專利名稱：高壓輸電線路絕緣子閃絡(luò)指示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于高壓輸電線路的絕緣子閃絡(luò)指示器，具體地說是將其裝在高壓輸電線路桿塔的橫擔(dān)上，用以指示絕緣子在運(yùn)行中是否發(fā)生了閃絡(luò)、便于運(yùn)行人員迅速查找和確認(rèn)輸電線路故障點(diǎn)的裝置。
高壓輸電線路的三相導(dǎo)線通過絕緣子(盤式絕緣子串、棒式絕緣子或復(fù)合絕緣子)懸掛在輸電線路桿塔(鐵塔或水泥桿)上。導(dǎo)線對(duì)桿塔的絕緣強(qiáng)度決定于二者之間空氣間隙的大小以及絕緣子的絕緣性能。運(yùn)行中，當(dāng)絕緣子因表面積污等原因?qū)е陆^緣強(qiáng)度降低時(shí)、或因雷擊等原因使線路上產(chǎn)生的暫態(tài)過電壓超過了絕緣子的絕緣強(qiáng)度時(shí)，絕緣子便會(huì)發(fā)生閃絡(luò)放電，導(dǎo)致導(dǎo)線對(duì)地短路，線路兩端的高壓開關(guān)跳閘，造成輸電線路停電事故。事故后，為確認(rèn)故障點(diǎn)，以便即時(shí)更換被高壓電弧燒壞的絕緣子和恢復(fù)供電，運(yùn)行人員可根據(jù)變電站故障錄波器的記錄預(yù)先估計(jì)故障點(diǎn)可能存在的某一區(qū)間(區(qū)間長度約數(shù)公里)，再趕到該區(qū)間借助望遠(yuǎn)鏡沿線巡視和檢查線路。但由于絕緣子被電弧燒傷的痕跡往往難以發(fā)現(xiàn)，所以仍需工人登上桿塔，逐桿檢查。為此耗費(fèi)了大量人力物力、延誤了恢復(fù)供電的時(shí)間。因此供電部門需要一種無須登上桿塔就能夠在地面確認(rèn)哪一基桿塔、及該桿塔三相絕緣子中的哪一相絕緣子發(fā)生了閃絡(luò)的裝置。如中國專利ZL95207660.8號(hào)所公布的《盤式絕緣子閃絡(luò)指示器》即為此類裝置。該裝置系在盤式絕緣子串的最后一個(gè)接地絕緣子的表面上安裝引弧圈，由其攔截絕緣子串表面的閃絡(luò)電弧，使之通過與引弧圈串聯(lián)的導(dǎo)電板入地，利用電磁能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將電能轉(zhuǎn)換為磁能，再將磁能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，最后推動(dòng)機(jī)械指示機(jī)構(gòu)指示。該裝置的主要不足之處是需要在運(yùn)行中的絕緣子串上額外裝設(shè)引弧圈，作業(yè)困難，較難實(shí)施；另外機(jī)械指示機(jī)構(gòu)難以經(jīng)受戶外日曬雨淋的惡劣環(huán)境的長期考驗(yàn)，動(dòng)作可靠性受到影響。
本實(shí)用新型的目的是提供一種新的結(jié)構(gòu)簡單、無須電池或其他輔助電源、動(dòng)作可靠并便于在現(xiàn)場安裝和更換的高壓輸電線路絕緣子閃絡(luò)指示器(以下簡稱閃絡(luò)指示器)。
本實(shí)用新型的任務(wù)是通過如下途徑來實(shí)現(xiàn)的。所提供的閃絡(luò)指示器由短路電流傳感器、信號(hào)處理單元、指示單元和將以上三部分包容為一體的指示器外殼構(gòu)成。