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CN111327034A - 一种新型高效率消弧及过电压保护装置 - Google Patents

一种新型高效率消弧及过电压保护装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型高效率消弧及过电压保护装置，包括连接线路和检测线路，所述连接线路上设有与连接线路串联连接的电压互感器和高压限流电容器以及与连接连接线路并联连接的消弧放电保护装置，所述消弧放电保护装置内部设有信号接收器和2X电容，所述2X电容串联连接有多个分压电阻，且每个分压电阻对应的连接线路上设有串联开关。本发明利用检测线路上的多个检测盒检测连接线路，并且检测线路不与连接线路直接连接，只通过无线通讯连接连接线路上的结构，并且检测线路由太阳能发电系统直接供电，因此无论连接线路上发生任何的过电压以及谐振现象，都不会影响检测电路，检测稳定快速，保障连接线路的快速维修。

Description

一种新型高效率消弧及过电压保护装置
技术领域
本发明涉及消弧及过电压保护技术领域，特别涉及一种新型高效率消弧 及过电压保护装置。
背景技术
目前我国35kV以下的配电系统大部分采用中性点非直接接地系统，当中 性点非直接接地系统发生单相接地故障时，故障电流为电容性电流，超过一 定限值就会在接地点燃起不稳定的电弧，伴随着暂态过程的电磁振荡，易引 起单相间歇弧光接地过电压，虽幅值不大，但若长期存在，对绝缘强度较弱 的设备会产生危害，进而引起相间短路等更严重的危害，另外，由于谐振过 电压、操作过电压以及其他原因引起的过电压现象在非中性点接地系统中也 比较常见，而过电压一旦发生往往会造成电器设备损坏或大面积的停电事故， 危害性很大。
在现有的技术中，一些消弧以及电压保护装置都是基于电路检测等传感 器或控制器来进行快速过电压保护，但是存在连入连接线路的这些传感器或 是控制器没有信号检测处理完成时，就被线路中的过电压损坏了，导致过电 压保护没有保障，并且长期检测后，这些传感器和控制器使用寿命也会逐渐 降低，大大增加了维修和维护难度。
因此，发明一种新型高效率消弧及过电压保护装置来解决上述问题很有 必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型高效率消弧及过电压保护装置，通过利 用检测线路上的多个检测盒检测连接线路，并且检测线路不与连接线路直接 连接，只通过无线通讯连接连接线路上的结构，并且检测线路由太阳能发电 系统直接供电，因此无论连接线路上发生任何的过电压以及谐振现象，都不 会影响检测电路，检测稳定快速，保障连接线路的快速维修，避免造成不可 估量的后果，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型高效率消弧及过 电压保护装置，包括连接线路和检测线路，所述连接线路上设有与连接线路 串联连接的电压互感器和高压限流电容器以及与连接连接线路并联连接的消 弧放电保护装置，所述消弧放电保护装置内部设有信号接收器和2X电容，所 述2X电容串联连接有多个分压电阻，且每个分压电阻对应的连接线路上设有 串联开关，所述分压电阻与连接线路的连接导线上设有接入开关，所述2X电 容并联连接有两个放电电阻，形成放电电路，所述放电电路接地，所述连接线路输出端连接负载，所述检测线路上串联连接有检测盒，所述检测盒内部 设有信号发射器、单片机、温度传感器和GPS定位器，所述检测线路连接太 阳能发电系统。
优选的，所述电压互感器连接端设有用于消除谐振的保护电阻，所述电 压互感器内部设有高压熔断器，所述电压互感器通过无线通讯与单片机连接。
优选的，多个所述分压电阻阻值分别由小到大设置。
优选的，所述太阳能发电系统包括安装在连接线路周边的太阳能光伏板、 太阳能控制器和蓄电池，所述太阳能光伏板通过导线与太阳能控制器连接， 所述太阳能控制器通过导线与蓄电池连接，所述蓄电池连接检测线路，用于 给检测线路上的信号发射器、单片机、温度传感器和GPS定位器供电。
