CN206759049U - 一种具有吸收高频信号的叠层式导杆装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有吸收高频信号的叠层式导杆装置，包括：中心镂空区、内部电阻棒、外部电阻棒和感性材料，所述感性材料镶嵌在所述内部电阻棒和外部电阻棒的中心，与所述内部电阻棒和外部电阻棒并联，所述感性材料用于传输低频信号；所述内部电阻棒和外部电阻棒用于传输高频信号，并在传输所述高频信号时消耗所述高频信号的功率；所述中心镂空区位于所述内部电阻棒的内侧。本实用新型的有益效果在于：根据感性材料和电阻材料在不同频率下的特性，将高频信号剥离出来，并通过阻尼电阻的方式消耗高频信号功率，进而达到抑制高频信号传输的目的。同时，本实用新型的设计原理也可以应用于避雷器套管中，用于减小雷电波对一次设备绝缘的损坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及电网运维领域，并且更具体地，涉及一种具有吸收高频信号的叠层式导杆装置。
背景技术
特快瞬态过电压VFTO(Very Fast Transient Over-voltages,VFTO)不仅危害一次设备，对二次系统的危害也很严重。随着智能电网建设的推进，电子式互感器及互感器数字化越来越多的应用于电网，二次弱电系统前移至一次设备附近。同时一次设备附近还大量安装了状态监测系统。运行发现，隔离开关操作产生的过电压，是导致二次故障最主要原因之一，特别是安装在一次设备附近的二次系统故障率很高。上世纪八十年代后期，日本在新榛名建设的1000kV试验变电站，GIS中安装的电子式电压互感器几乎都发生了损坏事故。作为智能电网一次设备特征之一的电子式互感器故障率很高，且往往发生在二次系统，包括前置电路、采集卡及数据处理单元，造成死机、乱码或损毁。其中一个重要影响因素就是隔离开关操作产生的电磁干扰造成的，包括隔离开关操作导致的一次设备接地端瞬间地电位升高。控制和抑制GIS中VFTO，将有助于提高GIS采用电子式互感器、状态检测系统的安全可靠性。
雷电波对电力设备危害极大。雷电流高压效应会产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压，如此巨大的电压瞬间冲击电气设备，足以击穿绝缘使设备发生短路，导致燃烧、爆炸等直接危害。雷电流高热效应会放出几十至上千安的强大电流，并产生大量热能，在雷击点的热量会很高，导致金属融化，引发火灾。雷电流静电感应可使被击物导体感生出与雷电性质相反的大量电荷，当雷电消失来不及流散时，即会产生很高电压发生放点 现象从而导致火灾。
因此，需要设计一种具有吸收高频信号的叠层式导杆装置，以应用于GIS管道内部对VFTO的吸收。
发明内容
本实用新型提供了一种具有吸收高频信号的叠层式导杆装置，以应用于GIS管道内部对VFTO进行吸收。
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种具有吸收高频信号的叠层式导杆装置，所述装置包括：中心镂空区、内部电阻棒、外部电阻棒和感性材料。
所述感性材料镶嵌在所述内部电阻棒和外部电阻棒的中心，与所述内部电阻棒和外部电阻棒并联；所述感性材料，用于传输低频信号，所述内部电阻棒和外部电阻棒用于传输高频信号，并在传输所述高频信号时消耗所述高频信号的功率；所述中心镂空区位于所述内部电阻棒的内侧。
优选地，其中所述内部电阻棒和外部电阻棒均由无感阻尼电阻串联组成。
优选地，其中所述无感阻尼电阻通过嵌件或弹簧片与导电杆管电气连接。
优选地，其中所述装置为单匝电阻并联或多匝电阻并联，其中每匝电阻为一个阻尼电阻或多个阻尼电阻。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型的技术方案设计了一种具有吸收高频信号的叠层式导杆装置，包括：中心镂空区、内部电阻棒、外部电阻棒和感性材料，根据感性材料和电阻材料在不同频率下的特性，将高频信号剥离出来，并通过阻尼电阻的方式消耗高频信号功率，进而达到抑制高频信号传输的目的。同时，本实用新型的设计原理也可以应用于避雷器套管中，用于减小雷电波对一次设备绝缘的损坏。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本实用新型的示例性实施方式：
图1为根据本实用新型实施方式的具有吸收高频信号的叠层式导杆装置100的正视图；
图2为根据本实用新型实施方式的具有吸收高频信号的叠层式导杆装置的电路原理图；
图3为根据本实用新型实施方式的具有吸收高频信号的叠层式导杆装置的电感以及阻尼电阻分布的连接示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本实用新型的示例性实施方式，然而，本实用新型可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本实用新型，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本实用新型的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本实用新型的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本实用新型实施方式的具有吸收高频信号的叠层式导杆装置100的正视图。