用于串联补偿用火花间隙的瞬时强制通风装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种用于串联补偿用火花间隙的瞬时强制通风装置，包括取能模块、驱动模块和出风模块；取能模块，用于将火花间隙的交流电流转换为直流电流，并将其发送至驱动模块；驱动模块包括直流电动机和齿轮箱；直流电动机一端与取能模块连接，另一端与齿轮箱连接，驱动齿轮箱中的齿轮转动；出风模块包括风轮和导风道；风轮与齿轮箱连接；导风道将风轮产生的风力导向续流间隙。与现有技术相比，本实用新型提供的一种用于串联补偿用火花间隙的瞬时强制通风装置，不改变现有串联补偿装置用火花间隙的本体结构，便于安装改造，可行性好；不影响现有串联补偿装置用火花间隙的安全稳定运行，装置设计简便易行，可靠性高。
【专利说明】
用于串联补偿用火花间隙的瞬时强制通风装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及输配电工程技术领域，具体涉及一种用于串联补偿用火花间隙的瞬时强制通风装置。
【背景技术】
[0002]串联补偿(SeriesCompensat1n,SC)，简称串补，是在交流输电线路上串接电容器组以补偿线路感抗，从而增大线路输送容量，提高输变电系统稳定水平的交流输电技术。因其具有安全可靠、便捷高效等优点，目前在各电压等级的输电系统中得到了普遍的应用。
[0003]目前国内超、特高压串补装置的过电压保护通常采用金属氧化物限压器(MOV)与火花间隙相配合的工作方式，其中MOV是电容器组的主保护，火花间隙是MOV的主保护和电容器组的后备保护。
[0004]串联补偿装置一般是在线路故障清除后再投入线路的，但有时会要求串补装置能够在线路重投成功之前就投入线路，因为这对于提高整个系统稳定性有一定的好处。其中，影响串补装置重新投入时间的主要因素是火花间隙的绝缘恢复性能。这是因为如果串补装置在重投时，火花间隙的自放电电压水平没有恢复到规定的耐受值将导致其被再次击穿放电，引起串补联跳线路保护动作，最终使线路重投失败。绝缘恢复性能是指火花间隙在通流一段时间后，再间隔一定的时间(50-1 OOms)，能够耐受的最大交流电压有效值。
[0005]敞开式空气间隙的放电电压与空气密度成正比，即空气密度越大，则间隙的放电电压越高，也就是间隙的耐压水平越高。
[0006]串联补偿用火花间隙在通流放电时，电流峰值可达数十至上百千安，时长可达数十至上百毫秒，瞬间产生高温高压气体，空气密度迅速降低，同时也产生大量带电粒子，上述原因造成火花间隙在放电导通后其绝缘水平无法快速恢复。因此，需要提供一种能够使得闪络间隙的耐压水平得以快速恢复，提高现有火花间隙的绝缘恢复性能的装置。
【发明内容】
[0007]为了满足现有技术的需要，本实用新型提供了一种用于串联补偿用火花间隙的瞬时强制通风装置。
[0008]本实用新型的技术方案是:
[0009 ]所述装置包括取能模块、驱动模块和出风模块；
[0010]所述取能模块，用于将火花间隙的交流电流转换为直流电流，并将其发送至驱动模块;所述取能模块包括电流互感器、全桥整流电路和电容器；
[0011]所述驱动模块包括直流电动机和齿轮箱;所述直流电动机一端与取能模块连接，另一端与齿轮箱连接，驱动齿轮箱中的齿轮转动；
[0012]所述出风模块包括风轮和导风道;所述风轮与齿轮箱连接;所述导风道将风轮产生的风力导向续流间隙。
[0013]优选的，
[0014]所述电流互感器的数目为二，两个电流互感器依次套装在火花间隙的出线套管上，每个电流互感器的绕组安装在各自的铝制外壳内；所述电流互感器的二次侧输出通过屏蔽双绞线接入全桥整流电路；
[0015]所述全桥整流电路的数目为二，每个全桥整流电路包括两个整流二极管模块;所述整流二极管模块由两个高压大电流整流二极管串联组成；
[0016]所述电容器并联在全桥整流电路的支路输出侧，用于支撑电压。
[0017]优选的，所述直流电动机的数目为四；
[0018]每两台直流电动机的输入端串联后与所述取能模块的全桥整流电路的直流输出侧连接；
[0019]四台直流电动机分别通过单向联轴器器与齿轮箱的四个分轴连接。
[0020]优选的，所述齿轮箱包括四个分轴、四个行星齿轮和一个中心齿轮；
[0021]所述分轴的一端与直流电动机连接，另一端与行星齿轮连接；
[0022]所述四个行星齿轮驱动所述中心齿轮；
