输电线路的附属设备

liwenxue1000 2017-03-07

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一、耦合电容器

1．耦合电容器作用

耦合电容器是用来在电力网中传递信号的电容器。主要用于工频高压及超高压交流输电线路中，实现载波、通信、测量、控制、保护及抽取电能等目的。

耦合电容的作用是使强电和弱电两个系统通过电容器耦合并隔离，提供高频信号通路，阻止工频电流进入弱电系统，保证人身安全。带有电压抽取装置的耦合电容器除以上作用外，还可抽取工频电压供保护及重合闸使用，起到电压互感器的作用。

2．耦合电容器的使用

耦合电容器是和结合滤波器、阻波器一起使用的。结合设备接在耦合电容器的低电压端和连接电力线载波机的高频电缆之间；或者在桥路情况下，直接或经过附加设备接往另一台结合设备。

结合设备经耦合电容器与电力线的一相或多相导线耦合。相地耦合、相相耦合是最普遍的耦合方式。

（1）既能使高压强电与高频设备进一步隔离，并抑制其他频率信号的干扰，又能使高频通路的输入阻抗与高频电缆的输入阻抗相匹配，以利于高频信号的传输。

（2）通过结合滤波器还能使经过耦合电容器泄漏的高压工频电流可靠接地保障高频设备的安全。

3．退耦

退耦是指对电源采取进一步的滤波措施，去除两级间信号通过电源互相干扰的影响。耦合常数是指耦合电容值与第二级输入阻抗值乘积对应的时间常数。

（1）将电源中的高频纹波去除，将多级放大器的高频信号通过电源相互串扰的通路切断；

（2）大信号工作时，电路对电源需求加大，引起电源波动，通过退耦降低大信号时电源波动对输入级/高电压增益级的影响；

（3）形成悬浮地或是悬浮电源，在复杂的系统中完成各部分地线或是电源的协调匹有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。去耦电容的主要功能就是提供一个局部的直流电源给有源器件，以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地。

4．干扰的耦合方式

干扰源产生的干扰信号是通过一定的耦合通道对电控系统发生电磁干扰作用的。干扰的耦合方式无非是通过导线、空间、公共线等作用在电控系统上。

（1）直接耦合：这是干扰侵入最直接的方式，也是系统中存在最普遍的一种方式。如干扰信号通过导线直接侵入系统而造成对系统的干扰。对这种耦合方式，可采用滤波去耦的方法有效地抑制电磁干扰信号的传入。

（2）公共阻抗耦合：这也是常见的一种耦合方式。常发生在两个电路的电流有共同通路的情况。公共阻抗耦合有公共地和电源阻抗两种。防止这种耦合应使耦合阻抗趋近于零、使干扰源和被干扰对象间没有公共阻抗。

（3）电容耦合：又称电场耦合或静电耦合，是由于分布电容的存在而产生的一种耦合方式。

（4）电磁感应耦合：又称磁场耦合。是由于内部或外部空间电磁场感应的一种耦合方式，防止这种耦合的常用方法是对容易受干扰的器件或电路加以屏蔽。

（5）辐射耦合：电磁场的辐射也会造成干扰耦合，是一种无规则的干扰。这种干扰很容易通过电源线传到系统中去。另当信号传输线较长时，它们能辐射干扰波和接收干扰波，称为大线效应。

（6）漏电耦合：所谓漏电耦合就是电阻性耦合。这种干扰常在绝缘降低时发生。

二、结合滤波器

结合滤波器接在耦合电容器的低电压端和连接电力线载波机的高频电缆之间；或者在桥路情况下，直接或经过附加设备接往另一台结合滤波器。结合滤波器经耦合电容器与电力线的一相或多相导线耦合。相地耦合、相相耦合是最普遍的耦合方式。

1．结合滤波器组成

（1）接地刀闸：满足维修和其他的需要，将结合设备的初级端子直接有效的接地，保证设备和人身安全。

（2）避雷器：限制来自电力线的瞬时过电压。（3)排流线圈：将来自耦合电容器的工频电流接地。

（4）调谐元件（包括匹配变量器）：与耦合电容器一起组成高通、带通滤波器或其他网络，以提高载波信号的传输效率。

2．结合滤波器结构

（1）机械结构：结合滤波器中排流线圈、调谐元件（包括匹配变量器）这两个部分装在一个壳体内，接地刀闸在壳体外。结合滤波器在正常使用条件下，应能经受日光、雨、雾、雹、雪和结冰的环境。

