一极的阻尼回路。

所述等离子串补间隙系统包括有：

等离子间隙装置200，用以补偿高压输电线路自身的线路电抗，包括有串联在高压输电线上的串补电容Ctag、与串补电容Ctag并联的间隙GAP和用以触发间隙GAP动作的等离子发生器PG；

间隙触发装置100，用以接收外部供能和间隙触发指令，并输出脉冲电压到等离子发生器PG以触发等离子间隙装置200的间隙GAP动作。

所述间隙触发装置100包括有间隙触发控制器101、点火回路102、储能模块103和升压回路104。所述间隙触发控制器101用以接收间隙触发命令后，根据其指令将储存的能量瞬间放电从而输出脉冲电压；所述点火回路102用以接收间隙触发控制器101的脉冲电压，并进一步提升电压后，向储能模块103和升压回路104输送脉冲电压；所述升压回路104也接收储能模块103的输出能量，进一步将脉冲电压提升，并向等离子发生器PG输送最终提升后的脉冲电压；储能模块103还与串补电容Ctag所在回路电连接，从而通过高压输电线为储能模块103充电。

进一步，参阅图2，为本发明的双点火等离子串补间隙系统的实施例1的电路图。

所述点火回路102采用双点火密封间隙的方式工作，具体电路包括如下：

第一电压输入端InH和第二电压输入端InL用以接收间隙触发控制器发送的脉冲电压，第一变压器T1的一次侧PS1-PF1和第二变压器T2的一次侧PS2-PF2串联在第一电压输入端InH和第二电压输入端InL两端；

第四电容C4和第三电阻R3串联在第一变压器T1的二次侧SS1-SF1两端；

第五电容C5和第四电阻R4串联在第二变压器T2的二次侧SS2-SF2两端；

进一步作为另一个实施例，还包括有第四辅助电容C4A和第五辅助电容C5A，第四辅助电容C4A与第四电容C4和第三电阻R3串联，该第四辅助电容C4A为一个电容器或多个电容器串联或并联而成；第五辅助电容C5A与第五电容C5和第四电阻R4串联，该第五辅助电容C5A为一个电容器或多个电容器串联或并联而成；

第一密封间隙S1和第二密封间隙S2并联，并且一侧的共点端与第三电阻R3一端电连接，该共点端作为第一点火电压输出端(A1)，另一侧的共点端与第四电阻R4一端电连接，该共点端作为第二点火电压输出端(A2)，第三电阻R3的另一端电连接第一密封间隙S1的辅助电极，第四电阻R4的另一端电连接第二密封间隙S2的辅助电极；第一共点端A1和第二共点端A2还作为点火回路102的电压输出端；

进一步，作为另一个实施例，第一共点端A1和第二共点端A2还并联有第九电容C9，该第九电容C9在间隙正常运行时调节密封间隙电压的作用，过滤瞬间干扰电压，避免第一密封间隙S1或第二密封间隙S2在间隙触发控制器101没有收到触发命令情况下误触发。

进一步，作为另一个是实施例，所述点火回路102包括有：至少三个以上的变压器，与变压器同数目的密封间隙。至少三个以上的变压器均在一次侧串联，所述密封间隙并联，至少三个以上的变压器在数目上分为两部分，其中一部分数目变压器各自所并联的电容电阻串联电路中的电阻两侧，一侧分别电连接密封间隙一个共点端，另一侧一对一的电连接各个密封间隙的辅助电极，另一部分数目变压器各自所并联的电容电阻串联电路中的电阻两侧，一侧分别电连接密封间隙的另一个共点端，另一侧一对一的电连接剩余各个密封间隙的辅助电极；两个共点端分别作为第一点火电压输出端A1和第二点火电压输出端A2。

作为另一个实施例，所述点火回路102还可以采用单点火密封间隙的方式工作，其具体电路包括如下：

第一变压器T1的一次侧PS1-PF1两端分别电连接第一电压输入端InH和第二电压输入端InL，第四电容C4和第三电阻R3串联在第一变压器T1的二次侧SS1-SF1两端；

