[发明专利]一种可用于电缆防爆的能量转移保护电路

说明书

本发明公开了一种可用于电缆防爆的能量转移保护电路，这种电路包括一个电感线圈和一个电容间隙；所述电感线圈与所述电容间隙并联，由所述电感线圈与所述电容间隙的并联触点引出两个端点，所述端点与所需防爆的线路或设备串联形成保护电路，在设备或线路故障产生高频大电流时将其高频能量在电容间隙处消纳。这种方法将彻底解决高频电流对线路、设备的影响，有效地降低了线路运维成本和不可预测故障对线路和设备的不可逆损伤，降低了此类事故的财产损失。

技术领域

本发明属于防爆电缆技术领域，具体涉及一种可用于电缆防爆的能量转移保护电路。

背景技术

目前，现有的防爆电缆皆是通过改变电缆外层材料，改变电缆的制作工艺来达到一个防爆的效果。诸如此类方法，虽然在单次的高频故障电流中能够达到一定的防爆效果，且该单次的高频电流的幅值要在材料所承受范围内。若承受多次，将会造成外层材料的不可逆损伤导致无防爆效果。经调查，目前市场上所有的防爆电缆以及文献中记载的防爆方式都只能防止电缆本身在承受高频大电流的冲击后不爆炸，不能够防止电缆本身不用承受高频大电流的冲击，更不能够保证在一条线路中的其他设备或线路不用承受冲击或不爆炸。又因为线路故障点不可预测且都存在可能性，若要做到线路电缆防爆须将所有需要防爆的线路的电缆都更换成防爆电缆，其成本巨大。并且做到线路防爆并不能够使该条线路上的其他用电设备不发生不可逆损伤，因此，当高频故障电流冲击该条线路时仅仅做到线路防爆只能挽救部分线路损失却不能够减少相关设备的损失。

综上所述，研制一种可以从根本上解决线路防爆问题的装置，即能够消除高频大电流的装置已刻不容缓。

发明内容

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种可用于电缆防爆的能量转移保护电路包括一个电感线圈和一个电容间隙；所述电感线圈与所述电容间隙并联，由所述电感线圈与所述电容间隙并联，二端引出两个接线端点，所述端点与所需防爆的线路或设备串联形成保护电路，在设备或线路故障产生高频大电流时将其高频能量在电容间隙处消纳。

当线路处于正常工作状态时，串联在线路中的保护电路的电容间隙不工作，所述电感线圈由于感抗较小在电网线路中等效于导线或小电阻，即保护电路在线路正常工作时其作用可视为导线；当线路中发生对地短路等故障产生高频大电流时，在高频电流通过串联在所需防爆的线路或设备中的保护电路时，其高频电流将在所述电感线圈两端形成极大的感应电动势当感应电动势大于电容间隙的击穿电压时电容间隙被击穿，导致高频电流在保护电路的所述电感线圈和所述电容间隙之间形成了感应电流回路，其电流大小与高频电流的大小相等，通过所述电感线圈的电流即为所述高频电流，通过所述电容间隙的电流的方向与高频电流方向相反，是感应电动势将电容间隙击穿所产生的电流。在电容间隙被击穿时，其高频电流在线路中所产生的能量从间隙之间被释放。

根据以上分析可知，如果需要串联在线路中的保护电路对所需消纳的高频电流起作用需要保证所述的电感线圈的电感量L需满足所需消纳的高频大电流施加在电感线圈上的最大电流变化率所产生的感应电动势大于电容间隙的击穿电压以此保证所述电容间隙被击穿。

所述的电感线圈的电感量L可根据所需消纳的不同频率的电流自由调整，用以对应消纳不同故障所产生的不同频率的电流，也可消纳线路中所产生的不同阶次的高次谐波。

在同一条线路中，所述保护电路可以为若干个，且若干个保护电路串联后接入所述线路用以消除多种故障频率电流或高次谐波对线路的影响。

所述保护电路的端点需串联接入电源输出端和离电源最近的易故障点接入前端之间的线路电缆，优选为接入电源侧，即电源输出端。

本发明的有益效果：

(1)所述保护电路消纳高频电流的方式相当于起到屏蔽器、滤波器的作用，却比这些方式都直接有效，彻底解决了高频电流在线路中的问题；