CN2102518U - 高压输电线路瓷瓶绝缘监视装置 - Google Patents

Abstract

一种在高压输电线路(110KV及以上)的运行 中，能够监视瓷瓶绝缘状况的装置。该装置由若干个 信号发射机(将其安装在每个杆塔上，其数量依杆塔 的数量而定)及一台信号接收机(装在变电站值班室 内)组成。该装置无论对于由瓷瓶被击穿等原因引起 的停电事故，还是对于由瓷瓶绝缘强度下降但尚未引 起停电的隐性事故，都能显示出故障点的位置。

Description

本实用新型涉及一种在高压输电线路（主要是110KV及以上电压）的运行中，能够监示瓷瓶绝缘状况的装置。

在高压输电线路发生的所有故障中，由瓷瓶被击穿或表面放电等原因引起的接地故障是占很大比例的。目前在国内外，有的采用故障点电压和电流的变化，以及此种变化传播到变电站内监测装置所用的时间，来计算故障点的位置；有的采用故障录波器，根据零序电流值，来计算故障点的位置。无论采用哪种方法，确定的故障点都是一个近似值。再则，要想预报尚未发生的隐性故障点也就更不容易了。即使采用了上述装置，一旦接地故障发生后，还得依靠人力在一定范围内逐杆塔进行查找。所以，寻找故障点就成了一个大难题。

本实用新型的目的是要提供一种高压输电线路瓷瓶绝缘监示装置。当线路某处瓷瓶发生故障时（包括已造成停电故障以及尚未造成停电的隐性故障，如瓷瓶的绝缘降低到危险程度等），该装置（显示部分安装在变电站值班室内）能显示出故障点的位置，以便维修人员迅速赶到现场予以排除。

本实用新型的目的是这样实现的：将该装置的信号发射机（以下简称发射机）分别安装在各个杆塔上（其数量由杆塔的数量而定），在每个发射机上都装有发射天线。将该装置的信号接收机（以下简称接收机）安装在变电站值班室内，其可以输电线路的某一相作为接收天线。在接收天线与接收机之间，应采用藕合器（一般为阻容藕合），以便将高压与装置隔开。在需要监示的线路两端，应设阻波器，以防止信号损耗。当线路某处的瓷瓶发生故障时，则必然会有电流经杆体或塔体入地并同时在杆塔周围产生电磁场（杆塔的固定拉线用绝缘子与地隔开）。在电磁感应开关的作用下发射机开始工作。为将杆塔的标号区别开来，发射机采用时间程序控制器，使其在发射信号时采用若干个按先后顺序排列的时间间隔，以表示标号中的个位数，十位数……。在每个时间间隔中，又以发射机发出脉冲信号的数量来表示标号中的1、2……9、0这10个数字（例如发射一个脉冲信号表示1，发射两个脉冲信号表示2等等）。与此同时，接收机就会收到相同的脉冲信号，并在每个时间间隔各自对应的脉冲记数器上显示出来。这样以来，值班人员就可读出故障点的杆塔标号。

例如某杆塔的标号为190，当此处的瓷瓶发生故障时，时间程序控制器根据预先编定的程序，使发射机开始先发出一个脉冲信号，而后停止一小段时间（可任意定），接着又发出9个脉冲信号，而后再停止一小段时间，最后再发出10个脉冲信号。这样以来，发射机一共间断地工作三次即分成三个时间间隔。随着发射机工作的开始，接收机也开始工作。为将以上信号显示出来，在接收机上装有三个脉冲记数器（可用数字显示）。在第一个时间间隔内即发射机第一次工作时，第一个记数器工作即显示“1”；在第二个时间间隔内即发射机第二次工作时，第二个记数器工作即显示“9”；第三个记数器与以上类同。这样，当发射机的工作完全停止后，接收机上三个脉冲记数器也就分别显示出1、9、0这三个数字。值班人员做好记录或用微机打印后，可将三个记数器恢复到零位，以为下次工作作好准备。

