CN85109150A - 传输线保护系统 - Google Patents

Abstract

所公开的是一个传输线保护系统，在这一系统中，在与铁塔臂相连的绝缘装置(如绝缘子)的一端配备有漏电流检测器，该绝缘装置的另一端与每相传输线相连，从而对每相传输线中流进避雷器的漏电流进行检测，漏电检测器的输出信号通过光纤电缆馈入中继器，而中继器的输出又通过光纤电缆送给变电站中的控制/监视板。在该控制/监视板中，最好在阴极射线管上显示由漏电检测器转换得到的数字信号。在这一装置中，能够对传输线进行稳定的监视而无任何由于传输线感应所引起的操作。

Description

本发明涉及了一架空传输线的保护系统。

通常，传输高压动力电的架空传输线是这样设制的：不同相的传输线通过悬垂的绝缘子挂在铁塔的臂上。然而近来，人们提出了这样一种建议，即：将由多个非线性元件构成的氧化锌避雷器置于每条传输线和铁塔臂之间，以便即使在雷电故障时，也能保持传输线正常工作，从而毫不间断地提供电力，正如日本专利NO，8641/78的说明书中所披露的。

此外，避雷器用来在雷电发生时切断不正常的峰值电压以便提供正常的电力。

在要求电力供应具有高可靠性和稳定性的情况下，必须提供一传输线保护系统，用来监视绝缘子或类似的传输线上的结构部件的污染状态，并监视传输线中的过压现象，即使为传输线保护系统提供用于地面变电站设备的过压检测装置，也不可能利用这一装置，其原因在于传输线架在高处，而且当借助于这样一种装置，对传输线中的过压或污染状态进行检测时由于感应或类似现象，将导致产生故障，所以很难执行对传输线的高可靠性鉴视。

本发明一个主要目的，是提供一种传输线保护系统，其中，可以对传输线的状态进行稳定的监视，而不会由传输线的感应导致故障。

本发明的另一目的，是提供一种传输线保护系统，其中，可以借助于一个漏电检测器，很方便的检测出传输线的工作电压状态以及避雷器的劣化情况。

为了达到上述目的，根据本发明的传输线保护系统在绝缘装置（诸如其一端与铁塔臂相连而另一端与每相的传输线相连的绝缘子）的一端配置了一漏电流检测器，漏电流检测器的输出信号通过光纤电缆而馈送到中继器，中继器的输出又通过光纤电缆而传送到变电站中的控制板。

本发明的较佳实施例将结合附图予以描述，其中：

图1是在根据本发明的传输线保护系统一个实施例的前方位置斜侧看去的透视图;

图2是架空光纤接地线（图1所示）的剖面图;

图3是图1的漏电流检测器实例的电路框图。

图4是根据本发明所采用的避雷器的等效电路图;

图5是一特性曲线图，它表明了在第三次高次谐波分量和阻性电流之间的关系，用来解释本发明。

图1是在根据本发明的传输线保护系统一个实施例的前方位置斜侧看去的透视图，在该系统中，铁塔2具有数个铁塔臂20U，20V和20W。通过悬挂在各个铁塔臂20U，20V和20W上的绝缘子子4U，4V和4W来承载传输线6U，6V和6W。各个避雷器5U，5V和5W的一端与各相传输线6U，6V和6W相连，而它们另一端则与传输线上方的铁塔斜臂20U，20V和20W分别相连。因此，便在铁塔2的左边设置了一组传输线。同样，作为本发明的实施例，也可在铁塔2的右边设置这样一组传输线。然而，图1却表示出另一种实施方案，在这一方案中，在铁塔右边传输线的布置与左边的布置不同。即，在铁塔2的右边，由避雷元件等构成的避雷器16U，16V和16W分别位于承载各条传输线13U，13V和13W的悬挂绝缘子之中。换言之，即每个避雷器16U，16V和16W也作为悬挂绝缘子。

