CN216016151U - 一种干式脉冲触发装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种干式脉冲触发装置，包括触发控制板、脉冲触发变压器、高压隔离开关和绝缘箱体，触发控制板设置在绝缘箱体的外表面上，脉冲触发变压器和高压隔离开关设置在绝缘箱体内，高压隔离开关的输出端贯穿绝缘箱体，绝缘箱体密封、且灌封绝缘胶；触发控制板的输入端连接电源输入、其输出端连接脉冲触发变压器的初级绕组，用于输出第一次升压后的电压；脉冲触发变压器的次级绕组一端连接高压隔离开关、其另一端通过绝缘箱体上的接地柱接地，用于输出第二次升压后的高压脉冲电压；高压隔离开关用于被高压脉冲电压拉弧击穿而导通，并输出高压脉冲电压。本实用新体积更小，使用干式灌封绝缘，无漏油问题，安装、运输方便。

Description

一种干式脉冲触发装置

技术领域

本实用新型涉及高电压设备技术领域，具体涉及一种干式脉冲触发装置。

背景技术

目前，在高电压闸流管开关设备领域，随着负载电流的需求越来越高，需要开关器件在最短的时间内开通，需要更高的电压和上升时间，用来触发开关器件使其得到足够的负载电流。而随着设备要求小型化，设备的运输和安装也更加严格。目前触发器变压器均采用油浸式处理高压绝缘，其带来了体积大、安装不便、漏油、运输不方便等问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种干式脉冲触发装置，其允许输出的电压高、产品质量稳定，能够提升触发电压，并且体积更小，不使用绝缘油绝缘，而是使用干式灌封绝缘，无漏油问题，安装、运输方便。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种干式脉冲触发装置，包括触发控制板、脉冲触发变压器、高压隔离开关和绝缘箱体，所述触发控制板固定设置在绝缘箱体的外表面上，所述脉冲触发变压器和高压隔离开关固定设置在绝缘箱体内，所述高压隔离开关的输出端贯穿绝缘箱体，所述绝缘箱体密封、且灌封绝缘胶；

所述触发控制板的输入端连接电源输入、其输出端连接脉冲触发变压器的初级绕组，用于输出第一次升压后的电压；

所述脉冲触发变压器的次级绕组一端连接高压隔离开关、其另一端通过绝缘箱体上的接地柱接地，用于输出第二次升压后的高压脉冲电压；

高压隔离开关用于被高压脉冲电压拉弧击穿而导通，并通过高压隔离开关的输出端输出高压脉冲电压。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

优选的，所述绝缘箱体外还设有隔离变压器，隔离变压器通过安装底板固定安装在绝缘箱体的外表面上；所述隔离变压器的输入端连接市电、其输出端连接触发控制板的输入端。

优选的，所述触发控制板通过连接件固定安装在绝缘箱体的外表面上、且不与隔离变压器相干涉；所述触发控制板上设有boost升压电路，所述boost升压电路的输入端连接隔离变压器的输出端、其输出端连接脉冲触发变压器的初级绕组，用于将市电进行第一次升压并输出。

优选的，所述绝缘箱体上设有邻近触发控制板的初级接线端子，所述初级接线端子贯穿绝缘箱体固定设置，所述初级接线端子位于绝缘箱体外的一端与触发控制板的输出端电性连接、其位于绝缘箱体外的一端与脉冲触发变压器的初级绕组电性连接。

优选的，所述高压隔离开关采用触发间隙开关，所述触发间隙开关包括触发端、输入端与输出端，所述触发间隙开关的触发端连接脉冲触发变压器的次级绕组上接地的一端，所述触发间隙开关的输入端连接脉冲触发变压器的次级绕组的另一端，所述触发间隙开关的输出端作为本装置的脉冲高压输出端。

优选的，所述脉冲触发变压器的次级绕组上并联设有输出电容，所述输出电容的一端连接高压隔离开关的输入端、其另一端接地。

优选的，所述触发间隙开关的触发端设有输出电阻，所述输出电阻的一端与触发间隙开关的触发端连接、其另一端接地。

优选的，所述绝缘箱体为有机玻璃板。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的干式脉冲触发装置，作为高电压开关的触发部件使用，其能够提供高达150kV的电压用于击穿间隙开关并输出，干式的绝缘设计可以更加灵活的使用在任何环境中，不用担心漏油、震动、环境温度变化、绝缘油污染导致的耐压下降等问题，便于整体安装与运输。

