本實用新型涉及電力設備技術領域，并且更具體地，涉及一種觸發(fā)型火花間隙。

背景技術：

近些年，在我國投入運行的串補裝置中，有一部分工程是由國外公司承接的，其中的火花間隙設備也由國外幾家公司提供；另外一部分是國產(chǎn)串補裝置，其中的火花間隙是由中國電力科學研究院提供的。在國際上，只有這幾家公司能夠提供串補裝置用控制觸發(fā)型火花間隙，但不同廠家提供的火花間隙工作原理有所不同。

火花間隙是串補中的關鍵保護設備。當因線路故障，電容器組電壓過高、限壓器能量吸收能力超過保護定值的時候，火花間隙能夠快速旁路，起到保護與之并聯(lián)的電容器組和限壓器的作用?；鸹ㄩg隙一般由兩個間隙串聯(lián)組成一個間隙系統(tǒng)，在需要火花間隙動作旁路串補電容器組時，串補控制保護系統(tǒng)通過光纖發(fā)給間隙觸發(fā)控制箱觸發(fā)命令，間隙觸發(fā)控制箱再給間隙系統(tǒng)發(fā)出觸發(fā)信號，最終使火花間隙放電，從而使火花間隙旁路電容器組。通過大量的試驗研究工作發(fā)現(xiàn)，觸發(fā)系統(tǒng)中采用密封觸發(fā)間隙可以提高間隙系統(tǒng)的觸發(fā)可靠性，但僅在密封間隙一側(cè)的電極上進行點火放電時具有較嚴重的極性效應，即在一種電壓極性下的點火放電電壓很低，而另一種極性下的點火放電電壓卻很高，而且延時很大；當在密封間隙的高、低壓電極上同時點火時能夠消除這種極性效應，使兩個極性的可靠點火放電電壓都很低，有效提高了保護配合的性能，從而在同一電壓下觸發(fā)火花間隙時，提高了觸發(fā)放電的穩(wěn)定性和可靠性。

由中國電科院自主研制的觸發(fā)型火花間隙在國內(nèi)外串補工程中已經(jīng)得到廣泛應用，并已應用到特高壓串補工程中。在原理上，中國電科院的現(xiàn)有產(chǎn)品與國外公司的產(chǎn)品有所不同：觸發(fā)系統(tǒng)中采用了高、低壓電極同時點火的密封間隙，消除了極性效應，同時降低了可靠觸發(fā)放電的電壓值，提高了保護配合性能，提高了觸發(fā)放電的穩(wěn)定性和可靠性。但由于該間隙的觸發(fā)原理中采用了高、低壓電極同時點火的密封間隙，所以整個觸發(fā)系統(tǒng)元件較多，相對較復雜。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種觸發(fā)型火花間隙裝置，所述裝置包括：空氣間隙G1和G2、電容器組C1和C2、開關TG、變壓器T、觸發(fā)電路TC以及開關K，

