CN117458392B - 一种一二次分离长时限一体式限流装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一二次分离长时限一体式限流装置，本发明涉及电气工程技术领域。该一二次分离长时限一体式限流装置，通过设置温度调控机构，其内部的水银具有热胀冷缩且伴随温度体积呈线性变化的性质，又因为其自身金属的特性，具有良好导电能力，能够根据屏蔽罩内温度变化水银体积自动发生改变，水银液面达到和设定的正极板、负极板相同高度或高于其位置时，能够实现正极板、负极板、接线板、第一线缆、第二线缆和两个风机构成的线路导通，外部电压得以驱动两个风机工作，进而实现为长时限流电抗器散热的目的，屏蔽罩镍铁合金的材质和其外壁涂覆的铁磁性材料粉末，能够有效阻碍磁场向外扩散，降低限流装置工作时对外界环境的干扰。

Description

一种一二次分离长时限一体式限流装置

技术领域

本发明涉及电气工程技术领域，具体为一种一二次分离长时限一体式限流装置。

背景技术

随着经济社会的发展，必然引领着电网规模的不断扩大，系统侧短路容量越来越大；另外用电企业负荷逐年攀升，主变压器容量也相应增大；再者能源密集型企业为了追求经济效益与能源的高效综合利用，纷纷建设自备发电项目且机组容量越来越大。当中压电网发生短路故障时，超过额定电流十几甚至几十倍的短路电流将给变压器、发电机、电缆线路以及开关柜等电气设备造成很大危害。目前经济条件下，开断能力40kA以下的真空断路器实用性最高。提高断路器开断指标将使投资成本成倍增加，在中压电网大量使用高性能高指标开关设备的方案从经济性的角度是不现实的。因此，不论是新建系统还是改扩建系统，都面临着短路电流接近甚至超过负载开关开断能力、变压器发电机等发变电设备抗短路电流冲击能力不足的问题，严重威胁着电网的安全运行。

面对日益严重的短路电流超标问题，很多企业采用如下方案限制短路电流：

1）采用高阻抗主变压器来限制由系统侧流经主变的短路电流，但是高阻抗主变压器由于其阻抗的限制，仅仅是解决自身绕组满足短路电流冲击动热稳定，而无法解决深度限制短路电流的问题，成本一般增加20%~40%,并且带来了有功无功损耗、震动、漏磁干扰等问题。

2）采用串联普通限流电抗器来限制短路电流，但是普通限流电抗器电抗率一般在12%以下，同样解决不了深度限制短路电流的问题，却作为一个线路负载实实在在给用户产生电能损耗、电压降、漏磁场等问题。

3）采用快速断路器并联短时深度限流电抗器来限制短路电流，装置正常运行时可解决短路电流超标问题，但是当快速断路器无法合闸时，短时深度限流电抗器长时投运会发生电抗器烧毁、事故扩大等问题。

参考中国专利公开号为CN108767810B的一种限流电路及限流装置，通过限流电路与升压芯片和电源管理芯片连接，通过电流侦测模块电源管理芯片输出的第一电流信号进行处理并输出第一电压信号，限流设定模块对该第一电压信号进行处理后向升压芯片输出第二电流信号，使得升压芯片可以根据电源管理芯片输出的第一电流信号对内部限流设定值进行调节，实现了在升压芯片和电源管理芯片的输出电流过大时及时关闭芯片，避免了显示面板由于过流而烧毁，解决了升压芯片和电源管理芯片所采用的过流保护电路经常由于无法及时关断对应的电流输出而造成面板烧毁的情况，具有极大的安全隐患的问题。

参考中国专利公开号为CN105551774B的一种高效散热的电抗器，通过在镀银铜线上缠绕有橡胶软管，橡胶软管外表面涂有耐高温导热涂料，橡胶软管内部填充有乙醇，工作时乙醇蒸发吸热，端板上设置有铝挤散热器，可以将端板上的热量迅速传递到铝挤散热器上，从而起到良好的散热效果，而且橡胶软管内设置有铝线，利用铝线的塑性变形将橡胶软管定型，可以使橡胶软管可以良好的缠绕在镀银铜线上，而且拆卸方便。

综合分析以上参考专利，可以得出以下缺陷：

电抗器在工作过程中会产生一定的热量，需要通过冷却操作来保持其稳定运行。然而，在电抗器的使用过程中，电抗器导热油的适宜循环温度通常维持在65℃左右。而在寒冷天气条件下，外界环境温度通常低于该循环温度，导致电抗器内外温差过大，电抗器内部导热油的热量损失较大，导致导热油温度处于较低状态，从而影响电抗器内部导热油的循环，电抗器无法稳定运行，例如参考专利CN105551774B的一种高效散热的电抗器，虽然能够在高温环境下对电抗器起到降温目的，但是无法在低温环境中对电抗器提供升温保暖操作，导致电抗器无法再低温环境下稳定工作，进而容易造成限流装置异常，电抗器工作时一定空间范围产生强磁场，容易干扰其周围的电气元件工作，并且仅能够对电抗器进行降温工作，无法解决其工作时产生的磁场对周围电气元件干扰的问题，其次，橡胶管长期工作在高温环境下极易老化，使用寿命较短，增加了使用成本。

