CN104620331A - 线路避雷器 - Google Patents

Abstract

本发明尤其涉及一种线路避雷器(1)，包括放电柱(2)，放电柱可以悬挂式固定在架空线(3)上。其中，通过放电柱(2)可以实施摇摆运动。与放电柱(2)连接的冠状环(4)有运动通道(5)，其中配置沿运动通道(5)运动的平衡物质(6)。平衡物质(6)设计用于，当线路避雷器(1)从静止位置偏转时，逆偏转方向沿运动通道(5)运动，并因而阻尼线路避雷器(1)的偏转。

Description

线路避雷器

技术领域

本发明涉及一种按专利权利要求1所述的线路避雷器。

背景技术

在地面雷击密度高的地区，架空线在曝露部位存在特别高的危险，那里在铁塔或架空线内的雷击将导致电源网络严重的故障。其后果往往是短暂断电或甚至在不同系统的相位之间短路。

线路避雷器意味着是一种防止或有效减少发生这种问题的经济的可行方法。这种线路避雷器平行于绝缘子地安装在电路铁塔上。在这里，线路避雷器的一端与导引高压或中压的架空线连接。另一个在接地侧的端部与地电位的接地电缆连接，例如与本身接地的电路铁塔连接。若在架空线内例如由于雷击造成过电压，则架空线通过线路避雷器朝接地的方向放电。

线路避雷器经常悬挂式安装在架空线上。此时它们可以在外力作用下，例如通过风或地震产生的力，在架空线上激起围绕固定点的摆动。这是不希望的，因为它一方面会导致线路避雷器的机械负荷，以及另一方面可使线路避雷器导向地电位的端部到达架空线的近旁，以致小于必要绝缘的距离。因此有必要尽可能阻尼线路避雷器的摇摆。

在EP1138050B2中，通过在线路避雷器接地侧的端部加上一个配重来达到这一目的。然而由此增大了线路避雷器的结构长度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种线路避雷器，它有紧凑的尺寸并在出现外力时阻尼其摇摆。

上述技术问题通过按照专利权利要求1所述的本发明的措施得以解决。

在这里，线路避雷器有放电柱，放电柱可以悬挂式固定在架空线上。其中，放电柱可以实施围绕悬挂点的摇摆运动。此外放电柱还有冠状环。按本发明，冠状环有运动通道，其中配置沿运动通道运动的平衡物质。平衡物质设计用于，当线路避雷器从静止位置偏转时，逆偏转方向沿运动通道运动。若线路避雷器例如由于刮风从其在大多数情况下垂直的静止位置偏转并使之处于摇摆状态，则在运动通道内的平衡物质基于其质量的惯性，沿运动通道相对于冠状环朝偏转的反方向运动。由于平衡物质的内摩擦以及平衡物质与运动通道壁的摩擦，使偏转运动的动能转换为热量。由此阻尼线路避雷器的偏转运动。

有利的是，将冠状环安装在放电柱的自由端。在这里，放电柱的自由端是与悬挂点相对置的那一端，亦即在运动时经历从静止位置偏转最大的那一端。采用这种配置，平衡物质特别有效地起阻尼摇摆的作用。

按本发明一种特别有利的设计，所述运动通道是环形通道。在冠状环内部循环的环形通道中，平衡物质自由运动的空间特别大。由此也能有效阻尼从静止位置更大的偏转。

按本发明另一种有利的扩展设计，所述平衡物质有一种或多种固体组成成分。也就是说，平衡物质由一种或多种材料组成，它们在典型的大约-20℃与40℃之间的温度时处于固体的物态。此时平衡物质可以是单体或分为多个部分，这些部分可以有相同或不同的组成成分。例如，平衡物质可以由钢珠和橡胶球组成，其中钢珠和橡胶球沿运动通道交替排布。在这里，钢珠提供必要的质量，橡胶球保证有必要的摩擦和阻尼。

下面在总是使用多种“组成成分”时也指一种“组成成分”。

此外按本发明一种有利的设计规定，固体的组成成分设计为颗粒材料。例如，平衡物质可以由砂、铁粉或一种粒状体组成。在这种情况下平衡物质的摩擦力特别大。

按本发明一种特别有利的的扩展设计，固体组成成分由滚动或滑动元件构成。它们可以是能在运动通道内滚动运动的球体或滚子，或是能在运动通道内滑动运动的圆柱形滑动元件。由此保证平衡物质有特别良好的运动能力。

