[发明专利]一种交流开关型可控避雷器装置

说明书

本发明公开了一种交流开关型可控避雷器装置，包括依次串联连接的固定元件F1、可控元件F2和可控元件F3，固定元件F1、可控元件F2和可控元件F3构成避雷器本体，避雷器本体的一端连接相母线，另一端接地连接，可控元件F3的两端经同轴电缆LA与监测系统的输入端连接，监测系统的输出端分别经触发系统TA和触发系统TB与气体开关SA和气体开关SB的触发极连接，气体开关SA和气体开关SB的高压电极与可控元件F2的一端连接，气体开关SA和气体开关SB的地电极分别与可控元件F3共地连接。本发明可靠性高，实现便捷广泛的雷电感应电压监测与保护，提升了电力系统运行的可靠性。

技术领域

本发明属于可控避雷器技术领域，具体涉及一种交流开关型可控避雷器装置。

背景技术

避雷器是防止过电压的电路保护装置，对保护电力系统安全稳定运行至关重要，随着电力系统向更高电压等级发展，常规氧化锌避雷器的残压将很难满足系统运行的要求，极大影响电气设备的可靠性。基于氧化锌避雷器在限压效果以及可靠性等方面存在的不足，开关型可控避雷器的方法被提出，其通过控制投入母线的避雷器阀片数量，动态改变金属氧化物的伏安特性，以达到降低过电压的目标。开关型可控避雷器由避雷器本体和可控开关两部分组成。其中，避雷器本体由固定部分和可控部分串联组成，可控开关则并联在可控部分两端，通过接收装置中监测系统发出的动作信号来完成快速导通，短接避雷器可控部分阀片，达到限制过电压的目的。

实际运行过程中，避雷器不仅会承受操作过电压，还会承受雷电过电压，高电压等级的输电线路绝缘配置水平较高，需要重点关注220kV等级及以下输电线路的雷电过电压防护。我国规定的标准雷电压波形为1.2μs/50μs，雷电标称放电电流波形为8μs/20μs。通过监测雷电流的幅值来限制雷电过电压，雷电流幅值反映雷电过电压的大小，由于雷电压前沿更快，因此，需要在雷电流幅值到达一定条件时动作，使装置的全响应时间与雷电压波形的上升时间相当，以达到降低、削弱雷电过电压幅值的目的，这对可控避雷器装置提出了很高的要求。雷电流的有效拾取和装置总响应时间十分关键。

对于电力系统中采用的故障录波装置和互感器，频率响应不够，不能有效监测雷电过电压，而在线监测手段多用于雷电信息的统计和故障定位研究，无法应用于雷电过电压的限制。现有的可控开关主要有晶闸管阀和可控气体间隙两种，雷电流的幅值与波头决定了雷电流上升陡度(di/dt)大，受限于生产工艺，晶闸管阀开关无法承受雷电过电压产生的巨大di/dt，使用时须通过技术手段来抑制晶闸管阀响应雷电过电压，从而达到保护晶闸管阀开关的目的。目前采用的喷射等离子体型和横向磁场控制型两种可控开关，开关自身导通速度较慢，一般为几十μs～上百μs，无法满足系统总响应时间的要求。目前还没有有效的限制雷电过电压的可控避雷器装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种交流开关型可控避雷器装置，实现雷电流的信号拾取及雷电压的极性判定，发出动作信号，控制可控气体开关快速导通，达到系统总响应时间的要求，实现降低雷电过电压的目的，在操作过电压下也能满足需求。

本发明采用以下技术方案：

一种交流开关型可控避雷器装置，包括依次串联连接的固定元件F1、可控元件F2和可控元件F3，固定元件F1、可控元件F2和可控元件F3构成避雷器本体，避雷器本体的一端连接相母线，另一端接地连接，可控元件F3的两端经同轴电缆LA与监测系统的输入端连接，监测系统的输出端分别经触发系统TA和触发系统TB与气体开关SA和气体开关SB的触发极连接，气体开关SA和气体开关SB的高压电极与可控元件F2的一端连接，气体开关SA和气体开关SB的地电极分别与可控元件F3共地连接。