雷擊故障防護及監測系統的製作方法

2023-04-26 15:40:01 1

雷擊故障防護及監測系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雷擊故障防護及監測系統。所述雷擊故障防護及監測系統用於高壓配電線路系統中，高壓配電線路系統包括主幹線路和分支線路，以及用於安裝主幹線路的第一配電桿塔和用於安裝分支線路的第二配電桿塔，所述雷擊故障防護及監測系統包括固定在第一配電桿塔上的雷擊防護器，以及固定在第二配電桿塔上並分別與分支線路相連接的故障隔離器和監測裝置。實施本實用新型能夠有效防止雷擊斷線事故，降低線路的雷擊跳閘率，提高供電的可靠性，同時還能夠對斷開的分支線路進行監測，方便工作人員迅速定位故障發生點。
【專利說明】雷擊故障防護及監測系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種雷擊故障防護及監測系統，屬於電力系統【技術領域】。
【背景技術】
[0002]配網線路分布廣、數量多、絕緣水平低，是最易遭受雷擊的地面設施，雖然現在採取了多種防雷技術措施，但由於雷擊造成的線路跳閘仍居於各類跳閘原因的首位。造成斷線的主要原因是在雷擊閃絡通道上建弧形成工頻續流，弧根的溫度很高，能夠在短時間內將導線燒斷，即使是裸導線，如果通過的電流很大，也能夠將導線燒斷，造成跳閘供電中斷等事故。同時，對於線路故障的定位，目前大多還是採取巡線的方式進行確定。但是由於區域環境特殊，輸電線路因為發生故障而斷開，很難在較短的時間內準確地找到故障點。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的是為了克服上述【背景技術】的不足，提供一種雷擊故障防護及監測系統，該系統能夠有效防止雷擊斷線事故，降低線路的雷擊跳閘率，提高供電的可靠性，同時還能夠對斷開的分支線路進行監測，方便工作人員迅速定位故障發生點。
[0004]本實用新型解決其技術問題採用的技術方案是，提供一種雷擊故障防護及監測系統，用於高壓配電線路系統中，所述高壓配電線路系統包括主幹線路和與所述主幹線路連接的分支線路，以及用於安裝所述主幹線路的第一配電桿塔和用於安裝所述分支線路的第二配電桿塔；所述雷擊故障防護及監測系統包括固定在所述第一配電桿塔上的雷擊防護器，以及固定在所述第二配電桿塔上並分別與所述分支線路相連接的故障隔離器和監測裝置；所述雷擊防護器用於防止所述主幹線路出現過電流，所述故障隔離器用於在所述分支線路出現過電流時斷開所述分支線路與所述主幹線路的連接，所述監測裝置用於監測所述分支線路過流斷開的故障。
[0005]在本實用新型所述的雷擊故障防護及監測系統中，所述故障隔離器為電子控制智能分段器。
[0006]在本實用新型所述的雷擊故障防護及監測系統中，所述監測裝置包括用於監測分支線路過流斷開的故障，並根據監測得到的故障產生對應的電信號的監測單元、與所述監測單元相連，用於將所述電信號轉換為數位訊號的信號處理單元、與所述信號處理單元相連，用於轉發所述數位訊號信號至後臺監控伺服器的通信單元、以及分別與所述監測單元、信號處理單元、通信單元連接的供電單元；所述監測單元包括用於監測所述分支線路電流狀況的電流傳感器。
[0007]在本實用新型所述的雷擊故障防護及監測系統中，所述雷擊防護器包括用於將所述雷擊防護器安裝在所述第一配電桿塔上的支撐件、用於防止雷擊過電壓和截斷工頻續流的雷擊防護器本體，所述雷擊防護器本體的末端與所述支撐件相連接、與所述雷擊防護器本體的高壓端相連接的用於提供雷擊閃絡通道的引弧電極。
[0008]在本實用新型所述的雷擊故障防護及監測系統中，所述雷擊防護器本體為雷擊閃絡保護器。