限流装置在工作时会通过较大电流，大电流经过的同时伴随高温产生，导致限流装置工作温度升高，参考专利CN108767810B的一种限流电路及限流装置，虽然利用限流装置能够对电路进行限流保护，但是限流装置缺乏散热装置，其长时间在高温环境下工作，容易缩短其使用寿命，同时具有高温下自燃的风险。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种一二次分离长时限一体式限流装置，解决了现有限流装置中电抗器无法及时散热或仅能够实现高温状态下散热，而无法低温环境下进行升温保暖操作，导致电抗器内部导热油无法正常循环，影响稳定运行，无法对电抗器工作时产生的磁场进行屏蔽处理，采用高阻抗主变压器限制由系统侧流经主变的短路电流和串联普通限流电抗器限制短路电流方式无法解决深度限制短路电流，存在有功无功损耗、震动、漏磁干扰，快速断路器并联短时深度限流电抗器来限制短路电流方式在快速断路器无法合闸时，短时深度限流电抗器长时投运会发生电抗器烧毁的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种一二次分离长时限一体式限流装置，包括远端线路防护设备和终端控制设备，所述远端线路防护设备和终端控制设备通过特制抗干扰屏蔽型电缆相连接，远端线路防护设备包括箱体、专用高压快速断路器、长时限流电抗器、非导磁材质隔板、电抗器控温装置、主回路电流互感器和限流回路电流互感器，所述专用高压快速断路器和长时限流电抗器分别设置在箱体的内部和顶部，所述非导磁材质隔板固定设置在箱体和长时限流电抗器之间，用于隔绝长时限流电抗器产生的磁场，所述电抗器控温装置可拆卸套设在长时限流电抗器外壁上，用于调控其空腔内部温度并同时屏蔽长时限流电抗器所产生的磁场，所述主回路电流互感器和限流回路电流互感器分别设置在长时限流电抗器的左侧和下方，均用于监测线路中电流的大小，所述终端控制设备包括控制系统、指示灯、连接片、控制屏柜、特制抗干扰屏蔽型电缆、小型断路器和限流主控制器，所述控制系统、指示灯、连接片、小型断路器和限流主控制器均设置在控制屏柜的内部，所述控制系统通过主回路电流互感器和限流回路电流互感器实时监测线路电流并就地运算，同步将线路电流和专用高压快速断路器状态运行参数通过特制抗干扰屏蔽型电缆传送给限流主控制器，所述小型断路器用于保护特制抗干扰屏蔽型电缆，所述特制抗干扰屏蔽型电缆内部电流产过额定值后进行断开保护。

优选的，所述电抗器控温装置包括屏蔽罩、散热机构、调温机构，所述散热机构设置在屏蔽罩外壁上，用于长时限流电抗器散热，所述调温机构设置在屏蔽罩腔体内部，用于辅助调控长时限流电抗器的温度，所述屏蔽罩内部和散热机构相对的侧壁上设置有用于监测屏蔽罩内部空气温度的测温调控机构，所述屏蔽罩外壁上均匀设置有多个进气机构。

优选的，所述散热机构包括固定连接在屏蔽罩外壁上的支撑架，所述支撑架外壁两侧均开设有安装通孔，两个安装通孔内部分别固定设置有第一风机和第二风机，所述第一风机和第二风机的排风端口均固定连接有用于输送热风的支管，两个所述支管相对的一端共同固定连接有总管，所述总管顶端固定连接有传动箱，所述传动箱顶部开设有排气口，排气口顶部通过支架固定设置有用于防止雨水进入的挡雨板，所述传动箱内部通过转轴转动设置有叶轮，所述转轴靠近屏蔽罩的一端固定连接有传动轴，所述传动轴转动贯穿屏蔽罩并固定连接有凸轮。

优选的，所述调温机构包括可拆卸设置在屏蔽罩腔体侧壁上的供油机构和屏蔽罩腔体顶部的导热管，所述供油机构内部设置有导热油，所述供油机构的侧壁上分别固定连接有第一油管和第二油管，所述第一油管内部固定连接有用于仅允许导热油进入的第一单向阀，所述第二油管内部固定设置有仅允许导热油排出的第二单向阀，且第二油管远离第二单向阀的一端设置有快速散热部件，所述供油机构的底部设置有用于辅助输油组件。

优选的，所述快速散热部件包括第一螺旋导热管束、第二螺旋导热管束和第三油管，所述第一螺旋导热管束和第二螺旋导热管束之间通过管道相连接，所述第一螺旋导热管束远离第二螺旋导热管束的一端和导热管一端之间共同固定连接有第三油管。