如图1所示，所述装置100用于吸收高频信号，在传输低频信号时，感性材料的阻抗较小，信号通过感性材料传输；在传输高频信号时，由于感性材料的阻抗较大，而电阻的阻抗与信号频率无关，所以高频信号走电阻侧，实现了分频设计，并且高频信号在电阻传输时，电阻会产生热量，消耗了高频信号功率，起到了抑制高频信号传输的目的。图2为根据本实用新型实施方式的具有吸收高频信号的叠层式导杆装置的电 路原理图。如图2所示，在GIS中以叠层式母线导杆的形式改变一段母线导电杆的波阻抗，即电感L并联电阻R的形式，行波在残余电感段形成较高电压，其两端电阻在高电压作用下来吸收行波能量。电感在工频条件下电阻值极小，随着频率的增加其感抗值极具越大，即电流在正常情况下通过这种高导介质传输，出现高频信号后由于其感抗过大，则进入阻抗较小的电阻棒内，由于其能量较小，因此被电阻棒吸收产生极小的有功损耗，则可以达到降低幅值和频率的作用。
所述装置100包括：中心镂空区101、内部电阻棒102、外部电阻棒103和感性材料104。优选地，所述感性材料104镶嵌在所述内部电阻棒102和外部电阻棒103的中心，与所述内部电阻棒102和外部电阻棒103并联；所述感性材料104，用于传输低频信号。
优选地，所述中心镂空区101位于所述内部电阻棒102的内侧。
优选地，所述内部电阻棒102和外部电阻棒103用于传输高频信号，并在传输所述高频信号时消耗所述高频信号的功率。优选地，其中所述内部电阻棒和外部电阻棒均由无感阻尼电阻串联组成。优选地，其中所述无感阻尼电阻通过嵌件或弹簧片与导电杆管电气连接。优选地，其中所述装置为单匝电阻并联或多匝电阻并联，其中每匝电阻为一个阻尼电阻或多个阻尼电阻。
图3为根据本实用新型实施方式的具有吸收高频信号的叠层式导杆装置的电感以及阻尼电阻分布的连接示意图。如图3所示，叠层式导杆装置内的电感L及阻尼电阻R是以分布参数元件实现的。Li代表每段的电感量；Ri是并联在各段间的无感阻尼电阻，串联有残余电感LRi，其中Ri的阻值大小可以调节；g0为匝间间隙，ri为匝间间隙放电弧道电阻。由于每段电感之间的互感耦合效应，残余电感L的匝数与感抗的平方成正比。电感Li及无感阻尼电阻Ri的参数选择，根据所需要抑制的高频信号参数仿真计算结果而定。暂态过程计算，要考虑电感Li的非线性。根据在220kV平台上的仿真及实测结果可知，该叠层式导杆装置可将GIS管道内的VFTO幅值吸收掉30％以上。
本实用新型提供了一段能吸收高频信号的叠层式导杆装置，根据感性材料和电阻材料在不同频率下的特性，将高频信号剥离出来，并采用阻尼电阻的方式消耗掉高频信号能量，起到抑制高频信号传输的目的。本实用新型提供的具有吸收高频信号的叠层式导杆装置，不仅对应用于现有GIS管道，也可以对新型GIS管道设计起到指导作用。另外，本实用新型的设计原理也可用于避雷器中雷电波的吸收，最终达到保护电力设备的目的。
已经通过参考少量实施方式描述了本实用新型。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本实用新型以上公开的其他的实施例等同地落在本实用新型的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
Claims (5)
1.一种具有吸收高频信号的叠层式导杆装置，其特征在于，所述装置包括：中心镂空区、内部电阻棒、外部电阻棒和感性材料，
所述感性材料镶嵌在所述内部电阻棒和外部电阻棒的中心，与所述内部电阻棒和外部电阻棒并联，所述感性材料用于传输低频信号；
所述内部电阻棒和外部电阻棒用于传输高频信号，并在传输所述高频信号时消耗所述高频信号的功率；所述中心镂空区位于所述内部电阻棒的内侧。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述内部电阻棒和外部电阻棒均由无感阻尼电阻串联组成。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述无感阻尼电阻通过嵌件或弹簧片与导电杆管电气连接。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置采用感性材料两端并联无感阻尼电阻的连接方式。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置为单匝电阻并联或多匝电阻并联，其中每匝电阻为一个阻尼电阻或多个阻尼电阻。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN113075442A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-07-06 | 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院 | 电流互感电路和电流互感器 |
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- 2017-05-18 CN CN201720553373.0U patent/CN206759049U/zh active Active
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