附图说明

图1为本实用新型的组成结构示意图；

图2为本实用新型另一视角的组成结构示意图；

图3为本实用新型的电气原理示意图；

图4为本实用新型的高压隔离开关导通原理示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、绝缘箱体，2、隔离变压器，3、触发控制板，4、脉冲触发变压器，401、磁芯，5、高压隔离开关，6、接地柱，7、初级接线端子，8、输出电容，9、输出电阻，10、安装底板，11、输出铜排，12、接地铜排，13、拉杆，a、触发间隙，b、主间隙。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1～3所示，本实施例提供一种干式脉冲触发装置，包括触发控制板3、脉冲触发变压器4、高压隔离开关5和绝缘箱体1，所述触发控制板3固定设置在绝缘箱体1的外表面上，所述脉冲触发变压器4和高压隔离开关5固定设置在绝缘箱体1内，所述高压隔离开关5的输出端贯穿绝缘箱体1。脉冲触发变压器4包括呈矩形框体的磁芯401，脉冲触发变压器4的初级绕组以及次级绕组层叠绕制磁芯401的一个框边上，通过平行设置的两条拉杆13将磁芯401夹紧固定，拉杆13固定安装在绝缘箱体1的内壁，从而实现了脉冲触发变压器4在绝缘箱体1内部的可靠定位与安装。所述绝缘箱体1密封、且灌封绝缘胶。

所述触发控制板3的输入端连接电源输入、其输出端连接脉冲触发变压器4的初级绕组，用于输出第一次升压后的电压；

所述脉冲触发变压器4的次级绕组一端连接高压隔离开关5、其另一端通过绝缘箱体1上的接地柱6接地，用于输出第二次升压后的高压脉冲电压；

高压隔离开关5用于被高压脉冲电压拉弧击穿而导通，并通过高压隔离开关5的输出端输出高压脉冲电压。

本实施例将触发控制板3安装在绝缘箱体1的外部，便于绝缘箱体1灌胶后的调试与维修，脉冲触发变压器4和高压隔离开关5固定设置在绝缘箱体1内、并通过灌封胶进行封装，便于后续在使用过程中对绝缘箱体1内的元器件提供防水、导热和绝缘的功能。触发控制板3将接入的AC220V电源经过第一次升压转换为2000V，然后输出到脉冲触发变压器4，脉冲触发变压器4将2000V电压转换为150kV的高压脉冲电压，高压隔离开关5被高压脉冲电压拉弧击穿而导通，通过高压隔离开关5的输出端输出150kV的高压脉冲电压到后续电路中的负载上。本实施例摒弃了传统的油浸式绝缘，对本脉冲触发装置采用干式封装，可以将装置体积做到更小，无漏油风险，受环境影响更小，安装、运输更加便利。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

如图2所示，所述绝缘箱体1外还设有隔离变压器2，隔离变压器2通过安装底板10固定安装在绝缘箱体1的外表面上；所述隔离变压器2的输入端连接市电、其输出端连接触发控制板3的输入端。隔离变压器2为市电与本装置之间提供安全隔离，保护了触发控制板3，防止电网故障时的不稳定电流对触发控制板3造成损坏。

进一步，所述触发控制板3通过连接件固定安装在绝缘箱体1的外表面上、且不与隔离变压器2相干涉；更进一步的，连接件可采用螺栓，螺栓上可套设绝缘柱，绝缘柱将触发控制板3与绝缘箱体1隔开，以增大触发控制板3与绝缘箱体1表面之间的间隙，利于触发控制板3的散热。所述触发控制板3上设有boost升压电路，boost升压电路的电路结构为本领域公知的技术，因此在本实施例中不再赘述。boost升压电路的控制端可通过通信电路与远程的上位机进行连接(例如通过光纤接收远程的控制信号)，以获取控制信号；所述boost升压电路的输入端连接隔离变压器2的输出端、其输出端连接脉冲触发变压器4的初级绕组，用于将市电进行第一次升压，从AC220V升压到AC2000V并输出到脉冲触发变压器4的初级绕组。