优选的，所述辅助输油组件包括油泵和固定设置在油泵一端的第四油管和第五油管，所述第五油管远离油泵的一端和供油机构相连接，用于输送供油机构内部的导热有到油泵内，所述第四油管远离油泵的一端和第二油管相连接，用于输送导热油到第二油管内。

优选的，所述供油机构包括储油箱和固定连接在储油箱内部的保温层以及固定连接在储油箱端部的密封盖，所述储油箱内部滑动连接有活塞，所述活塞远离储油箱的侧壁上固定设置有传动杆，传动杆一端固定连接有凸轮承载板，所述传动杆外壁上且位于活塞和凸轮承载板之间套设有第一弹簧。

优选的，所述测温调控机构包括导热金属块和均匀固定设置在导热金属块外壁上的导热翅片，所述导热金属块的顶部固定设置有玻璃管，所述玻璃管内部设置有水银，且玻璃管腔体底部固定设置有导热片，导热片底端贯穿玻璃管并和导热金属块相连接，用于将导热金属块表面的热量传递给水银，所述玻璃管腔体内部设置有低温补偿控制器，低温补偿控制器包括聚乙烯塑料板和按压开关，所述聚乙烯塑料板转动连接在玻璃管腔体内壁上，所述玻璃管腔体与聚乙烯塑料板相对的侧壁上固定设置有按压开关，所述玻璃管内壁上且位于低温补偿控制器的上方分别固定连接有高温散热控制开关部件。

优选的，所述高温散热控制开关部件包括正极板、负极板、接线板、第一线缆、第二线缆和第三线缆，所述正极板和负极板分别固定连接在玻璃管内壁左右两侧，所述正极板和负极板通过导线和接线板电性连接，所述接线板内部固定设置有多个接线端子，接线端子上分别固定设置有第一线缆、第二线缆和第三线缆。

优选的，所述进气机构包括进气管和开设在进气管外壁两侧的导向槽，所述导向槽内壁一侧固定连接有弹簧挡板，所述进气管内部滑动连接有限位板，所述限位板外壁上通过连杆固定连接有用于密封进气管的密封板，所述限位板外壁两侧分别固定连接有和导向槽结构相适配的滑块，滑块和弹簧挡板相对侧壁之间固定连接有第二弹簧。

本发明提供了一种一二次分离长时限一体式限流装置。与现有技术相比具备以下有益效果：

1、一种一二次分离长时限一体式限流装置，通过设置温度调控机构，其内部的水银具有热胀冷缩且伴随温度体积呈线性变化的性质，又因为其自身金属的特性，具有良好导电能力，能够根据屏蔽罩内温度变化水银体积自动发生改变，水银液面达到和设定的正极板、负极板相同高度或高于其位置时，能够实现正极板、负极板、接线板、第一线缆、第二线缆和两个风机构成的线路导通，外部电压得以驱动两个风机工作，进而实现为长时限流电抗器散热的目的；其次，散热过程完全依靠屏蔽罩中温度的变化促使水银体积线性改变，自由升降的水银具有开关的性质，能够在温度到达一定数值后，同时促使水银的高度变化，再者，温度低于设定值后，即水银位置高度低温补偿控制器后，聚乙烯塑料板失去水银的浮力作用，使得聚乙烯塑料板能够压在按压开关上，能够实现开启油泵工作的目的，储油箱中的热油能够沿导热管流动，导热油中的热量能够加热屏蔽罩中的空气，实现提升其内部空气温度的目的，为长时限流电抗器营造适宜的工作温度，高温定时散热控制和低温定时温度补偿控制过程均能够实现完全自动化，并且该控制结构简单，不仅造价低廉，而且便于后续的检修和维护，此外，屏蔽罩镍铁合金的材质和其外壁涂覆的铁磁性材料粉末，能够有效阻碍磁场向外扩散，降低限流装置工作时对外界环境的干扰。

2、一种一二次分离长时限一体式限流装置，通过设置散热机构能够在屏蔽罩中的温度达到预先设定值后，利用两个风机抽出其内部高温空气，使得屏蔽罩中的气压低于外部气压，得以促使进气机构开启，外部冷空气能够进入，实现对长时限流电抗器散热的目的，而屏蔽罩中的气压和外界气压相等后，进气机构能够实现自动关闭，最大程度防止外部水汽进入，延长其内部电器设备的使用寿命；其次，排出的热空气能够利用自身动力推动叶轮转动，达到为调温机构工作提供动力的目的。

3、一种一二次分离长时限一体式限流装置，通过供油机构和凸轮实现联动，能够在凸轮转动时间歇推动凸轮承载板，使得活塞能够间歇挤压导热油，实现导热油在导热管中定向流动的目的，因此，在高温散热状态下，螺旋导热管束能够位于风机相对的位置，能够增加螺旋导热管束和空气的接触面积，提升其散热能力，在散热机构散热的基础上进一步提高其散热能力；其次，在低温状态下，油泵能够将储油箱中的热油抽出到导热管中循环流动，释放导热油中的热量，从而实现加热屏蔽罩中空气的目的，进而达到加热长时限流电抗器中导热油的目的。

