CN2667765Y - 一种非线性氧化锌压敏电阻快速灭磁及过电压保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非线性氧化锌压敏电阻快速灭磁及过电压保护装置，它主要由灭磁开关配用氧化锌压敏电阻组成的过电压能量吸收元件及其控制部分组成，氧化锌压敏电阻串并后构成氧化锌阀片组，即构成过电压能量吸收元件，直接并接在被保护的设备两端，所述灭磁开关则跨接于电源与被保护的设备之间，灭磁开关为移能型磁场断路器，当灭磁开关动作时，能够建立足够的弧压，所述弧压大于氧化锌压敏电阻的残压和励磁电压之和，将磁场储能迅速转移到氧化锌阀片中去。本实用新型使用安全，维护量大大减小，使用寿命长，性能稳定，广泛应用于发电机励磁系统灭磁及过电压保护。

Description

一种非线性氧化锌压敏电阻快速灭磁及过电压保护装置

技术领域

本实用新型涉及一种非线性氧化锌压敏电阻快速灭磁及过电压保护装置，特别是适用于发电机励磁系统的灭磁及过电压保护装置。

背景技术

灭磁及过电压保护是发电机励磁保护系统必须具备的基本功能，一般采用磁场断路器配非线性电阻的灭磁及过压保护方式，由于氧化锌阀片具有压敏特性，能够近似恒压快速灭磁，并能有效地抑制过电压。但是以前灭磁及过电压保护装置存在下述问题：1、非线性电阻配用DM2灭磁开关，DM2是一种吸能型开关，误动、拒动频繁，尤其是在小电流状况下，要使磁场能量转移到氧化锌电阻上，采用了并联换流熔丝加电子开关等方法，这使得线路复杂，并且设备每次动作后都必须人工更换笨重的换流熔丝，给现场工作造成不便；2、采用均流理论设计的氧化锌灭磁阀片组，没有密封措施，结果不能满足实际要求，运行时间不长，氧化锌阀片就被大量击穿。

发明内容

本实用新型提供一种使用安全，维护量大大减小，使用寿命长，性能稳定的非线性氧化锌压敏电阻快速灭磁及过电压保护装置。

本实用新型是这样实现的：一种非线性氧化锌压敏电阻快速灭磁及过电压保护装置，它主要由灭磁开关配用氧化锌压敏电阻组成的过电压能量吸收元件及其控制部分组成，氧化锌压敏电阻串并后构成氧化锌阀片组，即构成过电压能量吸收元件，直接并接在被保护的设备两端，所述灭磁开关则跨接于电源与被保护的设备之间，灭磁开关为移能型磁场断路器，当灭磁开关动作时，能够建立足够的弧压，所述弧压大于氧化锌压敏电阻的残压和励磁电压之和，将磁场储能迅速转移到氧化锌阀片中去。

本实用新型中由氧化锌压敏电阻串并成氧化锌阀片组时，每条氧化锌阀片支路吸收的能量应尽可能均匀，通过计算出实际等效灭磁电路应该吸收的能量，按设计给定的误差范围选配出每条支路的氧化锌阀片；所述的每条氧化锌阀片支路均串联了快速熔断器，根据各支路氧化锌阀片的极限能容选取熔体最小熔断值，以保证阀片被击穿时即熔断；另外使用改苯绝缘护套配合密封垫圈对氧化锌阀片进行密封压装。

采用如上技术方案后，装置中灭磁开关选用移能型磁场断路器，当发生故障时，灭磁开关能够立即动作，并建立足够的弧压，大于氧化锌阀片的残压与励磁电压之和，把转子储能迅速地转换到氧化锌阀片中去，这时开关断口部分电流过零且息弧，阀片以近似恒压的方式消耗转子的储能，转子电流快速线性下降，一般小于0.5秒即可衰减到零，至此灭磁结束。移能型磁场断路器由于基本不吸收能量，主触头电弧烧损很小，维护量亦随之减小。

当励磁系统正常工作时，各支路氧化锌阀片呈高阻状态，只有极小的漏电流通过，近似于开路。当励磁回路出现过电压时，各支路氧化锌阀片同时导通吸收过压能量，并且把过电压限制在氧化锌阀片残压以下，只要选取适当的阀片残压值就能保护转子绕组及电源设备的绝缘安全。

因为氧化锌阀片存在固有的离散性，所以它们在并联使用时吸收能量并不均匀，造成氧化锌阀片损坏的主要原因是吸收的能量超过其极限能容引起的热击穿，只有每条支路吸收的能量尽可能均匀，才不至于引起热击穿损坏。均能配片通过计算出实际等效灭磁电路应该吸收的能量，按设计给定误差范围，选配出每条支路的氧化锌阀片。

为防止氧化锌阀片被击穿后的短路状态，各氧化锌支路均串联了快速熔断器，当某支路氧化锌阀片老化而击穿时，熔断器立即响应，快速熔断，该路即退出工作，保证整个设备的运行不受影响。