所述空氣間隙G1和G2串聯(lián)；電容器組C1與空氣間隙G1并聯(lián)、電容器組C2和空氣間隙G2并聯(lián)；

所述開關TG與所述變壓器T的高壓繞組串聯(lián)后和空氣間隙G1并聯(lián)；

所述開關K與所述變壓器T的低壓繞組連接，所述開關K的通斷狀態(tài)由觸發(fā)電路TC控制；

所述變壓器T的低壓繞組通過開關K與串聯(lián)電容器組的最低一級或多級電容器連接；以及

所述開關K閉合時，變壓器T繞組的連接方式應使得高壓繞組輸出與低壓繞組極性相反的電壓。

優(yōu)選地，其中所述開關TG與所述變壓器T的高壓繞組串聯(lián)后和空氣間隙G1并聯(lián)的回路中還可以包含電阻R。

優(yōu)選地，其中所述電容器組C1和C2能夠為單個電容器單元。

優(yōu)選地，其中所述開關TG是密封的氣體間隙、密封的真空間隙、敞開的空氣間隙或者可控半導體開關。

優(yōu)選地，其中所述開關K是密封的氣體間隙、密封的真空間隙、敞開的空氣間隙或者可控半導體開關。

優(yōu)選地，其中所述變壓器T的低壓繞組通過開關K與串聯(lián)電容器組的電壓最低的一組電容器連接。

優(yōu)選地，其中所述變壓器T可以是電壓互感器，并且所述變壓器T的輸出極性與輸入極性相反。

本實用新型的有益效果在于：

所述觸發(fā)電路的能量獲取方式是從主電容器組中的電壓最低的一組電容器上取能，在取到能量的同時，觸發(fā)控制箱獲取到電容器組的實時電壓信息，實現(xiàn)了間隙系統(tǒng)判斷自身瞬時電壓的功能。所述火花觸發(fā)電路在接到串補控制保護發(fā)來的觸發(fā)指令時，進行間隙自身的電壓判斷，可以避免一些干擾信號導致間隙觸發(fā)放電，使得間隙的觸發(fā)可靠性大幅提高。

所述變壓器T在接線時有一定的規(guī)則，使得其一次輸入電壓(低壓側(cè))與二次輸出電壓(高壓側(cè))的相位是相反的，從而在發(fā)出觸發(fā)脈沖后使得開關TG兩端承受的電壓瞬間大幅增大，促使開關TG自導通。本實用新型觸發(fā)方式的開關TG觸發(fā)導通的可靠性更高，且觸發(fā)系統(tǒng)元件少，結(jié)構(gòu)更簡單。本實用新型所述火花間隙的觸發(fā)方式整體結(jié)構(gòu)簡單，觸發(fā)系統(tǒng)的元件少，可靠性高，實用性強，具有很高的工程應用價值。

附圖說明

通過參考下面的附圖，可以更為完整地理解本實用新型的示例性實施方式：

圖1為根據(jù)本實用新型實施方式的火花間隙的工作原理圖；以及

圖2為根據(jù)本實用新型實施方式的另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

現(xiàn)在參考附圖介紹本實用新型的示例性實施方式，然而，本實用新型可以用許多不同的形式來實施，并且不局限于此處描述的實施例，提供這些實施例是為了詳盡地且完全地公開本實用新型，并且向所屬技術領域的技術人員充分傳達本實用新型的范圍。對于表示在附圖中的示例性實施方式中的術語并不是對本實用新型的限定。在附圖中，相同的單元/元件使用相同的附圖標記。

除非另有說明，此處使用的術語(包括科技術語)對所屬技術領域的技術人員具有通常的理解含義。另外，可以理解的是，以通常使用的詞典限定的術語，應當被理解為與其相關領域的語境具有一致的含義，而不應該被理解為理想化的或過于正式的意義。

圖1為根據(jù)本實用新型實施方式的火花間隙的工作原理圖。如圖1所示，所述觸發(fā)型火花間隙包括：空氣間隙G1和G2、電容器組C1和C2、開關TG、變壓器T、觸發(fā)電路TC以及開關K，所述空氣間隙G1和G2串聯(lián)；電容器組C1與空氣間隙G1并聯(lián)、電容器組C2和空氣間隙G2并聯(lián)；所述開關TG與所述變壓器T的高壓繞組串聯(lián)后和空氣間隙G1并聯(lián)；所述開關K與所述變壓器T的低壓繞組連接，所述開關K的通斷狀態(tài)由觸發(fā)電路TC控制；所述變壓器T的低壓繞組通過開關K與串聯(lián)電容器組的最低一級或多級電容器連接；以及所述開關K閉合時，變壓器T繞組的連接方式應使得高壓繞組輸出與低壓繞組極性相反的電壓。

