一种用于高压直流干扰缓解的排流器的制作方法

本实用新型属于管道阴极保护系统和交直流杂散电流干扰领域，涉及一种用于高压直流干扰缓解的排流器。

背景技术：

随着高压直流输电工程的大规模建设，使埋地钢质管道遭受的直流杂散电流干扰腐蚀风险日益增大。部分高压直流输电工程的接地离埋地钢质管道较近，对其照成了严重的影响，尤其是对油气管道的阀室造成严重的影响，使得油气管道的阀室管道和阀室防雷接地网存在较大的电压差，造成阀室的绝缘卡套内部、外部，引压管之间发生放电打火烧蚀现象，同时使得阀室的管道上存在的高电压，电压高于人体和设备所能承受的范围，对人体和设备造成损害。

在受到高压直流输电工程的影响时，应急方法将阀室的管道和接地网直接进行电连接，消除管道和接地网之间电压差，降低管道电位，消除安全风险。然而将阀室的管道和接地网直接电连接之后，使得阀室位置的接地极吸收线路的阴极保护电流，造成阀室位置和附近管道无法达到阴极保护效果，存在腐蚀风险。

对于高压直流输电工程对管道造成的影响，现有的排流器(极性排流器，固态去耦合器等)安装在管道和接地网直接，无法满足排流作用。极性排流器单向导通，无法排除负向干扰造成的高的负电位。固态去耦合器主要用在交流杂散电流排流，在超过直流阈值电压时，可以进行正负向导通，但是由于高压直流输电工程干扰造成的导通直流电流较大，固态去耦合器无法持续的导通较大的直流电流。

在管道受到高压直流输电工程的影响同时，还存在雷击浪涌电流和交流输电系统造成的电阻性耦合、电容性耦合、电感性耦合的干扰。另一方面，排流器若使用在电位超过4V时的环境时，有大电流通过排流器的直流电流通道元件的回路，大电流通过会有明显的发热，排流器的温度会有明显升高，使得排流器无法正常运行，并且可能损坏。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供了一种用于高压直流干扰缓解的排流器，该排流器提供一种控制阀室管道和接地网之间的直流电压差，消除阀室内的绝缘卡套内外部、引压管之间的放电烧蚀风险；降低管道对地电位，消除设备和人员安全风险；具有防护管道中的雷击或者浪涌大电流功能；具有消除管道受到交流输电系统造成的电阻性耦合、电容性耦合、电感性耦合干扰的排流功能。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种用于高压直流干扰缓解的排流器，所述排流器包括交直流排流电子元件组、箱体3和散热装置4；所述交直流排流电子元件组安装在所述箱体3内的一侧壁上；与所述交直流排流电子元件组安装侧壁对应的箱体的外侧设置所述散热装置4；所述箱体3防爆；

进一步地，所述电子元件组包括通交流电流电子元件1、通直流电流电子元件2和通雷击浪涌电流电子元件5；通雷击浪涌电流电子元件5、通交流电流电子元件1和通直流电流电子元件5通过导线9连接，两两并联；同时导线9引出接线端子10。

进一步地，所述交直流排流器的直流阀值电压为-4V～+4V。

进一步地，箱体3为的材料为防爆材料，为铸铝合金表面高压静电喷塑理石花，防爆等级为ExdⅡBT6Gb。

进一步地，所述散热装置与箱体间涂有导热硅脂。

进一步地，箱体内安装有控制电路板，控制电路板与交直流排流电子原件组连接，对排流器的工作进行检查与控制电路，可对排流器的启动电压进行精细控制。实现+4/-4V的阈值管理；对排流器的直流电压、交流电压、导通电流进行监测；与通讯终端配合可进行远程监测。进一步地，所述接线端子包括接线端子一和接线端子二；接线端子一和接线端子二分别连接保护构件或接地网其中一个；存在多个保护构件时，接线端子一和接线端子二分别连接多个保护构件中电位最大的保护构件或多个保护构件中电位最小的保护构件其中一个。

进一步地，连接通雷击浪涌电流电子元件5和通交流电流电子元件(1)或通直流电流电子元件2的导线间存在一个导线圈7，导线的长度可调节。

进一步地，所述排流器应用于高压直流输电工程中，所述正极接线端子连接所述高压直流输电工程中的管道，所述负极接线端子连接所述高压直流输电工程中的阀室内的接地网。

进一步地，所述通雷击浪涌电流电子元件5为放电管，所述放电管可承受的波形冲击阈值为正/反各8次的100kA 8/20us波形冲击。

进一步地，所述通交流电流电子元件1为电容，所述电容大小为330000uF，通流量不小于45A，交流阻抗小于0.01欧姆。

进一步地，所述通直流电流电子元件2为由二极管和可控硅构成的晶体管阵列，导通不小于100A的直流电流，承受不小于3.5kA的50Hz/60Hz交流电流。

本实用新型的有益技术效果：

(1)本实用新型同时设计了散热模块，保证足够的散热功能，使得通过大直流状态下排流器能正常工作。

(2)本实用新型考虑了设备的防爆功能可使用在防爆场所。

(3)本实用新型满足了高压直流输电工程中在管道受到干扰时，将管道和接地网之间的直流电压差控制在+-4V范围内，能够导通交流电流和雷击浪涌及故障电流；在管道未受干扰时，管道和接地网保持绝缘，防止阴极保护电流漏失。

