CN107546732A - 一种基于激光导通变电站的过电压保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于激光导通变电站的过电压保护装置，包括M个电压检测模块、控制模块、M对金属电极、激光模块和M个金属杆，M为不大于3的正整数，每对金属电极分别与绝缘子的上下两端电连接；电压检测模块设置在电线杆上，电压检测模块的输出端与控制模块的输入端信号连接；激光模块通过激光在两个金属电极之间形成电场，使过电压通过电场泄放至地面，激光模块的控制端与控制模块的输出端信号连接；金属杆的一端与设置在绝缘子下端的金属电极电连接；金属杆的另一端接地。本发明采用激光导通间隙，反应速度快，抗干扰能力强，基本不受湿度及周围树木建筑物因素等影响；同时由于采用区段式的保护方式，保护范围得到扩展。

Description

一种基于激光导通变电站的过电压保护装置

技术领域

本发明涉及并联保护间隙领域，更具体地，涉及一种基于激光导通变电站的过电压保护装置。

背景技术

变电站过电压一直是变电站亟待解决的重要难题，因过电压随时会发生，且诱发因素繁多。变电站的过电压有来自内部的过电压，包括操作过电压、铁磁谐振过电压；同时外部的过电压也时刻威胁着变电站的安全运行。人们为了解决这些问题，采用安装避雷针和避雷器的方式来消除过电压的影响。然而避雷针只能对直击雷过电压起到保护作用，而且避雷器只能在短距离范围内有效。随着变电站智能化程度的不断提高，常规的过电压保护装置呈现反应慢、对过电压不敏感的劣势。近些年的报道和刊出的论文也证实了这一点，过电压事故时常发生。在事故范围内的电力设备，过电压的侵入而遭到严重破坏。过电压的问题严重威胁着人民的生命财产安全，导致用户担忧电力供应的安全性与可靠性。

发明内容

本发明克服了现有过电压保护装置的缺陷，提供了一种新的基于激光导通变电站的过电压保护装置。本发明采用区段式的保护方式，通过激光反射的方式解决了传统过电压保护装置只能本段线路的问题，保护范围得到扩展。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于激光导通变电站的过电压保护装置，包括M个电压检测模块、控制模块、M对金属电极、激光模块和M个金属杆，M为不大于3的正整数，其中，

所述的每对金属电极分别与绝缘子的上下两端电连接；

所述的电压检测模块设置在电线杆上，所述的电压检测模块的输出端与控制模块的输入端信号连接；

所述的激光模块通过激光在两个金属电极之间形成电场，使过电压通过电场泄放至地面，激光模块的控制端与控制模块的输出端信号连接；

所述的金属杆的一端与设置在绝缘子下端的金属电极电连接；

所述的金属杆的另一端接地。

本发明工作过程如下：

每个绝缘子设置一对金属电极和一个金属杆，当电压检测模块检测大过电压时，将检测信号发送至控制模块。控制模块控制激光模块产生激光，激光在两个金属电极之间形成电场，从而使得雷电通过电场穿过金属电极到达金属杆，从金属杆泄放至地面，达到保护绝缘子和绝缘电线的目的。

在一种优选的方案中，所述的M=3，电线杆上设置有3个电压检测模块，电线杆上ABC三相电线分别设置一个电压检测模块。本优选方案可使得过电压保护装置可以单独保护电线杆上的某相绝缘电线，保护范围更精准。

在一种优选的方案中，所述的激光模块包括3个激发电极和激光发生器，其中，

所述的激光发生器用于产生激光；

所述的3个激发电极分别设置在3对金属电极的其中一个金属电极A上，所述的激光发生器产生的激光能够入射至金属电极A上。

本优选方案通过激光到达激发电极，激发电极产生等离子体，等离子体与金属电极不断碰撞，产生电子、离子，由此逐渐形成电场，构成放电通道。

在一种优选的方案中，所述的过电压保护装置还包括N个反光镜，所述的反射镜用于反射激光模块产生的激光，使激光到达金属电极形成电场，N为大于M的正整数。

在一种优选的方案中，所述的反光镜的反射角度可调。

在一种优选的方案中，所述的反光镜通过电机进行角度调整，所述电机与控制模块连接。

在一种优选的方案中，所述的反光镜包括N-3个第一反光镜和3个第二反光镜，每对金属电极设置有一个第二反光镜，激光模块产生的激光通过N-3个第一反光镜的反射到达第二反光镜，然后通过第二反光镜的反射到达激发电极。

本优选方案实现了一个激光发生器通过第一反光镜的反射到达不同的激发电极。实现了只使用一个激光发生器就可以保护多区段绝缘电线的目的，节省了硬件成本。

在一种优选的方案中，所述的反射模块还包括3个保护罩，所述的每个保护罩分别与绝缘子连接，每个保护罩的内侧固定连接一个第二反光镜，每个保护罩开设有一个通孔，激光通过通孔到达金属电极。

本优选方案中保护罩对反光镜起到保护作用，避免来自间隙的电弧对反光镜烧蚀，避免光照、雨水、烟雾等的侵蚀。

在一种优选的方案中，所述的过电压保护装置还包括3个线夹，所述的每个线夹与绝缘子电连接，所述的3个线夹分别套接在每个电线杆上ABC三相绝缘电线中的其中一条导线。

本优选方案中，线夹采用刺穿绝缘电线的方式避免破坏绝缘层。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