如果在整个线路中，每个杆塔都有固定用的金属拉线，则将发射机装在拉线上也可。

为了提高信号的传输效率，可以杆塔上的避雷线或其它金属导线作为信号传输线，其细节在此省略。

发射机和接收机的工作电源，可采用高能量干电池。

本实用新型由于仅以小型发射机和接收机为主要设备，因此造价较低。另外，本实用新型不但能显示由瓷瓶被击穿或表面放电等原因造成线路停电的故障点，而且还能预报尚未引起线路停电的故障点。例如某处瓷瓶的绝缘强度降低以致于泄漏电流增大等。对于已造成线路停电的故障。变电站值班人员根据记数器上显示出的杆塔标号，就可指示维修人员直赴事故现场。这样不但可免去维修人员逐杆塔寻找故障点的劳苦，而且还能减少由于较长时间的停电而造成的经济损失。对于尚未造成线路停电的隐性故障，如果时间允许的话（可带电换瓷瓶），则可将其消灭在萌芽状态，以避免由于突然停电而造成的经济损失。即使时间不允许，由于值班人员做出了事故预报，同样都能起到积极的效果。

本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出。

下面结合附图说明依据本实用新型提出的具体装置的工作情况。

图1是该装置的工作原理示意图。在图中只画出了一相线路。

在杆塔（2）的顶部装有绝缘瓷瓶（3），在瓷瓶（3）的顶部架设有输电线路（1）。当瓷瓶（3）由于被击穿或绝缘强度降低而产生一定强度的泄漏电流并经杆塔（2）入地时，则装在杆塔（2）中部（其位置以不影响安装人员的人身安全为原则）的发射机（5）在电磁感应开关的作用下开始工作。其发出的信号被输电线路（1）即接收天线接收，然后经阻容藉合器（9）进入安装在值班室内的接收机（4）中并在记数器上显示出来。在被监示的线路（1）两端（线路终端除外），装有阻波器（6），以防止信号流入其它线路而造成损失。为使杆塔（2）成为泄漏电流入地的唯一途径即保证感应开关可靠动作，在固定每个杆塔用的金属拉线（8）与地之间，装有绝缘子（7），以防止电流经拉线（8）入地。

图2、图3、图4、图5和图6是时间程序控制器的工作原理图（注：以显示三位数字为例；图中的常开接点及常闭接点均简称为接点）。

在图2中，一旦电磁感应开关DK动作后，晶体三极管BG₁饱合，继电器J₁动作。由于其接点J₁₁的闭合（如图3），使由集成电路IC₁（555型）组成的第一个定时电路开始工作，发射机即进入第一个时间间隔。IC₁在3脚输出高电压后，不但能使IC₂开始工作并输出脉冲信号MX₁，而且还能推动继电器1J₁动作。其接点1J₁₂将信号MX₁回路与发射部分FS的输入回路接通（如图6），以使FS发出经MX₁调制后的脉冲信号（注：FS的工作电源在DK动作时亦被接通，图中未画出）。随着IC₁工作的停止，接点1J₁₂断开，FS又为下一个时间间隔的工作做好准备。为使发射机停止一小段时间后自动进入第二个时间间隔，可适当选择电容C的数值。这样以来，在IC₁停止工作后，BG₂又经过一小段时间的延时才饱合并推动继电器1J₂动作。随着其接点1J₂₁的闭合（如图4），第二个定时电路IC₃又开始工作并推动继电器2J₁动作。其接点2J₁₂将IC₄的输出回路又与FS的输入回路接通（如图6），使FS又发出经MX₂调制后的脉冲信号。与前两个时间间隔的工作顺序相同，随着接点2J₂₁的闭合（如图5），第三个定时电路IC₅又开始工作即进入第三个时间间隔。继电器3J₁动作后，其接点3J₁₂又将IC₆的输出回路与FS的输入回路接通，使FS又发出经MX₃调制后的脉冲信号。

第三个定时电路IC₅停止工作后，经过一小段时间后BG₄饱合，继电器3J₂动作，其接点3J₂₁闭合，使继电器J₂动作（如图2）其接点J₂₁断开，继电器J₁返回。这样以来，所有的继电器即依次返回，以为下次工作作好准备。