4、一种一二次分离长时限一体式限流装置，通过正常运行时，控制屏柜内控制系统通过主回路电流互感器实时监测线路电流并就地运算，同步将主回路电流、电抗器支路电流、专用高压快速断路器状态等运行参数通过光纤传送给限流主控制器。限流主控制器根据线路电流、母线电压复合运算。大大提高了安全性，故障查询简单快速，大大降低了由于短路故障，短路电流超标致使故障线路断路器无法开断导致事故进一步扩大的风险。

5、一种一二次分离长时限一体式限流装置，通过一次高压部分和二次低压控制部分完全分开安装，在正常运行的情况下，可通过控制屏柜上的控制模块对限流装置本体控制、检修及维护工作，避免操作人员距离一次带电体太近导致的意外事件的发生，提高了操作人员检修维护的安全性，其次，一二次部分连接线缆采用特制抗干扰屏蔽型电缆，解决了现场数据通讯受干扰的问题，保证装置动作正确。

6、一种一二次分离长时限一体式限流装置，解决了短时限流电抗器不能长时间投运的问题，有效降低了由于专用高压快速断路器无法分、合闸导致的无法限制短路电流、短时电抗器烧毁，并导致事故进一步扩大的风险，大大提高了系统的安全性、可靠性。

附图说明

图1为本发明正视结构示意图；

图2为本发明去除电抗器控温装置后的结构示意图；

图3为本发明长时限流电抗器结构示意图；

图4为本发明电路结构原理图；

图5为本发明电抗器控温装置第一整体结构示意图；

图6为本发明电抗器控温装置第二整体结构示意图；

图7为本发明电抗器控温装置拆卸屏蔽罩后的第一结构示意图；

图8为本发明电抗器控温装置拆卸屏蔽罩后的第二结构示意图；

图9为本发明散热机构剖视结构示意图；

图10为本发明调温机构立体结构示意图；

图11为本发明图10中的A部分放大结构示意图；

图12为本发明供油机构爆炸结构示意图；

图13为本发明测温调控机构剖视结构示意图；

图14为本发明图13中的B部分放大结构示意图；

图15为本发明进气机构爆炸结构示意图。

图中：a1、箱体；a2、专用高压快速断路器；a3、长时限流电抗器；a4、非导磁材质隔板；a5、电抗器控温装置；a6、主回路电流互感器；a7、限流回路电流互感器；a8、控制屏柜；a9、特制抗干扰屏蔽型电缆；a10、小型断路器；a11、限流主控制器；1、屏蔽罩；2、散热机构；21、支撑架；22、第一风机；23、第二风机；24、支管；25、总管；26、传动箱；27、挡雨板；28、叶轮；29、传动轴；210、凸轮；3、调温机构；31、供油机构；3101、储油箱；3102、活塞；3103、凸轮承载板；3104、第一弹簧；32、导热管；33、第一油管；34、第二油管；35、第一单向阀；36、第二单向阀；37、第一螺旋导热管束；38、第二螺旋导热管束；39、第三油管；310、油泵；311、第四油管；312、第五油管；4、测温调控机构；41、导热金属块；42、导热翅片；43、玻璃管；44、聚乙烯塑料板；45、按压开关；46、正极板；47、负极板；48、接线板；49、第一线缆；410、第二线缆；411、第三线缆；5、进气机构；51、进气管；52、导向槽；53、弹簧挡板；54、限位板；55、密封板；56、第二弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供四种技术方案：

