CN1091835A - 避雷器漏电流检测及动作记录器 - Google Patents

Abstract

避雷器漏电流检测及动作记录器，涉及到避雷器 的监测。它改变了现有避雷器的检测方式，将避雷器 的计数器与检测漏电流的毫安表设计成为一整体结 构，既可以时刻监测避雷器漏电流变化，又可以在雷 电流作用下计数，雷电流过后，继续监测漏电流状 况。本发明具有与所配避雷器相同甚至更高的方波 冲击和雷电冲击通流能力，此外，还具有冲击内阻低、 工频内阻低、工频漏电流过载能力高的特性。

Description

本发明涉及到高压电网中，电力设备的过电压保护装置-避雷器的监测，特别是涉及到避雷器的漏电流检测及其动作记录。

高压电网中的避雷器是保护电力设备免遭过电压损坏的重要设备，其自身的可靠运行，直接影响到高压电网的安全。目前，国内绝大多数避雷器在接地回路中只串有记录避雷器动作次数的记数器，而没有直接监测避雷器漏电流的装置，只能依靠每年次数很少的例行预防性试验来检测，这样不能时刻监测避雷器漏电流的变化，一旦避雷器密封破坏，或是工作元件出现异常，在电网电压长期作用下，避雷器就会损坏，严重时引起爆炸，造成电网重大事故。国外已有在避雷器接地回路中再串接监视避雷器漏电流的毫安表，例如，瑞士BBC公司的避雷器动作计数器及毫安表，分为两个独立部分，分别串接在避雷器的接地回路中。分别串接的形式，毫安表附带一个有间隙结构的保护装置，而这个间隙又只能承受为数极少的几次雷电流冲击，一旦间隙失去作用，毫安表就将受到损坏，且这种毫安表的造价较之计数器还要高，国内目前难以接受，另外，毫安表和计数器的安装都不方便。

本发明针对上述毫安表和计数器串联形式尚存在的一些问题，给出了一种两者合并为一整体的方案。

本发明是这样来实现的。它分为结构和电气两部分。

在结构部分，设有导电杆（1）、密封圈（2）、瓷套（3）、密封垫（4）、绝缘垫圈（5）、垫圈（6）、螺帽（7）、绝缘套（8）、金属极板（9）、阀片（10）、计数器（11）、毫安表（12）、元件板（13）、壳体（14）、盖板（15）、密封圈（16）。其中导电杆（1）上套有瓷套（3），两者之间设有密封圈（2），导电杆（1）连同瓷套（3）插入到壳体（14）内，在瓷套（3）与壳体（14）之间，设置密封垫（4），壳体（14）内，瓷套（3）与壳体（14）并紧;壳体（14）内，导电杆（1）下半部套有绝缘套（8），其上设数片金属极板（9）与阀片（10），阀片（10）与金属极板（9）间隔设置，中间一片金属极板（9）再联接到壳体（14）底部固紧，阀片（10）相对中间一片金属极板（9）上下对称设置，阀片（10）与金属极板（9）由螺帽并紧在导电杆（1）上;元件板（13）固定在壳体（14）内，计数器（11）、毫安表（12）安装在元件板（13）上;最后，由盖板（15）、密封圈（16）与壳体（14）密封联接。当避雷器没有动作时，漏电流经导电杆（1）直接流入元件板（13）中，经毫安表（12）后，再流入壳体（14）至地，从毫安表（12）上即可观测漏电流变化;当避雷器在过电压下动作时，雷电流经导电杆（1），一部分至上部金属极板（9）、阀片（10），由中间一片金属极板（9）传至壳体（14）至地，另一部分至下部金属极板（9）、阀片（10），也由中间一片金属极板（9）传至壳体（14）至地，还有一小部分流入元件板（13），推动计数器（11）动作。

在电气部分，避雷器接地回路中，串接通流元件1，它是氧化锌（ZnO）电阻片B₁，B₁即为上述结构中的阀片（10），B₁输入端通过导电杆（1）与避雷器相接，B₁输出端接地，与B₁并联的是计数器电路回路和漏电流检测电路回路;计数器电路回路中，计数器电路3输入端串接通流元件2，它是氧化锌（ZnO）电阻片B₂;漏电流检测电路回路中漏电流检测电路5输入端串接保护电路4;当避雷器没有动作时，由于ZnO电阻片具有优良的非线性特性，毫安级的漏电流经保护电路4中电阻后，即流入漏电流检测电路5至地，通过毫安表即可观测漏电流变化;当避雷器在过电压下动作时，千安级的雷电流大部分经B₁至地，一部分经B₂使计数器动作，另一部分经保护电路4直接至地，雷电流过后，毫安表恢复工作。

本发明改变了现有避雷器检测方式，将检测避雷器漏电流的毫安表与避雷器动作计数器设计成一整体，它具有与所配避器器相同甚至更高的方波冲击和雷电冲击通流能力;它的动作灵敏度为：8/20μS波形避雷器标称冲击电流，最小动作电流不大于20A;它的冲击内阻比较低，在所配避雷器标称冲击电流下，冲击残压不大于1.5KV（蜂值）;它的工频内阻亦较低，当工频漏电流为1mA时，工频电压不大于5V（峰值），故而对避雷器绝缘底座的绝缘性能要求不高，在雨天底座潮湿的情况下，绝大部分的漏电流仍能通过记录器;此外，它还具有很高的工频漏电流过载能力，当避雷器部分元件已经损坏，或避雷器严重受潮，漏电流显著增加，毫安表偏向最大位置，表示避雷器已出现危险状态，但记录器内其它元件仍保持完好状态。