在铁塔2顶部伸出有架空接地线1。在图1所示实施例中的架空接地线1是光纤接地线（OPGW）。其内部结构如图2所示。图2中，光纤电缆被嵌在架空接地线1的中心。

在如此布置的架空传输线系统之中，在传输线和铁塔臂之间有一些绝缘装置。在附图中示出的绝缘装置有：悬挂绝缘子4U，4V，4W，19U，19V和19W，以及避雷器5U，5V，5W和16U，16V，16W然而，也包括瓷瓶及类似的其他一些绝缘子。相对于每一相，至少有一个绝缘装置（该装置的一端与该相传输线相连）配备有一漏电流检测器3，而且以随后将予描述的方法将绝缘装置的另一端与铁塔臂相连，在各相中使用的漏电流检测器3牢固地固定在相应的铁塔臂上。

在铁塔2的给定位置处配备了一中继器8，在该位置处，即使在传输线的馈送时间内工人们也可容易的进行工作。中继器8的输入和输出端9、10分别通过光纤电缆11和14连至每个漏电流检测器3和架空接地线1的光纤电缆17。因此，从每个漏电流检测器3而来的信号通过光纤电缆14、中继器8、光纤电缆11和架空接地线1而传送给变电站中的未表示出的控制板漏电检测器3将模拟信号转换成数字信号，然后，在变电站中，将所接收的数字信号显示在阴极射线管上，以便完成控制操作。

在这样一种设置中，如果电压加在传输线6U.6V，6W，13U，13V和13W上，则在避雷器中就有漏电流觉动并可通过相应的漏电检测器3予以检测，从而便可检测传输线上工作电压的状态。当在任一传输线上发生接地故障时，传输线上的电压就消失了并且避雷器漏电流为0，因此可检测出接地故障。进而，当避雷器5U，5V，5W，16U，16V，16W中的任一个已经退化或任一瓷瓶或类似元件被完全污染之时，可以根据漏电流的增加或借助于漏电流检测器3和任一其他的漏电流检测器3之间的漏电流的差值检测到所述的这些情况，与此相似，根据信号电流的时间滞后，可以检测到雷电发生的方位。此外，在接近大地一侧的最低传输线6W和13W处设置了中继器8，所以可以安全地完成中继器的维修和检查。

下面，参考图3-图5对漏电检测器予以说明。

在避雷器5U，5V和5W与铁塔臂相连的一端装有一检测元件3，用来检测如图4所示的总漏电流I_o。该电流依次通过缓冲放大器进入并联连接的第一和第二电路，第一电路是由带宽滤段器31，整流器36，模/数转换器38以及电-光转换器32所组成，而第二电路由整流器37，模/数转换器39以及电-光转换器33组成，该总漏电流I_o由阻性电流分量IR和容性电流分量I_R组成。供给第一电路的总漏电流I_o首先由带宽滤波器31滤波，这样就只剩下了从主漏电流I中分介出来的阻性电流I_R，然后，I供给整流器36整流。从整流电路36输出的整流模拟信号被模/数转换器38转换成为数字信号，接着，再由电-光转换器33转换成为光信号，与比相似，供给第二电路的总漏电流I_o先由整流器37整流，再由模/数转换器39进行模/数转换，然后通过电-光转换器33将其转换成为光信号，从第一和第二分路输出的各自的光信号分别通过光纤电缆14a和14b馈入变电站（未画出）中的控制/监视极。这种检测器3被旋转在一屏蔽罩34中，以便保护其免受电、磁场的感应。

通过检测阻性电流分量I的增值，以便可检测每个避雷器5U，5V 5W，16U，16V和16W的老化程度。为了检测阻性电流分量I_R的增值，曾经提出过许多方法，而其中最为有效的方法之一是通过总漏电流I_R的第三次高次谐波分量来检测这一增值。图5表明了第三次高次谐波分量和阻性电流分量I之间的关系。