如图2所示，所述绝缘箱体1上设有邻近触发控制板3的初级接线端子7，所述初级接线端子7贯穿绝缘箱体1固定设置，所述初级接线端子7位于绝缘箱体1外的一端与触发控制板3的输出端电性连接、其位于绝缘箱体1外的一端与脉冲触发变压器4的初级绕组电性连接。初级接线端子7为绝缘箱体1内的脉冲触发变压器4以及绝缘箱体1外的触发控制板3提供稳定可靠的连接，防止使用导线直接连接脉冲触发变压器4和触发控制板3产生的维护检修困难的问题。

本实施例中，所述高压隔离开关5采用触发间隙开关，所述触发间隙开关包括触发端、输入端与输出端，所述触发间隙开关的触发端连接脉冲触发变压器4的次级绕组上接地的一端，所述触发间隙开关的输入端连接脉冲触发变压器4的次级绕组的另一端，所述触发间隙开关的输出端作为本装置的脉冲高压输出端。

触发间隙开关为利用触发端上所加的控制脉冲引燃真空间隙中金属蒸气电弧的三电极电子开关器件。它具有隔离高压和快速传导大电流的能力，用以进行过压保护和快速变换大电流。如图4所示，从导通原理上来讲，真空触发间隙开关由真空密封外壳、输入端、输出端和触发端等构成。输入端与输出端间的真空间隙，称作主间隙b，输入端与触发端填充介质的间隙，称作触发间隙a。当真空触发间隙a处于隔离高压工作状态时，如果在输入端与触发端之间施加一个适当的脉冲，触发间隙a就产生沿介质表面的闪光击穿，导致电流放电，于是在触发间隙a中产生高密度金属蒸气等离子体，并迅速注入高压主间隙b，建立起辉光放电。随着主间隙b输入端的电极释放出金属蒸气，电流急剧增长，当输出端表面形成阴极辉点时，辉光放电转变成弧光放电，主间隙b被真空电弧跨接(即真空触发间隙a导通)。触发间隙开关的主间隙b放电结束，真空电弧就熄灭，真空触发间隙a恢复到起始隔离高压状态。本实施例中，当触发间隙开关的输入端与触发端之间的电压达到20kV时，输入端与触发端之间的间隙击穿导通，输入端与触发端之间导通后进一步诱发了输入端与输出端之间的间隙击穿导通，实现了触发间隙开关的开通。脉冲触发变压器4的次级绕组两端电压继续升高，直到到达150kV的脉冲高压额定值，触发间隙开关的输出端作为整个装置的高压输出端，将150kV的脉冲高压输出到后续电路的负载处。

如图1～3所示，所述脉冲触发变压器4的次级绕组上并联设有输出电容8，输出电容8设置在绝缘箱体1内部，所述输出电容8的一端通过输出铜排11连接高压隔离开关5的输入端、其另一端通过接地铜排12接地。输出电容8为脉冲触发变压器4的次级绕组提供滤波，以保证脉冲触发变压器4输出脉冲高压的稳定性。

如图2～3所示，所述触发间隙开关的触发端设有输出电阻9，输出电阻9设置在绝缘箱体1内部，所述输出电阻9的一端与触发间隙开关的触发端连接、其另一端接地。输出电阻9主要是用于防止触发间隙开关导通状态下，地电位抬升。输出电阻9的作用类似于下拉电阻，其将电流从触发端灌向地端，从而将触发端的电压限制在远远高于地端的电压，防止触发端与地端短接形成等电位点，从而影响触发间隙开关的导通。

本实施例中，所述绝缘箱体1为有机玻璃板。采用有机玻璃作为绝缘箱体1的材料，其具有机械强度较高、有一定的耐热耐寒性、耐腐蚀、绝缘性能良好、尺寸稳定、易于成型等多种优点，安全可靠且造价低廉，便于降低设备成本。

工作原理：

本实施例将触发控制板3和隔离变压器2安装在绝缘箱体1的外部，便于绝缘箱体1灌胶后的调试与维修。触发控制板3与外部电路进行通信连接，以接收上一级的控制信号并反馈本装置的数据。隔离变压器2将电网与本装置进行安全隔离，对本装置进行保护。脉冲触发变压器4、高压隔离开关5、输出电容8和输出电阻9固定设置在绝缘箱体1内、并通过灌封胶进行封装，便于后续在使用过程中对装置提供防水、导热和绝缘的保护功能，同时增强了装置各元器件连接的可靠性以及装置运行的稳定性。隔离变压器2将市电引入本装置并实现电网与本装置之间的安全隔离，触发控制板3将接入的AC220V电网电源经过第一次升压转换为2000V，然后输出到脉冲触发变压器4，脉冲触发变压器4将2000V电压进行第二次升压转换为150kV的高压脉冲电压，高压隔离开关5被高压脉冲电压拉弧击穿而导通，通过高压隔离开关5的输出端输出150kV的高压脉冲电压到后续电路中的负载上，完成触发任务。装置在使用过程中接地柱6需连接可靠大地(GND)点。在这个过程中，输出电容8对输出的150kV脉冲高压进行滤波，输出电阻9则防止高压隔离开关5导通时高压隔离开关5的触发端接地以抬高地电压。

