CN107481856A - 一种专用于高压自愈式电容器的故障信号增强器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种专用于高压自愈式电容器的故障信号增强器，电容器由外壳、芯子、接线端子构成，该故障信号增强器装设在电容器内部，故障信号增强器主要由固定底板、绝缘管、插销、弹簧、固定电极组件、移动电极组件、引出导线和浇注用的树脂构成，绝缘管放置在故障传感器的当中，固定电极组件和移动电极组件均安装在绝缘管内，固定电极组件安装在绝缘管的一端；移动电极组件和弹簧安装在绝缘管的另一端，固定底板和安装固定电极组件、移动电极组件的绝缘管通过树脂浇注结合成整体固。本发明结构简单，安装、使用方便，可解决自愈式电容器内部故障的继电保护技术难题，有效地避免事故的发生，可满足电容器安全运行的要求。
Description
技术领域
本发明属于电力电容器制造领域，具体涉及一种专用于高压自愈式电容器的故障信号增强器。
背景技术
干式高压自愈式并联电容器箱壳内无油，凭借其自愈特性，可以防止介质弱点和局部放电带来的危害而可靠地运行，适合安装于城市地下变电站、大型建筑的户内变电站及重点防火场所。
这类电容器对于由介质电弱点和局部放电引起的极小范围内的击穿具有自愈功能，故有一定的故障保护能力，且能使电容器在较高电场强度下运行。当这类电容器在过高的热应力和电应力的作用下，介质加速老化引发大面积击穿而无法自愈时，击穿部位介质由电弧分解产生大量气体，使电容器内部压力急剧增大，往往造成外壳鼓肚，甚至引起爆裂，对其他设备可能造成危害。由于金属化自愈式电容器元件内部介质大面积击穿时，电极间主要由电弧连通，短路不稳定，且电弧电阻比较大，反映的电容变化也不明显，因此虽然电容器故障很严重，有爆裂的危险，但电容变化不大等假象极易使故障信号被“湮没”，这种情况有别于箔式电容器的金属性短路，给电容器装置后备的继电保护造成困难。因此，干式高压自愈式并联电容器内部故障的继电保护是一个尚未解决的难题，而灵敏可靠的继电保护对于电容器的安全运行至关重要。
目前，1kV或以下电压等级电力系统所用的低压自愈式电容器常使用压力保护的方法，此保护方法主要是靠电容器外壳变形拉断内部电流连接片，从而切断电源，使电容器退出运行。但是高压并联电容器应用于6kV、10kV、35kV电压等级，如果内部采用拉断电流连接片的方式，断口的绝缘距离及其断口形状不能满足隔离高电压的要求, 断口间会复燃或重击穿，产生的高倍过电压会危害系统中的电气设备。因此，这种拉断式保护装置在高压自愈式并联电容器中不适用。
综上所述，受制于干式高压自愈式并联电容器材料、结构和工作原理的特殊性，其内部故障的保护除了本身具有的自愈性能外，其继电保护是安全运行需要解决的关键技术问题。
发明内容
针对电力系统并联电容器内部故障继电保护的要求，本发明提出一种专用于高压自愈式电容器（以下简称“电容器”）的故障信号增强器。
本发明所采用的技术方案如下。
本发明提供一种专用于高压自愈式电容器的故障信号增强器，电容器由外壳、芯子、接线端子构成，该故障信号增强器装设在电容器内部。
故障信号增强器主要由固定底板、绝缘管、插销、弹簧、固定电极组件、移动电极组件、引出导线和浇注用的树脂构成。绝缘管放置在故障传感器的当中，固定电极组件和移动电极组件均安装在绝缘管内。固定电极组件包括固定电极本体、固定螺栓、接线螺母，材料均为黄铜。移动电极组件包括固定接线端子、可移动电极、固定螺栓、接线螺母，材料均为黄铜，内连接导线为多股镀锡软铜线。固定电极组件安装在绝缘管的一端；移动电极组件中的固定接线端子安装在绝缘管的另一端，固定接线端子通过内连接导线与可移动电极相连，在固定接线端子和可移动电极之间安装弹簧。固定电极组件通过接线螺母连接引出导线。移动电极组件通过接线螺母连接引出导线。固定底板和安装固定电极组件、移动电极组件的绝缘管通过树脂浇注结合成整体。
固定底板用不锈钢板制作，两端头略加折弯以利于与电容器内壁贴合并点焊。绝缘管采用高密度PP管，内部均匀光滑，管子中间有孔洞。插销采用高密度PP棒，外表光滑，一端略带锥形，另一端有固定孔。弹簧所用材料为高级弹簧钢，表面经处理，以避免锈蚀，并防止长时间的较高温度环境影响其弹性。浇注料采用环氧树脂。引出导线由故障信号增强器至电容器接线端子，采用绝缘多股镀锡软铜线。
故障信号增强器由固定底板固定在电容器内壁一侧的大面上。将插销呈锥形的一端垂直插入绝缘管的中间孔洞，插销的一端固定在电容器内壁对应的另一侧大面上。正常情况下，由弹簧顶住的可移动电极被插销插入绝缘管孔洞的一端阻挡在绝缘管的中央，弹簧呈压缩形状。
在电容器正常运行情况下，由弹簧顶住的可移动电极在绝缘管中央被插销的一端阻挡，与对应的固定电极本体保持足够的绝缘距离，弹簧被压缩，故障信号增强器呈开路状态。当电容器发生故障，使得外壳膨胀超过一定的尺寸时，插销随电容器外壳的变形从绝缘管中被拉出，弹簧被释放，迅速驱动移动电极靠向固定电极，故障信号增强器呈短路状态。
因为可移动电极与固定电极本体分别连接到电容器的两个出线端子上，因而使电容器端子间形成短路。这种金属性的可靠短路能使电容器组产生足够大的不平衡电压或电流，使后备的继电保护能顺利检测到，并驱动断路器动作，从而切除故障电容器装置，防止电容器爆裂造成事故。
