CN2544289Y - 高压输电线路绝缘子闪络指示器 - Google Patents

Abstract

一种装在高压输电线路杆塔横担上的绝缘子闪络指示器。由短路流传感器、信号处理单元阈值可调的触发器、指示单元和外壳构成。信号处理单元包含低通滤波器、阈值可调的触发控制器和触发器等组件，指示单元是一个以产气剂作能源的压力喷射装置。绝缘子发生闪络时，压力喷射装置的喷射腔内的产气剂被点火，使装于喷射腔内、且一端固定在喷射腔内壁上的标示用彩带喷出腔外并悬掉在指示器之下。运行人员无须登杆，在地面即可根据喷出的彩带确认闪络故障点，以便及时处理，恢复送电，减少了停电损失及提高了高压输电线路运行的可靠性。

Description

高压输电线路绝缘子闪络指示器 

本实用新型涉及一种用于高压输电线路的绝缘子闪络指示器，具体地说是将其装在高压输电线路杆塔的横担上，用以指示绝缘子在运行中是否发生了闪络、便于运行人员迅速查找和确认输电线路故障点的装置。

高压输电线路的三相导线通过绝缘子(盘式绝缘子串、棒式绝缘子或复合绝缘子)悬挂在输电线路杆塔(铁塔或水泥杆)上。导线对杆塔的绝缘强度决定于二者之间空气间隙的大小以及绝缘子的绝缘性能。运行中，当绝缘子因表面积污等原因导致绝缘强度降低时、或因雷击等原因使线路上产生的暂态过电压超过了绝缘子的绝缘强度时，绝缘子便会发生闪络放电，导致导线对地短路，线路两端的高压开关跳闸，造成输电线路停电事故。事故后，为确认故障点，以便即时更换被高压电弧烧坏的绝缘子和恢复供电，运行人员可根据变电站故障录波器的记录预先估计故障点可能存在的某一区间(区间长度约数公里)，再赶到该区间借助望远镜沿线巡视和检查线路。但由于绝缘子被电弧烧伤的痕迹往往难以发现，所以仍需工人登上杆塔，逐杆检查。为此耗费了大量人力物力、延误了恢复供电的时间。因此供电部门需要一种无须登上杆塔就能够在地面确认哪一基杆塔、及该杆塔三相绝缘子中的哪一相绝缘子发生了闪络的装置。如中国专利ZL95207660.8号所公布的《盘式绝缘子闪络指示器》即为此类装置。该装置系在盘式绝缘子串的最后一个接地绝缘子的表面上安装引弧圈，由其拦截绝缘子串表面的闪络电弧，使之通过与引弧圈串联的导电板入地，利用电磁能转换机构将电能转换为磁能，再将磁能转换为机械能，最后推动机械指示机构指示。该装置的主要不足之处是需要在运行中的绝缘子串上额外装设引弧圈，作业困难，较难实施；另外机械指示机构难以经受户外日晒雨淋的恶劣环境的长期考验，动作可靠性受到影响。

本实用新型的目的是提供一种新的结构简单、无须电池或其他辅助电源、动作可靠并便于在现场安装和更换的高压输电线路绝缘子闪络指示器(以下简称闪络指示器)。

本实用新型的任务是通过如下途径来实现的。所提供的闪络指示器由短路电流传感器、信号处理单元、指示单元和将以上三部分包容为一体的指示器外壳构成。其中：短路电流传感器是一个空心的或带磁芯棒的互感线圈，装在绝缘子牵挂点附近的横担(角钢)旁，用以检测绝缘子闪络时流过横担的工频短路电流；信号处理单元由低通滤波器、阈值可调的触发控制器和触发器构成；指示单元是一个以产气剂作能源的压力喷射装置，由一个内部装有产气剂、点火器和软质彩带的喷射腔体以及按滑动配合的方式装在该喷射腔体之喷射口上的腔塞构成，腔塞和喷射腔体形成了一个密闭腔；软质彩带的宽度小于喷射腔体之喷射口的直径、长度大于喷射腔体的长度、并按S形折叠方式置于喷射腔体之内、且两端分别固定在喷射腔体的内壁和腔塞上，当腔塞从喷射腔体上射出并通过彩带悬吊在空中时，彩带的一部分便暴露到了喷射腔体之外；喷射腔体上有两个在电气上相互绝缘的接线柱，点火器的两根输入线通过接线柱引出到腔体之外和触发器的输出端相连；指示器外壳由非导磁性材料制成，在和指示单元的喷射口相对应的位置上有一开口，喷射口和腔塞通过这一开口伸到外壳之外。