其中短路電流傳感器是一個(gè)空心的或帶磁芯棒的互感線圈，裝在絕緣子牽掛點(diǎn)附近的橫擔(dān)(角鋼)旁，用以檢測絕緣子閃絡(luò)時(shí)流過橫擔(dān)的工頻短路電流；信號(hào)處理單元由低通濾波器、閾值可調(diào)的觸發(fā)控制器和觸發(fā)器構(gòu)成；指示單元是一個(gè)以產(chǎn)氣劑作能源的壓力噴射裝置，由一個(gè)內(nèi)部裝有產(chǎn)氣劑、點(diǎn)火器和軟質(zhì)彩帶的噴射腔體以及按滑動(dòng)配合的方式裝在該噴射腔體之噴射口上的腔塞構(gòu)成，腔塞和噴射腔體形成了一個(gè)密閉腔；軟質(zhì)彩帶的寬度小于噴射腔體之噴射口的直徑、長度大于噴射腔體的長度、并按S形折疊方式置于噴射腔體之內(nèi)、且兩端分別固定在噴射腔體的內(nèi)壁和腔塞上，當(dāng)腔塞從噴射腔體上射出并通過彩帶懸吊在空中時(shí)，彩帶的一部分便暴露到了噴射腔體之外；噴射腔體上有兩個(gè)在電氣上相互絕緣的接線柱，點(diǎn)火器的兩根輸入線通過接線柱引出到腔體之外和觸發(fā)器的輸出端相連；指示器外殼由非導(dǎo)磁性材料制成，在和指示單元的噴射口相對(duì)應(yīng)的位置上有一開口，噴射口和腔塞通過這一開口伸到外殼之外。
在桿塔橫擔(dān)上(當(dāng)為鐵塔時(shí)則在橫擔(dān)的主角鋼上)靠近每一相絕緣子懸掛點(diǎn)的地方各安裝一個(gè)(通常每基桿塔安裝三個(gè))閃絡(luò)指示器。運(yùn)行中，當(dāng)某一相絕緣子發(fā)生閃絡(luò)時(shí)，會(huì)有上千安培的工頻(50Hz)短路電流經(jīng)絕緣子沿面的電弧通道和橫擔(dān)流入地中。由于閃絡(luò)指示器的外殼由非導(dǎo)磁性材料制成，故不會(huì)屏蔽短路電流產(chǎn)生的交變磁場。該相的短路電流傳感器檢測到短路電流后，輸出電壓信號(hào)到信號(hào)處理單元，經(jīng)低通濾波器濾除高頻信號(hào)后加到觸發(fā)控制器上，若信號(hào)大于觸發(fā)控制器設(shè)定的閾值則向觸發(fā)器發(fā)出觸發(fā)信號(hào)使之動(dòng)作，觸發(fā)器再向點(diǎn)火器施加點(diǎn)火信號(hào)，由點(diǎn)火器將產(chǎn)氣劑引燃，使之產(chǎn)生大量氣體。因噴射腔體和腔塞共同形成一個(gè)密閉腔體，所以在腔體內(nèi)便產(chǎn)生高氣壓。在高氣壓的作用下，按滑動(dòng)配合的方式安裝在噴射口上的腔塞被噴離噴射口。與之相連的軟質(zhì)彩帶被隨之牽引到閃絡(luò)指示器之外腔塞便通過彩帶懸吊在空中，由于彩帶的長度大于噴射腔體的長度，所以便有一大部分暴露在噴射腔體之外。運(yùn)行人員巡線時(shí)，無須使用望遠(yuǎn)鏡從遠(yuǎn)處用肉眼即可發(fā)現(xiàn)懸吊在空中的彩帶，從而可確認(rèn)該桿塔及該桿塔上的某一相絕緣子發(fā)生了閃絡(luò)。
該實(shí)用新型有以下優(yōu)點(diǎn)1.不會(huì)因雷擊線路而誤動(dòng)作因閃絡(luò)指示器僅關(guān)心絕緣子是否發(fā)生了閃絡(luò)、而不問桿塔是否遭受了雷擊，故在線路落雷時(shí)只要絕緣子未發(fā)生閃絡(luò)，閃絡(luò)指示器就不應(yīng)動(dòng)作。為此，在信號(hào)處理單元中設(shè)有一個(gè)低通濾波器。因雷擊線路時(shí)沿桿塔入地的雷電流的波長約為幾十微妙，等值頻率高達(dá)幾萬赫茲，雷電流在短路電流傳感器中感應(yīng)的高頻信號(hào)被低通濾波器濾除，不能通過該低通濾波器低，從而保證了指示器不會(huì)因雷擊線路而誤動(dòng)作。但如果因雷擊使絕緣子發(fā)生了閃絡(luò)，則指示器仍在工頻短路電流的作用下正確動(dòng)作。
