雷击故障防护及监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种雷击故障防护及监测系统。所述雷击故障防护及监测系统用于高压配电线路系统中，高压配电线路系统包括主干线路和分支线路，以及用于安装主干线路的第一配电杆塔和用于安装分支线路的第二配电杆塔，所述雷击故障防护及监测系统包括固定在第一配电杆塔上的雷击防护器，以及固定在第二配电杆塔上并分别与分支线路相连接的故障隔离器和监测装置。实施本实用新型能够有效防止雷击断线事故，降低线路的雷击跳闸率，提高供电的可靠性，同时还能够对断开的分支线路进行监测，方便工作人员迅速定位故障发生点。
【专利说明】雷击故障防护及监测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种雷击故障防护及监测系统，属于电力系统【技术领域】。
【背景技术】
[0002]配网线路分布广、数量多、绝缘水平低，是最易遭受雷击的地面设施，虽然现在采取了多种防雷技术措施，但由于雷击造成的线路跳闸仍居于各类跳闸原因的首位。造成断线的主要原因是在雷击闪络通道上建弧形成工频续流，弧根的温度很高，能够在短时间内将导线烧断，即使是裸导线，如果通过的电流很大，也能够将导线烧断，造成跳闸供电中断等事故。同时，对于线路故障的定位，目前大多还是采取巡线的方式进行确定。但是由于区域环境特殊，输电线路因为发生故障而断开，很难在较短的时间内准确地找到故障点。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是为了克服上述【背景技术】的不足，提供一种雷击故障防护及监测系统，该系统能够有效防止雷击断线事故，降低线路的雷击跳闸率，提高供电的可靠性，同时还能够对断开的分支线路进行监测，方便工作人员迅速定位故障发生点。
[0004]本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是，提供一种雷击故障防护及监测系统，用于高压配电线路系统中，所述高压配电线路系统包括主干线路和与所述主干线路连接的分支线路，以及用于安装所述主干线路的第一配电杆塔和用于安装所述分支线路的第二配电杆塔；所述雷击故障防护及监测系统包括固定在所述第一配电杆塔上的雷击防护器，以及固定在所述第二配电杆塔上并分别与所述分支线路相连接的故障隔离器和监测装置；所述雷击防护器用于防止所述主干线路出现过电流，所述故障隔离器用于在所述分支线路出现过电流时断开所述分支线路与所述主干线路的连接，所述监测装置用于监测所述分支线路过流断开的故障。
[0005]在本实用新型所述的雷击故障防护及监测系统中，所述故障隔离器为电子控制智能分段器。
[0006]在本实用新型所述的雷击故障防护及监测系统中，所述监测装置包括用于监测分支线路过流断开的故障，并根据监测得到的故障产生对应的电信号的监测单元、与所述监测单元相连，用于将所述电信号转换为数字信号的信号处理单元、与所述信号处理单元相连，用于转发所述数字信号信号至后台监控服务器的通信单元、以及分别与所述监测单元、信号处理单元、通信单元连接的供电单元；所述监测单元包括用于监测所述分支线路电流状况的电流传感器。
[0007]在本实用新型所述的雷击故障防护及监测系统中，所述雷击防护器包括用于将所述雷击防护器安装在所述第一配电杆塔上的支撑件、用于防止雷击过电压和截断工频续流的雷击防护器本体，所述雷击防护器本体的末端与所述支撑件相连接、与所述雷击防护器本体的高压端相连接的用于提供雷击闪络通道的引弧电极。
[0008]在本实用新型所述的雷击故障防护及监测系统中，所述雷击防护器本体为雷击闪络保护器。
