CN102263376A - 气体灭弧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电力设备防雷装置，特别是一种用于各电压等级电力设备的气体灭弧装置。这种电力设备气体灭弧装置包括接地间隙，高压间隙，雷电信号检测器，信号传输回路，灭弧气丸外壳，灭弧气丸等部件。灭弧气丸和灭弧气丸外壳安装于高压间隙或者接地间隙附近。雷电信号检测器在雷电流经过后生成触发信号，通过信号传输回路和灭弧气丸的金属电极片把触发信号传递给灭弧气丸，由灭弧气丸产生足以吹灭电弧的气流。灭弧气丸的个数决定着气体灭弧装置的动作次数。本发明可快速熄灭电弧，提高重合闸成功率，有利于提高电力设备防雷可靠性。

Description

气体灭弧装置

技术领域

本发明设计一种输电线路防雷装置，特别是一种适用于各电压等级输电线路的气体灭弧装置。

背景技术

为了避免因直击雷或因感应雷而引起闪络导致输电线路绝缘损坏，目前电力生产部门一般采用加装防雷保护间隙或者各种避雷器来保护电力设备。随着“智能电网”概念的提出，输电线路可靠性研究日渐紧迫，线路防雷应受重视。

目前各种输电线路防雷手段有：

1架空避雷线

在空旷地区，同杆架设架空避雷线以对付配电架空绝缘导线线路感应过电压，这是一种投资大的传统方法。但是，由于配电线路设计的绝缘水平较低，雷击架空避雷线后非常容易造成反击闪络，仍然会引发工频续流熔断绝缘导线。故该方法目前较少采用。

2保护间隙

当电力设备遭受雷电过电压冲击时，保护间隙首先因过电压被击穿，将大量雷电流泄入大地，大幅降低电力设备过电压幅值，从而起到保护电力设备的作用，其不足之处在于：保护间隙没有灭弧能力，不能切断短路引起的工频续流，对于相间短路会引起断路器跳闸；对于无灭弧能力的间隙，电弧持续烧蚀间隙电极可导致间隙两电极间距离永久性变长，绝缘配合失效，间隙失去保护作用，电力生产部门必须人工更换间隙，在多雷强雷地区工作量巨大。

3氧化锌避雷器

近年来，人们利用氧化锌避雷器非线性电阻特性和快速阻断工频续流的特性，广泛应用于线路以限制雷电过电压，其保护范围有限，基本上只能够保护本杆塔设备。日本、美国、加拿大等国家投入巨资对线路进行改造，在每基杆塔上安装三相氧化锌避雷器后，雷击断线率由原来的93.3％降低到2.7％，基本没有再发生雷击断线事故。但采用该种方法，会大量使用避雷器，当避雷器质量较差的时候，有可能会在运行中造成较多的线路事故，影响安全运行。并且杆塔设备不易检测，养护成本高昂。

4排气式避雷器(管式避雷器)

该方法采用封闭空间灭弧方式，在封闭空间内依靠短路电弧灼烧产气材料产生的气体吹灭电弧，属于被动式灭弧，灭弧速度慢导致雷击跳闸率增加，灭弧电流范围受到产气材料限制，设备失效后无明显标识，无法及时发现和更换，导致其适用范围存在很大局限性。

5增长闪络路径

通过增长闪络路径，降低工频建弧率，是防止架空绝缘导线线路雷击断线事故的另一思路。俄罗斯国家电力公司首先提出长闪络招弧角保护方式。在横担上安装一U型绝缘闪络路径，使U型头部与绝缘导线之间的冲击放电电压比绝缘子放电电压低。当雷电过电压时，该招弧角先于绝缘子击穿闪络，并沿绝缘闪络路径发展。设计该绝缘路径足够长，就可以阻止工频续流建弧，切断工频续流，但这种方法也不成熟，没有推广使用。

发明内容

为了克服现有防雷手段中，普通防雷间隙与普通线路避雷器使用寿命短、检修和更换频繁、运行成本高等缺点，本发明提供灭弧气体发生器。在普通间隙产生电弧之后，触发此气体发生器，该装置在2ms内动作并产生大量气体形成冲击气流作用在间隙电弧上可以有效熄灭间隙工频电弧，切断电弧通道的能量供给。同时气流对电弧还有拉伸，冷却，扩散作用，有利于电弧熄灭，达到快速消除雷击接地故障的目的。本发明提供了一种防雷新思路，为加快建设智能配电网提供动力。