本发明的有益效果是：根据干式高压自愈式并联电容器的材料、结构和特性，采用这种故障信号增强器，可解决自愈式电容器内部故障的继电保护技术难题，有效地避免事故的发生。
本发明结构简单，安装、使用方便，可满足电容器安全运行的要求。
附图说明
图1为本发明实施安装在电容器中的示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为图2的A-A部分的结构示意图。
图中， 1-外壳；2-芯子；3-故障信号增强器；4-接线端子；
31-固定底板；32-绝缘管；33-插销 ；34-弹簧；35-固定电极组件；36-移动电极组件；37-引出导线；38-树脂；
351-固定电极本体；352-固定螺栓；353-接线螺母；
361-固定接线端子；362-可移动电极；363-固定螺栓；364-内连接导线；365-接线螺母。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
在图1中可见：电容器由外壳(1)、芯子(2)、故障信号增强器(3)和接线端子(4)组成。
故障信号增强器(3)的固定底板(31)固定在电容器外壳(1)内壁的大面上。故障信号增强器(3)的插销(33)的一端与电容器外壳(1)内壁对应的另一个大面固定连接。故障信号增强器(3)的两根引出导线(37)分别与电容器的两个接线端子(4)连接。
在图2和图3中可见，故障信号增强器(3)主要由固定底板(31)、绝缘管(32)、插销(33)、弹簧(34)、固定电极组件(35)、移动电极组件(36)和引出导线(37)组成，并通过树脂(38) 灌封形成整体。绝缘管(32)放置在故障信号增强器(3)的当中。插销(33)的一端垂直插入绝缘管(32)中间的孔洞内。
固定电极组件(35)和移动电极组件(36)均安装在绝缘管(32)内。固定电极组件(35)由电极本体(351)、固定螺栓(352)、接线螺母(353)组成。移动电极组件(36)由固定接线端子(361)、可移动电极(362) 、固定螺栓(363)、内连接导线(364) 、接线螺母(365)组成。
固定电极组件(35)安装在绝缘管(32)的左侧端部；移动电极组件(36)中的固定接线端子(361)安装在绝缘管(32)的另一端，固定接线端子(361)通过内连接导线(364)与可移动电极(362)相连，在固定接线端子(361)和可移动电极(362)之间安装弹簧(34)。固定电极组件(35)通过接线螺母(353)连接引出导线(37)。移动电极组件(36)通过接线螺母(365)连接引出导线(37)。固定底板(31)和安装固定电极组件(35)、移动电极组件(36)的绝缘管(32)通过树脂(38)浇注结合成整体。
正常情况下，可移动电极(362)被插销(33阻挡在绝缘管(32)的中央。当电容器发生故障，使得外壳膨胀超过一定的尺寸时，插销(33)从绝缘管(32)子中被拉出，弹簧(34)迅速驱动可移动电极(362)靠向固定电极本体(351)。因为这两个电极直接连接到电容器的两个出线端子(4)上，因而使电容器端子间形成短路。这种金属性的可靠短路能有效改变自愈式电容器内部故障信号易被“湮没”的状况，使电容器组产生足够大的不平衡电压或电流，令后备的继电保护系统能顺利检测到，并驱动断路器动作，从而切除故障电容器装置，防止电容器爆裂造成事故。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本实用发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种专用于高压自愈式电容器的故障信号增强器，所述故障信号增强器装设在电容器内部，所述故障信号增强器的特征在于：所述故障信号增强器主要由固定底板、绝缘管、插销、弹簧、固定电极组件、移动电极组件、引出导线和浇注用的树脂构成，所述绝缘管放置在故障传感器的当中，所述绝缘管内两端分别安装固定电极组件和移动电极组件，所述弹簧安装可移动电极组件中，所述引出导线分别与固定电极组件和移动电极组件连接，所述固定底板和安装固定电极组件、移动电极组件的绝缘管通过树脂浇注结合成整体。
2.根据权利要求1所述的一种专用于高压自愈式电容器的故障信号增强器，其特征在于：
所述固定电极组件包括固定电极本体、固定螺栓、接线螺母，材料均为铜。
3.根据权利要求1所述的一种专用于高压自愈式电容器的故障信号增强器，其特征在于：所述移动电极组件包括固定接线端子、可移动电极、固定螺栓、接线螺母，材料均为黄铜，所述内连接导线为多股镀锡软铜线，所述固定接线端子通过内连接导线与可移动电极相连，
在固定接线端子和可移动电极之间安装弹簧。
4.根据权利要求1所述的一种专用于高压自愈式电容器的故障信号增强器，其特征在于：所述绝缘管材料采用高密度PP管，其内部均匀光滑，其中间有孔洞。
5.根据权利要求1所述的一种专用于高压自愈式电容器的故障信号增强器，其特征在于：所述插销材料采用采用高密度PP棒，外表光滑，一端略带锥形，另一端有固定孔。
6.根据权利要求1所述的一种专用于高压自愈式电容器的故障信号增强器，其特征在于：所述引出导线采用绝缘多股镀锡软铜线。
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