[发明专利]机场助航灯恒流调光系统灯丝开路保护器

说明书

技术领域

本发明涉及用于一般电光源的电路装置，尤其涉及机场助航照明电气设备的电气保护装置，具体地说，是一种机场助航灯恒流调光系统灯丝开路保护器。

背景技术

机场助航灯光系统是确保飞机在夜间或能见度较低情况下正常起降的必要目视助航设施，与飞机起降和滑行的安全运行紧密相关，因此助航灯光系统的稳定性、可靠性、应急性就显得尤为重要。

现代助航调光系统普遍采用卤钨灯串联、由恒流调光器供电方式。它的基本构成如图21所示。

恒流调光系统，主要由低压配电设备(变压器和低压配电柜)、备用电源(柴油/汽油发电机)、恒流调光器(包括带电流负反馈的降压式电压调整器和升压变压器)、灯光回路电缆、隔离变压器以及卤钨灯泡等组成，其中分布在飞行区的灯泡通过隔离变压器由回路电缆串联起来接在恒流调光器输出回路中。每一个灯泡都要配一个隔离变压器，隔离变压器已成为恒流调光系统中不可缺少的重要设备之一。

在当前工况下，隔离变压器已成为恒流调光系统中的易损件之一，当发现异常时，灯光站值班人员必须在停航后立即更换。

导致其损坏的根本原因不难分析。从调光系统结构图中可以看出，隔离变压器的初级电流是恒流源，也就是说次级回路不应该开路运行。可一旦开路，必须要等到停航后才能维修，隔离变压器不得不开路运行几个甚至十几个小时。在隔离变压器次级回路开路运行期间，次级回路电流为“零”，初级回路电流(恒流调光器输出电流)全部用于隔离变压器激磁，使其处于严重过饱和状态，发热量急剧上升，加之隔离变压器是密封在防水、耐酸、碱、油的橡胶类实体腔内，热量无法散失到空气中，内部温升比正常工作时异常增高，使绝缘性能下降，有时甚至胀破橡胶类外壳；在每个工频半波内铁芯磁饱和瞬间，开路的次级回路侧会感应出异常的瞬时高压(电压有效值并不太高)。这两种现象对隔离变压器极具破坏作用，使其寿命严重缩短(有的只是正常寿命的10％～20％)，而且灯光回路大部分接地故障都是由此产生的。

隔离变压器次级回路开路运行的危害性不仅仅是导致隔离变压器寿命严重缩短，而且由于隔离变压器在每个工频周期内两次饱和，成为典型的非线性负载，即使正弦波供电也会产生严重的谐波电流(更何况可控硅恒流调光器本来就含有大量的高次谐波)，导致电网电能质量下降，电源侧功率因数降低，电能损耗增大，降低了设备的使用效率，也对电网造成了污染。同时，由于趋肤效应和介质损耗随频率的增加而增加，在灯光回路电缆、恒流调光器内主电路上的电子元件、升压变压器、及工作中的备用发电设备中，谐波电流会产生额外的电阻损耗、介质损耗和温升，加快了灯光系统中电缆、其它次级没开路的隔离变压器、升压变压器、恒流调光器的老化速度，对灯光系统周围的通讯等设备产生干扰，降低了机场系统运行的可靠性。

隔离变压器次级回路的负载是卤钨灯。而灯泡的寿命是极其有限的，加上在某些情况下电源电压波动或调光器故障引起的瞬时大电流冲击，灯丝烧断是不定时、不定期、不可预测地随时发生，也就是说，隔离变压器次级回路发生开路运行的工况是不可避免的。

隔离变压器次级回路开路运行带来的损失不仅仅是更换隔离变压器本身的成本和隔离变压器更换产生的系统维护人工成本，还包括灯光系统中其它设备寿命的缩短，运行维护或值班人员为故障查找、排除以及定期做绝缘检测等所耗费的人力损失。多处同时发生接地的可能性是存在的(曾经发生过)。一旦这种情况发生，将导致机场临时被迫关闭事故，还可能造成更大的损失。因此，在隔离变压器次级和卤钨灯之间加装一个灯丝开路(灯丝烧断)保护器是必要的。

加装一个灯丝开路(灯丝烧断)保护器，旨在彻底根除隔离变压器次级回路开路运行而造成危害的可能性，降低助航灯恒流调光系统运行维护的成本，减轻灯光站工作人员的劳动强度，提高工效，增强助航灯光系统的运行可靠性和飞机起降的安全性。由于设计方案的近乎完美，不会因为该保护器的接入而增加故障点。该无源设备功耗极低，不会影响灯光系统的正常运行和卤钨灯的发光强度。

发明内容

本发明的目的是提供一种机场助航灯恒流调光系统灯丝开路(灯丝烧断)保护器，旨在彻底根除隔离变压器次级回路开路运行而造成危害的可能性，降低助航灯恒流调光系统运行维护的成本，减轻灯光站工作人员的劳动强度，提高工效，增强助航灯光系统的运行可靠性和飞机起降的安全性。

本发明的技术解决方案是这样实现的：