优选的，所述单片机通过无线通讯模块与检修员终端连接，所述检修员 终端具体为手机或电脑，所述单片机输出端设有中央处理器，所述中央处理 器输出端设有云端服务器。
优选的，所述温度传感器输出端通过放大器和滤波器与A/D转换器输入 端连接，所述A/D转换器输出端与信号发射器输入端连接，所述信号发射器 与信号接收器通过无线通讯连接，所述信号接收器输出端与单片机输入端连 接，所述单片机通过D/A转换器和继电器与检修员终端、2X电容、串联开关 和接入开关连接。
优选的，所述检测盒设置为多个且串联连接在检测线路上，所述检测盒 均匀分布于连接线路一侧，用于检测连接线路的温度以及检测位置，且位于 中性点处的检测盒分布密集。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明利用检测线路上的多个检测盒检测连接线路，并且检测线路不 与连接线路直接连接，只通过无线通讯连接连接线路上的结构，并且检测线 路由太阳能发电系统直接供电，因此无论连接线路上发生任何的过电压以及 谐振现象，都不会影响检测电路，检测稳定快速，保障连接线路的快速维修， 避免造成不可估量的后果；
2、当温度传感器和电压互感器配合检测到过电压、温度传感器检测到某 一位置温度较高或是负载较大导致温度较高时，高压限流电容器断开连接线 路，此时保护电阻能够消除电压互感器谐振，单片机将信息发送给2X电容、 串联开关和接入开关，2X电容、串联开关和接入开关配合串联连入分压电阻， 以及连入放电电路，并接地，起到消弧和过电压保护的效果，并且单片机将 温度、电压和位置信息发送给检修员终端，便于检修员进行维修、检查，检 查定位位置的此段电路是否发生绝缘层击穿或是短路等情况，检查快速；
3、多个分压电阻阻值分别由小到大设置，在温度传感器检测连接线路温 度以及电压互感器检测连接线路的电流电压后，将信号发送给单片机，单片 机控制对应阻值的分压电阻进行串联分压，分压效果好；
4、单片机将温度传感器、电压互感器和GPS定位定位的位置信息发送给 中央处理器，由中央处理器进行信息存储并将信息上传至云端服务器备份， 也便于远程监控。
附图说明
图1为本发明的整体电路图。
图2为本发明的检测盒结构示意图。
图3为本发明的消弧放电保护装置结构示意图。
图4为本发明的工作原理结构示意图。
图中：连接线路1、检测线路2、电压互感器3、高压限流电容器4、消 弧放电保护装置5、信号接收器6、2X电容7、分压电阻8、串联开关9、接 入开关10、放电电阻11、负载12、检测盒13、信号发射器14、单片机15、 温度传感器16、GPS定位器17、太阳能发电系统18、保护电阻19、检修员终 端20、中央处理器21、云端服务器22。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
根据图1-3所示的一种新型高效率消弧及过电压保护装置，包括连接线 路1和检测线路2，所述连接线路1上设有与连接线路1串联连接的电压互感 器3和高压限流电容器4以及与连接连接线路1并联连接的消弧放电保护装 置5，所述消弧放电保护装置5内部设有信号接收器6和2X电容7，所述2X 电容7串联连接有多个分压电阻8，且每个分压电阻8对应的连接线路1上设 有串联开关9，所述分压电阻8与连接线路1的连接导线上设有接入开关10， 所述2X电容7并联连接有两个放电电阻11，形成放电电路，所述放电电路接 地，所述连接线路1输出端连接负载12，所述检测线路2上串联连接有检测 盒13，所述检测盒13内部设有信号发射器14、单片机15、温度传感器16和 GPS定位器17，所述检测线路2连接太阳能发电系统18。
通过利用检测线路2上的多个检测盒13检测连接线路1，并且检测线路 2不与连接线路1直接连接，只通过无线通讯连接连接线路1上的结构，并且 检测线路2由太阳能发电系统18直接供电，因此无论连接线路1上发生任何 的过电压以及谐振现象，都不会影响检测电路，检测稳定快速，保障连接线 路1的快速维修，避免造成不可估量的后果。