在杆塔横担上(当为铁塔时则在横担的主角钢上)靠近每一相绝缘子悬挂点的地方各安装一个(通常每基杆塔安装三个)闪络指示器。运行中，当某一相绝缘子发生闪络时，会有上千安培的工频(50Hz)短路电流经绝缘子沿面的电弧通道和横担流入地中。由于闪络指示器的外壳由非导磁性材料制成，故不会屏蔽短路电流产生的交变磁场。该相的短路电流传感器检测到短路电流后，输出电压信号到信号处理单元，经低通滤波器滤除高频信号后加到触发控制器上，若信号大于触发控制器设定的阈值则向触发器发出触发信号使之动作，触发器再向点火器施加点火信号，由点火器将产气剂引燃，使之产生大量气体。因喷射腔体和腔塞共同形成一个密闭腔体，所以在腔体内便产生高气压。在高气压的作用下，按滑动配合的方式安装在喷射口上的腔塞被喷离喷射口。与之相连的软质彩带被随之牵引到闪络指示器之外腔塞便通过彩带悬吊在空中，由于彩带的长度大于喷射腔体的长度，所以便有一大部分暴露在喷射腔体之外。运行人员巡线时，无须使用望远镜从远处用肉眼即可发现悬吊在空中的彩带，从而可确认该杆塔及该杆塔上的某一相绝缘子发生了闪络。

该实用新型有以下优点：

1.不会因雷击线路而误动作：因闪络指示器仅关心绝缘子是否发生了闪络、而不问杆塔是否遭受了雷击，故在线路落雷时只要绝缘子未发生闪络，闪络指示器就不应动作。为此，在信号处理单元中设有一个低通滤波器。因雷击线路时沿杆塔入地的雷电流的波长约为几十微妙，等值频率高达几万赫兹，雷电流在短路电流传感器中感应的高频信号被低通滤波器滤除，不能通过该低通滤波器低，从而保证了指示器不会因雷击线路而误动作。但如果因雷击使绝缘子发生了闪络，则指示器仍在工频短路电流的作用下正确动作。

2.不受相邻相绝缘子闪络的影响：当某一相绝缘子发生闪络时，短路电流主要流过该绝缘子悬挂点附近的横担、再沿杆塔立柱(主材)入地，而分流到邻相绝缘子悬挂点附近的横担中的短路电流很少，二者有数量级的差别。根据这一分流特点，本实用新型的触发控制器的触发电压设有一个阈值，并且是可调的。可根据不同的杆型设置阈值，保证某相绝缘子发生闪络时仅该相绝缘子的指示器正确动作而相邻相绝缘子的指示器不误动作。

3.易于设定：正常运行时，流过横担的电流仅为绝缘子的泄漏电流，为毫安数量级；但绝缘子闪络时，流过横担的电流为线路的短路电流，为几百安至数千安数量级。二者的差别甚为悬殊。故易于设定指示器的动作电流值，可保证绝缘子发生闪络后指示器百分之百动作。