按本发明另一种扩展设计，所述平衡物质有一种或多种液体组成成分。也就是说，平衡物质由一种或多种材料组成，它们在典型的大约-20℃与40℃之间的温度时处于液体的物态。尤其粘性液体在这里特别适用，因为它们保证在平衡物质与运动通道壁之间特别大的摩擦力。

所述液体组成成分可例如是水或甘油或一种盐溶液或一种糖溶液或油或酯或一种离子液体，或是它们的混合物。水特别环保以及能方便地操作，然而根据大气条件需要添加物，如防冻剂。盐溶液和糖溶液不需要这种添加物和能方便地改变浓度。油和酯，例如油菜甲酯，在高电压技术中例如用作绝缘介质，以及适用于更宽的温度范围。离子液体能良好地调整其浓度及其粘度，并因而能良好满足特殊用途。

特别有利的是，平衡物质具有固体组成成分和液体组成成分。其中液体组成成分可设计成用于阻尼固体组成成分的运动。例如钢珠可以在充填油的运动通道中运动。由此能特别有利地组合平衡物质的质量和阻尼。

附图说明

下面借助附图详细说明本发明。其中：

图1表示安装在架空线上的线路避雷器；

图2表示线路避雷器接地侧的端部；

图3表示线路避雷器接地侧的端部另一种实施形式；以及

图4表示通过按本发明的过电压避雷器冠状环剖开示出的剖面图。

在全部附图中彼此对应的部分采用同样的附图标记。

具体实施方式

图1表示架空线3，它借助绝缘子12固定在电路铁塔12的铁塔悬臂14上。架空线3在这里是导引高压或中压的电导体。架空线3在空中悬挂在电路铁塔12上。大多在电路铁塔12上悬挂多个这种电导体，它们可例如承担不同的相位。电路铁塔12通常处于地电位。为了使导电的架空线相对于地电位绝缘，架空线3通过绝缘子13与铁塔悬臂14隔开距离地悬挂。绝缘子13在一端通过配件15固定在铁塔悬臂14上，以及在另一端带有用于架空线3的悬挂配件16。

没有其他保护措施，当雷击时在电路铁塔12或架空线3内存在的危险是，绝缘子13之一损坏并发生断电或短路。为防止出现这种情况，在这里与绝缘子13在电路上平行地设置一个线路避雷器1。线路避雷器1有一个与电压有关的电阻组成的放电柱2，它以两个终端配件为界。放电柱2在架空线3正常工作时出现的电压下起绝缘子的作用。若产生例如通过雷击可能触发的过电压时，放电柱2的电阻减小，它更好地导电。为了机械上稳定，往往在终端配件17、18之间张紧拉力元件，如玻璃纤维杆。为了防止环境影响，放电柱2用一个例如硅酮或瓷料制成的耐大气作用和电绝缘的外壳围绕。上部终端配件18借助固定装置与架空线3机械和电连接。架空线3垂吊着线路避雷器。有下部终端配件17的下端能围绕与架空线3的固定点摇摆。这种摇摆也可以仅限于规定的方向。固定装置可以设计为，使线路避雷器1的摇摆只能朝架空线3的方向，或也只能垂直于此方向。在线路避雷器2接地侧的下端部，在终端配件17上安装接地电缆8，它例如通过连接器与具有地电位的电路铁塔12连接。在终端配件17与接地电缆8之间还可以设置断路器7，在线路避雷器1中发生故障的情况下它切断接地电缆8。

同轴于放电柱2并与上部终端配件18相隔一定距离地围绕放电柱设置控制环9。它用斜撑18固定在上部终端配件18上，以及控制环9用于沿放电柱2的结构长度均衡地分布电压。

在线路避雷器2接地侧的端部围绕终端配件17设置冠状环4，它用斜撑18固定在上部终端配件17上。冠状环4作为简单的法拉第笼用于屏蔽在终端配件17周围往往有棱角的固定元件。虽然控制环9和冠状环4任务不同，但结构非常相似。