(4)本实用新型对于高压直流干扰的缓解有实时响应功能，管道受到干扰超过直流阈值电压后，直流导通，高压直流输电工程中，实时控制管道和接地网直流的直流电压差。

(5)本实用新型能够满足高压直流干扰排流的要求下，同时能够实现雷击浪涌电流保护和交流杂散电流干扰造成的稳态电流和交流故障电流的排流保护。

附图说明

图1、实施例一中电子元件组连接示意图；

图2、实施例一中箱体与散热装置连接示意图；

图3、实施例二箱体内部示意图；

图4、一种用于高压直流干扰缓解的排流器使用时安装示意图1；

图5、一种用于高压直流干扰缓解的排流器使用时安装示意图2；图中，1通交流电流电子元件、2.通直流电流电子元件、3.箱体、4.散热装置、5.通雷击浪涌电流电子元件、6.控制电路板、7.导线圈、8.L形铜排、9.导线、10.接线端子、11.控制板安装架、12.槽型板、13.防爆接头、100.接线端子一、101接线端子二、14.排流器支架、15.管道1、16.管道2、17.管道3、18.接地板、19、交直流排流器、20.支架混凝土座。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。

实施例1：

如图1所示，一种用于高压直流干扰缓解的排流器包括防爆箱体，交直流排流电子原件组和散热器，交直流排流电子原件组设置在防爆箱体内的一侧壁上，散热器设置在与交直流排流电子原件组对应的侧壁的外侧，与箱体通过导热硅脂连接。箱体密封设置为防爆接线箱，箱体材料为防爆材料具体为铸铝合金表面高压静电喷塑理石花，防爆等级为ExdⅡBT6Gb。在防爆箱内，当交直流排流电子原件组收到超过阈值的大电流排流时，会产生大量热量，防爆箱体密闭，散热效果差，大热量影响交直流排流电子原件组工作，在对应侧壁的外侧设置散热器，使产生的热量快速散发，保证交直流排流电子原件组的正常工作。在自然环境下，本实用新型排流器可维持100A排流时温升不大于40k。

交直流排流电子元件组包括两两并联的通交流电流电子元件1、通直流电流电子元件2和通雷击浪涌电流电子元件5，通交流电流电子元件1为电容、通直流电流电子元件2为晶体管阵、和通雷击浪涌电流电子元件5为放电管，电容为交流通路，大小为330000uF，通流量不小于45A，交流阻抗小于0.01欧姆。由二极管和可控硅构成的半导体晶体管阵列，提供直流电流的导通与阻断通路，长时间导通不小于100A的直流电流，可承受不小于3.5kA的50Hz/60Hz交流电流。放电管提供雷击浪涌防护可承受正/反各8次的100kA 8/20us波形冲击。

电容置于槽型板12内，槽型板为隔热安装板，支撑控制电路板。

箱体内还设有控制电路板和控制板安装架11，控制电路板与电子原件组连接，对排流器的工作进行检查与控制电路，可对排流器的启动电压进行精细控制。实现+4/-4V的阈值管理；对排流器的直流电压、交流电压、导通电流进行监测；与通讯终端配合可进行远程监测。控制板安装架同样为隔热安装版，制成控制电路板。

连接通雷击浪涌电流电子元件5和通交流电流电子元件(1)或通直流电流电子元件2的导线间存在一个导线圈7，导线的长度可调节，可通过调节通雷击浪涌电流电子元件5与通交流电流电子元件(1)或通直流电流电子元件2间导线的长度来控制导电的电感值。

箱体上设有防爆接头13，箱体内部的导线通过防爆接头引出箱体外。接线端子包括接线端子一和接线端子二；接线端子一连接保护构件，接线端子二连接地网；或接线端子一连接多个保护构件中电位较正的保护构件，接线端子二连接多个保护构件中电位较负的保护构件。本实用新型中的两个接线端子的极性无区分，连接时，接线端子一和接线端子二可互换。

一种用于高压直流干扰缓解的排流器实际应用中的安装及与保护构件的连接关系，如图4和图5所示。交直流排流器被排流器支架支撑，排流器支架通过支架混凝土座固定，交直流排流器的接线端子分别连接保护管道和接地极(如图4)，或当存在多个保护管道时，接线端子一接极性相对较正的保护构件，接线端子二接极性相对较负的保护构件，反之亦可。

实施例2：

一种用于高压直流干扰缓解的排流器，包括电子元件组、箱体3和散热装置4，电子元件组安装在箱体3内；与电子元件组安装位置对应的箱体的外侧设置散热装置4。利用散热装置为电子元件组散热，保证电子元件组在高电压大电流情况下的正常运行。

如图3所示，电子元件组包括通过导线9两两并联的通交流电流电子元件1、通直流电流电子元件2和通雷击浪涌电流电子元件5，导线引出正极接线端子和负极接线端子。通交流电流电子元件1使交流电通过隔离直流电；通直流电流电子元件2保证直流电通过隔离交流电。其中交流电流通道电子元件1为电容、直流电流通道电子元件2为由二极管和可控硅构成的晶体管阵列，导通不小于100A的直流电流，承受不小于3.5kA的50Hz/60Hz交流电流。

箱体3绝缘。

箱体内外壁表面光滑，保证装散热装置平整光滑，散热装置4为设置在底座40上的多个散热片41，底座40与箱体外壁间涂有导热胶，底座用螺栓固定在箱体外壁，如图2所示。

排流器应用于高压直流输电工程中，正极接线端子连接高压直流输电工程中的管道，负极接线端子连接高压直流输电工程中的阀室内的接地网。管道受到干扰超过直流阈值电压后，直流导通，高压直流输电工程中，排流器实时控制管道和接地网直流的直流电压差。

排流器的直流阀值电压为-4V～+4V。

所述箱体3为防爆接线箱，箱体材料为防爆材料具体为铸铝合金表面高压静电喷塑理石花，防爆等级为ExdⅡBT6Gb。

箱体安装方式为挂式安装。

流电流通道电子元件2为由二极管和可控硅构成的晶体管阵列，导通不小于100A的直流电流，承受不小于3.5kA的50Hz/60Hz交流电流。