CN104779522A - 一种具有绝缘子功能的雷电疏导器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有绝缘子功能的雷电疏导器，包括一用于连接高压导线的挂线头、与所述挂线头相连的主电极、以及一多灭弧室系统，所述的主电极经一主间隙与所述的多灭弧室系统相连，所述的多灭弧室系统包括若干个串联的单灭弧室系统，所述的单灭弧室系统包括两个圆柱形电极以及两个圆柱形电极之间的单间隙；所述的主电极、主间隙以及多灭弧室系统均固定于一支架上，所述的主电极、主间隙、多灭弧室系统以及所述的支架均被一绝缘外套包住。本发明综合了“疏导型”防雷和“堵塞型”防雷的思想，在泄放雷电流的同时不会引起继电保护装置动作跳闸，且运用的材料常见低廉，解决了避雷器的全线安装中一个重要的问题。

Description

一种具有绝缘子功能的雷电疏导器

技术领域

本发明涉及交流输电线路避雷领域，特别是一种具有绝缘子功能的雷电疏导器。

背景技术

近年来我国电力事业蓬勃发展，输电线路在人们的生活中占重要地位，在雷电频发地区，输电线路的雷害较为严重，给电网的安全运行带来较大的影响。

目前架空线路的防雷有“堵塞型”和“疏导型”两种思想，“堵塞型”防雷方法是一种比较原始的防雷方法，也是现阶段主要采用的防雷方法。这种防雷理念主要是先避雷，如架设避雷线，如果避雷不成功则尽量避免线路跳闸，如降低杆塔接地电阻，采用不平衡绝缘方式，安装线路避雷器等。而“疏导型”防雷则是在绝缘子串上并联保护间隙，雷击时允许线路有一定的雷击跳闸率，雷击形成闪络泄放雷电流的同时会产生工频续流，再配合线路的继电保护装置切断工频续流，再通过自动重合闸装置合闸送电。这样可以确保雷电流的泄放，同时又不致使长时间的停电。

在“堵塞型”防雷思想中，最直接最有效的方式是安装线路避雷器。安装线路避雷器对雷击导线或雷击杆塔、避雷线引起的反击都有很好的防护效果。其防护原理主要是利用避雷器的钳位作用防止保护相绝缘子串闪络, 同时向保护相导线或向杆塔及杆塔两侧相邻档避雷线分流雷电流。运行经验表明,线路避雷器可达到100%防止被保护线段雷击闪络的效果,要消除线路雷击闪络,需要在易击段每个杆塔上安装线路避雷器,如日本就在某500kV线路上全线安装了线路避雷器[4]。在国内由于我国供电区域太大，避雷器成本较高，无法完成线路避雷器的全线安装，只能在某些线路的易击段有选择性地安装，这样导致雷击事故还是时有发生，仍然困扰着电力系统的安全运行。

因此，寻找一种适合于我国现状的防雷方式一直是众多防雷工作者研究的方向所在。

CN203312737U公开了一种应用与高压架空线路的多间隙避雷器，涉及一种高压架空线路避雷器。该型避雷器主体部分由硅橡胶构成，呈圆柱形，在挂网运行过程中，重心不稳，容易脆断；同时其金属电极之间的距离在0.5-2mm之间，未能准确定出金属电极之间的距离与腔体体积之间的比例关系；且该型避雷器工作电压在35kV及其以下。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种具有绝缘子功能的雷电疏导器，提供了一种适合于我国现状的防雷方式。

本发明的装置采用以下方案实现：一种具有绝缘子功能的雷电疏导器，包括一用于连接高压导线的挂线头、与所述挂线头相连的主电极、以及一多灭弧室系统，所述的主电极经一主间隙与所述的多灭弧室系统相连，所述的多灭弧室系统包括若干个串联的单灭弧室系统，所述的单灭弧室系统包括两个圆柱形电极以及两个圆柱形电极之间的单间隙；所述的主电极、主间隙以及多灭弧室系统均固定于一支架上，所述的主电极、主间隙、多灭弧室系统以及所述的支架均被一绝缘外套包住。

进一步的，所述的支架为一空心圆柱，所述的主电极、主间隙以及多灭弧室系统均固定于所述支架内部，所述的绝缘外套以及支架在主间隙和单间隙处均设有一孔洞，用以使所述的主间隙以及单间隙具有一与外界相连的开口。