[0009]在本實用新型所述的雷擊故障防護及監測系統中，所述主幹線路包括用於主要電力配送的主幹線纜，所述分支線路包括與所述主幹線纜相連用於地區供電的分支線纜，所述引弧電極固定在所述雷擊防護器本體的高壓端，所述引弧電極朝向所述主幹線纜的端面為圓弧形，且所述圓弧形的端面與所述主幹線纜之間形成第一放電間隙。
[0010]在本實用新型所述的雷擊故障防護及監測系統中，所述雷擊防護器還包括與所述雷擊防護器本體相連的兩個放電球，所述兩個放電球間隔固定在所述雷擊防護器本體的外側壁上，且所述兩個放電球之間形成第二放電間隙。
[0011]因此，本實用新型可以獲得以下的有益效果:將雷擊防護器安裝在主幹線路上，與輸電導線直接接觸，能有效防止雷擊過電壓並截斷工頻續流；將故障隔離器安裝在分支線路上，當分支線路因雷擊或其它原因發生短路故障時，故障隔離器將線路斷開，將分支線路故障自動隔離；通過在分支線路上安裝監測裝置，當分支線路出現過流狀況故障隔離器斷開分支線路與主幹線路的連接時，監測裝置可幫助維護人員快速定位出現故障的分支線路。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中:
[0013]圖1是本實用新型一個實施例的雷擊故障防護及監測系統的結構示意圖；
[0014]圖2是本實用新型一個實施例的雷擊故障防護及監測系統的監測裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0016]圖1是本實用新型一個實施例的雷擊故障防護及監測系統的結構示意圖。如圖1所示，雷擊故障防護及監測系統用於高壓配電線路系統中，高壓配電線路系統包括主幹線路、與主幹線路相連的分支線路和分別用於安裝主幹線路的第一配電桿塔、用於安裝分支線路的第二配電桿塔，主幹線路包括用於主要電力配送的主幹線纜，分支線路包括與所述主幹線纜相連用於地區供電的分支線纜。雷擊故障防護及監測系統包括安裝在第一配電桿塔上的雷擊防護器I和安裝在第二配電桿塔上與分支線路分別相連的故障隔離器2和監測裝置3。
[0017]本實施例中包含上述雷擊故障防護及監測系統的高壓配電線路系統包括多個第一配電桿塔和多個第二配電桿塔，每個第一配電桿塔上安裝有一個雷擊防護器I，每個第二配電桿塔上安裝有一個故障隔離器2和一個監測裝置3，故障隔離器2和監測裝置3分別與分支線路上的線纜相連。
[0018]雷擊防護器I用於防止主幹線路因出現過流而造成損壞。雷擊防護器I包括一個支撐件，用於支撐固定雷擊閃絡保護器，適用現場安裝，具有高度調節功能，且經過防腐防鏽處理；同時還包括一個雷擊閃絡保護器本體，採用IOKV雷擊閃絡保護器，該保護器用於防止雷電過電壓和截斷工頻續流；還包括一個引弧電極，引弧電極朝向主幹線纜的端面為圓弧形，採用鋁合金材質，引弧電極的端面與線纜採用弧面對導線的結構，保證在線纜擺動的情況下也能夠使線纜與引弧電極之間的間隙不會發生太大的變化，保證雷擊防護器工作的穩定性。
[0019]在雷擊防護器使用的過程中，其現場安裝應採用自然接地，無須加裝地線；雷擊防護器的高壓端與支撐件應保證足夠的安全距離；引弧電極需有足夠的厚度和體積，經得起工頻電弧的多次燒灼，即使燒損也可自由更換；雷擊防護器與導線的距離可上下調節；為了使雷擊防護器在操作過電壓時不動作，延長雷擊閃絡保護器使用壽命，應採用二級串聯放電間隙。引弧電極在導線與雷擊防護器之間形成約為18-20mm的第一級放電間隙,雷擊閃絡保護器本體通過放電球形成8-12_的第二級放電間隙。
[0020]故障隔離器2用於在分支線路出現過流時斷開分支線路與主幹線路的連接，以避免分支線路的故障影響到主幹線路。故障隔離器2為電子控制智能分段器。分段器是一種單相或三相的高壓電器，包括由絕緣子、觸頭、導電機構組成絕緣第一次導電系統；由電流互感器、微電腦控制器組成二次控制系統；由脫扣機構組成脫扣部分；由相間軸、連動機構組成分段器兩相跌落後的機械連動部分。有單相和三相兩種結構，可根據用戶需要實現三相連動。
