CN104409969A - 一种自熄弧并联间隙装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种自熄弧并联间隙装置，属于防止电力输电线路雷击故障技术领域；所要解决的技术问题是提供一种在输电线路绝缘子一侧加装避雷器串联间隙球形电极的自熄弧并联间隙装置，可靠地对雷电流进行疏导，防止输电线路的过流点被烧蚀而出现永久性故障；采用的技术方案是：避雷器的底端通过托架与绝缘子的接地侧固定连接，避雷器的顶端固定安装有间隙球形电极的下电极，间隙球形电极的上电极通过引流管与导线绝缘层内的导体相连接，引流管为导电金属管内设有至少一个金属穿刺，间隙球形电极的上电极和下电极垂直对齐，避雷器的下端与接地线一端固定连接，且接地线的另一端可靠接地；本发明安装在导线上对雷电流进行疏导。

Description

一种自熄弧并联间隙装置

技术领域

本发明一种自熄弧并联间隙装置，属于防止电力输电线路雷击故障技术领域。

背景技术

目前，架空输电线路由于雷击导致的各种线路故障在全国雷击活动频繁的地区时有发生；与此同时，随着我国配电网中架空线路数目增加越来越快，导线绝缘化的程度也越来越高，绝缘导线在雷击作用下发生线路被烧蚀从而引起的断线故障也发生得愈加频繁。全国范围内，每年在输电线路上发生的断线故障次数高达上千次；对于35kV及以下的架空输电线路，线路雷击故障所占比例更高，雷击导致的绝缘子损坏、导线断线等造成永久性故障的事故多有发生，而就目前研究现状而言，仅仅提高输电线路的绝缘水平、配合重合闸等一些传统的防雷措施均不能对这类会造成永久性故障的事故产生良性影响。

在输电线路上加装线路避雷器是防止雷击事故、减少跳闸率的有效方法之一。近几年，国外已广泛使用线路型合成绝缘氧化锌避雷器用于输电线路的防雷，取得了很好的效果。氧化锌避雷器具有优异的非线性伏安特性，残压随冲击电流波头时间的变化特性平稳，陡波响应特性好，没有间隙击穿特性和灭弧问题，且氧化锌避雷器结构简单，尺寸小，适合大规模自动化生产，对于低压配电网的保护很适合，是低压配电网的主要保护措施。而当避雷器内部具有3个及其以上的压敏电阻时，要求所有压敏电阻的性能类似，否则容易由于避雷器内部分压不均造成某个压敏电阻的损坏，甚至导致避雷器内部过热而发生避雷器炸裂现象。

针对雷击断线故障问题，北京电科院结合电力公司相关运行数据，在实验室中模拟了架空线路遭受雷击后对地放电和工频续流起弧燃烧两个过程，重点研究了10kV系统典型短路故障条件下工频续流电弧烧损导线的情况。研究结果显示，续弧电流弧根能否自由移动是裸导线耐弧能力强而绝缘导线耐弧能力弱的根本原因；这一系列试验还验证了工频续流起弧后绝缘导线必然断线而裸导线断线的概率非常低，并同时指出绝缘导线有必要采取防雷击断线保护措施而裸导线并非必要。

现有的架空绝缘线路过电压保护器的缺点是：1）不能可靠保证引流针对幅值较大的雷击电流的引流效果，即不能保证电弧能够均匀产生在每根引流针上；2）装置发生故障后不能有效进行检测也不易被检查出，不利于实际安装运用；3）结构较为复杂，不利于批量化生产；4）不能保证灭弧的及时性与高效性，很可能使得电弧对绝缘子及周围设备造成二次损害，增加事故成本。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供一种在输电线路绝缘子一侧加装避雷器串联间隙球形电极的自熄弧并联间隙装置，可靠地对雷电流进行疏导，防止输电线路的过流点被烧蚀而出现永久性故障。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种自熄弧并联间隙装置，包括引流管、间隙球形电极、避雷器和接地线，所述避雷器的底端通过托架与绝缘子的接地侧固定连接，避雷器的顶端固定安装有间隙球形电极的下电极，间隙球形电极的上电极通过引流管与导线绝缘层内的导体相连接，所述引流管为导电金属管内设有至少一个金属穿刺，所述间隙球形电极的上电极和下电极垂直对齐，所述避雷器的下端与接地线一端固定连接，且接地线的另一端可靠接地。

所述的避雷器为无间隙氧化锌避雷器。

所述间隙球形电极的上电极和下电极大小相同的钢球，直径均为2.5-4㎝。

所述间隙球形电极的空气间隙的距离为16-24㎝。

所述托架为导电金属制作。

本发明同现有技术相比所具有的有益效果是：本发明将避雷器和间隙球形电极串联组成引雷防断线的装置，使避雷器两端的电压减小，降低避雷器的保护水平后，使避雷器实际使用性能得到提升，正确而迅速地对雷电流进行疏导，结构简单，安装方便，应用范围广泛。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中避雷器的结构示意图。

