高壓系統綜合過電壓保護裝置製造方法
2023-07-10 18:21:01
高壓系統綜合過電壓保護裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高壓系統綜合過電壓保護裝置，它包括三個保護支路，每個保護支路包括串聯在一起的非線性電阻和電壓保護組件，三個保護支路成星形連接，並且其一端連接形成一個中性點，中性點串聯一個電壓保護組件後再接地連接，所述電壓保護組件包括由氧化鋅材料製成的內閥片和由碳化矽材料製成的外閥片，內閥片套裝在外閥片內。本實用新型能夠降低保護閥值，提高響應速度，保證過電壓保護的可靠性。
【專利說明】高壓系統綜合過電壓保護裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種高壓系統綜合過電壓保護裝置，屬於絕緣安全防護與電壓保護領域，可廣泛應用於供電與工礦企業的高壓系統中的電壓保護。
【背景技術】
[0002]目前，在6 — 66kV高電壓系統中，接在高壓母線上的用電設備，如變壓器、電壓互感器、電動機、發電機等電氣設備，由於受突然操作合閘、系統諧振、線路單相間隙性弧光接地以及雷擊等方面的影響，會導致系統電壓的升高，影響系統電壓的穩定性，甚至使設備的內絕緣擊穿，外絕緣放電，從而造成設備的損壞，危害供電與工礦企業的電力安全。針對高壓系統的電壓防護，傳統的方法是採用目前常用金屬氧化物避雷器等裝置進行過電壓保護，但是傳統的金屬氧化物避雷器的保護閥值高、保護精度差，響應速度慢、保護能容小，尤其是因為我國IlOkV以下中性點不直接接地的供配電系統中發生過電壓時，氧化鋅避雷器必須承受單相接地弧光過電壓的長時間作用，其閥值電壓必須按承受線電壓並考慮荷電率影響來設定，其保護效果很差，而且能量也達不到操作過電壓的時間要求，因此傳統的金屬氧化物避雷器無法實現對過電壓的可靠實時保護，過電壓擊穿事故屢有發生，另外，我國IlOkV電壓等級以下基本上是採用中性點非直接接地系統的現狀，當發生過電壓尤其是單相接地過電壓時，會發生中性點偏移，因此傳統的氧化物避雷器均是採用線電壓作為保護閥值的選擇依據，這樣導致了保護電壓閥值過高，無法對被保護電氣設備提供可靠的電壓保護。
【發明內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種高壓系統綜合過電壓保護裝置，它能夠降低保護閥值，提高響應速度，保證過電壓保護的可靠性。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是:一種高壓系統綜合過電壓保護裝置，它包括三個保護支路，每個保護支路包括串聯在一起的非線性電阻和電壓保護組件，三個保護支路成星形連接，並且其一端連接形成一個中性點，中性點串聯一個電壓保護組件後再接地連接，所述電壓保護組件包括由氧化鋅材料製成的內閥片和由碳化矽材料製成的外閥片，內閥片套裝在外閥片內。
[0005]進一步，所述的非線性電阻由氧化鋅材料製成。
[0006]更進一步，所述的外閥片成環狀圓柱體結構，所述的內閥片成圓柱體結構。
[0007]採用了上述技術方案後，氧化鋅(ZnO)材料，該材料具有能容值大、閥值電壓高、殘壓低，溫度係數為負值等特性，能夠在電壓大於其閥值電壓時，將電能釋放掉，從而實現過壓保護，但其閥值較高，保護精度不足，而碳化矽材料具有閥值電壓低、導通後殘壓較高等特性，這兩種材料具有明顯的互補特性，因此本實用新型將這兩種材料按照一定的比例係數混合後，分別進行燒結與鍛壓，一個形成內閥片，一個形成外閥片，混合組成一種電壓保護組件，該組件具有保護閥值低，導通後殘壓低，從而大大地降低了電壓保護的閥值，提高了保護的精度與響應速度，其中兩種材料在電壓保護組件中的佔比係數可以按照在不同電壓等級進行選擇，本實用新型採用了四線連接拓撲結構，尤其是在中性點與地直接採用了一組電壓保護組件，這樣當發生過電壓尤其是單相過電壓時，中性點與地之間的電壓保護組件導通，從而消除中性點的電壓偏移現象，因此電壓保護閥值可以按照相電壓進行選擇，所以大大地降低了保護閥值，提高了響應速度，保證了過電壓保護的可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型的高壓系統綜合過電壓保護裝置的結構示意圖；
[0009]圖2為本實用新型的電壓保護組件的立體圖；
[0010]圖3為本實用新型的電壓保護組件的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]為了使本實用新型的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例並結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，
