CN101656131A - 强拉力防爆避雷绝缘子和防爆避雷器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力设备中的具有强拉力和防爆避雷功能的绝缘子和具有防爆避雷功能的避雷器。强拉力防爆避雷绝缘子，包括由单元组合串联有效大平面放电间隙阀组的大电流均匀分布均压放电的防爆避雷装置主体、腔体开口内圆周设有卧入槽平台的球头铁帽、设有槽型箍和中空圆盘平台底座的脚杆联体、和用于防拉伸脱节的拉力加强组合体；本发明的防爆避雷器，包括由单元组合串联有效大平面放电间隙阀组的大电流均匀分布均压放电的防爆避雷装置主体和固定组合架体；有益效果为：能承受大电冲击、残压低、电能损耗低、能抵御电力冰凌灾难、安全可靠。

Description

强拉力防爆避雷绝缘子和防爆避雷器

技术领域

本发明涉及电力设备中的具有强拉力和防爆避雷功能的绝缘子和具有防爆避雷功能的避雷器。

背景技术

1.2008年春节前夕，我国中部和南部地区发生的电力系统大面积冰凌灾难性事故，究其主要原因是由于输电线路的避雷线不通电流，处于冰冻状态，冷空气形成的粥样水滴落到避雷线上迅速形成冰锥，一定长度的冰锥导致其下部的相导线闪络接地而停电。相导线停电后迅速冷却至冰冻温度，粥样水滴落到直径更大的相导线上迅速结成冰凌，继而形成圆筒形冰体导线。再加避雷线上的冰体继续累计增加，超负载的冰体重量将杆塔的塔尖折断，其杆塔所承受的总负载超过极限时，造成杆塔折断或倒伏。

2.电力避雷线与其下部的多根相导线的排列以及所产生的动电势的电磁感应，相当于空气介质变压器的初级和次级回路，避雷器接地时，避雷线上的感应电流通过大地形成回路而造成巨大的电能耗损。据原苏联(贝荷夫斯基和卡费耶娃等)所测算的古比雪夫水电站至莫斯科的750KV输电线路上的避雷线，每年按该线路实际运行4000小时(约半年)计算，其避雷线的电能损耗在4000多万度。我国现有设置避雷线的输电线路在百万公里以上，假设统计其总电能损耗，那将是一个惊人的数字。

3.1970年由日本松下公司率先研制成功的非线性氧化锌电阻，目前世界盛行的由氧化锌电阻罗列叠加又密封成型的避雷器之所以在我国处于垄断地位，是由于该电阻的分子结构同时呈现高电阻性份量，较大寄生电容性份量和寄生电感性份量，而具有非线性保护特性好，能量吸收能力大，稳定性较好等优点。但同时也存在着难以克服的弊端，即：通过大电流时会产生较高的残压；又在持续运行的工频电压下产生大小不等的工频阻性份量的泄漏电流，造成有功功率的电能损耗。而且容易产生“蚁穴溃堤”效应，发生“热崩溃”而造成爆炸事故的发生。

首先这种避雷器在通过大电流时会产生较高残压，为保护线缆设备的安全，就必须满足被保护线缆设备的绝缘与避雷器所产生的残压之间的绝缘配合比值(或称安全系数)的要求。避雷器所产生残压愈高，则对被保护线缆设备自身的绝缘强度的要求也愈高(否则被保护线缆设备就很容易遭到破坏)这就增大了被保护线缆设备的造价及其复杂性和难度。再者，由于氧化锌电阻在持续运行的工频电压下所流向大地的大小不等的工频阻性分量泄漏电流所造成的有功功率电能损耗。每台避雷器或保安器就相当于大小不等的全年日夜长明灯的电能损耗，又将是一个惊人的数字。不但如此，由于其阻性份量泄漏电流造成的有功功率电能损耗是在其非线性特性与外界环境的温度，日光照射强度及其所施加电压的高低等外在因素成反比例的恶性循环，其有功功率的电能损耗会持续增大。而且由此又很容易加速“蚁穴溃堤”效应而发生“热崩溃”。再加之这种避雷器、保安器的氧化锌电阻的罗列叠加和封装又十分严密。其内部不存在给热胀气压提供对流、环流，循环散热和释放的通道和条件，由此，特别在炎热的夏天，强日光的照射下，更加剧了其特性向临界状态的反向比例的恶性循环。在此状态下，若遇雷击、甩负荷，单相接地，自动重合闸动作等自然事故或操作过电压的恶性工况出现时，极易引发爆炸事故而又连锁引发大面积的停电事故。

