CN201742083U - 避雷器漏电故障报警器 - Google Patents

Abstract

一种避雷器漏电故障报警器，包括报警部分、卡接部分和外壳。报警部分包括顺序连接的闭合磁路铁芯线圈、交流变换回路、运放识别回路和声光报警回路，交流变换回路和运放识别回路固定在电路板上，并分别与直流电源连接，声光报警回路的信号输出端与无线调制接口连接，声光报警回路的控制端与报警元件连接。所述闭合磁路铁芯线圈由扣合避雷器公用接地引线的上、下两部分对接成闭合磁路，接地引线与报警器铁心接触点处的外侧包有绝缘层。所述卡接部分包括承托铁芯线圈的箍铁和吊挂铁芯线圈的扣铁连接而成，扣铁通过顶盖螺栓与外壳的顶盖连接。本实用新型装卸方便、成本低廉、灵敏度高、可靠性好、依靠太阳能充电，可广泛应用于各种电气设备漏电报警。

Description

避雷器漏电故障报警器

技术领域

 本实用新型属于小接地电流系统中电气接地故障报警的技术范畴，涉及一种避雷器漏电故障的报警器。 

背景技术

电力系统中的10KV配电线路，是我国电力网的最末一级高电压网络，因其供电半径大、分支多、变压器台区多等原因，造成该级网络上的运行事故率居高不下。在10KV电网的事故中，要属“接地故障”最多，而在“接地故障”中因避雷器内部绝缘损坏引起漏电“接地故障”的几率最高，约占“接地故障”的50%—60%。 

“接地故障” 不同于一般的电气短路故障。而是带电导体通过金属材料与大地发生的短路故障。由于避雷器内部故障不同于倒杆断线、树木碰线等的其它接地故障那样明显，它的隐蔽性很强，即是巡线者到了故障点也很难发现故障设备，加上避雷器遍布各个配电台区，要想找到该类故障点犹如大海捞针，往往需要反复查找，并需全线停电逐一拆卸、测量后才能发现。因此，这类接地故障一旦发生，至少要用去数小时乃至数十个小时的时间才能恢复，总是导致大面积、长时间停电，甚至还会扩大为“两相接地短路”的跳闸事故。严重地影响着供电可靠性及安全性指标。而且往往还伴随着接地故障而发生电击人身伤害事故，引起火灾等，为了住宅居住区的人员安全，有必要加强对“接地故障”的防范。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种避雷器漏电故障报警器，要解决小接地电流系统中因避雷器的漏电引起的10KV线路接地故障难查找的技术问题；并解决避雷器故障造成大面积、长时间停电的问题。 

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 

一种避雷器漏电故障报警器，包括报警电路部分、卡接部分和外壳，其特征在于：所述报警电路部分包括顺序连接的闭合磁路铁芯线圈、交流变换回路、运放识别回路和声光报警回路，交流变换回路和运放识别回路固定在电路板上，并分别与直流电源连接，声光报警回路的信号输出端与无线调制接口连接，声光报警回路的控制端与报警元件连接，所述闭合磁路铁芯线圈由扣合避雷器公用接地引线的上、下两部分对接成闭合磁路铁芯线圈，避雷器公用接地引线与闭合磁路铁芯线圈接触点处的外侧包有绝缘层；