[0012]如圖f 3所示，一種高壓系統綜合過電壓保護裝置，它包括三個保護支路，每個保護支路包括串聯在一起的非線性電阻I和電壓保護組件2，三個保護支路成星形連接，並且其一端連接形成一個中性點3，中性點3串聯一個電壓保護組件2後再接地連接，所述電壓保護組件2包括由氧化鋅材料製成的內閥片2-2和由碳化矽材料製成的外閥片2-1，內閥片2-2套裝在外閥片2-1內。
[0013]非線性電阻I由氧化鋅材料製成。
[0014]外閥片2-1成環狀圓柱體結構，內閥片2-2成圓柱體結構。
[0015]本實用新型的工作原理如下:
[0016]氧化鋅(ZnO)材料，該材料具有能容值大、閥值電壓高、殘壓低，溫度係數為負值等特性，能夠在電壓大於其閥值電壓時，將電能釋放掉，從而實現過壓保護，但其閥值較高，保護精度不足，而碳化矽材料具有閥值電壓低、導通後殘壓較高等特性，這兩種材料具有明顯的互補特性，因此本實用新型將這兩種材料按照一定的比例係數混合後，分別進行燒結與鍛壓，一個形成內閥片2-2，一個形成外閥片2-1，混合組成一種電壓保護組件2，該組件具有保護閥值低，導通後殘壓低，從而大大地降低了電壓保護的閥值，提高了保護的精度與響應速度，其中兩種材料在電壓保護組件2中的佔比係數可以按照在不同電壓等級進行選擇，本實用新型採用了四線連接拓撲結構，尤其是在中性點3與地直接採用了一組電壓保護組件2，這樣當發生過電壓尤其是單相過電壓時，中性點3與地之間的電壓保護組件2導通，從而消除中性點的電壓偏移現象，因此電壓保護閥值可以按照相電壓進行選擇，所以大大地降低了保護閥值，提高了響應速度，保證了過電壓保護的可靠性。
[0017]本實用新型所涉及的高壓系統綜合過電壓保護裝置主要應用於我國IlOkV電壓等級下的供電與工礦企業電網系統中實現對6 — 66kV電壓等級的電壓保護與絕緣防護，從而對電氣設備提供可靠的電壓保護功能。本實用新型中首先將氧化鋅(ZnO)和碳化矽(SiC)材料按照一定的配比係數(IOkV系統中推薦配比係數為4:1)，分別燒結與鍛壓後，並分別形成內閥片2-2和外閥片2-1，將兩種閥片以圓環套裝的方式進行混合使用，組成電壓保護組件2，該組件兼備有兩種非線性電阻的電壓保護特性，可以使得保護閥值電壓低，洩放電流大，這樣就克服了常規金屬氧化物避雷器的固有缺點，將三組電壓保護組件2和非線性電阻I串聯後組成星形連接結構，並在中性點與地直接增加一組電壓保護組件2，構成四線連接拓撲結構。其中，所串聯的非線性電阻I的保護閥值可小於相電壓的峰值，電壓保護組件2中外閥片2-1的閥值電壓低，而內閥片2-2的殘壓低，能容大。正常運行時三相基本對稱，中性點3電位為零；當電網發生電壓升高或諧振時，中性點3電位發生位移，具有阻尼相間諧振及抑制浪湧過電壓的作用。在中性點3與地之間所安裝的電壓保護組件2，正常運行時利用電壓保護組件2中的外閥片2-1阻尼諧振，當發生單相間隙性弧光接地過電壓時，此時該電壓保護組件2導通，因此中性點3的電壓偏移被抑制，故障接地相對中性點3電位仍為相電壓，正常相對中性點3電位保持為相電壓，起到較好的消除電弧及限制浪湧過電壓的作用。因此實用新型可以針對6—66kV的高壓系統中的雷擊過電壓、操作過電壓、諧振過電壓及單相間隙性弧光接地過電壓均具有較好的保護性能，可以對電氣設備提供更好的絕緣保護。
[0018]以上所述的具體實施例，對本實用新型解決的技術問題、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，並不用於限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種高壓系統綜合過電壓保護裝置，其特徵在於:它包括三個保護支路，每個保護支路包括串聯在一起的非線性電阻(I)和電壓保護組件(2)，三個保護支路成星形連接，並且其一端連接形成一個中性點(3)，中性點(3)串聯一個電壓保護組件(2)後再接地連接，所述電壓保護組件(2)包括由氧化鋅材料製成的內閥片(2-2)和由碳化矽材料製成的外閥片(2-1)，內閥片(2-2)套裝在外閥片(2-1)內。
2.根據權利要求1所述的高壓系統綜合過電壓保護裝置，其特徵在於:所述的非線性電阻(I)由氧化鋅材料製成。
3.根據權利要求1或2所述的高壓系統綜合過電壓保護裝置，其特徵在於:所述的外閥片(2-1)成環狀圓柱體結構，所述的內閥片(2-2)成圓柱體結構。
【文檔編號】H01C7/12GK203481815SQ201320552629
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月6日 優先權日:2013年9月6日
【發明者】胡道浩, 黃平, 張士會 申請人:胡道浩