CN106251995B - 一种防雷保护器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在35kV及以下架空配电线路中用的防雷保护器，属于配电系统中的耐张绝缘和雷电防护领域，通过结构优化设计，有效提高防雷保护器的使用寿命。该防雷保护器包括避雷器本体、绝缘子部分及放电环，所述避雷器本体与绝缘子部分通过串联组装；所述放电环包括左放电环和右放电环，分别安装在防雷保护器中间金具和尾端金具上或分别安装在分离式绝缘子部分两端金具上，所述左放电环和所述右放电环之间形成空气间隙。本发明不但具备耐张绝缘功能，还具备防雷功能，是一种集耐张绝缘和防雷于一体的新型产品；与避雷器本体串联的环形间隙可在一定范围调节，满足多种防雷保护水平，安装方便，使用寿命长，安全可靠，维护方便。

Description

一种防雷保护器

技术领域

本发明涉及架空配电线路系统的耐张绝缘和雷电防护技术领域，具体而言，涉及一种防雷保护器。

背景技术

输配电线路是电力系统的基础，担负着电力系统正常运行的重要作用。通常来说，电力系统在输配电的过程中，会遭遇一些难以克服的自然灾害，尤其是难以控制的雷电现象，给输配电线路造成很严重的破坏。根据实践数据统计，雷电过电压的幅值可达400kV左右，雷电流幅值可达100kA左右，如此高的幅值远远超过了35kV及以下的配电系统中架空绝缘线路的耐雷水平，如果不对过电压幅值加以限制，架空绝缘线路就无法安全运行。其中雷电过电压就是造成配电系统中架空绝缘导线雷击断线和线路跳闸问题的主要原因之一。

实际应用中，当裸导线遭受雷击过电压时，由于雷电流产生的电动力关系，数千安培级的雷电流向线路的负荷端迅速移动和扩散，直至线路上断路器跳闸保护动作，从而不会造成导线严重烧坏和雷击断线现象发生。但绝缘导线则不同，由于在击穿点的周围存在绝缘层，阻碍了雷电流的移动速度，且散热不好，会使弧根停留在一点或一段线路上产生电弧燃烧，电弧的弧根温度可达上千度，线路在没有安装任何线路避雷器或防雷保护器时，雷击必断线，线路上断路器跳闸保护根本来不及动作。当雷电过电压幅值过高时，还会引起线路中的绝缘子或绝缘子串闪络，雷电闪络产生的工频续流会烧坏绝缘子伞裙最终导致绝缘子损坏，若工频续流时间长，还会引线路频繁跳闸等问题。

无论是为了防止雷击断线，还是减少线路跳闸或线路绝缘子闪络的问题，传统的防雷产品都存在以下几个问题：

1.在部分耐张串或悬垂串的防雷保护，较普遍做法都是单独并联一个防雷保护器或过电保护器，且防雷保护器本身不具备耐张绝缘子功能，需同时采购绝缘子和防雷产品，防雷成本明显提高；

2.在传统防雷耐张绝缘子线夹串中用到的防雷方案一般有两种，一种是耐张绝缘子侧装并联空气间隙结构，一种是耐张绝缘子侧装并联避雷器串联间隙结构，这两路结构都存在问题，前种结构跟线路中防雷绝缘子的问题类似，工频续流长会引起线路跳闸，后种结构因为避雷器串联结构是侧装，防风效果差，间隙安装不易对正，最终会引起闪络放电提高导致绝缘子闪络或雷击断线现象发生，成本也较高多种问题；

3.传统防雷产品的放电结构多数是点对点放电形式，放电燃弧次数有限，使用寿命较短。

针对以上的现象，本发明提供的防雷产品从根本有效解决了工频续流长和线路频繁跳闸两大主因，避雷器本体老化问题，避雷器和耐张绝缘子功能二合一，带自动隔离故障功能，间隙防风效果好且可调，环形放电使用寿命更长，连接金具多样化可满足不同连接，安全可靠，结构优化，外形美观。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种防雷保护器，能够提高防雷保护器的使用寿命。

本发明实施例提供了一种防雷保护器，包括避雷器本体、绝缘子部分及放电环，所述避雷器本体与绝缘子部分通过串联组装；

所述放电环包括左放电环和右放电环，分别安装在防雷保护器中间金具和尾端金具上或分别安装在分离式绝缘子部分两端金具上，所述左放电环和所述右放电环之间形成空气间隙。

本发明实施例还提供了该防雷保护器的第一种可能的实施方式，其中，所述放电环的环面垂直于所述防雷保护器的中轴线，所述左、右放电环环面是互相平行的，所述避雷器本体、绝缘子部分及放电环都是同轴安装的，受拉伸时受力均匀。

