一种过电压短路保护装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及6kV以上的过电压保护技术领域，尤其涉及一种过电压短路保护装置。
【背景技术】
[0002]在电力系统或高压装置运行过程中，存在瞬态过电压，这时需要进行可靠的过压保护，常用的是避雷器，过压时吸收过多能量会爆炸。采样球间隙进行过压保护，它的稳态设定值比瞬态设定值低50%左右；并且端电压与电压上升时间成反比。这对一些敏感器件的过压保护不利，同时这些设备过压短路时，没有检测信号传出。当前的一些技术应用，需要一种吸能过多不会爆炸，并且能够在短路时自动发送过压信号的保护装置。
【发明内容】
[0003]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种过电压短路保护装置。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种过电压短路保护装置，包括有接线端子一、接线端子二、球隙、高频电容、吸能电阻、高压电阻、压敏电阻、电流互感器和吸能元件，接线端子一连接球隙的一端，球隙的另一端穿过所述的电流互感器与接线端子二连接，所述的吸能元件并联在电流互感器的副边上，将高频电容和吸能电阻串联后再分别与球隙、高压电阻和压敏电阻并联；将接线端子一和接线端子二分别接到被保护设备上，当被保护设备发生短路时，在球隙击穿之前，由高频电容和吸能电阻组成的电路抑制之后的高压由压敏电阻吸收，压敏电阻提供微秒量级的浪涌电压能量通道，高压电阻提供微安量级电流支路，在毫秒量级时，球隙击穿导通，端电压为零，流过电流互感器的电流在其副边感应的电流通过所述的吸能元件，产生电压信号，电压信号与其它回路是电气隔离的，直接被输送到被保护设备的控制系统上。
[0005]所述的吸能元件为压敏电阻或稳压管。
[0006]本发明采用球隙过压击穿特征，利用阻容串联支路降低球隙端电压的变化率，压敏电阻提供百微秒范围内的瞬态高电压脉冲吸收；当设备短路时，浪涌电流产生，无源检测通过非接触式电磁耦合技术从原边侧的浪涌电流获取能量，并且结果限流和限压调整，驱动光纤发送器，用光信号发送过压保护的信号。对于微秒量级的浪涌电压，球隙击穿电压要高于稳态电压设定值，因此采用阻容电路，利用电容吸收浪涌能量，降低球隙的端电压上升率，从而有效提高球隙的过压保护性能。微秒量级的过高电压施加在设备两端时，在球隙击穿之前，阻容电路抑制之后的高压由压敏电阻吸收，在毫秒量级时，球隙即可击穿短路，从而旁路压敏电阻和阻容支路，这时电容储能通过吸能电阻释放；吸能电阻的功能是降低电容的泄放电流幅值，使电容工作在安全工作区内。高压电阻的目的是提供微安量级的电流支路，使该过压保护设备的端电压在较小电荷集聚时，由该电阻释放能量，从而降低其端电压，也就是降低压敏电阻的稳态时的电压，提高压敏电阻的寿命和可靠性。无源检测设备由电流互感器和吸能元件组成，当球隙击穿短路时，流过互感器的电流在其副边感应的电流通过吸能元件，产生电压信号，该信号与过压保护设备的主回路电气隔离，所以可以它可以直接输送给控制系统。
[0007]本发明的优点是:本发明利用简单的的设备提供可重复多次使用的过压保护设备，不会出现吸能过多发生的爆炸事故，在每次过压保护时，都有过压检测信号输出，可直接提供给控制系统，并且不需要外供电源；可用于交流或直流的过压短路保护，整个过压保护设备是无源运行，成本低。
【附图说明】
[0008]图1为本发明的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0009]如图1所示，一种过电压短路保护装置，包括有接线端子一 1.1、接线端子二 1.2、球隙2、高频电容3、吸能电阻4、高压电阻5、压敏电阻6、电流互感器7和吸能元件8，接线端子一 1.1连接球隙2的一端，球隙2的另一端穿过所述的电流互感器7与接线端子二 1.2连接，所述的吸能元件8并联在电流互感器7的副边上，将高频电容3和吸能电阻4串联后再分别与球隙2、高压电阻5和压敏电阻6并联；将接线端子一 1.1和接线端子二 1.2分别接到被保护设备上，当被保护设备发生短路时，在球隙2击穿之前，由高频电容3和吸能电阻4组成的电路抑制之后的高压由压敏电阻6吸收，压敏电阻6提供微秒量级的浪涌电压能量通道，高压电阻5提供微安量级电流支路，在毫秒量级时，球隙2击穿导通，端电压为零，流过电流互感器7的电流在其副边感应的电流通过所述的吸能元件8，产生电压信号，电压信号与其它回路是电气隔离的，直接被输送到被保护设备的控制系统上。
[0010]所述的吸能元件8为压敏电阻或稳压管。
[0011]高频电容3和吸能电阻4串联组成电压缓冲电路，降低电压的变化率，消除尖峰过压，以保护系统的可靠性。压敏电阻6为微秒量级的浪涌电压提供能量通道，然后球隙2过压击穿导通，整个过压保护设备的端电压相当于为零，使被保护设备的端电压不超过设定值。在球隙2导通瞬间，高频电容3的储能通过吸能4和球隙2形成的环路放电，吸能电阻4的功能是限制电流幅值，保护高频电容3不会发生浪涌电流损坏。高压电阻5是提供微安量级的电流通路，以降低低电荷积累下的电压升高，从而降低压敏电阻6的端电压。过压保护的幅值决定球间隙的间距。
【主权项】
1.一种过电压短路保护装置，其特征在于:包括有接线端子一、接线端子二、球隙、高频电容、吸能电阻、高压电阻、压敏电阻、电流互感器和吸能元件，接线端子一连接球隙的一端，球隙的另一端穿过所述的电流互感器与接线端子二连接，所述的吸能元件并联在电流互感器的副边上，将高频电容和吸能电阻串联后再分别与球隙、高压电阻和压敏电阻并联；将接线端子一和接线端子二分别接到被保护设备上，当被保护设备发生短路时，在球隙击穿之前，由高频电容和吸能电阻组成的电路抑制之后的高压由压敏电阻吸收，压敏电阻提供微秒量级的浪涌电压能量通道，高压电阻提供微安量级电流支路，在毫秒量级时，球隙击穿导通，端电压为零，流过电流互感器的电流在其副边感应的电流通过所述的吸能元件，产生电压信号，电压信号与其它回路是电气隔离的，直接被输送到被保护设备的控制系统上。
【专利摘要】本发明公开了一种过电压短路保护装置，包括有接线端子一、接线端子二、球隙、高频电容、吸能电阻、高压电阻、压敏电阻、电流互感器和吸能元件，接线端子一连接球隙的一端，球隙的另一端穿过所述的电流互感器与接线端子二连接，所述的吸能元件并联在电流互感器的副边上，将高频电容和吸能电阻串联后再分别与球隙、高压电阻和压敏电阻并联。本发明利用简单的设备提供可重复多次使用的过压保护设备，不会出现吸能过多发生的爆炸事故，在每次过压保护时，都有过压检测信号输出，可直接提供给控制系统，并且不需要外供电源；可用于交流或直流的过压短路保护，整个过压保护设备是无源运行，成本低。
【IPC分类】H02H9-02, H02H9-04
【公开号】CN104600686
【申请号】CN201510003065
【发明人】杨雷, 何宝灿, 冯虎林
【申请人】中国科学院等离子体物理研究所
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月5日