如图1-图4，图15示出了第一种实施方式：一种一二次分离长时限一体式限流装置，包括远端线路防护设备和终端控制设备，远端线路防护设备和终端控制设备通过特制抗干扰屏蔽型电缆a9相连接，远端线路防护设备包括箱体a1、专用高压快速断路器a2、长时限流电抗器a3、非导磁材质隔板a4、电抗器控温装置a5、主回路电流互感器a6和限流回路电流互感器a7，专用高压快速断路器a2和长时限流电抗器a3分别设置在箱体a1的内部和顶部，非导磁材质隔板a4固定设置在箱体a1和长时限流电抗器a3之间，用于隔绝长时限流电抗器a3产生的磁场，为了避免长时限流电抗器a3在工作中的涡流现象及散热现象，长时限流电抗器a3与专用高压快速断路器a2箱体之间的非导磁材质隔板a4采用非导磁材料制作如环氧隔板、SMC隔板等阻燃绝缘型材料或镂空结构安装，长时限流电抗器a3在专用高压快速断路器a2本身分合闸发生故障时，可长时间投入系统使用，避免了系统发生短路故障时，事故进一步扩大的风险，大大提高了系统的安全性、可靠性，电抗器控温装置a5可拆卸套设在长时限流电抗器a3外壁上，用于调控其空腔内部温度并同时屏蔽长时限流电抗器a3所产生的磁场，主回路电流互感器a6和限流回路电流互感器a7分别设置在长时限流电抗器a3的左侧和下方，均用于监测线路中电流的大小，终端控制设备包括控制系统、指示灯、连接片、控制屏柜a8、特制抗干扰屏蔽型电缆a9、小型断路器a10和限流主控制器a11，控制系统、指示灯、连接片、小型断路器a10和限流主控制器a11均设置在控制屏柜a8的内部，控制系统通过主回路电流互感器a6和限流回路电流互感器a7实时监测线路电流并就地运算，同步将线路电流和专用高压快速断路器a2状态运行参数通过特制抗干扰屏蔽型电缆a9传送给限流主控制器a11，小型断路器a10用于保护特制抗干扰屏蔽型电缆a9，特制抗干扰屏蔽型电缆a9内部电流产过额定值后进行断开保护，进气机构5包括进气管51和开设在进气管51外壁两侧的导向槽52，导向槽52内壁一侧固定连接有弹簧挡板53，进气管51内部滑动连接有限位板54，限位板54外壁上通过连杆固定连接有用于密封进气管51的密封板55，限位板54外壁两侧分别固定连接有和导向槽52结构相适配的滑块，滑块和弹簧挡板53相对侧壁之间固定连接有第二弹簧56，进气管51的进气端口固定设置有用于过滤空气灰尘的过滤网。

如图5-图9示出了第二种实施方式，与第一种实施方式的主要区别在于：一种一二次分离长时限一体式限流装置，电抗器控温装置a5包括屏蔽罩1、散热机构2、调温机构3，散热机构2设置在屏蔽罩1外壁上，用于长时限流电抗器a3散热，解决了短时深度限流电抗器不能长时间投运的问题，本装置长时限流电抗器可长时投入运行，调温机构3设置在屏蔽罩1腔体内部，用于辅助调控长时限流电抗器a3的温度，屏蔽罩1内部和散热机构2相对的侧壁上设置有用于监测屏蔽罩1内部空气温度的测温调控机构4，屏蔽罩1外壁上均匀设置有多个进气机构5，散热机构2包括固定连接在屏蔽罩1外壁上的支撑架21，支撑架21外壁两侧均开设有安装通孔，两个安装通孔内部分别固定设置有第一风机22和第二风机23，第一风机22和第二风机23的排风端口均固定连接有用于输送热风的支管24，两个支管24相对的一端共同固定连接有总管25，总管25顶端固定连接有传动箱26，传动箱26顶部开设有排气口，排气口顶部通过支架固定设置有用于防止雨水进入的挡雨板27，传动箱26内部通过转轴转动设置有叶轮28，转轴靠近屏蔽罩1的一端固定连接有传动轴29，传动轴29转动贯穿屏蔽罩1并固定连接有凸轮210，屏蔽罩1外壁两侧均开设有散热口，第一风机22和第二风机23分别安装在两个散热口内，屏蔽罩1由镍铁合金一体压铸成型，其外壁上涂覆有铁磁性材料粉末。

如图10-图12示出了第三种实施方式，与第二种实施方式的主要区别在于：一种一二次分离长时限一体式限流装置，调温机构3包括可拆卸设置在屏蔽罩1腔体侧壁上的供油机构31和屏蔽罩1腔体顶部的导热管32，供油机构31内部设置有导热油，供油机构31的侧壁上分别固定连接有第一油管33和第二油管34，第一油管33内部固定连接有用于仅允许导热油进入的第一单向阀35，第二油管34内部固定设置有仅允许导热油排出的第二单向阀36，且第二油管34远离第二单向阀36的一端设置有快速散热部件，供油机构31的底部设置有用于辅助输油组件，快速散热部件包括第一螺旋导热管束37、第二螺旋导热管束38和第三油管39，第一螺旋导热管束37和第二螺旋导热管束38之间通过管道相连接，第一螺旋导热管束37远离第二螺旋导热管束38的一端和导热管32一端之间共同固定连接有第三油管39，辅助输油组件包括油泵310和固定设置在油泵310一端的第四油管311和第五油管312，第五油管312远离油泵310的一端和供油机构31相连接，用于输送供油机构31内部的导热有到油泵310内，第四油管311远离油泵310的一端和第二油管34相连接，用于输送导热油到第二油管34内，供油机构31包括储油箱3101和固定连接在储油箱3101内部的保温层以及固定连接在储油箱3101端部的密封盖，储油箱3101内部滑动连接有活塞3102，活塞3102远离储油箱3101的侧壁上固定设置有传动杆，传动杆一端固定连接有凸轮承载板3103，传动杆外壁上且位于活塞3102和凸轮承载板3103之间套设有第一弹簧3104，活塞3102外壁上固定套设有密封油环，保证活塞3102和储油箱3101内壁之间为密封滑动连接，凸轮承载板3103和凸轮210相对设置，凸轮210转动时用于间歇推动凸轮承载板3103移动。