[0021]分段器投入運行前需要操作脫扣鉤使脫扣機構復位，旋轉脫扣鉤使鈕簧復位然後合閘。分段器裝有檢測迴路電流值的電流互感器，當線路發生故障時，微電腦控制器在電流達到額定啟動電流時啟動，進行內部處理。故障電流由上級重合器(或斷路器)開斷，微電腦控制器可記憶上級開關開斷故障電流的動作次數，並在達到整定的計數次數時(例如1、2、3次)，在上級開關開斷故障電流後分閘隔離故障區段，使重合器(或斷路器)重合成功，恢復無故障線路供電。當分段器其中兩相因故障分閘，兩相分閘瞬間的機械連動使未分閘相分閘。
[0022]電子控制智能分段器是在無電流下開斷電路，開斷時不會出現電弧，上觸頭分斷處也不會因電弧而出現燒損。在中心點不接地的配電系統中只可能出現三相和二相短路的故障，這時三相中的三隻分段器或發生短路故障的兩相中的兩隻分段器分別動作隔離故障，變壓器及其它電器設備不會出現少一相運行情況。因此分相動作的單相分段器完全可以滿足配電系統安全運行的要求。
[0023]分段器採用電子控制迴路後，不需要分段器的分合多次操作來尋找故障點，因而跌落式分段器不需要有自動關合線路或關合短路電流的能力，即不需要結構複雜的操作機構，也不需要大功率的分合閘能源，換句話說不需要大功率外接電壓互感器、電流互感器來釋放巨大操作力使跌落式分段器分閘動作。同時，電子控制迴路處於高電位處，傳感器也處於高電位處，它既能測量電流、電壓，又能提供電子控制迴路所需的電源，省去了常規分段器中的高壓電源變壓器，這種傳感器可以適應規定範圍內的不同電流整定值。分段器通過改變計數次數配合上級斷路器(或重合器)能夠鑑別故障的性質(永久或瞬時故障)，根據判斷的結果電子控制迴路發出脫扣信號，永磁機構可以在極短時間內推動分段器分閘，省去了常規分段器複雜機構和控制箱。並且此種自動線路分段器安裝方便、結構靈活、簡單、操作方便、安全可靠。
[0024]故障隔離器2控制的分支線路斷開後，監測裝置3中的電流傳感器將檢測到相應分支線路斷開的故障，並通過信號處理單元將相應故障產生的電信號處理打包後通過監測裝置中的通信單元轉發至相應的後臺伺服器，後臺伺服器對收集的數據進行分析處理，從而能夠準確判斷出是哪一根配電桿塔對應的分支線路發生斷開故障。
[0025]圖2是本實用新型一個實施例的雷擊故障防護及監測系統的監測裝置3的結構示意圖。如圖2所示，監測裝置3包括用於檢測分支線路故障，並根據監測到的故障產生對應的電信號的監測單元31、與檢測單元相連的用於將所述監測單元31產生的電信號轉換成數位訊號的信號處理單元32、與所述信號處理單元32相連的用於轉發數位訊號至後臺伺服器的通信單元33，監測裝置3還包括分別與監測單元31、信號處理單元32、通信單元33相連的用於對其進行供電單元34。監測單元31包含一個電流傳感器311，在分支線路出現過流狀況故障隔離器2將分支線路與主幹線路的連接斷開時，電流傳感器311將檢測到此時電流發生的變化(具體表現為因分支線路與主幹線路斷開而無電流通過監測裝置3)並產生相應的模擬信號，信號處理單元32將此模擬信號進行放大濾波後轉換為數位訊號，並將此數位訊號與監測單元相關位置信息打包成為可以進行無線傳輸的數據包，相關的位置信息為該監測裝置所對應的配電桿塔以及該配電桿塔所處的地理位置。然後再通過通信單元33將相應的數據包通過無線網絡發送至後臺伺服器，後臺伺服器利用相關計算機軟體對接受到的數據包進行分析處理，可以快速準確地定位到發生斷開的分支線路以及該安裝分支線路杆塔所對應的位置，從而使相應維護人員可以方便快速地到現場進行維護工作，提高了供電可靠性，降低了維護成本。