图2表示线路避雷器1接地侧端部的局部放大图。

图3表示正是与图2相同的这种局部放大图，以及表示一种有双重冠状环的实施例。在这里，两个同轴的冠状环4固定在接地侧的终端配件17上。

图4表示通过冠状环剖开示出的径向剖面。冠状环4是具有循环的环形通道的空心环。它用作平衡物质6的运动通道5。平衡物质6在这里表示为许多球体，图中只表示了几个球体作为示例。当然平衡物质也可以由颗粒材料如砂或液体组成。在大多数情况下合理的是，环形通道仅部分充填平衡物质，以便为平衡物质6保留仍足够的自由运动空间。然而，若平衡物质6由液体和固体材料的组分组成，例如钢珠和油，则液体可以完全充填运动通道5。

在按图3的实施例中，两个冠状环4，或仅其中一个冠状环4含有运动通道5和平衡物质6。此外控制环9也可以设置运动通道5和平衡物质6。在这种情况下控制环9便是按本发明意义的冠状环4。

在静止状态，线路避雷器1从架空线3垂直向下。因为平衡物质6可以在运动通道5中自由运动，所以它们均匀分布。若现在有沿箭头10方向的外力作用在线路避雷器1上，则使之朝该方向偏转。平衡物质6由于质量惯性，在冠状环4的坐标系统中沿箭头11和逆作用力10的方向沿运动通道5运动。若平衡物质5由多个部分组成，如在图4中通过三个球体表示的那样，则根据它们的原始位置有几个球体6朝一个方向沿运动通道5运动，其他的球体6朝相反方向这动。当所述的偏转足够大时，朝不同方向沿运动通道5运动的球体6，在设计为环形通道的运动通道5的反向的端部相对运动，并最终互相碰撞。通过球体6彼此之间和在运动通道5的壁上的摩擦，以及通过球体6互相之间和在运动通道5壁上的碰撞，阻尼线路避雷器1的运动。若线路避雷器1回摆并超过静止位置，则平衡物质6沿相反的方向运动并再次阻尼运动。用颗粒材料或液体与用球体作为平衡物质6进行阻尼的机理是一样的。不过在液体作为平衡物质6的情况下，应注意使用具有恰当粘度的液体。尤其在粘度过低时，液体会在运动通道中周围晃荡，以及不起阻尼运动的作用。在有些情况下由于共振效应甚至会增强而不是阻尼运动。

由金属球，例如钢珠或铅球，以及由液体，例如变压器油组成的平衡物质6，业已证实是特别适用的。在这里，球体的直径相当于运动通道直径的约90％，所以油可以从球体旁流处。金属球在这里通过其高的密度提供特别大的质量，油保证有特别大的摩擦力，从而达到特别有效地阻尼线路避雷器1的运动。

Claims (10)

1.一种线路避雷器(1)，包括放电柱(2)，放电柱可以悬挂式固定在架空线(3)上，其中，通过放电柱(2)可以实施摇摆运动，以及包括与放电柱(2)连接的冠状环(4)，其特征为：冠状环(4)具有运动通道(5)，其中配置沿运动通道(5)运动的平衡物质(6)。

2.按照权利要求1所述的线路避雷器(1)，其特征为，冠状环(4)安装在放电柱(2)的自由端。

3.按照权利要求1或2之一所述的线路避雷器(1)，其特征为，所述运动通道(5)是环形通道。

4.按照权利要求1至3之一所述的线路避雷器(1)，其特征为，所述平衡物质(6)具有一种或多种固体组成成分。

5.按照权利要求4所述的线路避雷器(1)，其特征为，固体组成成分设计为颗粒材料。

6.按照权利要求3所述的线路避雷器(1)，其特征为，固体组成成分由滚动或滑动元件构成。

7.按照权利要求1至6之一所述的线路避雷器(1)，其特征为，所述平衡物质(6)具有一种或多种液体组成成分。

8.按照权利要求7所述的线路避雷器(1)，其特征为，液体组成成分具有水或甘油或一种盐溶液或一种糖溶液或油或酯或一种离子液体。

9.按照权利要求1至8之一所述的线路避雷器(1)，其特征为，平衡物质包括固体组成成分和液体组成成分。

10.按照权利要求9所述的线路避雷器(1)，其特征为，液体组成成分设计为，用于阻尼固体组成成分的运动。