进一步作为另一个实施例，还包括有第四辅助电容C4A，其与第四电容C4和第三电阻R3串联，该第四辅助电容C4A为一个电容器或多个电容器串联或并联而成；

电阻R3两端分别电连接第一密封间隙S1的一侧和辅助电极，第一密封间隙S1的两侧作为点火回路102的电压输出端；

进一步，作为另一个实施例，第一共点端A1和第二共点端A2还并联有第九电容C9，该第九电容C9起点火回路(102)的串联电感电容振荡电路的升压作用。

以双点火方式的点火回路102为例，作为点火回路102电压输出端的第一共点端A1和第二共点端A2，分别电连接储能模块103和升压回路104。

所述储能模块103采用电容器储能的方式，包括有串联的第一电容C1和第二电容C2，第一电容C1和第二电容C2的共点端作为第一储能电压输入端B1与第一共点端A1电连接，第二电容C2的另一端为储能模块103的第二储能电压输入端B2，串补电容Ctag的第一串联电容器组Ctag与高压输电线之间串联有第七电容C7A，具体的，串补电容Ctag的第一串联电容器组CtagA与高压输电线之间串联第七电容C7A，第二储能电压输入端B2在第七电容C7A与串补电容Ctag之间电连接。所述第七电容C7A用以为第一电容C1和第二电容C2提供一定的电压。原理是：当线路交流电流流过第七电容C7A时，将产生一定的电压，该电压刚好可以给第一电容C1和第二电容C2供电。第一电容C1的另一端作为储能模块103的储能电压输出端B3，其电连接升压回路104和高压输电线。

进一步，串补电容Ctag的第二串联电容器组CtagB与高压输电线间串联有第七辅助电容C7B，在备用的等离子串补间隙系统当中的储能模块连接第二串联电容器组CtagB与第七辅助电容C7B之间的共点端。

所述升压回路104的具体电路如下，包括有：

第二电阻R2和第三变压器T3的一次侧PS3-PF3并联在第一升压电压输入端N1和第二升压电压输入端N2之间，在第三变压器T3的一次侧PS3-PF3的一端PS3串联有第五电阻R5和第一变阻器V1，第五电阻R5两端还并联有第六电容C6，第三电容C3并联在第三变压器T3的二次侧SS3-SF3两端，并且一侧与电压输入端N1处共点，另一侧作为第一升压电压输出D2电连接等离子间隙装置200的离子发生器PG的脉冲高压输入端，第一升压电压输入端N1处电连接第一电感L1一端，该第一电感L1的另一端作为第二升压电压输出端D2电连接等离子间隙装置200的离子发生器PG的脉冲低压输入端。

所述等离子间隙装置200作为串补电容Ctag的间隙保护方式，采用等离子发生器PG作为间隙GAP的辅助电极以触发间隙GAP导通，串补电容Ctag两端与间隙GAP的两极并联，并且串补电容Ctag在一端和间隙GAP一极之间串联有阻尼回路，等离子发生器PG的低电压输入端电连接升压回路的第一升压电压输出端D1，高电压输入端电连接升压回路的第二升压电压输出端D2。由于串补电容Ctag采用两组并联的串联电容器组，因此上述等离子间隙装置200同时对两组串联电容器组起保护作用，为了提高串补间隙运行的可靠性，防止单一间隙触发装置失效导致整个间隙系统拒触发，每一套间隙系统上配置两套间隙触发装置100。

便于更清楚理解本实施例的具体结构和电性原理，本实施例的等离子串补间隙系统的工作原理如下：

当高压输电线路的故障电流较大，需要等离子间隙装置200的间隙触发时，间隙触发装置100的间隙触发控制器101向点火回路102输出脉冲电压。该脉冲电压达到数百伏，但不足以激发等离子发生器PG工作，需要做升压处理。在本实施例中，点火回路102的第一变压器T1和第二变压器T2的参数相同，在一次侧的电压相同，经过第一变压器T1和第二变压器T2的升压后，脉冲电压进一步升高；再经过第四电容C4、第四辅助电容C4A、第三电阻R3和第一变压器T1的二次侧SS-SF形成的振荡回路后，电压降进一步升高，达到第一密封间隙S1的击穿电压要求；同理第二密封间隙S2也可以同时触发，第一密封间隙S1和第二密封间隙S2为并联关系，则只要任意一个击穿，即可点火成功；