如图13-图14示出了第四种实施方式，与第三种实施方式的主要区别在于：一种一二次分离长时限一体式限流装置，测温调控机构4包括导热金属块41和均匀固定设置在导热金属块41外壁上的导热翅片42，导热金属块41表面涂覆有导热绝缘层，能够导热的同时具有绝缘能力，导热金属块41的顶部固定设置有玻璃管43，玻璃管43内部设置有水银，且玻璃管43腔体底部固定设置有导热片，导热片底端贯穿玻璃管43并和导热金属块41相连接，用于将导热金属块41表面的热量传递给水银，玻璃管43腔体内部设置有低温补偿控制器，低温补偿控制器包括聚乙烯塑料板44和按压开关45，聚乙烯塑料板44转动连接在玻璃管43腔体内壁上，玻璃管43腔体与聚乙烯塑料板44相对的侧壁上固定设置有按压开关45，玻璃管43内壁上且位于低温补偿控制器的上方分别固定连接有高温散热控制开关部件，高温散热控制开关部件包括正极板46、负极板47、接线板48、第一线缆49、第二线缆410和第三线缆411，正极板46和负极板47分别固定连接在玻璃管43内壁左右两侧，正极板46和负极板47通过导线和接线板48电性连接，接线板48内部固定设置有多个接线端子，接线端子上分别固定设置有第一线缆49、第二线缆410和第三线缆411，第三线缆411和油泵310电性连接，用于为油泵310输送电能，第一线缆49和第二线缆410分别和第一风机22和第二风机23电性连接，用于向第一风机22和第二风机23输送电能，正极板46和负极板47与水银液面接触后，两个风机和接线板48、正极板46、负极板47构成的串联电路闭合，水银液面低于聚乙烯塑料板44后，按压开关45开启，油泵310和第三线缆411以及接线板48构成的串联电路导通，聚乙烯塑料板44压在按压开关45顶部后能够触发开关开启，聚乙烯塑料板44脱离按压开关45后，按压开关45关闭。

使用时，当系统发生短路故障时，控制屏柜内控制系统采用高性能DSP芯片通过专用算法，启动短路电流判断，并且结合限流主控制器a11对母线电压进行二重运算，在2ms内快速准确判断短路故障、计算短路电流幅值并预判三相短路电流过零时刻，发出跳闸指令，控制专用高压快速断路器a2在三相过零点时分闸，确保燃弧时间最短，限流装置在7—15ms内将短路电流换入长时限流电抗器a3中，将短路电流限制到设计要求数值以下，实现限流功能，通过对系统运行电压、电流双判据的复合运算法，可以避免因谐波或系统冲击造成误判误动的风险，大大提高限流装置启动判断的可靠性；

当故障电流在7—15ms内被限流，并且故障点断路器可靠开断后，限流装置通过采集电压、电流均恢复到额定值附近时，发出装置复位指令，专用高压快速断路器a2合闸将长时限流电抗器a3再次短接旁路，限流装置恢复到正常运行状态。控制屏柜a8内控制系统、限流主控制器a11上传故障记录并保存故障波形，自动进入下一次保护测控状态，免维护自复位运行；

当故障电流在7—15ms内被限流，并且故障点断路器可靠开断后，限流装置通过采集电压、电流均恢复到额定值附近时，发出装置复位指令，专用高压快速断路器a2合闸将长时限流电抗器a3再次短接旁路，如专用高压快速断路器a2无法合闸，长时限流电抗器a3继续投入系统运行，专用高压快速断路器a2无法合闸故障解决后，将长时限流电抗器a3再次短接旁路，限流装置恢复到正常运行状态。在此期间不会导致长时限流电抗器烧毁等事故的产生。如专用高压快速断路器a2无法分闸，则手动强制分闸专用高压快速断路器a2，将长时限流电抗器投入系统运行，不会对系统正常运行产生不良影响；

正常运行时，控制屏柜a8内控制系统通过主回路电流互感器a6实时监测线路电流并就地运算，同步将主回路电流、电抗器支路电流、专用高压快速断路器a2状态等运行参数通过特制抗干扰屏蔽型电缆a9传送给限流主控制器11，限流主控制器a11根据线路电流、母线电压复合运算；

一次高压部分和二次低压控制部分完全分开安装，在正常运行的情况下，可通过控制屏柜a8上的控制模块对限流装置本体控制、检修及维护工作，避免操作人员距离一次带电体太近导致的意外事件的发生，提高了操作人员检修维护的安全性，一二次部分连接线缆采用抗干扰且具有电压隔离措施的特制抗干扰屏蔽型电缆a9，解决了现场数据通讯受干扰的问题，保证装置动作正确；