进一步的，所述主间隙处设有的孔洞孔径大于所述单间隙处设有的孔洞孔径。

进一步的，所述的绝缘外套上设置有若干个外伞套，每两个间隙之间设置有一所述的外伞套，用以增加所述具有绝缘子功能的雷电疏导器的电弧距离以及保护间隙的开口处不落入颗粒物或杂物，其中所述的间隙为主间隙和单间隙。

进一步的，所述的外伞套包括大伞套与小伞套，其中所述主间隙两端的外伞套为大伞套，若干个所述单间隙两端的外伞套为大伞套与小伞套交错排列。

进一步的，所述的多灭弧系统未与主电极或主间隙相连的一端连接有一底座金具，所述的底座金具用以将所述的具有绝缘子功能的雷电疏导器固定于交流输电线路杆塔的横担上。

进一步的，所述的绝缘外套为硅橡胶。

较佳地，本发明基于绝缘子功能及多灭弧栅工频续流电弧熄灭理论，将多灭弧室雷电疏导器与绝缘子组合构成主体，同时多灭弧室系统由多个单灭弧室串联组成吹弧结构。该吹弧结构综合了“疏导型”防雷和“堵塞型”防雷的思想，允许绝缘被击穿建立电弧，同时应用电弧产生的高温高压拉长电弧，直至最后电弧熄灭，这一过程持续时间极短，在泄放雷电流的同时不会引起继电保护装置动作跳闸，供电的可靠性得到很大的提高。同时这种装置运用的材料比较常见，造价低廉，解决了避雷器的全线安装中一个重要的问题。

附图说明

图1为本发明的具有绝缘子功能的雷电疏导器的结构示意图。

图2为本发明的圆柱形电极间气体喷射图。

主要组件符号说明]

图中：1为挂线头，2为主电极，3为主间隙，4为圆柱形电极，5为单间隙，6为支架，7为外伞套，8为单灭弧室系统，9为绝缘外套，10为底座金具，11为主间隙处设有的孔洞，12为单间隙处设有的孔洞。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，本实施例提供一种具有绝缘子功能的雷电疏导器，包括一用于连接高压导线的挂线头1、与所述挂线头1相连的主电极2、以及一多灭弧室系统，所述的主电极2经一主间隙3与所述的多灭弧室系统相连，所述的多灭弧室系统包括若干个串联的单灭弧室系统8，所述的单灭弧室系统8包括两个圆柱形电极4以及两个圆柱形电极4之间的单间隙5；所述的主电极2、主间隙3以及多灭弧室系统均固定于一支架6上，所述的主电极2、主间隙3、多灭弧室系统以及所述的支架6均被一绝缘外套9包住。

在本实施例中，所述的支架6为一空心圆柱，所述的主电极2、主间隙3以及多灭弧室系统均固定于所述支架6内部，所述的绝缘外套9以及支架6在主间隙3和单间隙5处均设有一孔洞，用以使所述的主间隙以及单间隙具有一与外界相连的开口。

在本实施例中，所述主间隙处设有的孔洞11孔径大于所述单间隙处设有的孔洞12孔径。

在本实施例中，所述的绝缘外套9上设置有若干个外伞套7，每两个间隙之间设置有一所述的外伞套7，用以增加所述具有绝缘子功能的雷电疏导器的电弧距离以及保护间隙的开口处不落入颗粒物或杂物，其中所述的间隙为主间隙3和单间隙5。

在本实施例中，所述的外伞套7包括大伞套与小伞套，其中所述主间隙3两端的外伞套7为大伞套，若干个所述单间隙5两端的外伞套为大伞套与小伞套交错排列。

在本实施例中，所述的多灭弧系统未与主电极2或主间隙3相连的一端连接有一底座金具10，所述的底座金具10用以将所述的具有绝缘子功能的雷电疏导器固定于交流输电线路杆塔的横担上。