发明内容

为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种能承受大电流冲击、残压低、电能损耗低、能抵御电力冰凌灾难、安全可靠的强拉力防爆避雷绝缘子和防爆避雷器。

本发明是通过以下措施实现的：

本发明的强拉力防爆避雷绝缘子，包括由单元组合串联有效大平面放电间隙阀组的大电流均匀分布均压放电的防爆避雷装置主体、腔体开口内圆周设有卧入槽平台的球头铁帽、设有槽型箍和中空圆盘平台底座的脚杆联体、和用于防拉伸脱节的拉力加强组合体；

防爆避雷装置主体包括由至少一组有效放电大平面多孔通气多切口定位放电间隙阀片夹持多切口定位中空绝缘垫圈构成的有效大平面放电多孔通气多切口定位放电间隙阀组、至少一组周边镶嵌粘接了多切口定位多孔通气中空绝缘定位遮弧圆盘的中空通气氧化锌电阻、中下两层相互错位多切口和断口圆锥形弹力压接导电阀、组合紧固绝缘条和套在组合紧固绝缘条外的绝缘阻燃套袋，所述多切口定位中空绝缘垫圈为两层且中间夹有多切口定位多孔通气圆盘式双面放电间隙阀板；

脚杆联体的中空圆盘平台底座的轴向中空部分内设有下部的锥形单向密封胶塞盖和上部的通过弹簧与锥形单向密封胶塞盖相连接的单向密封排气阀装置，脚杆联体的槽型箍设在脚杆联体圆盘底座下面的外圆周；

用于防拉伸脱节的拉力加强组合体包括外圆周镶塞在球头铁帽的腔体开口内圆周所设的卧入槽内，内圆周镶塞在脚杆联体的槽型箍的凹槽内的扇形瓣状内外镶塞组合式加强拉力绝缘圆盘、固定在绝缘阻燃套袋外的拉力加强绝缘条和设置在拉力加强绝缘条外的聚酯拉力加强圆环；

防爆避雷装置主体设置在球头铁帽的腔体内，防爆避雷装置主体的中下两层相互错位多切口和断口圆锥形弹力压接导电阀顶部通过组合紧固导电螺栓与球头铁帽连接，防爆避雷装置主体下端设置在置于球头铁帽腔体开口处的脚杆联体的中空圆盘平台底座上面。

本发明的强拉力防爆避雷绝缘子，所述防爆避雷装置主体中有效放电大平面多孔通气多切口定位放电间隙阀片的有效放电大平面的平面面积占其阀片总面积的比例为15％～25％。

本发明的强拉力防爆避雷绝缘子，所述防爆避雷装置主体中多切口定位多孔通气圆盘式双面放电间隙阀板的表面平整精度误差为-1％～+1％毫米。

本发明的强拉力防爆避雷绝缘子，所述防爆避雷装置主体中有效放电大平面多孔通气多切口定位放电间隙阀片上的有效放电大平面的周边和多切口定位多孔通气中空绝缘定位遮弧圆盘周边设置有至少两个通气孔和至少两个定位切口。

本发明的强拉力防爆避雷绝缘子，有效放电大平面多孔通气多切口定位放电间隙阀片和多切口定位多孔通气圆盘式双面放电间隙阀板的面积在225平方毫米至68000平方毫米，厚度在0.2毫米至3.8毫米，由一种不锈钢材料制成。

