CN2184972Y - 一种电压互感器消谐器 - Google Patents

Abstract

一种电压互感器消谐器用于消除中性点不接地 的6～35KV交流电力系统中的铁磁谐振及保护电 压互感器不被因线路上发生单相断续电弧接地而产 生的过电流所烧毁。

将非线性系数不小于0.8的线性氧化锌电阻片 及非线性系数不小于0.3的高温碳化硅电阻片相串 联并交替叠装于内壁有立棱的绝缘套中，以得到大于 0.6的复合非线性系数和改善散热效果。将其接于 电压互感器高压绕组中性点和地之间，可得到良好的 保护效果并保证自身不发生爆炸损坏。

Description

本实用新型涉及一种串接在6～35kV交流电压互感器的中性点和地之间、用以消除6～35kV中性点不接地交流电力糸统中由电压互感器引起的铁磁谐振、并保护电压互感器免于损坏的消谐装置。

6～35kV中性点不接地的交流电力糸统中，当变电站中作电压测量和为继电保护装置提供电压信号的电压互感器的非线性励磁电感和糸统中线路对地的电容两参数相匹配、并受到开关操作等电激发时会产生铁磁谐振现象。谐振时的过电压使变电站电气设备绝缘击穿，避雷器爆炸及使电压互感器本身烧毁。另外还有一种和电压互感器的非线性励磁，特性相关的现象是糸统发生单相间断性电弧接地的不正常运行情况时，线路的对地电容向电压互感器的非线性电感连续重复放电，放电时的过电流也可使电压互感器烧毁。针对以上情况，目前所采取的一种措施是给电压互感器高压绕组中性点和地之间串入一个具有适当阻值和热容量的电阻，一方面起阻尼和消除铁磁谐振的作用、另一方面起限制单相断续电弧接地时流过电压互感器的过电流的作用，保护电压互感器免于受损。如中国专利85200817.1号所公布的《高压电压互感器消谐器》即是此种保护装置。该消谐器的构造是在一个上、下端各有金属盖及金属座的、盖及座上有通气孔及接线端子的绝缘套中，叠装一组非线性糸数α（以15mA及250mA两点测定）不小于0.4的非线性、大容量碳化硅电阻片，另外各电阻片之间垫以带爪的金属散热片以固定电阻片并起散热作用。这种消谐器具有一定的保护效果，但在多年来的实际应用中暴露出两方面的缺陷：其一是所用的高温碳化硅电阻片的非线性糸数α值过低。原因是高温碳化硅电阻片的非线性糸数是由其材料本身的特性所决定的，该类电阻片中通常只有一小部分的非线性糸数α达到或略大于0.4，但很少超过0.5。由于非线性糸数α低，依据其非线性特性，当该种消谐器中越是流过大电流时其电阻值就越低，其限制过电流保护电压互感器免于烧损的作用就越小。又因输电线路上发生单相断续弧光接地时，流过电压互感器和消谐器中的电流随线路长度而增加，故当与电压互感器在变电站母线上相并联的输电线路的总长度大于100km时，因电流增大，该种消谐器的电阻值便降到很低的值，起不到应有的限流保护作用。其二是消谐器内部散热不良，原因是带爪的散热金属片堵塞了一部分由电阻片侧面和绝缘套内壁之间的空隙所构成的排放内部热空气的通道。这二方面的缺陷最终导致了该种消谐器在运行中多次发生因电流大散热不良所致的爆炸。

除采用以上消谐器之外，还有在发生铁磁谐振后临时将电压互感器低压侧开口三角绕组短接以消除铁磁谐振的措施，可参见《中国电力》1993年第7期所载《中性点绝缘糸统消除电压互感器铁磁谐振的措施》一文。该法只能消除铁磁谐振，且短接低压开口三角绕组对于因在线路上发生单相断续电弧接地而使电压互感器中流过的过电流不仅无限制作用反而加大了其过电流值，使电压互感器在这种运行情况下更易烧毁；另外元件多，维护复杂也是此法的缺点。