在本实施例中，所述的绝缘外套9为硅橡胶。

较佳地，当电力系统正常运行时，输电线路对地电压加在具有绝缘子功能的雷电疏导器两端，该具有绝缘子功能的雷电疏导器（以下简称雷电疏导器）与棒形悬式绝缘子功能相同，具有强度高、湿闪污闪电压高、不易破碎、运行维护方便等特点；当输电线路中产生过电压时，由于中间电极的存在，缩短了实际的绝缘距离，雷电疏导器中的各间隙被击穿，电弧在主电极及每个灭弧室的电极间产生，由于雷电流持续时间极短，一般在几十到几百微秒内被泄放完，在间隙被击穿时，加在装置上的工频电压会沿着这个电弧通道产生工频续流。当电弧刚开始在两个电极之间产生时，电弧长度很短，且在灭弧室内部燃烧，由此产生的高温会使灭弧室底部气体急剧膨胀，气压急剧增大，而灭弧室只是一端开口，这样气压会驱使电弧朝开口方向移动，而电弧起始点基本保持不变，电弧被逐渐拉长，随着电弧越向外发展电弧底下灭弧室部分逐渐变大，气流便更加容易推动电弧向外发展，这样直到电弧被吹到灭弧室之外，这样电弧被拉长很多倍之后，弧道电阻增大，电弧电流会减小，而由于电弧伏安特性为负，电弧电压增加，电流持续减小，弧压增大直至两端电压维持不了电弧燃烧，电弧熄灭，同时这一过程中，一部分电弧处于灭弧室之外，空气的吹弧作用加速了电弧的冷却，更有利于电弧的熄灭，达到避雷灭弧的作用，这样既泄放了雷电流，又能在继电保护装置发出动作信号之前熄灭工频续流，线路不会跳闸，达到了不停电的目的。电极的设计采用圆柱型电极，可当作平板电极，电极间电场分布较为均匀，气隙放电不存在极性效应和电晕现象，一旦气隙击穿就会引起整个气隙的击穿，放电的分散性很小，同时在灭弧腔内部，气隙击穿引发的气体热量增加，短时间内高压气体只能沿平板方向将电弧向腔口膨出，具有良好的熄弧性能。

综上所述，本发明基于绝缘子功能及多灭弧栅工频续流电弧熄灭理论，将多灭弧室雷电疏导器与绝缘子组合构成主体，同时多灭弧室系统由多个单灭弧室串联组成吹弧结构。该吹弧结构综合了“疏导型”防雷和“堵塞型”防雷的思想，允许绝缘被击穿建立电弧，同时应用电弧产生的高温高压拉长电弧，直至最后电弧熄灭，这一过程持续时间极短，在泄放雷电流的同时不会引起继电保护装置动作跳闸，供电的可靠性得到很大的提高。同时这种装置运用的材料比较常见，造价低廉，解决了避雷器的全线安装中一个重要的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种具有绝缘子功能的雷电疏导器，其特征在于：包括一用于连接高压导线的挂线头、与所述挂线头相连的主电极、以及一多灭弧室系统，所述的主电极经一主间隙与所述的多灭弧室系统相连，所述的多灭弧室系统包括若干个串联的单灭弧室系统，所述的单灭弧室系统包括两个圆柱形电极以及两个圆柱形电极之间的单间隙；所述的主电极、主间隙以及多灭弧室系统均固定于一支架上，所述的主电极、主间隙、多灭弧室系统以及所述的支架均被一绝缘外套包住。

2.根据权利要求1所述的一种具有绝缘子功能的雷电疏导器，其特征在于：所述的支架为一空心圆柱，所述的主电极、主间隙以及多灭弧室系统均固定于所述支架内部，所述的绝缘外套以及支架在主间隙和单间隙处均设有一孔洞，用以使所述的主间隙以及单间隙具有一与外界相连的开口。

3.根据权利要求2所述的一种具有绝缘子功能的雷电疏导器，其特征在于：所述主间隙处设有的孔洞孔径大于所述单间隙处设有的孔洞孔径。

4.根据权利要求1所述的一种具有绝缘子功能的雷电疏导器，其特征在于：所述的绝缘外套上设置有若干个外伞套，每两个间隙之间设置有一所述的外伞套，用以增加所述具有绝缘子功能的雷电疏导器的电弧距离以及保护间隙的开口处不落入颗粒物或杂物，其中所述的间隙为主间隙和单间隙。

5.根据权利要求4所述的一种具有绝缘子功能的雷电疏导器，其特征在于：所述的外伞套包括大伞套与小伞套，其中所述主间隙两端的外伞套为大伞套，若干个所述单间隙两端的外伞套为大伞套与小伞套交错排列。

6.根据权利要求1所述的一种具有绝缘子功能的雷电疏导器，其特征在于：所述的多灭弧系统未与主电极或主间隙相连的一端连接有一底座金具，所述的底座金具用以将所述的具有绝缘子功能的雷电疏导器固定于交流输电线路杆塔的横担上。

7.根据权利要求1所述的一种具有绝缘子功能的雷电疏导器，其特征在于：所述的绝缘外套为硅橡胶。