1．采用激光导通间隙，反应速度快，抗干扰能力强，基本不受湿度及周围树木建筑物因素等影响；

2．采用区段式的保护方式，解决了传统过电压保护装置只能本段线路的问题，保护范围得到扩展。

附图说明

图1为实施例的结构连接图。

标号说明：1. 线夹、2. 导线、3. 保护罩、4. 反光镜、5. 通光孔、6. 激发电极、7.金属电极、8. 控制电机、9. 激光发生器、10.金属杆、11.绝缘子。

图2为实施例2示例图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1为本发明应用在电线杆其中一根导线上。

如图1所示，一种基于激光导通变电站的过电压保护装置，包括电压检测模块、控制模块、一对金属电极7、激发电极6、激光发生器9、2个反光镜4、保护罩3、控制电机8、线夹1和金属杆10，其中，

线夹1与绝缘子11电连接，线夹1套接在导线2上。

一对金属电极7分别与绝缘子11的上下两端电连接；

导线2上设置有电压检测模块，电压检测模块的输出端与控制模块的输入端信号连接；

激发电极6设置在处于绝缘子11下端的金属电极7上；

控制电机8控制端与控制模块的输出端信号连接；

反光镜4通过控制电机8角度可调；

激光发生器9的控制端与控制模块的输出端信号连接；

激光发生器9产生的激光通过反光镜4到达激发电极6，从而在金属电极7之间形成电场；

保护罩3与绝缘子11连接，保护罩3的内侧固定连接一个反光镜4，保护罩3开设有一个通孔5，激光通过通孔5到达金属电极6；

金属杆10的一端与设置在绝缘子11下端的金属电极电连接；

金属杆10的另一端接地。

实施例具体实施过程：

实施例1为本发明应用在电线杆其中一根导线上。

当电压检测模块检测到过电压时，将检测信号发送至控制模块。控制模块控制激光发生器9产生激光。控制模块通过控制电机8调节反光镜4的角度。激光通过反光镜4的反射到达激发电极6，从而在金属电极7之间形成电场。过电压通过电场穿过金属电极7到达金属杆10，从金属杆10泄放至地面，达到保护绝缘子和绝缘电线的目的。

实施例2

以实施例1为单位，进行扩展可以得到实施例2。通过在电线杆上ABC三相导线2都安装实施例1除激光发生器9的部分，通过一个可调角度的反光镜4，只需使用一个激光发生器9就使得激光可以到达电线杆上任一ABC三相的激发电极6上，从而让对应的金属电极7导通。雷电通过电场穿过金属电极7到达金属杆10，从金属杆10泄放至地面，达到保护对应的绝缘子和绝缘电线的目的。本实施例2采用区段式的保护方式，可以保护整个电线杆乃至数个电线杆，解决了实施例1只能本段线路的问题，保护范围得到扩展。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于激光导通变电站的过电压保护装置，其特征在于，包括M个电压检测模块、控制模块、M对金属电极、激光模块和M个金属杆，M为不大于3的正整数，其中，

所述的每对金属电极分别与绝缘子的上下两端电连接；

所述的电压检测模块设置在电线杆上，所述的电压检测模块的输出端与控制模块的输入端信号连接；

所述的激光模块通过激光在两个金属电极之间形成电场，使过电压通过电场泄放至地面，激光模块的控制端与控制模块的输出端信号连接；

所述的金属杆的一端与设置在绝缘子下端的金属电极电连接；

所述的金属杆的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的过电压保护装置，其特征在于，所述的M=3，电线杆上设置有3个电压检测模块，电线杆上ABC三相电线分别设置一个电压检测模块。

3.根据权利要求2所述的过电压保护装置，其特征在于，所述的激光模块包括3个激发电极和激光发生器，其中，

所述的激光发生器用于产生激光；

所述的3个激发电极分别设置在3对金属电极的其中一个金属电极A上，所述的激光发生器产生的激光能够入射至金属电极A上。

4.根据权利要求3所述的过电压保护装置，其特征在于，所述的过电压保护装置还包括N个反光镜，所述的反射镜用于反射激光模块产生的激光，使激光到达金属电极形成电场，N为大于3的正整数。

5.根据权利要求4所述的过电压保护装置，其特征在于，所述的反光镜的反射角度可调。

6.根据权利要求5所述的过电压保护装置，其特征在于，所述的反光镜通过电机进行角度调整，所述的电机与控制模块连接。

7.根据权利要求4至6中任一权利要求所述的过电压保护装置，其特征在于，所述的反光镜包括N-3个第一反光镜和3个第二反光镜，每对金属电极设置有一个第二反光镜，激光模块产生的激光通过N-3个第一反光镜的反射到达第二反光镜，然后通过第二反光镜的反射到达激发电极。

8.根据权利要求7所述的过电压保护装置，其特征在于，所述的反射模块还包括3个保护罩，所述的每个保护罩分别与绝缘子连接，每个保护罩的内侧固定连接一个第二反光镜，每个保护罩开设有一个通孔，激光通过通孔到达金属电极。

9.根据权利要求1、2、3、4、5、6或8所述的过电压保护装置，其特征在于，所述的过电压保护装置还包括3个线夹，所述的每个线夹与绝缘子电连接，所述的每个线夹分别套接在每个电线杆上ABC三相绝缘电线中的其中一条导线。