2.不受相鄰相絕緣子閃絡(luò)的影響當(dāng)某一相絕緣子發(fā)生閃絡(luò)時(shí)，短路電流主要流過該絕緣子懸掛點(diǎn)附近的橫擔(dān)、再沿桿塔立柱(主材)入地，而分流到鄰相絕緣子懸掛點(diǎn)附近的橫擔(dān)中的短路電流很少，二者有數(shù)量級(jí)的差別。根據(jù)這一分流特點(diǎn)，本實(shí)用新型的觸發(fā)控制器的觸發(fā)電壓設(shè)有一個(gè)閾值，并且是可調(diào)的。可根據(jù)不同的桿型設(shè)置閾值，保證某相絕緣子發(fā)生閃絡(luò)時(shí)僅該相絕緣子的指示器正確動(dòng)作而相鄰相絕緣子的指示器不誤動(dòng)作。
3.易于設(shè)定正常運(yùn)行時(shí)，流過橫擔(dān)的電流僅為絕緣子的泄漏電流，為毫安數(shù)量級(jí)；但絕緣子閃絡(luò)時(shí)，流過橫擔(dān)的電流為線路的短路電流，為幾百安至數(shù)千安數(shù)量級(jí)。二者的差別甚為懸殊。故易于設(shè)定指示器的動(dòng)作電流值，可保證絕緣子發(fā)生閃絡(luò)后指示器百分之百動(dòng)作。
4.氣體膨脹劑耗量小因噴射腔體容積小，故只需微量的氣體膨脹劑即可保證在點(diǎn)火后沖開管塞。
5.無須輔助電源指示器的全部電路可用無源器件實(shí)現(xiàn)，無需外加電池或其他輔助電源。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施作進(jìn)一步說明

圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)例的原理結(jié)構(gòu)圖。圖2是結(jié)構(gòu)及安裝示意圖。
如圖1所示，閃絡(luò)指示器由短路電流傳感器1、截止頻率為1kHz的低通濾波器2、閾值可調(diào)的觸發(fā)控制器3、觸發(fā)器4、指示單元5及指示器外殼6構(gòu)成。短路電流傳感器1為一個(gè)互感線圈，將其安裝在絕緣子牽掛點(diǎn)附近的橫擔(dān)(角鋼)旁，用以檢測絕緣子串閃絡(luò)時(shí)流過橫擔(dān)的工頻短路電流。指示單元5是一個(gè)以氣體膨脹劑作能源的壓力噴射裝置，由一個(gè)內(nèi)部裝有點(diǎn)火器7、氣體膨脹劑8、軟質(zhì)彩色編織帶9的噴射管10以及按滑動(dòng)配合的方式裝在噴射管口上的管塞11構(gòu)成。軟質(zhì)彩色編織帶的寬度小于噴射管的直徑，長度大于噴射管的總長并留有一定的裕度、按S形折疊方式置于噴射管內(nèi)、其上端固定在噴射管10的內(nèi)壁上、下端固定在管塞11上。噴射管10裝有管塞的一端通過外殼6上的開口12，伸出到指示器外殼6之外。
如圖2所示，為增加互感值，短路電流傳感器1的線圈中有磁芯棒13。全部電子元件集中布置在一塊印刷電路板14上，其輸出端和噴射管10上作為點(diǎn)火器輸入端子的兩個(gè)接線柱相連。指示器外殼6的一側(cè)裝有彈簧卡15。由該彈簧卡將指示器固定在構(gòu)成鐵塔橫擔(dān)的角鋼16上。
以下結(jié)合圖1及圖2說明閃絡(luò)指示器的動(dòng)作過程當(dāng)絕緣子串發(fā)生閃絡(luò)時(shí)，工頻短路電流I流經(jīng)角鋼16和鐵塔的立柱(主材)入地。此時(shí)在電流傳感器1的互感線圈上感應(yīng)出工頻電壓信號(hào)。該信號(hào)通過截止頻率為1kHz的低通濾波器2和閾值可調(diào)的觸發(fā)控制器3加到觸發(fā)器4上，當(dāng)信號(hào)大于觸發(fā)控制器3所設(shè)定的閾值時(shí)則向觸發(fā)器4發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，使觸發(fā)器4動(dòng)作，觸發(fā)器4再向點(diǎn)火器7施加點(diǎn)火信號(hào)，由點(diǎn)火器7將產(chǎn)氣劑8引燃，使之產(chǎn)生大量氣體。