[0009]在本实用新型所述的雷击故障防护及监测系统中，所述主干线路包括用于主要电力配送的主干线缆，所述分支线路包括与所述主干线缆相连用于地区供电的分支线缆，所述引弧电极固定在所述雷击防护器本体的高压端，所述引弧电极朝向所述主干线缆的端面为圆弧形，且所述圆弧形的端面与所述主干线缆之间形成第一放电间隙。
[0010]在本实用新型所述的雷击故障防护及监测系统中，所述雷击防护器还包括与所述雷击防护器本体相连的两个放电球，所述两个放电球间隔固定在所述雷击防护器本体的外侧壁上，且所述两个放电球之间形成第二放电间隙。
[0011]因此，本实用新型可以获得以下的有益效果:将雷击防护器安装在主干线路上，与输电导线直接接触，能有效防止雷击过电压并截断工频续流；将故障隔离器安装在分支线路上，当分支线路因雷击或其它原因发生短路故障时，故障隔离器将线路断开，将分支线路故障自动隔离；通过在分支线路上安装监测装置，当分支线路出现过流状况故障隔离器断开分支线路与主干线路的连接时，监测装置可帮助维护人员快速定位出现故障的分支线路。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0013]图1是本实用新型一个实施例的雷击故障防护及监测系统的结构示意图；
[0014]图2是本实用新型一个实施例的雷击故障防护及监测系统的监测装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]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说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0016]图1是本实用新型一个实施例的雷击故障防护及监测系统的结构示意图。如图1所示，雷击故障防护及监测系统用于高压配电线路系统中，高压配电线路系统包括主干线路、与主干线路相连的分支线路和分别用于安装主干线路的第一配电杆塔、用于安装分支线路的第二配电杆塔，主干线路包括用于主要电力配送的主干线缆，分支线路包括与所述主干线缆相连用于地区供电的分支线缆。雷击故障防护及监测系统包括安装在第一配电杆塔上的雷击防护器I和安装在第二配电杆塔上与分支线路分别相连的故障隔离器2和监测装置3。
[0017]本实施例中包含上述雷击故障防护及监测系统的高压配电线路系统包括多个第一配电杆塔和多个第二配电杆塔，每个第一配电杆塔上安装有一个雷击防护器I，每个第二配电杆塔上安装有一个故障隔离器2和一个监测装置3，故障隔离器2和监测装置3分别与分支线路上的线缆相连。
[0018]雷击防护器I用于防止主干线路因出现过流而造成损坏。雷击防护器I包括一个支撑件，用于支撑固定雷击闪络保护器，适用现场安装，具有高度调节功能，且经过防腐防锈处理；同时还包括一个雷击闪络保护器本体，采用IOKV雷击闪络保护器，该保护器用于防止雷电过电压和截断工频续流；还包括一个引弧电极，引弧电极朝向主干线缆的端面为圆弧形，采用铝合金材质，引弧电极的端面与线缆采用弧面对导线的结构，保证在线缆摆动的情况下也能够使线缆与引弧电极之间的间隙不会发生太大的变化，保证雷击防护器工作的稳定性。
[0019]在雷击防护器使用的过程中，其现场安装应采用自然接地，无须加装地线；雷击防护器的高压端与支撑件应保证足够的安全距离；引弧电极需有足够的厚度和体积，经得起工频电弧的多次烧灼，即使烧损也可自由更换；雷击防护器与导线的距离可上下调节；为了使雷击防护器在操作过电压时不动作，延长雷击闪络保护器使用寿命，应采用二级串联放电间隙。引弧电极在导线与雷击防护器之间形成约为18-20mm的第一级放电间隙,雷击闪络保护器本体通过放电球形成8-12_的第二级放电间隙。