（2）电路型式：高通、带通滤波器或其他网络。

（3）结合滤波器可按设计序号、耦合电容器电容量、标称功率来划分。

3．结合滤波器型号

结合滤波器的型号，由表征结合设备结构特征的汉语拼音字母和表征结合设备适用范围的数字组成，一般包括三部分，用连字符号分开。通常第1部分代表结合设备的种类及设计型式，第2部分代表标称功率，第3部分代表耦合电容器电容量。

4．结合滤波器作用

（1）结合滤波器的上端头通过耦合电容器与高压输电线路相连，下端头与高频电缆相连而组成一个带通滤波器。既能使高压强电与高频设备进一步隔离，并抑制其他频率信号的干扰，又能使高频通路的输入阻抗与高频电缆的输入阻抗相匹配，以利于高频信号的传输。

（2）通过结合滤波器还能使经过耦合电容器泄漏的高压工频电流可靠接地保障高频设备的安全。

三、阻波器

阻波器是电力线载波通信系统及高频保护的关键设备，它阻止高频电流向其他分支泄漏，起减少高频能量损耗，达到高频通道稳定的作用。阻波器是被串联在高压输电线上，为传输遥测、遥控、继电保护信号、电话、电传等信号提供载波通道，在高频保护中，当线路故障时切除故障。

1．阻波器组成

阻波器一般由主线圈，调谐装置和保护装置三部分

（1）主线圈。强流线圈是线路阻波器的最主要元件，它决定了阻波器的基本性能。主要作用是通过强大的工频电流并作为主电感使用。它直接影响线路阻波器的特性，决定它的阻塞能力。其额定电感量一般为0．1～2．0mH，额定持续电流应大于所串联电路最大上作电流。

（2）调谐装置。该装置主要由电容器、电感、电阻构成，它与主线圈构成谐振回路，对高频信号起阻塞作用。调谐元件是构成线路阻波器的辅助元件，主要作用是用来进行回路调谐，和主电感强流线圈配合，得到所需要的阻抗曲线。线路阻波器调谐方式主要有单频、双频、宽带和无调谐几种。

1）单频阻波器：它是由强流线圈LN和一只调谐电容C组成的并联谐振回路。它仅适用于阻塞一个频段(窄带)，可用于高频保护或远动的通道。

2）双频阻波器：在电力线载波通信中，有收发两个频带。为此，线路阻波器需调成双频带阻塞特性的。它是在单频阻波器基础上附加一谐振回路和调谐电容。单额、双额阻波器价格低、体积小，阻塞阻抗高。但阻塞频带窄，阻抗曲线尖锐，易受电力线路分布参数的影响，造成谐振点漂移。

3）宽带阻波器：随着电力事业的发展，要求在电力线同一相上并联多台载波机的情况越来越多；同时，载波通信分区组阿也成为必然。这样，就必须加宽线路阻波器的带宽，于是，就出现了宽带阻波器。宽带阻波器有带通滤波器式(定K型)和高通滤波器式两种。宽带阻波器阻塞频带宽，阻抗平衡，故在高频通道比较拥挤的电网得到了广泛的应用。

4）无调谐阻波器：以上几种阻波器都是有调谐元件的，依靠调谐元件和电感线圈组成的谐振回路，使阻波器呈现一定的阻塞频带。但这些阻波器的调谐电容往往被雷击过电压或系统操作过电压损坏，因此，人们转向无调谐元件阻波器的研制。

（3）保护装置。电力线路上的断路器操作、短路、断线等故障及雷击均会引起前沿陡峭的过电压波，并作用到阻波器上，可能会引起强流线圈的匝间电弧闪络、调谐电容器的击穿等故障。保护元件主要用于保护线路阻波器不受瞬时过电压的损坏；此外，对于330kV及以上系统使用的线路阻波器一般还配有防晕棒或电晕环。

2．阻波器的基本要求

（1）对高频信号来说，介入衰耗要小。国际电工委员会推荐标准为介入衰耗不大于2．6dB。

（2）能承受电力线的最大工频电流，且有较小的工频损耗。电力线路主要是传送电力电流的，故串入的阻波器应对50Hz呈现很小的阻抗，以减少能耗，并保证在电力线路故障时，能承受最大故障电流。

此外，线路阻波器在材料的选择、结构等方面应采取措施，以保证在恶劣的环境下能够正常运行。

3．阻波器型号

阻波器的型号如图7-9所示。