本发明实施例还提供了该防雷保护器的第二种可能的实施方式，其中，所述放电环上设置有固定结构，用于将所述放电环可拆固定在所述绝缘子部分上，以使所述左放电环和所述右放电环之间的距离固定为多个预设距离之一，且所述放电环可绕所述耐张绝缘子的中轴线360°旋转。

本发明实施例还提供了该防雷保护器的第三种可能的实施方式，其中，所述避雷器本体与绝缘子部分连接为一体结构，且各自独立使用外绝缘套，各部分出现故障可以互不受影响。

本发明实施例还提供了该防雷保护器的第四种可能的实施方式，其中，所述避雷器本体与绝缘子部分上各自对应设置有连接金具，以使所述避雷器本体可拆连接在所述绝缘子部分一端。

本发明实施例还提供了该防雷保护器的第五种可能的实施方式，其中，所述避雷器本体和绝缘子部分的外端均设置有连接金具，以使所述防雷保护器横向连接在杆塔横担与高压线路之间。

本发明实施例还提供了该防雷保护器的第六种可能的实施方式，其中，所述连接金具为球窝接头、球头接头、单双耳金具或耳环形金具中的至少一种。

本发明实施例还提供了该防雷保护器的第七种可能的实施方式，其中，所述避雷器本体上设置有脱离器，所述脱离器用于在所述避雷器本体或绝缘子部分发生故障时与所述避雷器本体脱离。

本发明实施例还提供了该防雷保护器的第八种可能的实施方式，其中，所述脱离器与所述避雷器本体内部伸出的螺杆连接，且另一端通过连接结构与所述放电环连接。

本发明实施例还提供了该防雷保护器的第九种可能的实施方式，其中，所述连接结构为在一体化结构时为硬质连接板，在分离式结构时可为硬质连接板或软连接。

本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例提供的防雷保护器中，包括避雷器本体、绝缘子部分和放电环，且避雷器主体与放电环串联后并联在高压电路上。放电环包括相对且间隔设置的左放电环和右放电环，左放电环和右放电环之间绝缘，从而在左放电环和右放电环之间形成放电间隙。遭受雷击时，放电环形成的放电间隙与串联的避雷器本体瞬间被击穿，及时释放雷电流，保护了绝缘导线、线路绝缘子及自身外绝缘套，从而不会引起雷击断线现象发生。当过电压恢复到工频电压时，避雷器本体又恢复为绝缘体，能够有效截断放电间隙位置处产生的工频电弧续流，使线路恢复正常，从而不会引起线路跳闸。因此，该防雷保护器采用了灭弧能力较强的避雷器串联间隙的放电形式，能有效阻止雷击放电过后产生的工频短路续流(灭弧时间可达微秒级)，灭弧能力更强，从根本上抑制了架空绝缘线路中雷击断线和线路跳闸现象的发生。

此外，本发明实施例提供的防雷保护器采用圆环形放电环结构，放电形式有别于传统结构，可以使工频电弧不停留在一点上燃烧，在环体任何部位上都有可能燃烧，因此可明显提高工频电弧的燃烧次数，从而可提高放电环及防雷保护器整体的使用寿命。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例一所提供的防雷保护器的示意图；

图2示出了本发明实施例二所提供的防雷保护器的示意图；

图3示出了本发明实施例三所提供的防雷保护器的示意图。

图示说明：

1：防雷保护器； 11：避雷器本体； 12：放电环；

121：左放电环； 122：右放电环； 13：绝缘子部分；

14：脱离器； 141：硬质连接板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有的防雷产品，遭受雷击时，工频电弧停留在一点燃烧，将会导致放电环的使用寿命降低。

基于此，本发明实施例提供的一种防雷保护器，能够提高防雷保护器的使用寿命。

实施例一：

如图1所示，本发明实施例提供了一种防雷保护器1，包括避雷器本体11、绝缘子部分13及放电环12，避雷器本体11与绝缘子部分13通过串联组装。放电环12包括左放电环121和右放电环122，分别安装在防雷保护器1中间金具和尾端金具上，左放电环12和右放电环12之间形成空气间隙。

在传统防雷耐张绝缘子线夹串中用到的防雷方案一般有两种，一种是耐张绝缘子侧装并联空气间隙结构，一种是耐张绝缘子侧装并联避雷器串联间隙结构，这两路结构都存在问题，前种结构跟线路中防雷绝缘子的问题类似，后种结构因为避雷器串联结构是侧装，防风效果差，间隙安装不易对正，成本也较高多种问题。