发明技术方案

本发明目的是通过如下措施来达到：

本发明包括五大部分：①接地间隙，②高压间隙，③雷电信号检测器，④信号传输回路，⑤灭弧气丸外壳，⑥灭弧气丸。

本发明由接地间隙，高压间隙，雷电信号检测器，信号传输回路，灭弧气丸外壳，灭弧气丸等部件组成。本发明安装在绝缘子两侧，接地间隙和高压间隙与普通保护间隙无异通过合适的金属连接体固定在绝缘子两端的金具上。并在绝缘子之间形成一个空气间隙，间隙距离通过绝缘配合，保证当输电线路发生雷击过电压时，间隙优先于绝缘子击穿，达到保护线路绝缘子，防止绝缘子表面闪络的目的。

雷电信号检测器由带铁心线圈组成，用于检测雷电流信号，并可以在短时间(2ms)之内发出脉冲信号。雷电信号检测器环绕在主回路周围，当雷电流流经主回路之时，其产生的环形磁场能够被雷电信号检测器捕捉，并由此产生一个触发脉冲信号。

灭弧气丸封装于灭弧气丸弹壳中，灭弧气丸的金属触发片与灭弧气丸外壳的金属电极片相连接，灭弧气丸外壳的金属电极片通过信号传输回路和雷电信号检测器的输出端相连接，由此雷电信号检测器的触发脉冲信号就可以通过信号传输回路传输给灭弧气丸。

灭弧气丸接受到触发脉冲信号之后，迅速动作产生大量气流进行吹弧，在高速气流作用下达到灭弧目的。

本发明装置具有以下优点：

1.质量轻，便于运输、安装、拆卸，一次安装，运行成本低，环保节约；

2.结构简单易于维护，可方便快捷的完成安装工作。

3.启动迅速，可快速熄灭电弧，降低电力设备雷击跳闸率，提保护电力设施，提高电网可靠性，有利于电力安全生产。

4.可熄灭大电流电弧，保护线路绝缘子。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

具体实施方式

下面将结合部分实例对本发明的实质性内容作进一步详细的描述。

图1是本发明在具体应用实例中的示意图：

其中：1-接地间隙，2-高压间隙，3-雷电信号检测器，4-信号传输回路，5-灭弧气丸外壳，6-灭弧气丸。

依照附图1所示，气体灭弧装置置于对应的接地间隙1下方，喷气口朝向接地间隙1和高压间隙2之间的电弧通道，雷电信号检测器3环绕接地间隙1而设置，保证其可以感应到流过接地间隙1的雷电流所产生的环形磁场。雷电信号检测器3在雷电冲击电流击穿接地间隙1和高压间隙2之间的电弧通道入地的同时生成脉冲触发信号，通过信号传输回路4传送给灭弧气丸外壳5的金属电极片。灭弧气丸外壳5的金属电极片和灭弧气丸6的金属触发片相接触，由此雷电信号检测器3生成的的触发脉冲信号就可以通过信号传输回路4、灭弧气丸外壳5的金属电极片和灭弧气丸6的金属触发片到达灭弧气丸6。当灭弧气丸6接收到触发脉冲信号，便可以生成大量高速气体，在30ms内熄灭间隙电弧。

尽管已对本发明进行了描述，但上述描述只是为了说明的目的，本发明不限于上述结合附图的具体描述，本领域普通技术人员具有对其进行不脱离本发明精神的各种改变的能力，而本发明的保护范围由权利要求书限定。

Claims (5)

1.一种气体灭弧装置，是用于输电线路绝缘子防雷的装置，由接地间隙，高压间隙，雷电信号检测器，信号传输回路，灭弧气丸外壳，灭弧气丸等部件组成，当雷击过电压出现的时候，接地间隙会流过雷电流，并且间隙会被击穿，环绕在接地间隙四周的雷电信好检测器就会感应到磁场的变化，并且通过信号传输回路，灭弧气丸外壳金属接触片，灭弧气丸金属触发片，发出触发脉冲信号。当灭弧气丸接收到触发脉冲信号时，其在2ms内动作并产生大量气体形成冲击气流作用在间隙电弧上可以有效熄灭间隙工频电弧，切断电弧通道的能量供给。

2.根据权利要求1所述的气体灭弧装置，其特征在于：当接地间隙流过雷电流的时候，雷电流产生的环形磁场即会被雷电信号检测器感应，雷电信号检测器便发出触发脉冲信号。

3.根据权利要求2所述的气体灭弧装置，其特征在于：雷电信号检测器由带贴心线圈构成，可以充分捕捉雷电流产生的环形磁场。

4.根据权利要求2所述的气体灭弧装置，其特征在于：雷电信号检测器环绕主回路设置，可以是在接地间隙，也可以是在高压间隙。

5.根据权利要求1所述的气体灭弧装置，其特征在于：雷电信号检测器生成的的触发脉冲信号可以通过信号传输回路、灭弧气丸外壳的金属电极片和灭弧气丸的金属触发片给到灭弧气丸。

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