[0023]所述中心齿轮通过刚性联轴器与所述出风模块的风轮连接。
[0024]优选的，所述风轮包括多翼离心叶轮和叶轮外壳；
[0025]所述叶轮外壳，用于在多翼离心叶轮转动时导入外部空气；
[0026]所述导风道的出口设置有均压环，防止电晕放电。
[0027]优选的，所述装置包括安装支架和角度调节支架；
[0028]所述安装支架将该装置固定在火花间隙外壳内部底端的支撑梁行上，与火花间隙的电位相同；
[0029]所述角度调节支架的一端与出风模块连接，一端与安装支架连接，用于调节出风模块出风的角度。
[0030]优选的，
[0031]火花间隙导通时，串联补偿装置的主电容器组的放电电流流经火花间隙的出线套管，所述取能模块采集火花间隙的交流电流并转换为直流电流；
[0032]火花间隙不导通时，所述瞬时强制通风装置不带电。
[0033]与最接近的现有技术相比，本实用新型的优异效果是:
[0034]1、本实用新型提供的一种用于串联补偿用火花间隙的瞬时强制通风装置，不改变现有串联补偿装置用火花间隙的本体结构，便于安装改造，可行性好；
[0035]2、本实用新型提供的一种用于串联补偿用火花间隙的瞬时强制通风装置，不影响现有串联补偿装置用火花间隙的安全稳定运行，装置设计简便易行，可靠性高；
[0036]3、本实用新型提供的一种用于串联补偿用火花间隙的瞬时强制通风装置，能够在火花间隙放电导通后的极短时间内，加速其内部的空气对流速度，迅速提高放电部位的空气密度，使火花间隙的绝缘耐受水平更快恢复，起到提高火花间隙绝缘恢复性能的作用；
[0037]4、本实用新型提供的一种用于串联补偿用火花间隙的瞬时强制通风装置，通过优化设计，该装置在火化间隙未放电导通时不工作，因此并不耗费能量，具有极低的维护强度，可靠性高。但再火花间隙放电导通时可在数十微秒内启动，直至火花间隙的电弧熄灭时达到最大转速，并利用惯性在断电后的数秒内持续提供风力。
【附图说明】
[0038]下面结合附图对本实用新型进一步说明。
[0039]图1:本实用新型实施例中一种用于串联补偿用火花间隙的瞬时强制通风装置的结构示意图；
[0040]图2:本实用新型实施例中一种用于串联补偿用火花间隙的瞬时强制通风装置的原理图；
[0041]图3:本实用新型实施例中一种用于串联补偿用火花间隙的瞬时强制通风装置的安装示意图；
[0042]其中，111:电流互感器；112:整流二极管模块;113:电容器;211:直流电动机;212:齿轮箱;311:风轮及其外壳;312:导风口； 313:均压环;314:角度调节架;4:安装支架;5:火花间隙出线套管;6:引弧电极;7:上电极;8:下电极;9:接线端子;10:闪络间隙。
【具体实施方式】
[0043]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0044]本实用新型提供的一种用于串联补偿用火花间隙的瞬时强制通风装置的实施例如图1所示其工作原理如图2所示，具体为:
[0045]该装置包括取能模块、驱动模块和出风模块。其中，
[0046]取能模块，用于将火花间隙10的交流电流转换为直流电流，并将其发送至驱动模块。
[0047]驱动模块包括直流电动机211和齿轮箱212;直流电动机211一端与取能模块连接，另一端与齿轮箱212连接，驱动齿轮箱212中的齿轮转动。
[0048]出风模块包括风轮311和导风道312;风轮311与齿轮箱212连接;导风道312将风轮311产生的风力导向续流间隙。
[0049]—、取能模块
[0050]本实施例中取能模块包括电流互感器111、全桥整流电路112和电容器113。其中，[0051 ] 1、电流互感器
[0052]电流互感器111的数目为二，如图3所示，两个电流互感器111依次套装在火花间隙的出线套管5上，每个电流互感器111的绕组安装在各自的铝制外壳内；电流互感器的二次侧输出通过屏蔽双绞线接入全桥整流电路112。
[0053]本实施例中电流互感器111套装在火花间隙外壳底板的外侧，设计时需要综合考虑其铁芯尺寸和绕组匝数，以使其最大限度地获取能量，同时不会出现绝缘击穿和磁饱和问题。
[0054]2、全桥整流电路
[0055]全桥整流电路112的数目为二，每个全桥整流电路112包括两个整流二极管模块；整流二极管模块由两个高压大电流整流二极管串联组成。
[0056]本实施例中全桥整流电路112可以将通过火花间隙的交流电流整流后直接输送给直流电动机211.