第一密封间隙S1或者第二密封间隙S2击穿后，第二电容C2存储的能量通过第一密封间隙S1(或第二密封间隙S2)、第二电阻R2及第三变压器T3一次侧的支路形成自放电回路。第二电容C2与第三变压器T3、第三电容C3、第五电阻R5、第六电容C6、第一变阻器V1和第二电阻R2形成自激励振荡，形成数十千伏的脉冲电压，该脉冲电压加在等离子发生器PG上，使其发射出高速等离子流，使得间隙GAP击穿。

实施例2

参看图4，是本发明的双点火等离子串补间隙系统的实施例2的连接框图。

本发明得实施例2，在上述实施例1的间隙触发装置100和等离子间隙装置200的基础上，还包括有激光供能装置300和串补保护装置400，所述激光供能装置300用以向间隙触发控制器101提供激光能量，在本实施例中采用两根供能光纤作为供能线路，该两个光纤互为备用，以提高系统的可靠性，作为另一个实施例，可以仅采用一根供能光纤，或采用两根以上供能光纤，采用激光供能来替代电缆及电感线圈的供能方式，可以避免引入电缆的电磁干扰，从而降低间隙触发装置100损坏的概率；激光供能装置300还获取间隙触发控制器101返回的报文信息，该报文信息是三相电路上各自部署的间隙触发装置100返回的包括间隙触发状态的信息，将各相电路的报文合并后发送给串补保护装置400。

所述串补保护装置400用以向间隙触发控制器101发送间隙触发命令和心跳报文，起到确保间隙正确动作的作用。

请参考图3，是本发明的实施例1和实施例2的间隙触发控制器的电路图，所述间隙触发控制器101采用CPLD，即复杂可编程逻辑器件，接收来自串补保护装置400的心跳报文和间隙触发命令，还接收来自激光供能装置300的激光供能，所述心跳报文是指为了维持基本的连接或者对外告知本身的状态而周期发出的报文，貌似人的心跳一样，周期的但是维持人的生命一样。上述心跳报文、间隙触发命令和激光供能通过光电转换模块转换为CPLD可识别的电压信号。CPLD将接收的激光供能通过充电回路存储在储能电容器CP中，在本实施例中采用并联电容器组作为储能电容器CP，储能电容器CP在一端共点接地，另一端连接充电回路的输出，并且该端作为间隙触发控制器101的高电压输出端OH；间隙触发控制器101包括有场效应管M，场效应管M的源极和漏极分别电连接间隙触发控制器101的低电压输出端OL和第六电阻R6，第六电阻R6另一端接地，CPLD将接收到的间隙触发命令转换为场效应管M在栅极上的触发电位，进一步，在间隙触发控制器101的低电压输出端OL与接地端之间串接有发光二极管DL，起触发状态监视作用，发光二极管DL还向CPLD反馈触发状态，进一步，在间隙触发控制器101的低电压输出端OL与接地端之间还串接有第七电阻R7和第八电阻R8，第七电阻R7和第八电阻R8的共点端向CPLD输出反馈信号，起触发能量的监视作用，CPLD将反馈信息以报文信息的形式发送给激光供能装置300。

便于更清楚理解本实施例的具体结构和电性原理，本实施例的等离子串补间隙系统的工作原理如下：

当激光供能装置300上电后开始向间隙触发控制器101进行供能，CPLD检测到触发能量低则通过充电回路对储能电容器CP进行充电,直到能量充满；同时在间隙触发控制器101工作后,串补保护装置400向间隙触发控制器101通过光纤发送心跳报文以检查场效应管M所在回路是否正常,有异常则将异常信号传送给串补保护装置400。

当串补保护装置400发出间隙触发命令到间隙触发控制器101后，CPLD迅速通过场效应管M使储能电容器CP对第六电阻R6放电，发出高压脉冲序列，储能电容器CP放电后，能量监视回路监视到能量降低后立即通过充电回路对储能电容器CP充电，使储存能量保持恒定，等待下一次触发，同时CPLD通过发光二极管DL所在回路可以检测到触发状态(成功触发、误触发或拒触发等)，并将其传送到串补保护装置400。