本实用新型的目的是提供一种新的结构简单、便于维护的电压互感器消谐器，使其在电网各种运行情况下均能阻尼和消除铁磁谐振，同时在各种输电线路长度下均能有效地限制输电线路上发生单相断续电弧接地时流过电压互感器的过电流，保护电压互感器免受损坏，并保证消谐器本身也不发生爆炸或损坏。

本实用新型的目的是这样实现的：首先是采用新型线性氧化锌电阻片。即在上下端分别固定有金属盖及金属底座的、盖及座上分别有通风孔的绝缘套中，按1对1的比例交替叠装相同数量的非线性糸数α₁不小于0.8（以15mA及300mA两点测定）的线性氧化锌电阻片及非线性糸数α₂不小于0.3（以15mA及300mA两点测定）的相同直径的大容量高温碳化硅电阻片，两种电阻片在电气上相串联，其复合非线性糸数α（以15mA及300mA两点测定）不小于0.6。由于该糸数的提高使消谐器在各种线路长度下均能够更有效地起到限制流过电压互感器的过电流的作用。其次，本实用新型采用的绝缘套为内壁突出有3或4个均匀分布、其横断面为半园形的立棱的绝缘套，立棱的横断面半径为10～15mm。该立棱既可使电阻片定位于绝缘套的中心部位又把电阻片侧面和绝缘套内壁之间的空间分隔为3或4个上下畅通的通风道；加之在上盖及底座平面上与各通风道相对应的位置上各开有一组通风孔，在底座侧面与每一个通风道相对应的方位上各开有一个进气口，使底座外面的空气可以经由底座进气口→下通风孔→内部通风道→上通风孔顺畅循环，从而得到良好的散热效果。加之如上所述的电阻片已经有效地限制了过电流，故也不再会发生电阻片过热及消谐器爆炸的事故，进一步提高了消谐器工作的可靠性。将本实用新型串接在6～35kV电压互感器中性点和地之间，即可达到前述的本实用新型的目的。

本实用新型与现有的各种消谐装置相比有以下优点：

（1）本实用新型的非线性电阻特性和电压互感器的非线性电感特性能很好的匹配，在电网正常运行情况下及单相接地等带故障运行情况下，均不影响电压互感器的正常工作。

（2）能有效地消除6～35kV中性点不接地交流糸统中由电压互感器的非线性励磁特性所引起的所有铁磁谐振，并在各种输电线路长度下均能有效地限制在输电线路上发生断续电弧接地时流过电压互感器的过电流，保护电压互感器不受损坏。

（3）散热条件好，热容量大，在输电线路长度大于100km时也不会发生自身爆炸损坏事故。

（4）内部无电子器件，构造简单，维护工作量小，工作可靠。

（5）便于制造，价格低廉。

以下结合附图对本实用新型的实施作进一步说明。

图1为本实用新型的纵剖面图，图2为A－A剖面图。

图中1.线性氧化锌电阻片 2.大容量高温碳化硅电阻片 3.绝缘套内壁上突出之立棱 4.绝缘套 5.内部通风道 6.上盖 7.底座 8.上通风孔 9.下通风孔 10.弹簧 11.金属弹簧座 12.高压接线端子 13.底座紧固螺钉 14.底座进风口 15.底座安装孔 16.高压接线紧固孔