優(yōu)選地，其中所述開關TG是密封的氣體間隙、密封的真空間隙、敞開的空氣間隙或者可控半導體開關。優(yōu)選地，所述開關K是密封的氣體間隙、密封的真空間隙、敞開的空氣間隙或者可控半導體開關。優(yōu)選地，其中所述電容器組C1和C2能夠為單個電容器單元。由于電容器組C1和C2的均壓作用，在串補控制保護裝置以額定值正常運行時，使得兩個串聯(lián)連接的空氣間隙G1和G2各承擔串補電容器組額定電壓的1/2，開關TG也承擔串補電容器組額定電壓的1/2。在線路出現(xiàn)接地故障時，由于限壓器的作用，假設使電容器組的電壓最高上升到U_PL，兩個空氣間隙G1和G2在動作前承擔的電壓約為U_PL/2。所述空氣間隙G1和G2與開關TG的距離調(diào)整是以保證在沒有觸發(fā)的情況下間隙在最大可能經(jīng)受的過電壓下不會自放電，但在給出觸發(fā)脈沖后能夠使得間隙可靠放電為原則。

所述觸發(fā)電路TC從電容器組C中電壓最低的一組電容器Cz1上獲取能量，并且所述觸發(fā)電路獲取主電容器組C的實時電壓值。所述觸發(fā)電路TC負責接收串補控制保護裝置發(fā)出的觸發(fā)指令并向所述變壓器T發(fā)出觸發(fā)脈沖。觸發(fā)脈沖經(jīng)變壓器T升壓后，使開關TG的兩個電極上的壓差突然明顯增大，超出開關TG的自放電電壓，從而促使開關TG迅速擊穿。所述開關TG擊穿后，與所述空氣間隙G1并聯(lián)的電容器C1和C2將通過變壓器T的一次繞組放電，使得所述空氣間隙G1承擔的電壓迅速下降，而所述空氣間隙G2承擔的電壓迅速上升直至G2自放電，緊接著全部電壓施加到所述空氣間隙G1上，使所述空氣間隙G1也迅速自放電，至此，兩個串聯(lián)連接的空氣間隙G1、G2全部放電，串補電容器組C及限壓器(被保護設備)被旁路，完成了一次間隙觸發(fā)放電過程。所述火花間隙適用于工作在串聯(lián)補償裝置和串聯(lián)諧振型故障電流限制器中，用于快速旁路電容器組。

圖2為根據(jù)本實用新型實施方式的另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，包括空氣間隙G1和G2、觸發(fā)電路TC、開關TG、電阻R、變壓器T、電容器C1、C2、串補主電容器組單元Cz1、Cz2、……Czn、高壓端HV以及低壓端LV。

已經(jīng)通過參考少量實施方式描述了本實用新型。然而，本領域技術人員所公知的，正如附帶的專利權(quán)利要求所限定的，除了本實用新型以上公開的其他的實施例等同地落在本實用新型的范圍內(nèi)。

通常地，在權(quán)利要求中使用的所有術語都根據(jù)他們在技術領域的通常含義被解釋，除非在其中被另外明確地定義。所有的參考“一個/所述/該[裝置、組件等]”都被開放地解釋為所述裝置、組件等中的至少一個實例，除非另外明確地說明。這里公開的任何方法的步驟都沒必要以公開的準確的順序運行，除非明確地說明。

已經(jīng)通過參考少量實施方式描述了本實用新型。然而，本領域技術人員所公知的，正如附帶的專利權(quán)利要求所限定的，除了本實用新型以上公開的其他的實施例等同地落在本實用新型的范圍內(nèi)。

通常地，在權(quán)利要求中使用的所有術語都根據(jù)他們在技術領域的通常含義被解釋，除非在其中被另外明確地定義。所有的參考“一個/所述/該[裝置、組件等]”都被開放地解釋為所述裝置、組件等中的至少一個實例，除非另外明確地說明。這里公開的任何方法的步驟都沒必要以公開的準確的順序運行，除非明確地說明。