所述卡接部分包括承托铁芯线圈的箍铁和吊挂铁芯线圈的扣铁连接而成，扣铁通过顶盖螺栓与外壳的顶盖连接。

所述报警元件是报警喇叭或报警指示灯，或者是报警喇叭和报警指示灯并用。 

所述直流电源是蓄电池，蓄电池由太阳能电池板供电，太阳能电池板斜置固定于外壳上。 

所述外壳是钟罩形，报警喇叭和报警指示灯镶在钟罩喇叭口处的封板上。 

所述闭合磁路铁芯线圈的铁芯是U形磁铁与直条磁铁在接触面以凸凹榫接而成，或者是由两个半圆形的磁铁对接而成。 

所述避雷器公用接地引线与铁芯线圈之间填充有绝缘材料。 

所述避雷器公用接地引线是扁铁或圆钢。 

所述外壳与顶盖连接处有一调节圈，外壳的连接口固定有三个互为120度的调节螺钉），在调节圈上与调节螺钉相对应位置开有三个调节槽。 

所述调节槽固定连接在外壳上、下部分衔接处。 

与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果：本实用新型的设计为开口封装方式，在现场安装时不用截断避雷器公用接地引线，简化繁琐的装卸工序，更安全、快捷。报警器安装于避雷器公用接地引线与大地之间，不涉及电网安全问题（如图1所示）；其安装的避雷器公用接地引线是“接地电流”的必经之路，报警器内部的运放识别回路能对“接地电流”精确识别，大大提高了其检测的可靠性和准确性。另外，报警器仅需要5 mA的待机电流，加之太阳能充电模式及间隔声光报警的工作方式，充分体现本实用新型的节能、环保理念，低能耗和太阳能充电也为其正常工作的持久性、可靠性和免维护功能提供了充分的能源保障。 

报警器面板与地面平行安装的方式，增加了报警器工作的透明度，融入了更多的人性化设计理念；其中的“声光报警”及“电源指示灯”面板设计，能在避雷器发生漏电接地故障的第一时间里，以声、光报警的方式告知台区电工或巡线人员及时进行处理，大幅度减少巡查故障时间，提高供电可靠率。 

本实用新型结构简单、成本低廉、灵敏度高、可靠性好、太阳能充电、耗电极省、装卸方便；报警器为悬挂的钟式设计，不失古典庄重，外观酷似古刹祥钟或风铃，日夜监护电网的安全运行，时刻提示巡查的工作人员避雷器是否安全运行。 

本实用新型可广泛应用于各电压等级的电气设备的工作接地线上漏电电流的报警场合。 

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。 

    图1是本实用新型的安装位置示意图。 

图2是本实用新型的正视图。 

图3是本实用新型的侧视图。 

图4是本实用新型的俯视图。 

图5是本实用新型的仰视图。 

图6是本实用新型的工作原理示意图。 

图7是本实用新型的结构透视图。 

图8是本实用新型的上下部连接结构示意图。 

图9是本实用新型的顶盖内立体结构透视图。 

附图标记：1－报警器、2－避雷器公用接地引线、3－避雷器、4－电线杆、5－太阳能电池板、6－调节圈、7－电源开关、8－报警喇叭、9－报警指示灯、10－电源指示灯、11-顶盖、12-顶盖螺栓、13-扣铁、14-箍铁、15-铁芯、16-线圈、17-蓄电池、18-电路板、19-调节槽、20-绝缘胶、21扣铁螺栓、22-封板。 

具体实施方式

参见图1所示，报警器安装于三相避雷器的公共地线与避雷器公用接地引线之间，避雷器公用接地引线2沿电线杆4延伸至地面，所述避雷器公用接地引线2是扁铁或圆钢，接地引线与报警器铁心接触点处的外侧包有绝缘层。 

参见图5所示，当打开其电源开关7后，电源指示灯10为绿色，将每隔5S闪亮一下，时长：200mS，表示电路工作正常，同时，出现两秒钟的声光报警信号，表明电路检测完好。接而进入待机监测状态。此时，只有运放识别回路及电源指示回路带电工作，其待机电流为5 mA，其它电路单元均不耗电。为了增加透明度，随时了解电路工作状态，电源指示灯仍不可少。考虑到既要节约电能，又能起到电源指示灯的作用，本指示灯电路设计为每隔5S—7S闪亮一瞬间。 

参见图6、图7所示，这种避雷器漏电故障报警器，包括报警电路部分、卡接部分和外壳，所述报警电路部分包括顺序连接的闭合磁路铁芯线圈、交流变换回路、运放识别回路和声光报警回路。 

交流变换回路和运放识别回路固定在电路板18上，并分别与直流电源连接，其中交流变换回路的主要作用就是把避雷器公用接地引线上小到几十毫安的避雷器故障泄漏电流（电容电流）和大到几百安培以上的因过电压引起的泄放电流（含雷电流），感应的电流，变换为幅度稳定的可识别的直流电平，然后送入运放识别回路进行处理。 

