摘要：本文介紹了DH-3型重合閘繼電器氖燈存在問題及其原因分析和改進(jìn)方法。
　　關(guān)鍵詞：氖燈，發(fā)光二極管，重合閘
　　1概述
　　重合閘繼電器是用于輸電線路上，實現(xiàn)三相一次重合閘的主要元件，在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。而DH-3型重合閘繼電器是重合閘裝置中的主要元件。重合閘繼電器性能的好壞直接影響到重合閘裝置的性能和可靠性。
　　目前國內(nèi)采用的DH-3型重合閘繼電器是DH-2A型重合閘繼電器的換代產(chǎn)品，已在電力系統(tǒng)中有運(yùn)行20多年的歷史了。具有原理簡單、運(yùn)行可靠、調(diào)試方便、抗干擾能力強(qiáng)等特點，很受用戶的歡迎。但在多年的運(yùn)行中也發(fā)現(xiàn)了一些缺點，如：信號監(jiān)視燈壽命短（約一年左右就要損壞）、在較潮濕的地區(qū)個別繼電器有電容充電充不足而不能使出口中間動作、氖燈不燃亮、調(diào)試?yán)щy及黃眼圈現(xiàn)象等問題。針對上述缺點，我公司對DH-3型重合閘繼電器進(jìn)行了改進(jìn)，解決了上述缺點。改進(jìn)的型號為DH-3A。改進(jìn)后的內(nèi)部端子、結(jié)構(gòu)與DH-3完全相同，可直接互換。
　　2DH-3型繼電器存在的問題及原因分析
　　2.1DH-3型監(jiān)視燈使用壽命較短
　　DH-3采用的監(jiān)視燈型號為NHO-4B（220V用）、NHO-4C（110V用），NHO-4B、4C氖燈技術(shù)條件中規(guī)定的使用平均燃亮壽命為1萬小時。而DH-3的監(jiān)視燈每天24小時燃亮，所以每只氖燈的壽命平均（1萬小時/24小時）約為416.6天（即約1年零2個月左右）。由此可知，DH-3監(jiān)視燈壽命短的原因為所用的氖燈壽命短。而1萬小時又是氖燈壽命中較長的，因而采用氖燈已無法改變上述缺點。
　　2.2氖燈燃亮調(diào)試?yán)щy
　　氖燈燃亮的充分條件為Ud＞ULmax，Ud為工作電壓，ULmax為最大極限起輝電壓。DH-3型重合閘繼電器氖燈的工作電壓見表1。氖燈的使用要求見表2。氖燈的使用應(yīng)按表2中規(guī)定的數(shù)據(jù)工作，否則會影響壽命或降低亮度。
　　從表中的數(shù)據(jù)中可以看出：在額定電壓時，Ud＞ULmax（DC），氖燈可以正常燃亮，但在75%額定電壓時，Ud＜ULmax（DC），且Ud＜UBmax（DC）在此條件時氖燈燃亮困難，由此在大量合格氖燈中只有少數(shù)氖燈可能燃亮，氖燈的互換性變差，造成調(diào)試?yán)щy，增大了繼電器的成本。對于220V規(guī)格的DH-3重合閘繼電器目前以致改用NHO-4C，此時Ud＞＞ULmax（DC），雖能正常工作，也解決了上術(shù)這氖燈起輝難的問題，但由于Ud較ULmax（DC）大得很多，但相應(yīng)的也減少了使用壽命。而對110V規(guī)格存在的類似問題卻無法解決。由此可見，造成調(diào)試?yán)щy的主要原因為重合閘繼電器的工作電壓低于氖燈起輝電壓，如果不更換氖燈規(guī)格或采用其它發(fā)光器件是無法解決上述問題的。
　　表1
　　工作電壓要求 工作電壓值（V）
　　額定直流工作電壓（V） 220 110
　　75%額定直流電壓時，工作電壓（V） 165 82.5
　　表2
　　氖燈型號
　　技術(shù)要求 NHO-4B NHO-4C
　　交流初始起輝電壓最大值（V）UBmax（AC） 130 60
　　交流極限起輝電壓最大值（V）ULmax（AC） 156 72
　　直流初始起輝電壓最大值（V）UBmax（DC） 182 84