[0026]在本實施例中的監測裝置中，每個監測裝置中的通信單元與其它監測裝置中的通信單元可以直接通過無線網絡與後臺伺服器進行連接，也可以與通過無線網絡進行相互連接。這樣多個杆塔上的多個監測裝置依次通過通信單元傳輸使用，在某個通信單元因為距離較遠信號較弱或其它原因未能與後臺伺服器建立連接時，可以通過將數據包轉發至相鄰位置杆塔上的通信單元，再通過相鄰位置杆塔上的通信單元與伺服器進行連接或繼續轉發至下一個相鄰的通信單元，從而實現更遠距離的信息傳輸，保證了整個配電線路系統運行的可靠性。
[0027]上面結合附圖對本實用新型的實施例進行了描述，但是本實用新型並不局限於上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的範圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬於本實用新型的保護之內。
【權利要求】
1.一種雷擊故障防護及監測系統，用於高壓配電線路系統中，所述高壓配電線路系統包括主幹線路和與所述主幹線路連接的分支線路，以及用於安裝所述主幹線路的第一配電桿塔和用於安裝所述分支線路的第二配電桿塔；其特徵在於，所述雷擊故障防護及監測系統包括固定在所述第一配電桿塔上的雷擊防護器(1)，以及固定在所述第二配電桿塔上並分別與所述分支線路相連接的故障隔離器(2)和監測裝置(3);所述雷擊防護器(I)用於防止所述主幹線路出現過電流，所述故障隔離器(2)用於在所述分支線路出現過電流時斷開所述分支線路與所述主幹線路的連接，所述監測裝置(3)用於監測所述分支線路過流斷開的故障。
2.如權利要求1所述的雷擊故障防護及監測系統，其特徵在於，所述故障隔離器(2)為電子控制智能分段器。
3.如權利要求1所述的雷擊故障防護及監測系統，其特徵在於，所述監測裝置(3)包括用於監測分支線路過流斷開的故障，並根據監測得到的故障產生對應的電信號的監測單元(31)、與所述監測單元(31)相連，用於將所述電信號轉換為數位訊號的信號處理單元(32)、與所述信號處理單元(32)相連，用於轉發所述數位訊號信號至後臺監控伺服器的通信單元(332)、以及分別與所述監測單元(31)、信號處理單元(32)、通信單元(33)連接的供電單元(34);所述監測單元(31)包括用於監測所述分支線路電流狀況的電流傳感器(312)。
4.如權利要求1所述的雷擊故障防護及監測系統，其特徵在於，所述雷擊防護器(I)包括用於將所述雷擊防護器(I)安裝在所述第一配電桿塔上的支撐件(11)、用於防止雷擊過電壓和截斷工頻續流的雷擊防護器本體(12)，所述雷擊防護器本體(12)的末端與所述支撐件(11)相連接、與所述雷擊防護器本體(12)的高壓端相連接的用於提供雷擊閃絡通道的引弧電極(13)。
5.如權利要求4所述的雷擊故障防護及監測系統，其特徵在於，所述雷擊防護器本體(12)為雷擊閃絡保護器。
6.如權利要求4所述的雷擊故障防護及監測系統，其特徵在於，所述主幹線路包括用於主要電力配送的主幹線纜，所述分支線路包括與所述主幹線纜相連用於地區供電的分支線纜，所述引弧電極(13)固定在所述雷擊防護器本體(12)的高壓端，所述引弧電極(13)朝向所述主幹線纜的端面為圓弧形，且所述圓弧形的端面與所述主幹線纜之間形成第一放電間隙。
7.如權利要求4所述的雷擊故障防護及監測系統，其特徵在於，所述雷擊防護器(I)還包括與所述雷擊防護器本體(12)相連的兩個放電球(14)，所述兩個放電球(14)間隔固定在所述雷擊防護器本體(12)的外側壁上，且所述兩個放電球(14)之間形成第二放電間隙。
【文檔編號】G01R19/15GK203595776SQ201320620133
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月9日 優先權日:2013年10月9日
【發明者】耿飛, 魯詩速, 許志松, 朱敏, 龍凱, 王前進, 劉耀, 於飛翔 申請人:雲南電網公司玉溪供電局