本发明的防爆避雷器，包括由单元组合串联有效大平面放电间隙阀组的大电流均匀分布均压放电的防爆避雷装置主体和固定组合架体；

本发明的防爆避雷器，防爆避雷装置主体包括由至少一组有效放电大平面多孔通气多切口定位放电间隙阀片夹持多切口定位中空绝缘垫圈构成的有效大平面放电多孔通气多切口定位放电间隙阀组、至少一组周边镶嵌粘接了多切口定位多孔通气中空绝缘定位遮弧圆盘的中空通气氧化锌电阻、中下两层相互错位多切口和断口圆锥形弹力压接导电阀、组合紧固绝缘条和套在组合紧固绝缘条外的绝缘阻燃套袋，所述多切口定位中空绝缘垫圈为两层且中间夹有多切口定位多孔通气圆盘式双面放电间隙阀板；固定组合架体包括螺栓或螺孔出线圆盘周边多爪定位组合紧固顶盖和螺栓出线中心通孔周边多爪定位组合紧固圆盘底座，所述螺栓或螺孔出线圆盘周边多爪定位组合紧固顶盖与螺栓出线中心通孔周边多爪定位组合紧固圆盘底座之间设置所述防爆避雷装置主体。

本发明的防爆避雷器，所述防爆避雷装置主体中有效放电大平面多孔通气多切口定位放电间隙阀片的有效放电大平面的平面面积占其阀片总面积的比例为15％～25％。

本发明的防爆避雷器，所述防爆避雷装置主体中多切口定位多孔通气圆盘式双面放电间隙阀板的表面平整精度误差为-1％～+1％毫米。

本发明的防爆避雷器，所述防爆避雷装置主体中有效放电大平面多孔通气多切口定位放电间隙阀片上的有效放电大平面的周边和多切口定位多孔通气中空绝缘定位遮弧圆盘周边设置有至少两个通气孔和至少两个定位切口。

本发明的防爆避雷器，有效放电大平面多孔通气多切口定位放电间隙阀片和多切口定位多孔通气圆盘式双面放电间隙阀板的面积在225平方毫米至68000平方毫米，厚度在0.2毫米至3.8毫米，由一种不锈钢材料制成。

本发明的防爆避雷器，所述固定组合架体设有用于设置在两个防爆避雷装置主体之间用于单元串接组合的中心通孔上下周边多爪定位串接组合紧固圆盘。

本发明的有益效果是：1.根据不同输电线路所设置的不同避雷线所需要的不同拉力，以及不同的融冰方式所需要的不同电压等级和通流容量的技术性能要求，制造出所需要的，将避雷线绝缘后，既可以实施融冰以防止冰凌灾害又可以防止雷电事故灾害。

2.根据不同输电线路所设置的不同避雷线上的电磁感应动电势和所需要的耐受雷击大电流冲击值，以及继电保护所需要的整定电阻值等技术要求，制造出的，将电力避雷线绝缘后，既能保证其避雷功能和效果，又能有效的降低避雷线的电能损耗。

3根据高低压不同线缆设备及弱电和民用电气装置的绝缘保护所需要的不同技术性等要求，制造出不同技术性能要求的避雷器和绝缘子内部设置了给热胀气压对流、环流、循环散热和释放通道，从而耐受雷击大电流冲击值更高，通流容量更大，残压更低，保护功能更好，安全系数更大，并能有效降低电能损耗。

4.根据不同输配电线路的不同要求，制造出不同性能要求的强拉力防爆避雷绝缘子和防爆避雷器，可以起到避雷或防止和消除浪涌过大值造成事故的作用。

附图说明

图1为强拉力防爆避雷绝缘子的剖面结构示意图。

图2为防爆避雷器的剖面结构示意图。

图中：1组合紧固导电螺栓，2球头铁帽，3软铅垫，4上顶弧型圆盘周边多爪定位组合紧固顶盖，5中下两层相互错位多切口和断口圆锥形弹力压接导电阀，6组合紧固螺栓，7组合紧固绝缘条，8聚酯拉力加强圆环，9有效放电大平面多孔通气多切口定位放电间隙阀片，10多孔通气多切口定位盘形托垫，11多切口定位中空绝缘垫圈，12多切口定位多孔通气圆盘式双面放电间隙阀板，13多切口定位多孔通气圆托垫，14多切口定位多孔通气中空绝缘定位遮弧圆盘，15中空通气氧化锌电阻，16多切口定位中空辐射梅花状通气圆盘衬垫，17环氧树脂石英砂等混合配料充填密封粘接剂，18脚杆联体，19拉力加强绝缘条，20扇形瓣状内外镶塞组合式加强拉力绝缘圆盘，21单向密封排气阀装置，22锥形单向密封胶塞盖，23注塑或镶塞粘接硅胶绝缘伞裙，24螺栓或螺孔出线圆盘周边多爪定位组合紧固顶盖，25绝缘阻燃套袋，26中心通孔上下周边多爪定位串接组合紧固圆盘，27螺栓出线中心通孔周边多爪定位组合紧固圆盘底座，28注塑或套装粘接硅胶绝缘护套伞裙。