图1是本发明结构示意图。

图2是图1的剖视图。

图3是本发明的电路框图。

图4是本发明的电原理图。

本发明的实施例如下：

在电气部分，电原理图中，B₁、B₂、B₃都是选用的非线性特性非常好的氧化锌（ZnO）电阻片，B₁即是结构部分中的阀片（10）;计数器电路回路中，计数器电路3含一全波整流器D₁、滤波电容C₁与计数器（11）;漏电流检测电路回路中，保护电路4内含大功率电阻R₁、R₂、氧化锌（ZnO）电阻片B₃及交流稳压管W₁;漏电流检测电路5则含毫安表（12）、降压电阻R₄、R₅、全波整流器D₂、滤波电容C₂、电阻R₃;当避雷器在过电压下动作时，B₁呈极低电阻状态，大部分雷电流通过B₁至地，少部分雷电流流入元件板（13）中的B₂，B₂也呈低电阻状态，经D₁整流向C₁充电，使计数器（11）跳动字数，另有少部分雷电流进入漏电流检测电路回路，大功率电阻R₁、R₂限制雷电流涌入毫安表（12），此时B₃也呈低电阻状态，雷电流经B₃、W₁进地，保护毫安表（12）;当避雷器不动作时，B₁、B₂、B₃呈高电阻状，交流漏电流经D₂整流向C₂充电，组成用直流毫安表测量交流漏电流峰值的电路。

氧化锌（ZnO）电阻片B₁、B₂、B₃有不同的电气参数，它们的直流1mA电压（U_1mA）B₁最高，B₂的（U_1mA）约为B₁的65%～75%，B₃最小为B₁的35%～45%，使得记录器雷电流动作和测量漏电流时，各电路之间达到配合的要求。

在结构部分中，导电杆（1）与避雷器底座相联接，壳体（14）接地线，壳体（14）内，导电杆（1）上绝缘套（8）外阀片（10）对称设置成2片、4片或6片等，中间以金属极板（9）隔开，以2片为例，2片阀片（10-1）、（10-2）中间设一金属极板（9-1），它被联至壳体（14）底部固定住，2片阀片（10-1）、（10-2）外侧各设一金属极板（9-2）、（9-3），当避雷器在过电压下动作时，雷电流经导电杆（1）一部分至金属极板（9-2）、阀片（10-1）、金属极板（9-1）至地，另一部分经金属极板（9-3）、阀片（10-2）、金属极板（9-1）至地，另外少部分由导电杆（1）流入元件板（13）中的B₂，经D₂整流向C₂充电，使计数器（11）跳动字数，同时还流入元件板（13）中的B₃至地，因此阀片（10-1）与（10-2）的结构是并联的，4片或6片结构与2片的类似，同是并联的;当避雷器不动作时，由于ZnO电阻片的非线性特性，漏电流由导电杆（1）直接流入到元件板（13）上。

Claims (4)

1、避雷器漏电流检测及动作记录器，涉及到避雷器的监测，其特征在于它分为结构和电气两部分，结构部分导电杆(1)上套有瓷套(3)，两者之间设有密封圈(2)，导电杆(1)连同瓷套(3)插入到壳体(14)内，在瓷套(3)与壳体(14)之间，设置密封垫(4)，壳体(14)内，瓷套(3)与壳体(14)并紧，壳体(14)内，导电杆(1)下半部套有绝缘套(8)，其上设数片金属极板(9)与阀片(10)，阀片(10)与金属极板(9)间隔设置，中间一片金属极板(9)再联接到壳体(14)底部固紧，阀片(10)相对中间一片金属极板(9)上下对称设置，阀片(10)与金属极板(9)由螺帽并紧在导电杆(1)上，元件板(13)固定在壳体(14)内，计数器(11)、毫安表(12)安装在元件板(13)上，盖板(15)、密封圈(16)将壳体(14)密封联接；电气部分避雷器接地回路中，串接通流元件1，它是氧化锌(ZnO)电阻片B₁，B₁输入端通过导电杆(1)与避雷器相接，B₁输出端接地，与B₁并联的是计数器电路回路和漏电流检测电路回路，计数器电路回路中，计数器电路3输入端串接通流元件2，它是氧化锌(ZnO)电阻片B₂；漏电流检测电路回路中漏电流检测电路5输入端串接保护电路4。

2、根据权利要求1所述的避雷器漏电流检测及动作记录器，其特征在于导电杆（1）上绝缘套（8）外的阀片（10）对称设置成2片、4片或6片等，中间以金属极板（9）隔开，对于2片设置的，阀片（10-1）、（10-2）中间设一金属极板（9-1），它被联至壳体（14）底部固定住，阀片（10-1）、（10-2）外侧各设一金属极板（9-2）、（9-3），阀片（10-1）与（10-2）的结构是并联的。

3、根据权利要求1所述的避雷器漏电流检测及动作记录器，其特征在于保护电路4内含大功率电阻R₁、R₂、氧化锌（ZnO）电阻片B₃及交流稳压管W₁。

4、根据权利要求1、3所述的避雷器漏电流检测及动作记录器，其特征在于B₁、B₂、B₃都是氧化锌（ZnO）电阻片，它们的直流1mA电压（U_1mA）B₁最高，B₂的（U_1mA）约为B₁的65%～75%，B₃最小为B₁的35%～45%。

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