[0020]故障隔离器2用于在分支线路出现过流时断开分支线路与主干线路的连接，以避免分支线路的故障影响到主干线路。故障隔离器2为电子控制智能分段器。分段器是一种单相或三相的高压电器，包括由绝缘子、触头、导电机构组成绝缘第一次导电系统；由电流互感器、微电脑控制器组成二次控制系统；由脱扣机构组成脱扣部分；由相间轴、连动机构组成分段器两相跌落后的机械连动部分。有单相和三相两种结构，可根据用户需要实现三相连动。
[0021]分段器投入运行前需要操作脱扣钩使脱扣机构复位，旋转脱扣钩使钮簧复位然后合闸。分段器装有检测回路电流值的电流互感器，当线路发生故障时，微电脑控制器在电流达到额定启动电流时启动，进行内部处理。故障电流由上级重合器(或断路器)开断，微电脑控制器可记忆上级开关开断故障电流的动作次数，并在达到整定的计数次数时(例如1、2、3次)，在上级开关开断故障电流后分闸隔离故障区段，使重合器(或断路器)重合成功，恢复无故障线路供电。当分段器其中两相因故障分闸，两相分闸瞬间的机械连动使未分闸相分闸。
[0022]电子控制智能分段器是在无电流下开断电路，开断时不会出现电弧，上触头分断处也不会因电弧而出现烧损。在中心点不接地的配电系统中只可能出现三相和二相短路的故障，这时三相中的三只分段器或发生短路故障的两相中的两只分段器分别动作隔离故障，变压器及其它电器设备不会出现少一相运行情况。因此分相动作的单相分段器完全可以满足配电系统安全运行的要求。
[0023]分段器采用电子控制回路后，不需要分段器的分合多次操作来寻找故障点，因而跌落式分段器不需要有自动关合线路或关合短路电流的能力，即不需要结构复杂的操作机构，也不需要大功率的分合闸能源，换句话说不需要大功率外接电压互感器、电流互感器来释放巨大操作力使跌落式分段器分闸动作。同时，电子控制回路处于高电位处，传感器也处于高电位处，它既能测量电流、电压，又能提供电子控制回路所需的电源，省去了常规分段器中的高压电源变压器，这种传感器可以适应规定范围内的不同电流整定值。分段器通过改变计数次数配合上级断路器(或重合器)能够鉴别故障的性质(永久或瞬时故障)，根据判断的结果电子控制回路发出脱扣信号，永磁机构可以在极短时间内推动分段器分闸，省去了常规分段器复杂机构和控制箱。并且此种自动线路分段器安装方便、结构灵活、简单、操作方便、安全可靠。
[0024]故障隔离器2控制的分支线路断开后，监测装置3中的电流传感器将检测到相应分支线路断开的故障，并通过信号处理单元将相应故障产生的电信号处理打包后通过监测装置中的通信单元转发至相应的后台服务器，后台服务器对收集的数据进行分析处理，从而能够准确判断出是哪一根配电杆塔对应的分支线路发生断开故障。
[0025]图2是本实用新型一个实施例的雷击故障防护及监测系统的监测装置3的结构示意图。如图2所示，监测装置3包括用于检测分支线路故障，并根据监测到的故障产生对应的电信号的监测单元31、与检测单元相连的用于将所述监测单元31产生的电信号转换成数字信号的信号处理单元32、与所述信号处理单元32相连的用于转发数字信号至后台服务器的通信单元33，监测装置3还包括分别与监测单元31、信号处理单元32、通信单元33相连的用于对其进行供电单元34。监测单元31包含一个电流传感器311，在分支线路出现过流状况故障隔离器2将分支线路与主干线路的连接断开时，电流传感器311将检测到此时电流发生的变化(具体表现为因分支线路与主干线路断开而无电流通过监测装置3)并产生相应的模拟信号，信号处理单元32将此模拟信号进行放大滤波后转换为数字信号，并将此数字信号与监测单元相关位置信息打包成为可以进行无线传输的数据包，相关的位置信息为该监测装置所对应的配电杆塔以及该配电杆塔所处的地理位置。然后再通过通信单元33将相应的数据包通过无线网络发送至后台服务器，后台服务器利用相关计算机软件对接受到的数据包进行分析处理，可以快速准确地定位到发生断开的分支线路以及该安装分支线路杆塔所对应的位置，从而使相应维护人员可以方便快速地到现场进行维护工作，提高了供电可靠性，降低了维护成本。
