CN205565670U - 高压电缆接地电流抑制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高压电缆接地电流抑制器，主要由磁芯及其外壳组成，磁芯为R型结构且采用合金材料制作；磁芯由不锈钢带扣紧并与安装底座抱紧，磁芯的导体整体浸漆；外壳由绝缘材料灌注。由于采用特殊磁芯设计，本实用新型的抑制器具有优良的非线性伏安特性，既能保证正常运行的有效限流，又能在电缆发生短路故障时迅速饱和，呈现出明显变小的低阻抗，从而对短路电流大小没有明显影响，保证继电保护的正常动作；同时，抑制器外壳采用绝缘材料灌注，提高了绝缘性能，能满足复杂恶劣潮湿的现场环境。使用本实用新型可抑制高压电力电缆金属套接地电流，提高供电可靠性，具有很好的市场应用价值。
Description
技术领域
本实用新型属于接地电流抑制器，尤其涉及一种高压电缆接地电流抑制器。
背景技术
高压电缆以其占地少、敷设方便、人身安全保障、供电可靠性高、维护工作量少等优点在高压输变电网络中得到了广泛应用。电缆在设计施工时，根据各个地区的需要，结合现场环境，采用电缆沟、直埋、穿管和顶管混合敷设电缆，也可能在同一电缆路径敷设多回路电缆。正因为这种复杂的敷设方式，在电缆投运后，由于电缆分段不均匀和临近回路的感应，部分电缆线路金属套接地电流偏大，甚至超负荷电流20％。如图1所示，常规电缆系统线路中间交叉互联，两端直接接地，含有A、B、C三相，一端为户外终端，另一端为GIS，共有L1、L2和L3三段；图2显示了传统电缆接地方式及每段电缆长度和接地电流值。从图中可以看出，三段电缆长度不等，最长411m，最短358m，最大接地电流98.3A，而运行电流290A，占运行电流的34％。
为了解决环流大的问题，将原先电缆3小段交叉互联后两端接地方式改为：3小段交叉互联后一端接地，一端经保护器接地的方式，如图3。改造后线路的环流实测为0～5A，保护器处感应电压在50V内，满足现行规程GB50217-2007规定。但是接地故障电流在电缆护层上产生感应电压，该电压无法通过交叉互联抵消，电压远大于保护器的导通电压，流经保护器的大电流持续超过1000ms，而造成保护器过热爆裂。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种高压电缆接地电流抑制器，以抑制高压电力电缆金属套接地电流，特别适用于复杂恶劣的现场环境。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：高压电缆接地电流抑制器，主要由磁芯及其外壳组成，磁芯为R型结构且采用合金材料制作；磁芯由不锈钢带扣紧并与安装底座抱紧，磁芯的导体整体浸漆；外壳由绝缘材料灌注。
磁芯截面不小于3000mm2，磁芯高度300mm、宽度100mm，合金材料相对导磁率在5000-7000之间。
导体两端引出通过连接铜排，铜排末端采用带螺纹柱子连接。
导体截面积为60-80mm2，导体匝数为30-40匝，每层用绝缘纸绕好固定。
该接地电流抑制器电感量为50mH。
针对目前高压电力电缆金属套接地电流过大的问题，根据电缆发生短路时的电流峰值以及规程GB50217-2007规定的金属套交流电压值，发明人通过优化磁芯结构和工艺，设计制作了一种高压电缆接地电流抑制器，主要由磁芯及其外壳组成，磁芯为R型结构且采用合金材料制作；磁芯由不锈钢带扣紧并与安装底座抱紧，磁芯的导体整体浸漆；外壳由绝缘材料灌注。由于采用特殊磁芯设计，本实用新型的抑制器具有优良的非线性伏安特性，既能保证正常运行的有效限流，又能在电缆发生短路故障时迅速饱和，呈现出明显变小的低阻抗，从而对短路电流大小没有明显影响，保证继电保护的正常动作；同时，抑制器外壳采用绝缘材料灌注，提高了绝缘性能，能满足复杂恶劣潮湿的现场环境。使用本实用新型在电缆直接接地处安装接地电流抑制器，由于抑制器能承受多次短路大电流冲击且不损坏，还能长期抑制接地大电流，可以提高供电可靠性，具有很好的市场应用价值。