具体实施方式

如图1所示，强拉力防爆避雷绝缘子，包括球头铁帽2、避雷防爆装置主体、脚杆联体18，球头铁帽2为球窝或U型槽型开口向下的腔体，腔体的开口处的内圆周设置了卧入式槽型平台。避雷防爆装置主体包括由至少一组有效放电大平面多孔通气多切口定位放电间隙阀片9夹持多切口定位中空绝缘垫圈11构成的有效大平面放电多孔通气多切口定位放电间隙阀组、至少一组周边镶嵌粘接了多切口定位多孔通气中空绝缘定位遮弧圆盘14的中空通气氧化锌电阻15和球头铁帽2腔内顶部设置的中下两层相互错位多切口和断口圆锥形弹力压接导电阀5。多切口定位中空绝缘垫圈11为两层且中间夹有多切口定位多孔通气圆盘式双面放电间隙阀板12，多切口定位多孔通气中空绝缘定位遮弧圆盘14和中孔通气式氧化锌电阻15上下均设有多切口定位多孔通气圆托垫13。有效放电大平面多孔通气多切口定位放电间隙阀片9的有效放电大平面的平面面积占其阀片总面积的比例为15％～25％。多切口定位多孔通气圆盘式双面放电间隙阀板12的表面平整精度误差为-1％～+1％。有效放电大平面多孔通气多切口定位放电间隙阀片9和多切口定位多孔通气圆盘式双面放电间隙阀板12的面积在225平方毫米至68000平方毫米，厚度在0.2毫米至3.8毫米。多切口定位多孔通气中空绝缘定位遮弧圆盘14为厚度在0.5毫米至3.8毫米范围内的高强度绝缘板。中下两层相互错位多切口和断口圆锥形弹力压接导电阀5为上下两层的锥形并且表面上设有上下两层间相互错位的切口。中下两层相互错位多切口和断口圆锥形弹力压接导电阀5顶端与组合紧固导电螺栓1连接，并且连接处设有软铅垫3，中下两层相互错位多切口和断口圆锥形弹力压接导电阀5底端设有多孔通气多切口定位盘形托垫10。脚杆联体18设有底座，并且中部空腔内设有下端连接有单向密封排气阀装置21，弹簧下端连接有堵住空腔出口的锥形单向密封胶塞盖22。脚杆联体18的脚杆部分的外圆周设有向外凸出的槽型箍，采用设置两个分开的环形箍从而形成卡槽，在球头铁帽2的卧入式槽型平台上与槽型箍之间卡有扇形瓣状内外镶塞组合式加强拉力绝缘圆盘20，注塑或镶塞粘接硅胶绝缘伞裙23卡在脚杆联体18下方槽型箍的卡槽内。上顶弧型圆盘周边多爪定位组合紧固顶盖4与组合紧固绝缘条7通过组合紧固螺栓6固定，上顶弧型圆盘周边多爪定位组合紧固顶盖4、多孔通气多切口定位盘形托垫10、有效放电大平面多孔通气多切口定位放电间隙阀片9、多切口定位中空绝缘垫圈11、多切口定位多孔通气圆盘式双面放电间隙阀板12、多切口定位多孔通气圆托垫13、多切口定位多孔通气中空绝缘定位遮弧圆盘14和位于多切口定位多孔通气圆托垫13下方的多切口定位中空辐射梅花状通气圆盘衬垫16均设有上下对应的至少两个通气孔它们的外圆周均设有多切口定位卡槽，并与外侧的组合紧固绝缘条7相互卡接固定。另外在组合紧固绝缘条7的外侧还通过螺栓连接了拉力加强绝缘条19，拉力加强绝缘条外19套有聚酯拉力加强圆环8，增强了耐拉的强度。在组合紧固绝缘条7与拉力加强绝缘条外19之间、拉力加强绝缘条外19与球头铁帽2腔体内表面之间以及注塑或镶塞粘接硅胶绝缘伞裙23与扇形瓣状内外镶塞组合式加强拉力绝缘圆盘20之间填充有环氧树脂石英砂等混合配料充填密封粘接剂17。扇形瓣状内外镶塞组合式加强拉力绝缘圆盘20其板材厚度根据材质的抗断切力和所要求的负载拉力等技术参数在2毫米至18毫米之间。