温度调控机构内部的水银具有热胀冷缩且伴随温度体积呈线性变化的性质，又因为其自身金属的特性，具有良好导电能力，根据屏蔽罩1内温度变化水银体积自动发生改变，水银液面达到和设定的正极板46、负极板47相同高度或高于其位置时，能够实现正极板46、负极板47、接线板48、第一线缆49、第二线缆410和两个风机构成的线路导通，外部电压得以驱动两个风机工作，实现为长时限流电抗器a3散热的目的，散热过程完全依靠屏蔽罩1中温度的变化促使水银体积线性改变，自由升降的水银具有开关的性质，能够在温度到达一定数值后，同时促使水银的高度变化，温度低于设定值后，即水银位置高度低温补偿控制器后，聚乙烯塑料板44板失去水银的浮力作用，使得聚乙烯塑料板44能够压在按压开关45上，能够实现开启油泵310工作的目的，储油箱3101中的热油能够沿导热管流动，导热油中的热量能够加热屏蔽罩1中的空气，实现提升其内部空气温度的目的，为长时限流电抗器a3营造适宜的工作温度，高温定时散热控制和低温定时温度补偿控制过程均能够实现完全自动化，并且该控制结构简单，不仅造价低廉，而且便于后续的检修和维护，屏蔽罩1镍铁合金的材质和其外壁涂覆的铁磁性材料粉末，能够有效阻碍磁场向外扩散，降低限流装置工作时对外界环境的干扰，散热机构2能够在屏蔽罩1中的温度达到预先设定值后，利用第一风机22和第二风机23抽出其内部高温空气，使得屏蔽罩1中的气压低于外部气压，得以促使进气机构5开启，外部气压推动限位板54沿导向槽52滑动，由于密封板55和限位板54之间通过杆件连接，因此，在限位板54移动的同时，密封板55从进气管51位于屏蔽罩1内部的开口上移开，外部冷空气能够进入，实现对长时限流电抗器a3散热的目的，而屏蔽罩1中的气压和外界气压相等后，进气机构5中的第二弹簧56促使限位板54复位，密封板55再次将进气管51封闭，最大程度在不进行散热的情况下防止外部水汽进入，延长其内部电器设备的使用寿命，并且第一和第二风机23排出的热空气通过支管24同时流向总管25中，并最终在传动箱26中汇集，风力推动叶轮28转动，由于叶轮28和凸轮之间通过传动轴29相连接，因此，叶轮28转动能够带动凸轮210转动，叶轮28和凸轮210实现联动，凸轮210转动时间歇推动凸轮承载板3103移动，在凸轮210凸出端远离凸轮承载板3103后，第一弹簧3104促使凸轮承载板3103复位，使得活塞3102能够往复在储油箱3101中滑动，间歇挤压导热油，导热油在导热管32中定向流动的目的，因此，在高温散热状态下，第一螺旋导热管束37和第二螺旋导热管束38利用位于和第一风机22和第二风机分别相对的位置，能够增加螺旋导热管束和空气的接触面积，提升其散热能力，在散热机构散热的基础上进一步提高其散热能力，在低温状态下，油泵310能够将储油箱3101中的热油抽出到导热管32中循环流动，释放导热油中的热量，从而实现加热屏蔽罩1中空气的目的，进而达到加热长时限流电抗器a3中导热油的目的，长时限流电抗器a3中导热油获得适宜的工作温度能够促进长时限流电抗器a3稳定工作。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种一二次分离长时限一体式限流装置，包括远端线路防护设备和终端控制设备，其特征在于：所述远端线路防护设备和终端控制设备通过特制抗干扰屏蔽型电缆相连接，远端线路防护设备包括箱体、专用高压快速断路器、长时限流电抗器、非导磁材质隔板、电抗器控温装置、主回路电流互感器和限流回路电流互感器，所述专用高压快速断路器和长时限流电抗器分别设置在箱体的内部和顶部，所述非导磁材质隔板固定设置在箱体和长时限流电抗器之间，用于隔绝长时限流电抗器产生的磁场，所述电抗器控温装置可拆卸套设在长时限流电抗器外壁上，用于调控其空腔内部温度并同时屏蔽长时限流电抗器所产生的磁场，所述主回路电流互感器和限流回路电流互感器分别设置在长时限流电抗器的左侧和下方，均用于监测线路中电流的大小；

所述终端控制设备包括控制系统、指示灯、连接片、控制屏柜、特制抗干扰屏蔽型电缆、小型断路器和限流主控制器，所述控制系统、指示灯、连接片、小型断路器和限流主控制器均设置在控制屏柜的内部，所述控制系统通过主回路电流互感器和限流回路电流互感器实时监测线路电流并就地运算，同步将线路电流和专用高压快速断路器状态运行参数通过特制抗干扰屏蔽型电缆传送给限流主控制器，所述小型断路器用于保护特制抗干扰屏蔽型电缆，所述特制抗干扰屏蔽型电缆内部电流产过额定值后进行断开保护，所述电抗器控温装置包括屏蔽罩、散热机构、调温机构，所述散热机构设置在屏蔽罩外壁上，用于长时限流电抗器散热，所述调温机构设置在屏蔽罩腔体内部，用于辅助调控长时限流电抗器的温度，所述屏蔽罩内部和散热机构相对的侧壁上设置有用于监测屏蔽罩内部空气温度的测温调控机构，所述屏蔽罩外壁上均匀设置有多个进气机构；