实施例2
根据图1-4所示的一种新型高效率消弧及过电压保护装置，所述电压互 感器3连接端设有用于消除谐振的保护电阻19，所述电压互感器3内部设有 高压熔断器，所述电压互感器3通过无线通讯与单片机15连接；
多个所述分压电阻8阻值分别由小到大设置，在温度传感器16检测连接 线路1温度以及电压互感器3检测连接线路1的电流电压后，将信号发送给 单片机15，单片机15控制对应阻值的分压电阻8进行串联分压，分压效果好；
所述太阳能发电系统18包括安装在连接线路1周边的太阳能光伏板、太 阳能控制器和蓄电池，所述太阳能光伏板通过导线与太阳能控制器连接，所 述太阳能控制器通过导线与蓄电池连接，所述蓄电池连接检测线路2，用于给 检测线路2上的信号发射器14、单片机15、温度传感器16和GPS定位器17 供电；
所述单片机15通过无线通讯模块与检修员终端20连接，所述检修员终 端20具体为手机或电脑，所述单片机15输出端设有中央处理器21，所述中 央处理器21输出端设有云端服务器22，单片机15将温度传感器16、电压互 感器3和GPS定位定位的位置信息发送给中央处理器21，由中央处理器21进 行信息存储并将信息上传至云端服务器22备份，也便于远程监控；
所述温度传感器16输出端通过放大器和滤波器与A/D转换器输入端连 接，所述A/D转换器输出端与信号发射器14输入端连接，所述信号发射器14 与信号接收器6通过无线通讯连接，所述信号接收器6输出端与单片机15输 入端连接，所述单片机15通过D/A转换器和继电器与检修员终端20、2X电 容7、串联开关9和接入开关10连接，当温度传感器16和电压互感器3配合 检测到过电压、温度传感器16检测到某一位置温度较高或是负载12较大导致温度较高时，单片机15将信息发送给2X电容7、串联开关9和接入开关 10，2X电容7、串联开关9和接入开关10配合串联连入分压电阻8，以及连 入放电电路，并接地，起到消弧和过电压保护的效果，并且单片机15将温度、 电压和位置信息发送给检修员终端20，便于检修员进行维修、检查，检查定 位位置的此段电路是否发生绝缘层击穿或是短路等情况，检查快速；
所述单片机15型号设置为M68HC16，所述温度传感器16型号设置为 WZP-PT100；
所述检测盒13设置为多个且串联连接在检测线路2上，所述检测盒13 均匀分布于连接线路1一侧，用于检测连接线路1的温度以及检测位置，且 位于中性点处的检测盒13分布密集，在事故高发处多密集设置检测盒13，检 测效果更好，更精准，消弧和过电压保护更加快速高效。
本发明工作原理：
参照说明书附图1-4，使用时，利用检测线路2上的多个检测盒13检测 连接线路1，并且检测线路2不与连接线路1直接连接，只通过无线通讯连接 连接线路1上的结构，并且检测线路2由太阳能发电系统18直接供电，因此 无论连接线路1上发生任何的过电压以及谐振现象，都不会影响检测电路， 检测稳定快速，保障连接线路1的快速维修，避免造成不可估量的后果；
检测时，当温度传感器16和电压互感器3配合检测到过电压、温度传感 器16检测到某一位置温度较高或是负载12较大导致温度较高时，高压限流 电容器4断开连接线路1，此时保护电阻19能够消除电压互感器3谐振，单 片机15将信息发送给2X电容7、串联开关9和接入开关10，2X电容7、串 联开关9和接入开关10配合串联连入分压电阻8，以及连入放电电路，并接 地，起到消弧和过电压保护的效果，并且单片机15将温度、电压和位置信息 发送给检修员终端20，便于检修员进行维修、检查，检查定位位置的此段电 路是否发生绝缘层击穿或是短路等情况，检查快速；
另外，多个分压电阻8阻值分别由小到大设置，在温度传感器16检测连 接线路1温度以及电压互感器3检测连接线路1的电流电压后，将信号发送 给单片机15，单片机15控制对应阻值的分压电阻8进行串联分压，分压效果 好；