如图2所示，防爆避雷器，包括由单元组合串联有效大平面放电间隙阀组的大电流均匀分布均压放电的防爆避雷装置主体和固定组合架体，所采用的防爆避雷装置主体结构与强拉力防爆避雷绝缘子中所采用的防爆避雷装置主体结构一致。固定组合架体包括螺栓或螺孔出线圆盘周边多爪定位组合紧固顶盖24和螺栓出线中心通孔周边多爪定位组合紧固圆盘底座27，所述螺栓或螺孔出线圆盘周边多爪定位组合紧固顶盖24与螺栓出线中心通孔周边多爪定位组合紧固圆盘底座27之间设置所述防爆避雷装置主体。如果要串接一组，需要加装设置在两个防爆避雷装置主体之间的中心通孔上下周边多爪定位串接组合紧固圆盘26。在防爆避雷装置主体的组合紧固绝缘条7外侧密封地覆盖着绝缘阻燃套袋25，整个防爆避雷器外套上注塑或套装粘接硅胶绝缘护套伞裙28。在绝缘阻燃套袋25和注塑或套装粘接硅胶绝缘护套伞裙28之间填充上环氧树脂石英砂等混合配料充填密封粘接剂17。

Claims (11)

1.一种强拉力防爆避雷绝缘子，其特征在于：包括由单元组合串联有效大平面放电间隙阀组的大电流均匀分布均压放电的防爆避雷装置主体、腔体开口内圆周设有卧入槽平台的球头铁帽(2)、设有槽型箍和中空圆盘平台底座的脚杆联体(18)、和用于防拉伸脱节的拉力加强组合体；

防爆避雷装置主体包括由至少一组有效放电大平面多孔通气多切口定位放电间隙阀片(9)夹持多切口定位中空绝缘垫圈(11)构成的有效大平面放电多孔通气多切口定位放电间隙阀组、至少一组周边镶嵌粘接了多切口定位多孔通气中空绝缘定位遮弧圆盘(14)的中空通气氧化锌电阻(15)、中下两层相互错位多切口和断口圆锥形弹力压接导电阀(5)、组合紧固绝缘条(7)和套在组合紧固绝缘条(7)外的绝缘阻燃套袋(25)，所述多切口定位中空绝缘垫圈(11)为两层且中间夹有多切口定位多孔通气圆盘式双面放电间隙阀板(12)；

脚杆联体(18)的中空圆盘平台底座的轴向中空部分内设有下部的锥形单向密封胶塞盖(22)和上部的通过弹簧与锥形单向密封胶塞盖(22)相连接的单向密封排气阀装置(21)，脚杆联体(18)的槽型箍设在脚杆联体(18)圆盘底座下面的外圆周；

用于防拉伸脱节的拉力加强组合体包括外圆周镶塞在球头铁帽(2)的腔体开口内圆周所设的卧入槽内，内圆周镶塞在脚杆联体(18)的槽型箍的凹槽内的扇形瓣状内外镶塞组合式加强拉力绝缘圆盘(20)、固定在绝缘阻燃套袋(25)外的拉力加强绝缘条(19)和设置在拉力加强绝缘条(19)外的聚酯拉力加强圆环(8)；