运放识别回路由运算放大器和逻辑集成电路组成，从避雷器公用接地引线上流过的电流只能有两种，即：避雷器故障泄漏电流（电容电流）和过电压泄放电流（含雷电流）。前者幅度小，且持续稳定；后者幅度大，而持续时间很短。这些明显的特点，就是本报警器识别回路工作的最好判据。所以，只要区分开了这两类电流的不同点，则该装置的识别正确率是很高的。 

声光报警回路的信号输出端与无线调制接口连接，声光报警回路的控制端与报警元件连接，声光报警回路由两个多谐振荡器单元组合而成，其中，一个振荡频率为1HZ；另一个振荡频率为1200HZ，它们结合出的声光效果为每秒间隔交替发出的“嘀…嘀…嘀…”和每秒间隔交替出现的红光信号。另外，为了适应一些特殊场合，如交通不便或远离人群的安装现场的需要，本实用新型还特设了无线报警信号的调制接口，以便在报警器内添加载频发射电路，与报警信号调制后，实现无线远距离报警。 

当避雷器内部损坏出现泄漏，电流在30 mA以上时，报警器二次侧感应到电容电流的微弱能量，经过交流变换回路和运放识别回路大约3S后，立即起动声光报警回路，发出间隔1S的、频率为1200HZ的“嘀…嘀…嘀…”声音和每秒间隔交替出现的红光信号，从而达到当避雷器发生漏电接地故障时，就地声光报警或无线远距离音频报警，告知台区电工或巡线人员及时进行处理。 

当10KV电网发生瞬间过电压或落雷事件时，避雷器将有短促的对大地放电的过程，其特点是：电流为几十到几十千安、时间约1秒左右，报警器二次侧感应到的能量，由交流变换回路以电压的方式给电路进行整形，整形后的最高电压≤10V,然后，输入给运放识别回路，若要启动声光报警回路，必须同时满足两个条件：其一，是流过避雷器公用接地引线的电流是电容电流；其二，是持续的泄漏电流。那么，避雷器向大地泄放的瞬间过电压电流和多为直流分量的雷电流，是不能起动本报警装置的。所以，避雷器漏电故障报警器在此状况下是不会报警的。 

该报警器发出的声光报警信号，将持续到避雷器泄漏电流中断，一般要等到处理避雷器故障时为止。此后，报警器将自动恢复为待机监测状态，等待下一次避雷器泄漏故障的报警任务。由于我国《变电运行规程》中规定：在小电流接地系统中发生单相接地故障时，故障线路或设备仍可继续运行一段时间，但最长运行时间不得超过两个小时。所以，本报警器的声光报警时间一般不会太长，大多在两小时左右即可得以解除。 

参见图8所示，所述外壳是钟罩形，外壳采用ABS或高耐度塑料材料制成，所述外壳与顶盖11连接处有一调节圈6，外壳的连接口固定有三个互为120度的调节螺钉23，在调节圈上与调节螺钉相对应位置开有三个调节槽19。所述调节槽19用于外壳上、下部分衔接，在现场安装时将太阳能电池板调至南向定位，最大调节角度为90°。 

参见图7所示，报警喇叭8和报警指示灯9镶在钟罩喇叭口处的封板22上。报警喇叭8或报警指示灯9分别用，或者是报警喇叭和报警指示灯并用。太阳能电池板5垂直或水平斜置固定于外壳上的斜面上（如图2-4所示），为非晶硅的太阳能电池板。所述直流电源是蓄电池17，蓄电池由太阳能电池板5供电。 

本装置采用独立供电的方式。直流电源由蓄电池和太阳能电池板构成，二者以浮充电的方式工作。蓄电池为6V电压、1200mAH；太阳能板为10V、80mA，即是在不够晴朗的天气里，太阳能电池板接收的能量仍能向蓄电池内充电。平时，整套电路耗电约5 mA，只有当避雷器故障时，声光报警回路元件启动后，才有零至几十毫安的间断输出。因此，该电源可实现自充电、免维护的功能。 