相比之下，本发明实施例提供的防雷保护器1中，包括避雷器本体11、绝缘子部分13和放电环12，且避雷器本体11与放电环12串联后并联在高压电路上。放电环12包括相对且间隔设置的左放电环121和右放电环122，左放电环121和右放电环122之间绝缘，从而在左放电环121和右放电环122之间形成放电间隙。遭受雷击时，放电环12形成的放电间隙与串联的避雷器本体11瞬间被击穿，及时释放雷电流，保护了绝缘导线、线路绝缘子及自身外绝缘套，从而不会引起雷击断线现象发生。当过电压恢复到工频电压时，避雷器本体11又恢复为绝缘体，能够有效截断放电间隙位置处产生的工频电弧续流，使线路恢复正常，从而不会引起线路跳闸。相对于传统防雷绝缘子耐张线夹串，本发明实施例采用了灭弧能力较强的避雷器串联间隙的放电形式，能有效阻止雷击放电过后产生的工频短路续流(灭弧时间可达微秒级)，灭弧能力更强，从根本上抑制了架空绝缘线路中雷击断线和线路跳闸现象的发生。

本发明实施例提供的防雷保护器1中，放电环12、避雷器本体11及绝缘子部分13位于同一轴心。其中，放电环12的环面垂直于防雷保护器1的中轴线，左放电环121、右放电环122环面是互相平行的，避雷器本体11、绝缘子部分13及放电环12都是同轴安装的，防雷保护器1受拉力时受力均匀，所以既具有线路耐张绝缘子的功能，又具有避雷器功能，不用另装耐张绝缘子拉持固定导线，也可以单独作线路型避雷器使用。本发明实施例将传统的耐张绝缘子并联空气间隙和侧装并联避雷器串联间隙的放电环进行了合理优化，将避雷器本体11、耐张绝缘子部分13及放电环12这三个核心元件设计成一体化，使新结构同时兼备传统的两种放电间隙结构的所有功能，结构简单美观，使用性能可靠。

此外，本发明实施例提供的防雷保护器1采用圆环形放电环12结构，放电形式有别于传统结构，可以使工频电弧不停留在一点上燃烧，在环体任何部位上都有可能燃烧，因此可明显提高工频电弧的燃烧次数，从而可提高放电环12及防雷保护器1整体的使用寿命。本发明实施例提采用的放电环12，安装更方便，间隙固定效果好，不易受到风向偏离，放电性能更稳定。因为放电环12是呈圆环形，所以在正常工频电压下，除作放电功能外还可以起到一定的均压屏蔽作用，可延缓绝缘子硅橡胶外套和伞裙的电老化寿命。

进一步的是，放电环12上设置有固定结构，用于将放电环12可拆固定在绝缘子部分13上，以使左放电环121和右放电环122之间的距离固定为多个预设距离之一，且放电环12可绕绝缘子部分13的中轴线360°旋转。

放电环12固定在绝缘子部分13两端金具外圆上，只需松动固定在金具外径上的紧固螺栓，就可以根据实际需要调节放电间隙，并且放电环12可以360°旋转，因此不用担心放电元件会偏离。

作为一个优选方案，避雷器本体11与绝缘子部分13连接为一体结构，且各自独立使用外绝缘套，各部分出现故障可以互不受影响。在避雷器本体11和绝缘子部分13各自有绝缘套保护，密封性能好，互相不受影响。

本实施例中，避雷器本体11和绝缘子部分13的外端均设置有连接金具，以使防雷保护器1横向连接在杆塔横担与高压线路之间。

当然，在其他实施方式中，防雷保护器1也不一定是横向连接，只要确定是相与地之间，可以选择任意的连接方向。

本实施例中的连接金具为球窝接头、球头接头、单双耳金具或耳环形金具中的至少一种。根据实际需要，可以采用以上金具的任意组合，从而满足各种连接方式。

综上所述，本发明实施例提供的防雷保护器1，有效解决了工频续流长和线路频繁跳闸两大主因，避雷器本体11老化问题，并将避雷器和耐张绝缘子功能二合一，放电间隙防风效果好且可调，环形放电使用寿命更长，连接金具多样化可满足不同连接，安全可靠，结构优化，外形美观。

实施例二：

如图2所示，本实施例提供一种防雷保护器1，其在实施例一的基础上，在避雷器本体11上设置有脱离器14，脱离器14用于在避雷器本体11或绝缘子部分13发生故障时，使绝缘子部分13与避雷器本体11脱离。