防爆避雷装置主体设置在球头铁帽(2)的腔体内，防爆避雷装置主体的中下两层相互错位多切口和断口圆锥形弹力压接导电阀(5)顶部通过组合紧固导电螺栓(1)与球头铁帽(2)连接，防爆避雷装置主体下端设置在置于球头铁帽(2)腔体开口处的脚杆联体(18)的中空圆盘平台底座上面。

2.根据权利要求1所述的强拉力防爆避雷绝缘子，其特征在于：所述防爆避雷装置主体中有效放电大平面多孔通气多切口定位放电间隙阀片(9)的有效放电大平面的平面面积占其阀片总面积的比例为15％～25％。

3.根据权利要求1所述的强拉力防爆避雷绝缘子，其特征在于：所述防爆避雷装置主体中多切口定位多孔通气圆盘式双面放电间隙阀板(12)的表面平整精度误差为-1％～+1％。

4.根据权利要求1所述的强拉力防爆避雷绝缘子，其特征在于：所述防爆避雷装置主体中有效放电大平面多孔通气多切口定位放电间隙阀片(9)上的有效放电大平面的周边和多切口定位多孔通气中空绝缘定位遮弧圆盘(14)周边设置有至少两个通气孔和至少两个定位切口。

5.根据权利要求1所述的强拉力防爆避雷绝缘子，其特征在于：有效放电大平面多孔通气多切口定位放电间隙阀片(9)和多切口定位多孔通气圆盘式双面放电间隙阀板(12)的面积在225平方毫米至68000平方毫米，厚度在0.2毫米至3.8毫米，由一种不锈钢材料制成。

6.一种防爆避雷器，其特征在于：包括由单元组合串联有效大平面放电间隙阀组的大电流均匀分布均压放电的防爆避雷装置主体和固定组合架体；

防爆避雷装置主体包括由至少一组有效放电大平面多孔通气多切口定位放电间隙阀片(9)夹持多切口定位中空绝缘垫圈(11)构成的有效大平面放电多孔通气多切口定位放电间隙阀组、至少一组周边镶嵌粘接了多切口定位多孔通气中空绝缘定位遮弧圆盘(14)的中空通气氧化锌电阻(15)、中下两层相互错位多切口和断口圆锥形弹力压接导电阀(5)、组合紧固绝缘条(7)和套在组合紧固绝缘条(7)外的绝缘阻燃套袋(25)，所述多切口定位中空绝缘垫圈(11)为两层且中间夹有多切口定位多孔通气圆盘式双面放电间隙阀板(12)；固定组合架体包括螺栓或螺孔出线圆盘周边多爪定位组合紧固顶盖(24)和螺栓出线中心通孔周边多爪定位组合紧固圆盘底座(27)，所述螺栓或螺孔出线圆盘周边多爪定位组合紧固顶盖(24)与螺栓出线中心通孔周边多爪定位组合紧固圆盘底座(27)之间设置所述防爆避雷装置主体。

7.根据权利要求6所述的防爆避雷器，其特征在于：所述防爆避雷装置主体中有效放电大平面多孔通气多切口定位放电间隙阀片(9)的有效放电大平面的平面面积占其阀片总面积的比例为15％～25％。

8.根据权利要求6所述的防爆避雷器，其特征在于：所述防爆避雷装置主体中多切口定位多孔通气圆盘式双面放电间隙阀板(12)的表面平整精度误差为-1％～+1％。

9.根据权利要求6所述的防爆避雷器，其特征在于：所述防爆避雷装置主体中有效放电大平面多孔通气多切口定位放电间隙阀片(9)上的有效放电大平面的周边和多切口定位多孔通气中空绝缘定位遮弧圆盘(14)周边设置有至少两个通气孔和至少两个定位切口。

10.根据权利要求6所述的防爆避雷器，其特征在于：有效放电大平面多孔通气多切口定位放电间隙阀片(9)和多切口定位多孔通气圆盘式双面放电间隙阀板(12)的面积在225平方毫米至68000平方毫米，厚度在0.2毫米至3.8毫米，由一种不锈钢材料制成。

11.根据权利要求6所述的防爆避雷器，其特征在于：所述固定组合架体设有用于设置在两个防爆避雷装置主体之间用于单元串接组合的中心通孔上下周边多爪定位串接组合紧固圆盘(26)。

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