[0057]3、电容器
[0058]电容器113并联在全桥整流电路112的支路输出侧，用于支撑电压。
[0059]二、驱动模块
[0060]1、直流电动机
[0061]本实施例中直流电动机211的数目为四。其中，
[0062]每两台直流电动机211的输入端串联后与全桥整流电路112的直流输出侧连接，由一个全桥整流电路211供电。
[0063]四台直流电动机211分别通过单向联轴器器与齿轮箱212的四个分轴连接。
[0064]2、齿轮箱
[0065]本实施例中齿轮箱212包括四个分轴、四个行星齿轮和一个中心齿轮。其中，
[0066]①:分轴的一端与直流电动机211连接，另一端与行星齿轮连接。
[0067]②:四个行星齿轮驱动中心齿轮转动。
[0068]③:中心齿轮通过刚性联轴器与出风模块的风轮311连接。
[0069]综上，可以使得四台直流电动机211构成并联输出的形式，最后中心齿轮与风轮连接，形成了四台电机共同驱动一个风轮的形式。
[0070]三、出风模块
[0071]本实施例中红风轮311包括多翼离心叶轮和叶轮外壳。其中，
[0072]叶轮外壳，用于在多翼离心叶轮转动时导入外部空气。导风道的出口312设置有均压环313，防止电晕放电。即四台直流电动机211共同驱动一个风轮311，在极短的时间内产生风力，风轮外壳载气内部形成较大的风压，加大风力，同时把风导向导风道312。
[0073]本实施例中瞬时强制通风装置还包括安装支架4和角度调节支架314，其中，
[0074]安装支架4将该装置固定在火花间隙外壳内部底端的支撑梁行上，与火花间隙的电位相同，体积较小，不会对火花间隙内部电场产生过大的影响，也不会影响火花间隙的安全稳定运行。角度调节支架314的一端与出风模块连接，一端与安装支架连4接，用于调节出风模块出风的角度。
[0075]本实施例中，火花间隙10导通时，串联补偿装置的主电容器组的放电电流流经火花间隙的出线套管，取能模块采集火花间隙的交流电流并转换为直流电流;火花间隙10不导通时，瞬时强制通风装置不带电，无功耗。此时瞬时强制通风装置的优点是:
[0076]①:瞬时强制通风装置平时不带电，不会对火花间隙的安全稳定运行产生不可预测的影响，同时也降低了装置各部件发生损坏的记录，降低了维保强度。
[0077]②:减少了与火花间隙放电导通的同步所需的电路，尽可能地保证其在极短时间内发挥作用。
[0078]③:由于火花间隙放电导通时流经出线套管的电流可以达到数十至上百千安，因此可以使装置尽可能多地获取到启动能量，提高了风轮转速，即加大了出风速度，从而更好地发挥出强制通风的作用。
[0079]最后应当说明的是:所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
【主权项】
1.一种用于串联补偿用火花间隙的瞬时强制通风装置，其特征在于，所述装置包括取能模块、驱动模块和出风模块； 所述取能模块，用于将火花间隙的交流电流转换为直流电流，并将其发送至驱动模块；所述取能模块包括电流互感器、全桥整流电路和电容器； 所述驱动模块包括直流电动机和齿轮箱;所述直流电动机一端与取能模块连接，另一端与齿轮箱连接，驱动齿轮箱中的齿轮转动； 所述出风模块包括风轮和导风道;所述风轮与齿轮箱连接;所述导风道将风轮产生的风力导向续流间隙。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于， 所述电流互感器的数目为二，两个电流互感器依次套装在火花间隙的出线套管上，每个电流互感器的绕组安装在各自的铝制外壳内；所述电流互感器的二次侧输出通过屏蔽双绞线接入全桥整流电路； 所述全桥整流电路的数目为二，每个全桥整流电路包括两个整流二极管模块;所述整流二极管模块由两个高压大电流整流二极管串联组成； 所述电容器并联在全桥整流电路的支路输出侧，用于支撑电压。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流电动机的数目为四； 每两台直流电动机的输入端串联后与所述取能模块的全桥整流电路的直流输出侧连接； 四台直流电动机分别通过单向联轴器器与齿轮箱的四个分轴连接。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述齿轮箱包括四个分轴、四个行星齿轮和一个中心齿轮； 所述分轴的一端与直流电动机连接，另一端与行星齿轮连接； 所述四个行星齿轮驱动所述中心齿轮； 所述中心齿轮通过刚性联轴器与所述出风模块的风轮连接。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述风轮包括多翼离心叶轮和叶轮外壳； 所述叶轮外壳，用于在多翼离心叶轮转动时导入外部空气； 所述导风道的出口设置有均压环，防止电晕放电。6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括安装支架和角度调节支架； 所述安装支架将该装置固定在火花间隙外壳内部底端的支撑梁行上，与火花间隙的电位相同； 所述角度调节支架的一端与出风模块连接，一端与安装支架连接，用于调节出风模块出风的角度。7.如权利要求1所述的装置，其特征在于， 火花间隙导通时，串联补偿装置的主电容器组的放电电流流经火花间隙的出线套管，所述取能模块采集火花间隙的交流电流并转换为直流电流； 火花间隙不导通时，所述瞬时强制通风装置不带电。
【文档编号】H01T1/00GK205452786SQ201521066389
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月18日
【发明人】李国富, 李永亮, 党冬, 李会兵, 陈没, 刘之方, 董勤晓
【申请人】中国电力科学研究院, 国家电网公司