激光供能装置300主要负责向间隙触发控制器101提供双路激光供能，在三相线路上各相上均设置有一个串补电容Ctag及相应的等离子间隙装置200和间隙触发装置100，所述间隙触发装置100中的隙触发控制器101向激光供能装置300返回所在相电路对应的包含有间隙触发装置100触发状态的校验报文，激光供能装置300再将三相线路上的校验报文合并后发送给串补保护装置400。

在A、B、C三相电路上，各相线路均设置一套上述等离子串补间隙系统，以A相线路为例，单套的等离子串补间隙系统，等离子间隙装置200、间隙触发装置100、串补保护装置400、激光供能装置300之间形成闭环结构，正常运行时，串补保护装置400通过触发光纤向间隙触发装置100发送心跳报文，若间隙触发装置100未收到该报文则将发出告警信号到激光供能装置300，激光供能装置300将告警异常信号汇总合并后，发送给串补保护装置装置，并最终通过串补监控系统提醒运行人员。

本发明的一种等离子串补间隙系统，采用激光供电，能有效节省电流互感器的投资，数据分析如下：每套串补需要两套完全独立的间隙触发结构，每套串补有三相，三个平台，每一相间隙的每一套间隙触发装置需要4个CT绕组供电，即每套串补需要4×2×3＝24个电流互感器，因此本发明装置能有效降低24个电流互感器的投资；采用激光供电还能提高电磁抗干扰性：《一种串补火花间隙触发能量获取系统及其获取方法》，从CT到串补间隙触发装置有一段较长的距离，该段长电缆将会强电磁场干扰，导致间隙触发故障频发。河池串补的某个元件的二次电缆有10米左右长度，该电缆引起的电磁干扰即可导致该元件频发损坏。中国电科院曾做试验确认该电缆引起电磁干扰可达一百多千伏。将该电缆缩短后，该元件故障率基本可消除。贺州串补的GTT板与CT的距离大于10米，也频繁故障。而本发明无需线路CT供能，所以可以将该干扰彻底消除。

本发明的等离子串补间隙系统采用双点火回路，确保在任意一个点火回路发生故障时，依然可正常触发间隙，加强了间隙触发的可靠性。

本发明的等离子串补间隙系统的间隙较火花间隙更简单，间隙距离可以设置更长。如保护电压水平181.6kVp的贺州串补，假如采用火花间隙，则需要设置两个起弧间隙串联，单个起弧间隙自放电电压为136.2kVp,对应的起弧间隙距离整定为：48mm。而采用等离子间隙，则只需设置一个间隙，且该间隙距离可以设置为152.4mm，远大于传统石墨间隙的火花间隙距离，即能有效降低由间隙的误触发。

本发明的等离子串补间隙系统采用简单可靠的模拟元器件，确保在恶劣电磁环境下，设备正确动作，降低电磁干扰的影响。

本发明的等离子串补间隙系统采用双密封间隙，该密封间隙不受外界干扰，稳定性高，提高了间隙触发的稳定性。

上述实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种等离子串补间隙系统，用以保护串联在高压输电线上的串补电容(Ctag)，其特征在于，包括有：

等离子间隙装置(200)，包括有与串补电容(Ctag)并联的间隙(GAP)和用以触发间隙(GAP)动作的等离子发生器(PG)；

间隙触发装置(100)，用以接收外部供能和间隙触发指令，并输出脉冲电压到等离子发生器(PG)以触发间隙(GAP)动作。

2.根据权利要求1所述的等离子串补间隙系统，其特征在于：所述间隙触发装置(100)包括有间隙触发控制器(101)、点火回路(102)、储能模块(103)和升压回路(104)；所述间隙触发控制器(101)用以接收间隙触发命令和外部供能并储能，根据间隙触发命令将储存的能量瞬间放电从而输出脉冲电压；所述点火回路(102)用以接收间隙触发控制器(101)的脉冲电压，并进一步提升电压后，向储能模块(103)和升压回路(104)输送脉冲电压；所述升压回路(104)也接收储能模块(103)的输出能量，进一步将脉冲电压提升，并向等离子发生器(PG)输送最终提升后的脉冲电压；储能模块(103)还与串补电容(Ctag)所在回路电连接，从而通过高压输电线为储能模块(103)充电。