4.气体膨胀剂耗量小：因喷射腔体容积小，故只需微量的气体膨胀剂即可保证在点火后冲开管塞。

5.无须辅助电源：指示器的全部电路可用无源器件实现，无需外加电池或其他辅助电源。

以下结合附图对本实用新型的实施作进一步说明：

图1是本实用新型的一个实例的原理结构图。图2是结构及安装示意图。

如图1所示，闪络指示器由短路电流传感器1、截止频率为1kHz的低通滤波器2、阈值可调的触发控制器3、触发器4、指示单元5及指示器外壳6构成。短路电流传感器1为一个互感线圈，将其安装在绝缘子牵挂点附近的横担(角钢)旁，用以检测绝缘子串闪络时流过横担的工频短路电流。指示单元5是一个以气体膨胀剂作能源的压力喷射装置，由一个内部装有点火器7、气体膨胀剂8、软质彩色编织带9的喷射管10以及按滑动配合的方式装在喷射管口上的管塞11构成。软质彩色编织带的宽度小于喷射管的直径，长度大于喷射管的总长并留有一定的裕度、按S形折叠方式置于喷射管内、其上端固定在喷射管10的内壁上、下端固定在管塞11上。喷射管10装有管塞的一端通过外壳6上的开口12，伸出到指示器外壳6之外。

如图2所示，为增加互感值，短路电流传感器1的线圈中有磁芯棒13。全部电子元件集中布置在一块印刷电路板14上，其输出端和喷射管10上作为点火器输入端子的两个接线柱相连。指示器外壳6的一侧装有弹簧卡15。由该弹簧卡将指示器固定在构成铁塔横担的角钢16上。

以下结合图1及图2说明闪络指示器的动作过程：当绝缘子串发生闪络时，工频短路电流I流经角钢16和铁塔的立柱(主材)入地。此时在电流传感器1的互感线圈上感应出工频电压信号。该信号通过截止频率为1kHz的低通滤波器2和阈值可调的触发控制器3加到触发器4上，当信号大于触发控制器3所设定的阈值时则向触发器4发出触发信号，使触发器4动作，触发器4再向点火器7施加点火信号，由点火器7将产气剂8引燃，使之产生大量气体。因喷射管10和管塞11形成一个密闭腔体，所以在喷射管10内便产生高气压，使管塞11喷离喷射管口，与之相连的软质彩带9被随之牵引到喷射管10和闪络指示器外壳6之外，管塞11便通过彩带9悬吊在空中，暴露在喷射管10外部的彩带9的长度一般大于10cm。运行人员巡线时，无须使用望远镜从远处用肉眼即可发现悬吊在空中的彩带，从而可确认该杆塔及该杆塔右侧的边相绝缘子发生了闪络。再将动作后的喷射管更换之后，指示器又可恢复运行。

Claims (7)

1.一种高压输电线路绝缘子闪络指示器，由短路电流传感器、信号处理单元、指示单元和将以上三部分包容为一体的外壳构成，其特征在于所说的信号处理单元中含有低通滤波电路，所说的指示单元是一个以产气剂作能源的压力喷射装置。

2.按权利要求1所说的高压输电线路绝缘子闪络指示器，其特征在于所说的信号处理单元中含有阈值可调的触发控制电路。

3.按权利要求1所说的高压输电线路绝缘子闪络指示器，其特征在于所说的指示单元由一个内部装有产气剂、点火器和软质彩带的喷射腔体以及装在该喷射腔体之喷射口上的腔塞所构成，软质彩带的两端分别固定在喷射腔体的内壁和腔塞上。

4.按权利要求3所说的高压输电线路绝缘子闪络指示器，其特征在于所说的指示单元中的软质彩带的宽度小于喷射腔体之喷射口的直径、长度大于喷射腔体的长度、并按S形折叠方式置于喷射腔体之内。

5.按权利要求3所说的高压输电线路绝缘子闪络指示器，其特征在于所说的指示单元的腔塞按滑动配合的方式装在喷射口上。

6.按权利要求3所说的高压输电线路绝缘子闪络指示器，其特征在于所说的指示单元之喷射腔体上有两个在电气上相互绝缘的接线柱，点火器的两根输入线通过接线柱引出到腔体之外和信号处理单元的输出端相连。

7.按权利要求1所说的高压输电线路绝缘子闪络指示器，其特征在于所说的外壳由非导磁性材料制成，在和指示单元的喷射口相对应的位置上有一开口，喷射口及腔塞通过这一开口伸到外壳之外。

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