参见图9所示，避雷器公用接地引线置于其铁芯15之内，才能感应到接地电流。为了避免在现场安装报警器时截断避雷器公用接地引线造成更多麻烦，特将报警器设计成开口式的，这样，当安装报警器时，只需把避雷器公用接地引线放入报警器顶端的缺口内，然后压上扣铁13和箍铁14，拧紧扣铁螺栓21即可。这样，既保证了运行中接地回路的安全性、使其装卸变得方便、快捷，又可确保报警器的完整性。所述闭合磁路铁芯线圈由扣合避雷器公用接地引线2的上、下两部分对接成闭合磁路，闭合磁路铁芯线圈的铁芯15是U形磁铁与直条磁铁在接触面以凸凹榫接而成，或者是由两个半圆形的磁铁平面对接而成，承托铁芯线圈的箍铁14和吊挂铁芯线圈的扣铁13连接而成，扣铁13通过顶盖螺栓12与外壳的顶盖11连接。安装时把避雷器公用接地引线置于U形磁铁的开口之内，然后用直条磁铁夹把U形磁铁的开口封上、用扣铁和箍铁压紧，最后装上顶盖即可。所述避雷器公用接地引线2与铁芯线圈之间填充有绝缘材料，绝缘材料为绝缘胶20。 

本实用新型有关的技术参数： 

1、直流电源：电压:6V—10V；蓄电瓶单独放电能量：1200 mAH。

2、太阳能电池板：最高充电电压：10V；最大输出电流：80 mA。 

3、待机监测电流：5mA。 

4、持续待机监测时间：在连续雨、雪天气、无充电环境下，最大待机监测的持续时间为：240小时，大约10天；连续发出声、光报警的持续为时间为：27小时；在可充电环境下，应视其天气情况而定。 

5、起动灵敏度：当避雷器泄漏故障的持续泄漏电流达30 mA以上值时均可准确起动报警器，起动灵敏度可按照现场要求，可在大于30 mA以上值中任意调节。 

6、耐受过电压泄放电流能力：可适应10KV避雷器的任意泄放电流值。 

7、报警效果：室外50米内可听到清晰的“嘀…嘀…嘀…”报警声；晴朗的天气里能看到明显的红光闪亮。 

8、整机重量：0.8kg。 

Claims (8)

1.一种避雷器漏电故障报警器，包括报警电路部分、卡接部分和外壳，其特征在于：所述报警电路部分包括顺序连接的闭合磁路铁芯线圈、交流变换回路、运放识别回路和声光报警回路，交流变换回路和运放识别回路固定在电路板（18）上，并分别与直流电源连接，声光报警回路的信号输出端与无线调制接口连接，声光报警回路的控制端与报警元件连接，所述闭合磁路铁芯线圈由扣合避雷器公用接地引线（2）的上、下两部分对接成闭合磁路铁芯线圈，避雷器公用接地引线（2）与闭合磁路铁芯线圈接触点处的外侧包有绝缘层；

所述卡接部分包括承托铁芯线圈（16）的箍铁（14）和吊挂铁芯线圈的扣铁（13）连接而成，扣铁（13）通过顶盖螺栓（12）与外壳的顶盖（11）连接。

2.根据权利要求1所述的避雷器漏电故障报警器，其特征在于：所述报警元件是报警喇叭（8）或报警指示灯（9），或者是报警喇叭和报警指示灯并用。

3.根据权利要求2所述的避雷器漏电故障报警器，其特征在于：所述直流电源是蓄电池（17），蓄电池由太阳能电池板（5）供电，太阳能电池板（5）斜置固定于外壳上。

4.根据权利要求3所述的避雷器漏电故障报警器，其特征在于：所述外壳是钟罩形，报警喇叭（8）和报警指示灯（9）镶在钟罩喇叭口处的封板（22）上。

5.根据权利要求4所述的避雷器漏电故障报警器，其特征在于：所述闭合磁路铁芯线圈的铁芯(15)是U形磁铁与直条磁铁在接触面以凸凹榫接而成，或者是由两个半圆形的磁铁对接而成。

6.根据权利要求5所述的避雷器漏电故障报警器，其特征在于：所述避雷器公用接地引线（2）与铁芯线圈之间填充有绝缘材料。

7.根据权利要求6所述的避雷器漏电故障报警器，其特征在于：所述避雷器公用接地引线（2）是扁铁或圆钢。

8.根据权利要求7所述的避雷器漏电故障报警器，其特征在于：所述外壳与顶盖（11）连接处有一调节圈（6），外壳的连接口固定有三个互为120度的调节螺钉（23），在调节圈上与调节螺钉相对应位置开有三个调节槽（19）。

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