在每个时间间隔中，FS发出脉冲的数量，即代表各个杆塔的标号。该脉冲的数量，是由MX₁、MX₂、MX₃的脉冲数量决定的。而这三个脉冲的数量，又是分别由IC₁、IC₃、IC₅的定时时间决定的。即定时时间越长，发出的脉冲数量就越多。在安装过程中，可调整电阻W，以改变定时时间，使IC₂、IC₄和IC₆能够各自发出预定的脉冲信号。为使调整工作方便，增加了D₁、D₂和D₃这三个发光二极管。例如某杆塔标号的第一位数字是3，则在调整图3中的电阻W时，同时观察发光二极管D₁，使其闪耀三次即可。

发射部分FS的工作原理，与目前已有的无线电对讲机的发射原理相同，在此不再详述。

图7、图8、图9是接收机（4）的工作原理图。

接收机（4）在没有收到发射机（5）发出的脉冲信号之前（注：X₁是经放大后的信号，X₂是经放大并分压后的信号），脉冲记数器D₄通过接点J₃₁与信号X₁回路接通（注：只是接通，信号到来后才开始计时，如图7）；模拟可控硅SCR₁、SCR₂未导通但SCR₁的控制极通过接点J₃₂与信号X₂回路接通；晶体三极管BG₅、BG₆处于截止状态；继电器J₃～J₈均不动作（如图8、图9）当接收机收到第一个时间间隔的信号后，经过放大，其中一部分X₁使D₄开始计数，另一部分X₂加在SCR₁的控制极使其导通但不能自保持（即控制极有电压时导通，无电压时关断）。从而使BG₅饱合，继电器J₇动作。随着接点J₇₁的闭合（如图9），继电器J₈动作并通过接点J₈₁自保持。在此过程中，由于电容C₁的作用，可使继电器J₈动作时，远落后于继电器J₇，以确保接点J₇₂断开后J₈₂才闭合即继电器J₃不会误动。第一个时间间隔的信号消失后，SCR₁随之关断，BG₅截止，继电器J₇返回。接点J₇₂闭合，此时继电器J₃动作（如图9）。接点J₃₁把D₄与信号X₁回路断开（注：D₄仍保存原来的数字，如图7），接点J₃₂把SCR₁的控制极与信号X₂回路断开（如图8），接点J₃₃和J₆₁把脉冲记数器D₅与信号X₁回路接通（如图7），接点J₃₄和J₆₂把SCR₂的控制极与信号X₂回路接通（如图8），从而为第二个时间间隔信号的到来做好了准备。当第二个时间间隔的信号到来后，D₅开始计数，SCR₂导通，BG₆饱合，继电器J₄动作（如图8），由于接点J₄₁闭合，使继电器J₅动作并通过接点J₅₁自保持（C₂的作用与C₁相同，如图9）。当第二次信号消失后，SCR₂随之关断，BG₆截止，继电器J₄返回，接点J₄₂闭合，继电器J₆动作（如图9）。接点J₆₁将D₅从信号X₁回路中断开，接点J₆₂把SCR₂的控制极与信号X₂回路断开（如图8），接点J₆₃把D₆接入信号回路（如图7），从而为第三个时间间隔信号的到来作好准备。第三个时间间隔的信号到来后，D₆即开始计时。值班人员将数字记录后，可将脉冲记数器D₄～D₆恢复到零位（图中未给出复位开关），并按动按钮开关AN使继电器J₈、J₃、J₅、J₆返回，以为下次显示作好准备。

Claims (3)

1、一种在高压输电线路的运行中，能够监示瓷瓶绝缘状况的装置，其特征在于将杆塔上的金属导线与装在每一个杆塔上的信号发射机(5)以及装在变电站内的接收机(4)相配合。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于发射机（5）采用电磁感应开关DK，以便当电流经杆塔（2）入地时，安装在杆塔（2）上的信号发射机（5）在电磁感应开关DK的作用下开始工作。

3、根据权利要求1所述装置，其特征在于发射机（5）采用时间程序控制器，以使其发射信号时按先后顺序排列成时间间隔以及在每个时间间隔中发出脉冲数的多少，以区分杆塔的标号。

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