附图说明
图1是常规电缆系统线路示意图。
图2是传统电缆接地方式示意图(运行电流290A)。
图3是改造传统交叉互联接地方式(运行电流290A，利用保护器限制电缆接地电流，接地电流抑制，但保护器经常烧毁)。
图4是应用本实用新型后改进的电缆接地状态示意图(运行电流290A，利用抑制器限制了接地电流，系统运行正常，且抑制器完好无损)。
图5是本实用新型高压电缆接地电流抑制器的设计加工生产流程。
图6是本实用新型高压电缆接地电流抑制器(封装前，未加外壳)的结构示意图。
图7是本实用新型高压电缆接地电流抑制器的电路原理图。
图8是本实用新型高压电缆接地电流抑制器(封装后，加外壳)的外观示意图。
图中：1磁芯，2连接铜排，3抑制器连接柱A，4绝缘纸，5导体，6抑制器连接柱B，7安装底座，8不锈钢带，9外壳。
具体实施方式
设计原理(图4)
依据变压器设计理论，根据电缆发生短路时的电流峰值以及规程GB50217-2007规定的金属套交流电压值，设计本实用新型接地电流抑制器。根据抑制器通流容量，设计磁芯材质、结构和尺寸；根据最大通流量设计抑制器导体截面积；根据抑制器电感值和饱和电压，设计抑制器线圈匝数。设计的抑制器需要具备功能：能多次承受数十千安短路电流，不损坏，可重复使用；饱和电压小于数百伏，抑制过大的接地电流；防潮功能。
基本结构(图6)
高压电缆接地电流抑制器，主要由磁芯1及其外壳9组成，磁芯为R型结构且采用合金材料制作；磁芯由不锈钢带8扣紧并与安装底座7抱紧，磁芯的导体5整体浸漆；外壳由绝缘材料灌注。导体两端引出通过连接铜排2，为方便拆卸，铜排末端采用带螺纹柱子(抑制器连接柱A 3、抑制器连接柱B 6)连接。
生产加工(图5)
<1>设计磁芯尺寸和结构：根据抑制器容量设计磁芯尺寸和结构，采用R型结构，磁芯截面不小于3000mm2，磁芯高度为300mm，宽度为100mm。磁芯采用合金材料，相对导磁率在5000-7000之间。
<2>计算抑制器电感量：根据磁芯骨架尺寸和导体，计算抑制器电感量，约为50mH。
<3>设计导体截面积和匝数：根据抑制器电感量，优化导体匝数和导体截面积，能承受大电流，且在规定时间不会过热损坏。导体截面积为60-80mm2，导体匝数为30-40匝。在绕导体时，每层用绝缘纸4绕好固定。
<4>抑制器整体浸漆烘干：避免抑制器导体受潮，提高匝间绝缘。
<5>抑制器外壳绝缘材料灌注：避免抑制器受潮，提高绝缘性能。
使用方法(图4)
为了解决环流大的问题，将原先电缆3小段交叉互联后两端接地方式改为3小段交叉互联后一端接地，一端经本实用新型的高压电缆接地电流抑制器接地，如图4。改造后线路的环流实测为0～5A，抑制器处感应电压在50V内，满足现行规程GB50217-2007规定(不得大于300V)。
Claims (5)
1.一种高压电缆接地电流抑制器，其特征在于主要由磁芯及其外壳组成，所述磁芯为R型结构且采用合金材料制作；所述磁芯由不锈钢带扣紧并与安装底座抱紧，磁芯的导体整体浸漆；所述外壳由绝缘材料灌注。
2.根据权利要求1所述的高压电缆接地电流抑制器，其特征在于：所述磁芯截面不小于3000mm2，磁芯高度300mm、宽度100mm，所述合金材料相对导磁率在5000-7000之间。
3.根据权利要求1所述的高压电缆接地电流抑制器，其特征在于：所述导体两端引出通过连接铜排，铜排末端采用带螺纹柱子连接。
4.根据权利要求1所述的高压电缆接地电流抑制器，其特征在于：所述导体截面积为60-80mm2，导体匝数为30-40匝，每层用绝缘纸绕好固定。
5.根据权利要求1所述的高压电缆接地电流抑制器，其特征在于该接地电流抑制器电感量为50mH。
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