图3为本发明中引流管的结构示意图。

图4为本发明中引流管的侧视结构示意图。

图中：1为引流管，2为间隙球形电极，3为避雷器，4为接地线，5为托架， 6为绝缘子，7为导线，8为导电金属管，9为金属穿刺。

具体实施方式

如图1-4所示，本发明一种自熄弧并联间隙装置，包括引流管1、间隙球形电极2、避雷器3和接地线4，所述避雷器3的底端通过托架5与绝缘子6的接地侧固定连接，避雷器3的顶端固定安装有间隙球形电极2的下电极，间隙球形电极2的上电极通过引流管1与导线7绝缘层内的导体相连接，所述引流管1为导电金属管8内设有至少一个金属穿刺9，所述间隙球形电极2的上电极和下电极垂直对齐，所述避雷器3的下端与接地线4一端固定连接，且接地线4的另一端可靠接地。

所述的避雷器3为无间隙氧化锌避雷器。

所述间隙球形电极2的上电极和下电极大小相同，直径均为2.5-4㎝。

所述间隙球形电极2的空气间隙的距离为16-24㎝。

所述托架5为导电金属制作。

本发明使用避雷器3和间隙球形电极2串联对雷电流进行疏导，与其他防雷装置一样同样达到良好的雷电流引流效果并可促进自熄弧进程，而且相较于单独的避雷器，本发明中的避雷器3工作电压更小，其中所需压敏电阻片数少，对电阻片的性能一致性要求不高，在大于避雷器的开关电压数值的电压作用下，发生因电阻片一致性不高而导致分压不均、避雷器内部电阻片个别损坏的故障情况几率更小，避雷器因故障不能工作后导致避雷器发生过热爆炸事件的概率也相应减小，降低避雷器的保护水平后，避雷器性能能够得到提升。

对雷电流的正确有效的疏导能够提高电力系统运行的稳定性和供电的可靠性，降低系统事故给线路周围人畜所带来的安全隐患，减少系统的运行风险及断线故障可能带来的经济损失。

应当注意的是，避雷器3的接地线4必须可靠接地，否则不但无法正常工作，由于电压电流累积效应持续作用在避雷器3上，将可能发生避雷器爆炸等危险事故，危害附近相关人员的人身安全。此外，间隙球形电极2的上电极和下电极垂直对齐，否则会影响工频续流电弧的出现位置，提高熄灭工频续流电弧的时间。

本发明所用避雷器为无间隙氧化锌避雷器，此种避雷器性能稳定，残压小，通过与间隙球形电极2的串联使用降低了避雷器的保护水平，能够大幅度提升避雷器性能。

实施例

所用的导线7绝缘皮厚度为2.5mm，导线7截面面积70mm²。所使用避雷器3为电力系统YH5WS用于10kV配网的氧化锌避雷器。间隙球形电极2的上、下电极最短距离为18cm；所使用绝缘子6为单个瓷式绝缘子，型号为P-20T，具有一大一小两个伞裙，高38cm，俯视最大直径为22cm。避雷器3的接地线4可靠接地，间隙球形电极部分正确对齐，确保试验人员的安全。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种自熄弧并联间隙装置，其特征在于：包括引流管（1）、间隙球形电极（2）、避雷器（3）和接地线（4），所述避雷器（3）的底端通过托架（5）与绝缘子（6）的接地侧固定连接，避雷器（3）的顶端固定安装有间隙球形电极（2）的下电极，间隙球形电极（2）的上电极通过引流管（1）与导线（7）绝缘层内的导体相连接，所述引流管（1）为导电金属管（8）内设有至少一个金属穿刺（9），所述间隙球形电极（2）的上电极和下电极垂直对齐，所述避雷器（3）的下端与接地线（4）一端固定连接，且接地线（4）的另一端可靠接地。

2.根据权利要求1所述的一种自熄弧并联间隙装置，其特征在于：所述的避雷器（3）为无间隙氧化锌避雷器。

3.根据权利要求1或2所述的一种自熄弧并联间隙装置，其特征在于：所述间隙球形电极（2）的上电极和下电极大小相同的钢球，直径均为2.5-4㎝。

4.根据权利要求1或2所述的一种自熄弧并联间隙装置，其特征在于：所述间隙球形电极（2）的空气间隙的距离为16-24㎝。

5.根据权利要求1或2所述的一种自熄弧并联间隙装置，其特征在于：所述托架（5）为导电金属制作。