图1中，具有相同直径的非线性糸数α₁不小于0.8（以15mA及300mA两点测定）的线性氧化锌电阻片（1）和非线性糸数α₂不小于0.3（以15mA及300mA两点测定）的大容量高温碳化硅电阻片（2）按1对1的比例和相同的数量交替叠装于绝缘套（4）中。高压接线端子（12）、金属上盖（8）、弹簧（10）、金属弹簧座（11）、交替叠放的线性氧化锌电阻片（1）及大容量高温碳化硅电阻片（2）、金属底座（7）依次连接形成串联电路。绝缘套（4）由陶瓷或玻璃绝缘材料制成，其内壁上按120度夹角均匀制造有三个突出于壁面的、横断面为图2所示半园形的立棱（3），立棱（3）的横断面的半径为10～15mm。三个立棱将电阻片（1）及电阻片（2）定位于绝缘套的中心部位。为便于装配，立棱（3）同电阻片（1）及电阻片（2）的侧面留1mm的间隙。电阻片（1）和电阻片（2）的侧面同绝缘套（4）的内壁之间的空间被立棱（3）分隔为三个上下畅通的内部通风道（5）。绝缘套（4）的外表面可按户内或户外运行条件的不同，制成如图1所示的直筒状（户内式）或制成伞裙状（户外式）。绝缘套（4）的上端固定有金属上盖（6），绝缘套（4）的下端固定有金属底座（7）。此盖（6）及座（7）可用铝合金或黑色金属材料制成。上盖（6）和绝缘套（4）之间采用如图1所示的辊压固定方式，底座（7）和绝缘套（4）之间采用如图1所示的利用底座紧固螺钉（13）机械固定的方式。上盖（6）的上部焊接有带紧固孔（16）的高压接线端子（12）。底座（7）上有用于安装地脚螺栓兼用作接引地线的安装孔（15）。为了便于内部热空气向外排放及取得良好的散热效果，在上盖（6）上与三个通风道（5）相对应的位置上各有一组通风孔，每一组通风孔由3～4个直径为10mm、孔中心距离为10～20mm的通风孔（8）组成；在底座（7）的水平部位与三个通风道（5）相对应的位置上亦各有一组通风孔，每一组通风孔由3～4个直径为10mm，孔中心距离为10～20mm的通风孔（9）组成。亦即在上盖（6）和底座（7）上各有9～12个通风孔。为了便于外部空气进入底座（7）的下部，在底座（7）的侧面与各通风道相对应的方位上按120度角的间隔开有3个尺寸不小于高度30mm和宽度40mm的进气口（14）。另外，该实用新型用于户外时上盖（6）上应附加防止雨水渗入的装置。

图1中的电阻片（1）及电阻片（2）的两端覆盖有导电层，如喷铝，以保证电阻片之间能良好接触；其侧面覆盖有高温无机绝缘釉层。为保证上盖（6）和电阻片（1）之间有可靠的电气连接，在金属弹簧座（11）上设置弹簧（10）。

本实用新型可用于各种型号的6～35kV交流电压互感器。使用时用导线将电压互感器的高压绕组中性点引接到本实用新型的高压接线端子（12）的紧固孔（16）上，用螺栓固紧，再接地线引接到底座（7）的安装孔（15）上，用螺栓固紧即可。

Claims (5)

1、一种电压互感器消谐器，由一个上下端各固定有金属盖和金属底座的、盖及座上有通风孔及接线端子的绝缘套以及叠装于其中的弹簧和串联的非线性电阻片所构成，其特征在于该串联的非线性电阻片糸按1对1的比例交替叠装相同数量的非线性糸数α₁不小于0.8(以15mA及300mA两点测定)的线性氧化锌电阻片及非线性糸数α₂不小于0.3(以15mA及300mA两点测定)的大容量高温碳化硅电阻片，两种电阻片串联后的复合非线性糸数α不小于0.6，绝缘套为内壁上突出有3或4个分布均匀、其横断面为半圆形的立棱的绝缘套，立棱的横断面半径为10～15mm，立棱将电阻片侧面和绝缘套内壁之间的空间分隔为3或4个上下畅通的通风道，在上盖及底座平面上与各通风道相对应的位置上各开有一组通风孔，在底座侧面与每一个通风道相对应的方位上各开有一个进气口。

2、根据权利要求1所述的电压互感器消谐器，其特征在于绝缘套由陶瓷材料或玻璃绝缘材料制成。

3、根据权利要求1所述的电压互感器消谐器其特征在于装于绝缘套内线性的氧化锌电阻片和大容量高温碳化硅电阻片具有相同的直径，电阻片侧面和绝缘套内壁上突出之立棱之间留有1mm的间隙。

4、根据权利要求1所述的电压互感器消谐器，其特征在于在上盖及底座平面上与各通风道相对应的位置上所开的每一组通风孔由3～4个直径10mm、孔中心距离为10～20mm的通风孔组成，在底座侧面与每一个通风道对应的方位上所开的进气口的尺寸不小于高度30mm和宽度40mm。

5、根据权利要求1所述的电压互感器消谐器其特征在于装于绝缘套内的所有电阻片的两端面均覆盖有导电层，其侧面覆盖有高温无机绝缘釉层。

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