因噴射管10和管塞11形成一個(gè)密閉腔體，所以在噴射管10內(nèi)便產(chǎn)生高氣壓，使管塞11噴離噴射管口，與之相連的軟質(zhì)彩帶9被隨之牽引到噴射管10和閃絡(luò)指示器外殼6之外，管塞11便通過彩帶9懸吊在空中，暴露在噴射管10外部的彩帶9的長度一般大于10cm。運(yùn)行人員巡線時(shí)，無須使用望遠(yuǎn)鏡從遠(yuǎn)處用肉眼即可發(fā)現(xiàn)懸吊在空中的彩帶，從而可確認(rèn)該桿塔及該桿塔右側(cè)的邊相絕緣子發(fā)生了閃絡(luò)。再將動(dòng)作后的噴射管更換之后，指示器又可恢復(fù)運(yùn)行。
權(quán)利要求1.一種高壓輸電線路絕緣子閃絡(luò)指示器，由短路電流傳感器、信號(hào)處理單元、指示單元和將以上三部分包容為一體的外殼構(gòu)成，其特征在于所說的信號(hào)處理單元中含有低通濾波電路，所說的指示單元是一個(gè)以產(chǎn)氣劑作能源的壓力噴射裝置。
2.按權(quán)利要求1所說的高壓輸電線路絕緣子閃絡(luò)指示器，其特征在于所說的信號(hào)處理單元中含有閾值可調(diào)的觸發(fā)控制電路。
3.按權(quán)利要求1所說的高壓輸電線路絕緣子閃絡(luò)指示器，其特征在于所說的指示單元由一個(gè)內(nèi)部裝有產(chǎn)氣劑、點(diǎn)火器和軟質(zhì)彩帶的噴射腔體以及裝在該噴射腔體之噴射口上的腔塞所構(gòu)成，軟質(zhì)彩帶的兩端分別固定在噴射腔體的內(nèi)壁和腔塞上。
4.按權(quán)利要求3所說的高壓輸電線路絕緣子閃絡(luò)指示器，其特征在于所說的指示單元中的軟質(zhì)彩帶的寬度小于噴射腔體之噴射口的直徑、長度大于噴射腔體的長度、并按S形折疊方式置于噴射腔體之內(nèi)。
5.按權(quán)利要求3所說的高壓輸電線路絕緣子閃絡(luò)指示器，其特征在于所說的指示單元的腔塞按滑動(dòng)配合的方式裝在噴射口上。
6.按權(quán)利要求3所說的高壓輸電線路絕緣子閃絡(luò)指示器，其特征在于所說的指示單元之噴射腔體上有兩個(gè)在電氣上相互絕緣的接線柱，點(diǎn)火器的兩根輸入線通過接線柱引出到腔體之外和信號(hào)處理單元的輸出端相連。
7.按權(quán)利要求1所說的高壓輸電線路絕緣子閃絡(luò)指示器，其特征在于所說的外殼由非導(dǎo)磁性材料制成，在和指示單元的噴射口相對(duì)應(yīng)的位置上有一開口，噴射口及腔塞通過這一開口伸到外殼之外。
專利摘要一種裝在高壓輸電線路桿塔橫擔(dān)上的絕緣子閃絡(luò)指示器。由短路流傳感器、信號(hào)處理單元閾值可調(diào)的觸發(fā)器、指示單元和外殼構(gòu)成。信號(hào)處理單元包含低通濾波器、閾值可調(diào)的觸發(fā)控制器和觸發(fā)器等組件，指示單元是一個(gè)以產(chǎn)氣劑作能源的壓力噴射裝置。絕緣子發(fā)生閃絡(luò)時(shí)，壓力噴射裝置的噴射腔內(nèi)的產(chǎn)氣劑被點(diǎn)火，使裝于噴射腔內(nèi)、且一端固定在噴射腔內(nèi)壁上的標(biāo)示用彩帶噴出腔外并懸掉在指示器之下。運(yùn)行人員無須登桿，在地面即可根據(jù)噴出的彩帶確認(rèn)閃絡(luò)故障點(diǎn)，以便及時(shí)處理，恢復(fù)送電，減少了停電損失及提高了高壓輸電線路運(yùn)行的可靠性。
文檔編號(hào)G01R31/08GK2544289SQ0223097
公開日2003年4月9日 申請(qǐng)日期2002年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月15日
發(fā)明者毛鳳麟 申請(qǐng)人:毛鳳麟