具体安装方式为，脱离器14与避雷器本体11内部伸出的螺杆连接，且脱离器14另一端通过连接结构141与放电环12连接，连接结构141优选为硬质连接板。

本实施例中通过增加脱离器14，当避雷器本体11或绝缘子部分13出现故障时，脱离器14都会动作，把故障部分进了有效隔离，此时被脱离器14隔离的空气间隙使用，短期内可继续起到防雷作用，不影响线路正常运行。脱离器14有效脱离后，会出现明显的断口标识，及时给巡线人员发出信号，便于检修或更换。

本实施例中，脱离器14连接采用是硬连接，当避雷器本体11出现故障时脱离器14自爆，连接结构141位置几乎不受影响。相比于传统软铜线的连接方式，容易受风吹摆，容易短接间隙或接地，本实施例中的脱离器14稳定性更强。

实施例三：

本实施例提供一种防雷保护器，其与实施例二基本相同，其不同点在于：本实施例中，避雷器本体与绝缘子部分上各自对应设置有连接金具，以使避雷器本体可拆连接在绝缘子部分一端，即采用分离式结构。

如图3所示，避雷器本体11设置有连接金具，而绝缘子部分13上也对应设置有连接金具，通过连接金具，可连接避雷器本体11与绝缘子部分13。当避雷器本体11或绝缘子部分13发生损坏时，因为它们是互相分离的，所要只需更换故障元件就可以，互换性好，降低线路维护成本。此外，放电环12包括左放电环121和右放电环122，分别安装在分离式的绝缘子部分13两端金具上。

进一步的是，在避雷器本体11上设置有脱离器14，脱离器14用于在避雷器本体11发生故障时，使绝缘子部分13与避雷器本体11脱离。脱离器14与避雷器本体11内部伸出的螺杆连接，且脱离器14另一端通过连接结构141与放电环12连接。由于本实施例中的避雷器本体11与绝缘子部分13是分离式结构，所以连接结构141既可以采用硬质连接板也可以采用软连接。

本实施例中通过增加脱离器14，当避雷器本体11或绝缘子部分13出现故障时，脱离器14都会动作，把故障部分进了有效隔离，此时被脱离器14隔离的空气间隙使用，短期内可继续起到防雷作用，不影响线路正常运行。脱离器14有效脱离后，会出现明显的断口标识，及时给巡线人员发出信号，便于检修或更换。

需要注意的是，在本发明实施例的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种防雷保护器，包括避雷器本体、绝缘子部分及放电环，其特征在于，所述避雷器本体与绝缘子部分通过串联组装；

所述放电环包括左放电环和右放电环，分别安装在防雷保护器中间金具和尾端金具上或分别安装在分离式绝缘子部分两端金具上，所述左放电环和所述右放电环之间形成空气间隙；

所述放电环上设置有固定结构，用于将所述放电环可拆固定在所述绝缘子部分上，以使所述左放电环和所述右放电环之间的距离固定为多个预设距离之一，且所述放电环可绕所述绝缘子部分的中轴线360°旋转；

所述避雷器本体与绝缘子部分上各自对应设置有连接金具，以使所述避雷器本体可拆连接在所述绝缘子部分一端；

所述避雷器本体和绝缘子部分的外端均设置有连接金具，以使所述防雷保护器横向连接在杆塔横担与高压线路之间。

2.根据权利要求1所述的防雷保护器，其特征在于，所述放电环的环面垂直于所述防雷保护器的中轴线，所述左、右放电环环面是互相平行的，所述避雷器本体、绝缘子部分及放电环都是同轴安装的，受拉伸时受力均匀。

3.根据权利要求1所述的防雷保护器，其特征在于，所述避雷器本体与绝缘子部分连接为一体结构，且各自独立使用外绝缘套，各部分出现故障可以互不受影响。

4.根据权利要求1所述的防雷保护器，其特征在于，所述连接金具为球窝接头、球头接头、单双耳金具或耳环形金具中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的防雷保护器，其特征在于，所述避雷器本体上设置有脱离器，所述脱离器用于在所述避雷器本体或绝缘子部分发生故障时与所述避雷器本体脱离。

6.根据权利要求5所述的防雷保护器，其特征在于，所述脱离器与所述避雷器本体内部伸出的螺杆连接，且另一端通过连接结构与所述放电环连接。

7.根据权利要求6所述的防雷保护器，其特征在于，所述连接结构在一体化结构时为硬质连接板，在分离式结构时可为硬质连接板或软连接。