3.根据权利要求1或2所述的等离子串补间隙系统，其特征在于：还包括有：

串补保护装置(400)，用以向间隙触发装置(100)发送间隙触发命令和心跳报文，起到确保间隙(GAP)正确动作的作用；

激光供能装置(300)，用以向间隙触发装置(100)提供激光能量，并获取其返回的包含有间隙触发装置(100)触发状态的校验报文，将其合并后发送给串补保护装置(400)。

4.根据权利要求3所述的等离子串补间隙系统，其特征在于,所述间隙触发控制器(101)包括有CPLD、充电回路和储能电容器(CP)，CPLD用以获取激光供能装置(300)提供的能量，并通过充电回路存储在储能电容器(CP)上，储能电容器(CP)用以向点火回路(102)放电。

5.根据权利要求3所述的等离子串补间隙系统，其特征在于,所述点火装置(102)包括有至少一个变压器和与变压器同样数目的至少一个密封间隙，至少一个变压器在一次侧串联后的两端接收间隙触发控制器(101)发送的脉冲电压，至少一个变压器在二次侧各并联一个电容电阻串联电路，所述至少一个变压器和至少一个密封间隙各为一个时，所述电容电阻串联电路中的电阻两端与所述密封间隙的一端和触发电极电连接，且密封间隙该端作为第一点火电压输出端(A1)，所述密封间隙的另一端作为第二点火电压输出端(A2)；所述至少一个变压器和至少一个密封间隙数目相等，且数目为两个或以上时，所述密封间隙并联，至少一个变压器分为两部分，其中一部分数目变压器各自所并联的电容电阻串联电路中的电阻两侧，一侧分别电连接密封间隙一个共点端，另一侧一对一的电连接各个密封间隙的辅助电极，另一部分数目变压器各自所并联的电容电阻串联电路中的电阻两侧，一侧分别电连接密封间隙的另一个共点端，另一侧一对一的电连接剩余各个密封间隙的辅助电极；两个共点端分别作为第一点火电压输出端(A1)和第二点火电压输出端(A2)。

6.根据权利要求5所述的等离子串补间隙系统，其特征在于：所述点火装置(102)还包括有并联在所述密封间隙两端以防止密封间隙误触发的第九电容(C9)。

7.根据权利要求5所述的等离子串补间隙系统，其特征在于：所述储能模块(103)包括有相串联的第一电容(C1)和第二电容(C2)，第一电容(C1)和第二电容(C2)的共点端作为储能模块(103)的第一储能电压输入端(B1)，其电连接第一点火电压输出端(A1)，第一电容(C1)的另一端作为储能模块(103)的第二储能电压输入端(B2)，串补电容(Ctag)与高压输电线之间串联有第七电容(C7A)，第二储能电压输入端(B2)在第七电容(C7A)与串补电容(Ctag)之间电连接，第二电容(C2)的另一端作为储能模块(103)的储能电压输出端(B3)，其与升压回路(104)以及高压输电线电连接。

8.根据权利要求7所述的等离子串补间隙系统，其特征在于：所述升压回路(104)包括有:与点火回路(102)的第二点火电压输出端(A2)电连接的第一升压电压输入端(N1)、与储能模块(103)的第一储能电压输出端(B2)电连接的第二升压电压输入端(N2)、与上述两者并联的第二电阻(R2)、第三变压器(T3)的一次侧(PS3-PF3)和二次侧(SS3-SF3)以及第三电容(C3)，在第三变压器(T3)的一次侧一端(PS3)与第一升压电压输入端(N1)之间串联有第五电阻(R5)和第一变阻器(V1)，在第五电阻(R5)两端并联有第六电容(C6)，第一升压电压输入端(N1)还电连接有第一电感(L1)，第一电感(L1)的另一端作为升压回路(104)的第一升压电压输出端(D1)，第三变压器(T3)的二次侧一端(SF3)作为升压回路的第二升压电压输出端(D2)，第一升压电压输出端(D1)与第二升压电压输出端(D2)与等离子间隙装置(200)的等离子发生器(PG)电连接。