由于对上述漏电检测器做了这样的设置，所以总漏电流I_o和阻性电流分量I_R通过中继器8，送给变电器（未画出）中的控制/监视板，从而有可能根据总漏电流的增加，通过监视总漏电流I_o和阻性电流分量I_R相互进行比较时的变化而得知是传输线上的电压增加了，还是避雷器老化了。

在实现本发明时，漏电检测器3并不仅限于图3-图5中的实例也可采用其他适合的装置。此外，还可将漏电检测器3置于铁塔臂上一侧任何绝缘装置上而不一定非得位于避雷器一边，以便对绝缘装置的污染状态和/或传输线的工作电压状态进行检测，因此而达到本发明的所述目的。进而，尽管中继器8的输出通过上述实施方案中的架空光纤接地线（OPGW）而馈入变电站中的控制/监视板，但任何其他的传输装置，例如任何其他光学系统，也可用于这一目的。在上述的后一实施例中，在铁塔臂绝缘装置的一端配备了漏电检测器3，而且它通过光纤电缆14与中继器8相连，从而得到了一种传输线保护系统，该系统可以免受传输线的感应导致的不良影响而且与系统是否位于传输线附近无关。通常，为此目的使用了架空光纤接地线（OPGW），以便将与天气情况有关的数据（如风速、温度、湿度等）送入中继器8，在其之中，输入的数据被转换成光信号而送给变电站中的控制/监视板。本发明可以很容易地用于具有架空光纤接地线（OPGW）的架空传输线系统。

如上述所述，根据本发明，由于在绝缘装置靠近铁塔臂一端处配置的漏电流检测器通过光纤电缆与中继器相连，所以可能得到不受传输线感应所引起的不良干扰的传输线保护系统，该系统与其安装位置是否位于传输线附近并无关系，因此，它可提供具有高可靠性而无误操作的电流。

此外，根据本发明，由于将在漏电流检测器中的模拟信号进行得到的数字信号是显示在控制/监视板的阴极射线管上的，所以传输线保护系统具有很杰出的优点，即可以很容易地对传输线上的不正常状态进行检测。

Claims (9)

1、一种传输线保护系统，其中，每相传输线是由铁塔臂上悬挂的相应绝缘装置所承载的，所述系统的特征在于具有：

一个配备在绝缘装置一端的漏电流检测器，用来检测在每相传输线装置的漏电流，该绝缘装置的一端连在每相传输线上而另一端与相应的铁塔臂相连；

用来接收漏电检测器送出的信号的中继器；

在漏电检测器和中继器之间连接的光纤电缆。

2、一种传输线保护系统，其中，每相传输线是由悬挂在相应铁塔臂上的悬挂的绝缘子所承载的，所述系统的特征在于具有：

位于每相传输线和相应的铁塔臂之间的避雷器;

位于避雷器的铁塔臂一端的电流检测器，用来检测每相传输线的流进避雷器的漏电流;

用来接收漏电检测器送来的信号的中继器，以及;

连在漏电检测器和中继器之间的光纤电缆

3、根据权利要求2的传输线保护系统，其中的中继器位于各条传输线中最低一条线的下方。

4、根据权利要求2的传输线保护系统，其中，所述漏电流检测器置于屏蔽罩之中。

5、根据权利要求2的传输线保护系统，其中，设置了漏电流检测器以便将避雷器的总漏电流的阻性电流分量供给中继器。

6、根据权项5的传输线保护系统，其中的总漏电电流的第三高次谐波分量用作为阴性电流分量。

7、根据权项1的传输线保护系统，其中，所述绝缘装置包括具有非线性元件的悬挂绝缘子。

8、根据权项2的传输线保护系统，其中，避雷器和悬挂绝缘子的相应端与每相传输线相连，而避雷器的另一端与相应的一侧塔臂相连，悬挂绝缘子的另一端与相应的另一侧塔臂相连。

9、根据权项2的传输线保护系统，其中，所述避雷器和悬挂绝缘子相互并联连接在每相传输线的相应端和相应的塔臂之间。

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