[0026]在本实施例中的监测装置中，每个监测装置中的通信单元与其它监测装置中的通信单元可以直接通过无线网络与后台服务器进行连接，也可以与通过无线网络进行相互连接。这样多个杆塔上的多个监测装置依次通过通信单元传输使用，在某个通信单元因为距离较远信号较弱或其它原因未能与后台服务器建立连接时，可以通过将数据包转发至相邻位置杆塔上的通信单元，再通过相邻位置杆塔上的通信单元与服务器进行连接或继续转发至下一个相邻的通信单元，从而实现更远距离的信息传输，保证了整个配电线路系统运行的可靠性。
[0027]上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
【权利要求】
1.一种雷击故障防护及监测系统，用于高压配电线路系统中，所述高压配电线路系统包括主干线路和与所述主干线路连接的分支线路，以及用于安装所述主干线路的第一配电杆塔和用于安装所述分支线路的第二配电杆塔；其特征在于，所述雷击故障防护及监测系统包括固定在所述第一配电杆塔上的雷击防护器(1)，以及固定在所述第二配电杆塔上并分别与所述分支线路相连接的故障隔离器(2)和监测装置(3);所述雷击防护器(I)用于防止所述主干线路出现过电流，所述故障隔离器(2)用于在所述分支线路出现过电流时断开所述分支线路与所述主干线路的连接，所述监测装置(3)用于监测所述分支线路过流断开的故障。
2.如权利要求1所述的雷击故障防护及监测系统，其特征在于，所述故障隔离器(2)为电子控制智能分段器。
3.如权利要求1所述的雷击故障防护及监测系统，其特征在于，所述监测装置(3)包括用于监测分支线路过流断开的故障，并根据监测得到的故障产生对应的电信号的监测单元(31)、与所述监测单元(31)相连，用于将所述电信号转换为数字信号的信号处理单元(32)、与所述信号处理单元(32)相连，用于转发所述数字信号信号至后台监控服务器的通信单元(332)、以及分别与所述监测单元(31)、信号处理单元(32)、通信单元(33)连接的供电单元(34);所述监测单元(31)包括用于监测所述分支线路电流状况的电流传感器(312)。
4.如权利要求1所述的雷击故障防护及监测系统，其特征在于，所述雷击防护器(I)包括用于将所述雷击防护器(I)安装在所述第一配电杆塔上的支撑件(11)、用于防止雷击过电压和截断工频续流的雷击防护器本体(12)，所述雷击防护器本体(12)的末端与所述支撑件(11)相连接、与所述雷击防护器本体(12)的高压端相连接的用于提供雷击闪络通道的引弧电极(13)。
5.如权利要求4所述的雷击故障防护及监测系统，其特征在于，所述雷击防护器本体(12)为雷击闪络保护器。
6.如权利要求4所述的雷击故障防护及监测系统，其特征在于，所述主干线路包括用于主要电力配送的主干线缆，所述分支线路包括与所述主干线缆相连用于地区供电的分支线缆，所述引弧电极(13)固定在所述雷击防护器本体(12)的高压端，所述引弧电极(13)朝向所述主干线缆的端面为圆弧形，且所述圆弧形的端面与所述主干线缆之间形成第一放电间隙。
7.如权利要求4所述的雷击故障防护及监测系统，其特征在于，所述雷击防护器(I)还包括与所述雷击防护器本体(12)相连的两个放电球(14)，所述两个放电球(14)间隔固定在所述雷击防护器本体(12)的外侧壁上，且所述两个放电球(14)之间形成第二放电间隙。
【文档编号】G01R19/15GK203595776SQ201320620133
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年10月9日 优先权日:2013年10月9日
【发明者】耿飞, 鲁诗速, 许志松, 朱敏, 龙凯, 王前进, 刘耀, 于飞翔 申请人:云南电网公司玉溪供电局