本实施例提供的干式脉冲触发装置，作为高电压开关的触发部件使用，其能够提供高达150kV的电压用于击穿触发间隙开关并输出，干式的绝缘设计可以更加灵活的使用在任何环境中，不用担心漏油、震动、环境温度变化、绝缘油污染导致的耐压下降等问题，便于整体安装与运输。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种干式脉冲触发装置，其特征在于，包括触发控制板(3)、脉冲触发变压器(4)、高压隔离开关(5)和绝缘箱体(1)，所述触发控制板(3)固定设置在绝缘箱体(1)的外表面上，所述脉冲触发变压器(4)和高压隔离开关(5)固定设置在绝缘箱体(1)内，所述高压隔离开关(5)的输出端贯穿绝缘箱体(1)，所述绝缘箱体(1)密封、且灌封绝缘胶；

所述触发控制板(3)的输入端连接电源输入、其输出端连接脉冲触发变压器(4)的初级绕组，用于输出第一次升压后的电压；

所述脉冲触发变压器(4)的次级绕组一端连接高压隔离开关(5)、其另一端通过绝缘箱体(1)上的接地柱(6)接地，用于输出第二次升压后的高压脉冲电压；

高压隔离开关(5)用于被高压脉冲电压拉弧击穿而导通，并通过高压隔离开关(5)的输出端输出高压脉冲电压。

2.根据权利要求1所述一种干式脉冲触发装置，其特征在于，所述绝缘箱体(1)外还设有隔离变压器(2)，隔离变压器(2)通过安装底板(10)固定安装在绝缘箱体(1)的外表面上；所述隔离变压器(2)的输入端连接市电、其输出端连接触发控制板(3)的输入端。

3.根据权利要求2所述一种干式脉冲触发装置，其特征在于，所述触发控制板(3)通过连接件固定安装在绝缘箱体(1)的外表面上、且不与隔离变压器(2)相干涉；所述触发控制板(3)上设有boost升压电路，所述boost升压电路的输入端连接隔离变压器(2)的输出端、其输出端连接脉冲触发变压器(4)的初级绕组，用于将市电进行第一次升压并输出。

4.根据权利要求3所述一种干式脉冲触发装置，其特征在于，所述绝缘箱体(1)上设有邻近触发控制板(3)的初级接线端子(7)，所述初级接线端子(7)贯穿绝缘箱体(1)固定设置，所述初级接线端子(7)位于绝缘箱体(1)外的一端与触发控制板(3)的输出端电性连接、其位于绝缘箱体(1)外的一端与脉冲触发变压器(4)的初级绕组电性连接。

5.根据权利要求1所述一种干式脉冲触发装置，其特征在于，所述高压隔离开关(5)采用触发间隙开关，所述触发间隙开关包括触发端、输入端与输出端，所述触发间隙开关的触发端连接脉冲触发变压器(4)的次级绕组上接地的一端，所述触发间隙开关的输入端连接脉冲触发变压器(4)的次级绕组的另一端，所述触发间隙开关的输出端作为本装置的脉冲高压输出端。

6.根据权利要求1或5所述一种干式脉冲触发装置，其特征在于，所述脉冲触发变压器(4)的次级绕组上并联设有输出电容(8)，所述输出电容(8)的一端连接高压隔离开关(5)的输入端、其另一端接地。

7.根据权利要求5所述一种干式脉冲触发装置，其特征在于，所述触发间隙开关的触发端设有输出电阻(9)，所述输出电阻(9)的一端与触发间隙开关的触发端连接、其另一端接地。

8.根据权利要求1所述一种干式脉冲触发装置，其特征在于，所述绝缘箱体(1)为有机玻璃板。

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