所述测温调控机构包括导热金属块和均匀固定设置在导热金属块外壁上的导热翅片，所述导热金属块的顶部固定设置有玻璃管，所述玻璃管内部设置有水银，且玻璃管腔体底部固定设置有导热片，导热片底端贯穿玻璃管并和导热金属块相连接，用于将导热金属块表面的热量传递给水银，所述玻璃管腔体内部设置有低温补偿控制器，低温补偿控制器包括聚乙烯塑料板和按压开关，所述聚乙烯塑料板转动连接在玻璃管腔体内壁上，所述玻璃管腔体与聚乙烯塑料板相对的侧壁上固定设置有按压开关，所述玻璃管内壁上且位于低温补偿控制器的上方分别固定连接有高温散热控制开关部件。

2.根据权利要求1所述的一种一二次分离长时限一体式限流装置，其特征在于：所述散热机构包括固定连接在屏蔽罩外壁上的支撑架，所述支撑架外壁两侧均开设有安装通孔，两个安装通孔内部分别固定设置有第一风机和第二风机，所述第一风机和第二风机的排风端口均固定连接有用于输送热风的支管，两个所述支管相对的一端共同固定连接有总管，所述总管顶端固定连接有传动箱，所述传动箱顶部开设有排气口，排气口顶部通过支架固定设置有用于防止雨水进入的挡雨板，所述传动箱内部通过转轴转动设置有叶轮，所述转轴靠近屏蔽罩的一端固定连接有传动轴，所述传动轴转动贯穿屏蔽罩并固定连接有凸轮。

3.根据权利要求1所述的一种一二次分离长时限一体式限流装置，其特征在于：所述调温机构包括可拆卸设置在屏蔽罩腔体侧壁上的供油机构和屏蔽罩腔体顶部的导热管，所述供油机构内部设置有导热油，所述供油机构的侧壁上分别固定连接有第一油管和第二油管，所述第一油管内部固定连接有用于仅允许导热油进入的第一单向阀，所述第二油管内部固定设置有仅允许导热油排出的第二单向阀，且第二油管远离第二单向阀的一端设置有快速散热部件，所述供油机构的底部设置有用于辅助输油组件。

4.根据权利要求3所述的一种一二次分离长时限一体式限流装置，其特征在于：所述快速散热部件包括第一螺旋导热管束、第二螺旋导热管束和第三油管，所述第一螺旋导热管束和第二螺旋导热管束之间通过管道相连接，所述第一螺旋导热管束远离第二螺旋导热管束的一端和导热管一端之间共同固定连接有第三油管。

5.根据权利要求3所述的一种一二次分离长时限一体式限流装置，其特征在于：所述辅助输油组件包括油泵和固定设置在油泵一端的第四油管和第五油管，所述第五油管远离油泵的一端和供油机构相连接，用于输送供油机构内部的导热有到油泵内，所述第四油管远离油泵的一端和第二油管相连接，用于输送导热油到第二油管内。

6.根据权利要求3所述的一种一二次分离长时限一体式限流装置，其特征在于：所述供油机构包括储油箱和固定连接在储油箱内部的保温层以及固定连接在储油箱端部的密封盖，所述储油箱内部滑动连接有活塞，所述活塞远离储油箱的侧壁上固定设置有传动杆，传动杆一端固定连接有凸轮承载板，所述传动杆外壁上且位于活塞和凸轮承载板之间套设有第一弹簧。

7.根据权利要求1所述的一种一二次分离长时限一体式限流装置，其特征在于：所述高温散热控制开关部件包括正极板、负极板、接线板、第一线缆、第二线缆和第三线缆，所述正极板和负极板分别固定连接在玻璃管内壁左右两侧，所述正极板和负极板通过导线和接线板电性连接，所述接线板内部固定设置有多个接线端子，接线端子上分别固定设置有第一线缆、第二线缆和第三线缆。

8.根据权利要求1所述的一种一二次分离长时限一体式限流装置，其特征在于：所述进气机构包括进气管和开设在进气管外壁两侧的导向槽，所述导向槽内壁一侧固定连接有弹簧挡板，所述进气管内部滑动连接有限位板，所述限位板外壁上通过连杆固定连接有用于密封进气管的密封板，所述限位板外壁两侧分别固定连接有和导向槽结构相适配的滑块，滑块和弹簧挡板相对侧壁之间固定连接有第二弹簧。