氧化锌阀片在持续电压的作用下，阻值逐渐降低，泄漏电流逐渐增大，发生老化现象。若阀片不密封，长期受潮湿气体或腐蚀性气体侵蚀，其伏安特性将发生变化，导致氧化锌阀片的老化加剧而被击穿，为有效地防止潮气侵蚀，保证氧化锌阀片的使用寿命，使用改苯绝缘护套，配合密封垫圈，对氧化锌阀片进行密封压装。此结构的另一作用是，当某一路氧化锌阀片老化被击穿时，能将其电弧熄灭在护套内部，不影响邻近电路的安全。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图

图2为本实用新型的一种实施例的电路原理图

图3为本实用新型的另一种实施例的电路原理图

具体实施方式

根据图1所示，本实用新型非线性氧化锌压敏电阻快速灭磁及过电压保护装置，分为一次主电路和二次控制、信号两大部分。一次主电路为氧化锌压敏电阻阀片和磁场断路器。氧化锌压敏电阻经过串并后成氧化锌阀片组。氧化锌阀片组分成电源耗能部分和转子耗能部分，与励磁电源——发电机转子两端并接在一起。而磁场断路器则跨接于励磁电源与发电机转子之间。磁场断路器为移能型灭磁开关。二次部分为移能型灭磁开关的控制电路和信号电路，信号电路可对装置的动作进行计数和信号输出，并可引出信号接点至中控室。

氧化锌阀片由改苯护套和密封垫片进行密封压装，使其免受潮湿气体和腐蚀性气体的侵蚀，延长了其使用寿命。在选配氧化锌阀片支路时，尽量使每条支路吸收能量均匀，以避免热击穿损坏。各氧化锌支路串联了快速熔断器，由每支氧化锌支路的极限能容选取熔断器最小熔断值，熔断时间为1.95ms，以保证阀片被击穿时即熔断。另外熔断器要保持足够长度，使之熔断的瞬间建立起一定的弧压，以利于该支路的能量迅速分散到其他支路上去。

实施例一、根据图2所示，本实用新型氧化锌压敏电阻快速灭磁及过电压保护装置，图中所示直流励磁机LP，电源侧熔断器FU1，转子侧熔断器FU2，电源侧阀片RV1，转子侧阀片RV2，发电机转子LQ，灭磁开关QF，具有双断口。电源侧熔断器FU1与电源侧阀片RV1串联后与直流励磁机LP并联，转子侧熔断器FU2与转子侧阀片RV2串联后与发电机转子LQ并联，灭磁开关跨接于接点L01、L02之间以及接点L03、L04之间。在选用本装置时，首先是装置所需的最高灭磁电压，最高灭磁电压应为系统额定励磁电压3--5倍，但不得高于系统绝缘耐压的80％，最低不得低于800V。其次是开关的选型，开关所建立的弧压应高于励磁电源的强励电压与阀片灭磁残压之和。

实施例二、根据图3所示，该装置为氧化锌阀片直跨式进行过压保护，保护熔断器FU3和氧化锌阀片RV3串联在接点L05、L06之间，即将两者串联后与被保护的设备并联在一起。它适用于一般交流系统及非可控硅整流的直流系统。它可取代励磁系统中利用间隙放电的过电压保护方式，具有保护动作值稳定，过压吸收能量大，现场运行维护简单等良好性能。

本装置在正常工作时，氧化锌阀片只有微安级漏电流，当系统出现的过电压超过氧化锌阀片压敏电压时自动进行保护，过电压消除后自动恢复。

选用本装置时，其过电压保护值一般取被保护系统长期工作电压峰值的3倍以上，在励磁系统中应用时还需高于灭磁电压有效值200V左右，且该电压还不得超过被保护系统允许的最高电压。

Claims (4)

1、一种非线性氧化锌压敏电阻快速灭磁及过电压保护装置，它主要由灭磁开关配用氧化锌压敏电阻组成的过电压能量吸收元件及其控制部分组成，其特征在于氧化锌压敏电阻串并后构成氧化锌阀片组，即构成过电压能量吸收元件，直接并接在被保护的设备两端，所述灭磁开关则跨接于电源与被保护的设备之间，灭磁开关为移能型磁场断路器，当灭磁开关动作时，能够建立足够的弧压，所述弧压大于氧化锌压敏电阻的残压和励磁电压之和，将磁场储能迅速转移到氧化锌阀片中去。

2、根据权利要求1所述的一种非线性氧化锌压敏电阻快速灭磁及过电压保护装置，其特征在于由氧化锌压敏电阻串并成氧化锌阀片组时，每条氧化锌支路吸收的能量应尽可能均匀，通过计算出实际等效灭磁电路应该吸收的能量，按设计给定的误差范围选配出每条支路的氧化锌阀片。

3、根据权利要求1或者2所述的一种非线性氧化锌压敏电阻快速灭磁及过电压保护装置，其特征在于每条氧化锌阀片支路均串联了快速熔断器，根据各支路氧化锌阀片的极限能容选取熔体最小熔断值，以保证阀片被击穿时即熔断。

4、根据权利要求3所述的一种非线性氧化锌压敏电阻快速灭磁及过电压保护装置，其特征在于使用改苯绝缘护套配合密封垫圈对氧化锌阀片进行密封压装。

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