参照说明书附图4，单片机15将温度传感器16、电压互感器3和GPS定 位定位的位置信息发送给中央处理器21，由中央处理器21进行信息存储并将 信息上传至云端服务器22备份，也便于远程监控。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限 制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的 技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或 者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作 的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新型高效率消弧及过电压保护装置，包括连接线路(1)和检测线路(2)，其特征在于：所述连接线路(1)上设有与连接线路(1)串联连接的电压互感器(3)和高压限流电容器(4)以及与连接连接线路(1)并联连接的消弧放电保护装置(5)，所述消弧放电保护装置(5)内部设有信号接收器(6)和2X电容(7)，所述2X电容(7)串联连接有多个分压电阻(8)，且每个分压电阻(8)对应的连接线路(1)上设有串联开关(9)，所述分压电阻(8)与连接线路(1)的连接导线上设有接入开关(10)，所述2X电容(7)并联连接有两个放电电阻(11)，形成放电电路，所述放电电路接地，所述连接线路(1)输出端连接负载(12)，所述检测线路(2)上串联连接有检测盒(13)，所述检测盒(13)内部设有信号发射器(14)、单片机(15)、温度传感器(16)和GPS定位器(17)，所述检测线路(2)连接太阳能发电系统(18)。
2.根据权利要求1所述的一种新型高效率消弧及过电压保护装置，其特征在于：所述电压互感器(3)连接端设有用于消除谐振的保护电阻(19)，所述电压互感器(3)内部设有高压熔断器，所述电压互感器(3)通过无线通讯与单片机(15)连接。
3.根据权利要求1所述的一种新型高效率消弧及过电压保护装置，其特征在于：多个所述分压电阻(8)阻值分别由小到大设置。
4.根据权利要求1所述的一种新型高效率消弧及过电压保护装置，其特征在于：所述太阳能发电系统(18)包括安装在连接线路(1)周边的太阳能光伏板、太阳能控制器和蓄电池，所述太阳能光伏板通过导线与太阳能控制器连接，所述太阳能控制器通过导线与蓄电池连接，所述蓄电池连接检测线路(2)，用于给检测线路(2)上的信号发射器(14)、单片机(15)、温度传感器(16)和GPS定位器(17)供电。
5.根据权利要求1所述的一种新型高效率消弧及过电压保护装置，其特征在于：所述单片机(15)通过无线通讯模块与检修员终端(20)连接，所述检修员终端(20)具体为手机或电脑，所述单片机(15)输出端设有中央处理器(21)，所述中央处理器(21)输出端设有云端服务器(22)。
6.根据权利要求1所述的一种新型高效率消弧及过电压保护装置，其特征在于：所述温度传感器(16)输出端通过放大器和滤波器与A/D转换器输入端连接，所述A/D转换器输出端与信号发射器(14)输入端连接，所述信号发射器(14)与信号接收器(6)通过无线通讯连接，所述信号接收器(6)输出端与单片机(15)输入端连接，所述单片机(15)通过D/A转换器和继电器与检修员终端(20)、2X电容(7)、串联开关(9)和接入开关(10)连接。
7.根据权利要求1所述的一种新型高效率消弧及过电压保护装置，其特征在于：所述检测盒(13)设置为多个且串联连接在检测线路(2)上，所述检测盒(13)均匀分布于连接线路(1)一侧，用于检测连接线路(1)的温度以及检测位置，且位于中性点处的检测盒(13)分布密集。
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