　　直流極限起輝電壓最大值（V）ULmax（DC） 218 100.8
　　工作電流（參考值）（mA） 0.5 0.7
　　2.3在濕熱條件時電容充電電壓不足問題
　　DH-3型重合閘繼電器充、放電電路圖見圖1。由圖1可知Uc電壓與R1和Rxd+R3+R2+Rzj的分壓有關(guān)。當(dāng)C充電穩(wěn)定后，因：
　　整理可得：
　　……（1）
　　（1）式中Un、R1、R2、R3、Rzj均為固定值，其中：Un為額定電壓，R1為充電電阻，R2為放電電阻，R3為氖燈限流電阻，Rzj為中間元件線圈電阻，Rxd為氖燈的動態(tài)電阻。由（1）式可以看出，當(dāng)Rxd增加時，方括號內(nèi)值減小，相應(yīng)的等式左邊Uc也相應(yīng)增加以保證Un/Uc減小，由此可知，當(dāng)Rxd增加時，Uc增加，當(dāng)Rxd減小時，Uc也減小。
　　3解決方案
　　由上述的原因分析可知，造成上述多方面問題主要是因為重合閘繼電器的動作監(jiān)視燈采用氖燈引起的，如果將氖燈改用發(fā)光二極管即可解決上述系列問題。
　　由于氖燈具有高電壓起輝、低電流維持工作的特點，使信號燈具有能夠監(jiān)視電源電壓較低、控制觸點接觸不良及電容漏電等故障狀態(tài)，同時也可作為重合閘繼電器的動作信號指示，起到多功能監(jiān)視作用，即當(dāng)信號燈正常工作時，信號燈燃亮，表示重合閘繼電器正常工作，處于準(zhǔn)備動作狀態(tài)，當(dāng)信號燈不亮?xí)r，表示重合閘繼電器動作或重合閘線路有故障。
　　如果在電路中直接串入發(fā)光二極管，由于發(fā)光二極管導(dǎo)通電壓低，不能正常監(jiān)視工作電壓較低，控制觸點接觸不良及電容漏電的情況，又因為內(nèi)阻很小，由于電阻的分壓，可能便電容充不到使中間元件動作的電壓，如果保證了能使電容充足電壓，又可能因電流太小使發(fā)光二極管的發(fā)光亮度很小，與不亮?xí)r難以區(qū)分。由此可見，在回路中直接串入發(fā)光二極管是行不通的，必須在電路中增加輔助電路，并對信號回參數(shù)進(jìn)行重新匹配以滿足要求。改進(jìn)前的信號回路見圖2，改后的信號回路見圖3。
　　圖3中通過增加R3保證了電容的足夠分壓，使電容能夠充足電壓，通過調(diào)整R5可改變A門坎用以監(jiān)視電容上充電電壓的高低，相應(yīng)的也監(jiān)視了電源電壓是否過低及控制觸點接觸是否可靠等，這樣就滿足了信號監(jiān)視回路的要求。
　　圖1
　　圖3
　　圖2
　　4結(jié)論
　　繼電器只對信號回路作了相應(yīng)修改，繼電器原有的性能、特點仍然保持不變，對性能指標(biāo)無任何影響。但信號回路原氖燈改用固定電阻，使電容的充電電壓提高，由此提高了繼電器的動作可靠性，且信號監(jiān)視回路采用了運(yùn)算放大器，又使調(diào)試更為方便，信號燈又改為發(fā)光二極管，大大提高了信號燈的使用壽命，由此提高了繼電器的可靠性。經(jīng)型式實驗驗證，DH-3A的技術(shù)性能完全符合相應(yīng)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。
　　綜上所述，此產(chǎn)品的改進(jìn)，雖然性能指標(biāo)沒有提高，但產(chǎn)品運(yùn)行可靠性卻大大提高了。對提高產(chǎn)品在市場上的競爭力和保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要意義。
　　5結(jié)束語
　　DH-3型重合閘繼電器的改進(jìn)，提高了繼電器的可靠性。目前已有很多用戶選用，并受到歡迎。希望今后繼續(xù)不斷完善和發(fā)展，以便更好地為電力系統(tǒng)服務(wù)