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方法。
　　關鍵詞：氖燈，發光二極管，重合閘
　　1概述
　　重合閘繼電器是用于輸電線路上，實現三相一次重合閘的主要元件，在電力系統中得到廣泛應用。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品，已在電力系統中有運行20多年的歷史了。具有原理簡單、運行可靠、調試方便、抗干擾能力強等特點，很受用戶的歡迎。但在多年的運行中也發現了一些缺點，如：信號監視燈壽命短（約一年左右就要損壞）、在較潮濕的地區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、調試困難及黃眼圈現象等問題。針對上述缺點，我公司對DH-3型重合閘繼電器進行了改進，解決了上述缺點。改進的型號為DH-3A。改進后的內部端子、結構與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型監視燈使用壽命較短
　　DH-3采用的監視燈型號為NHO-4B（220V用）、NHO-4C（110V用），NHO-4B、4C氖燈技術條件中規定的使用平均燃亮壽命為1萬小時。而DH-3的監視燈每天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氖燈燃亮調試困難
　　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。氖燈的使用應按表2中規定的數據工作，否則會影響壽命或降低亮度。
　　從表中的數據中可以看出：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氖燈可能燃亮，氖燈的互換性變差，造成調試困難，增大了繼電器的成本。對于220V規格的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，也解決了上術這氖燈起輝難的問題，但由于Ud較ULmax（DC）大得很多，但相應的也減少了使用壽命。而對110V規格存在的類似問題卻無法解決。由此可見，造成調試困難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，如果不更換氖燈規格或采用其它發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。當C充電穩定后，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為氖燈的動態電阻。由（1）式可以看出，當Rxd增加時，方括號內值減小，相應的等式左邊Uc也相應增加以保證Un/Uc減小，由此可知，當Rxd增加時，Uc增加，當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視燈采用氖燈引起的，如果將氖燈改用發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，同時也可作為重合閘繼電器的動作信號指示，起到多功能監視作用，即當信號燈正常工作時，信號燈燃亮，表示重合閘繼電器正常工作，處于準備動作狀態，當信號燈不亮時，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光二極管，由于發光二極管導通電壓低，不能正常監視工作電壓較低，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光二極管的發光亮度很小，與不亮時難以區分。由此可見，在回路中直接串入發光二極管是行不通的，必須在電路中增加輔助電路，并對信號回參數進行重新匹配以滿足要求。改進前的信號回路見圖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，通過調整R5可改變A門坎用以監視電容上充電電壓的高低，相應的也監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視回路的要求。
　　圖1
　　圖3
　　圖2
　　4結論
　　繼電器只對信號回路作了相應修改，繼電器原有的性能、特點仍然保持不變，對性能指標無任何影響。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，且信號監視回路采用了運算放大器，又使調試更為方便，信號燈又改為發光二極管，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。經型式實驗驗證，DH-3A的技術性能完全符合相應的企業標準要求。
　　綜上所述，此產品的改進，雖然性能指標沒有提高，但產品運行可靠性卻大大提高了。對提高產品在市場上的競爭力和保障電力系統的安全穩定運行具有十分重要意義。
　　5結束語
　　DH-3型重合閘繼電器的改進，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。希望今后繼續不斷完善和發展，以便更好地為電力系統服務