CN106356162B - 一种灭弧防雷击绝缘子 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种灭弧防雷击绝缘子，包括脚球、绝缘子、灭弧通道、若干裙边和一个拦弧裙边，所述的脚球与绝缘子固定连接，所述绝缘子(1)的顶部设置有引弧电极(11)，引弧电极镶嵌于脚球内部，绝缘子的底部设置有帽窝，绝缘子的表面呈螺旋形设置有灭弧通道；所述裙边固定设置在绝缘子上，所述的拦弧裙边内设有拦弧栅，所述的裙边和拦弧裙边的直径为300‑450mm；所述的灭弧通道中间隔一定的距离固定设置有导弧金属球，灭弧通道的内腔设置有通过所述的引弧电极通过导线与灭弧通道的第一个导弧金属球连接，最后一个导弧金属球与底部设置有帽窝连接。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘子灭弧防雷击技术领域，具体是一种灭弧防雷击绝缘子。
背景技术
绝缘子是高压、超高压电力输送线路上的必用品，作用是把电位不相同的导体分隔开来，不让导体之间有电流通过，以保持它们之间不同的电位。绝缘子一般由电阻极高的绝缘材料制成，用这种材料可以隔离带电的或者不同电位的导体，使电流能按一定的方向流通。按照绝缘材料的不同，绝缘子可以分为瓷绝缘子、玻璃绝缘子和复合绝缘于三大类。最早只有瓷和玻璃绝缘子，瓷绝缘子的整体机械电气性能低，电绝缘性能、耐电腐蚀性能、抗老化性能、减震性能、抗蠕变性能弱，瓷绝缘子的电气强度、抗张强度、抗弯强度、耐污秽性能差，维护成本高，人力投入较大。玻璃绝缘子则抗张强度、抗弯强度、减震性能、耐气候性能差。至二十世纪七十年代，高温硫化硅橡胶复合绝缘子首先在德国问世，与瓷、玻璃等传统绝缘子相比，具有重量轻、强度大、耐污闪能力强、维护和运输方便等优点。复合绝缘子由芯棒、伞裙以及金属端头三部分构成。复合绝缘子，又称合成绝缘子、有机绝缘子、非瓷绝缘子、橡胶绝缘子、聚合物绝缘子。作为传统瓷绝缘子更新换代的产品，复合绝缘于以其优异的耐酸碱、耐水、雾、冰以及乌粪等污湿、高比强度、重量轻、耐冲击、运行维护方便以及固有的防击穿型结构等特点，80年代以来在各国电力系统得到了大量的使用。优异的耐污湿性能是多国家电力运行部门选用复合绝缘子的重要原因。复合绝缘子被用于各类中等及重污秽地区，有效防止了原来瓷绝缘子频繁发生的污闪事故，并且大大减小了污秽地区输变电设备的运行维护工作量。
目前，绝缘子发生损害而影响输电线路的正常工作，主要是因为输电线路受雷击，而在绝缘子处发生闪络，烧坏绝缘子，尤其是在雷区，此类故障尤为频繁；为了解决雷击闪络问题，人们通常是给绝缘子并联一个灭弧间隙装置；如本申请人在先申请的一系列发明专利(CN201110090288.2，CN200910114248.X，CN201010569443.4，CN201210371579.3,CN201420140124.5等等)。增设并联的灭弧装置虽然很好的解决了雷击闪络的问题，但是其灭弧次数有限，且需要进行定时的检修维护，增加了输电线路的运营成本，而且灭弧装置增加了输电线路的本身重量，需要进一步增强杆塔的承重能力。
当遇到雷雨交加的恶劣天气，上述绝缘子的爬距小，电弧易与灭弧通道形成对称分布，极大降低了绝缘子的灭弧效果和灭弧效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种灭弧防雷击绝缘子，具有能够通过雷电脉冲触发并吸引、控制和改变雷电冲击电弧的发展轨迹，能够在整体灭弧结构中大尺度的分段电弧，且结构简单，效率高的特点，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种灭弧防雷击绝缘子，包括脚球、绝缘子(1)、灭弧通道(2)、若干裙边(3)和一个拦弧裙边(31)，其特征在于：所述的脚球与绝缘子(1)固定连接，所述绝缘子(1)的顶部设置有引弧电极(11)，引弧电极(11)镶嵌于脚球内部，绝缘子的底部设置有帽窝，绝缘子的表面呈螺旋形设置有灭弧通道；所述裙边固定设置在绝缘子上，所述的拦弧裙边内设有拦弧栅，所述的裙边和拦弧裙边的直径为300-450mm；所述的灭弧通道中间隔一定的距离固定设置有导弧金属球，所述的引弧电极通过导线与灭弧通道的内腔设置的第一个导弧金属球连接，最后一个导弧金属球与底部设置有帽窝连接。
本发明的工作原理为：根据国家标准，本发明防雷击灭弧绝缘子通过脚球连接(脚球下端与引弧电极固定连接)安装好之后，当输电线路发生雷击时，本发明防雷击灭弧绝缘子具有较之普通绝缘子大得多的裙边且拦弧裙边(最顶端的裙边)设有拦弧栅来增大电弧爬距使之与灭弧通道形成较大的绝缘不对称性(即灭弧通道比绝缘子更易闪络)，同时通过引弧电极将电弧引入绝缘子表面的螺旋形的灭弧通道中，灭弧通道很细可有效压缩细化电弧，在灭弧通道中相隔一定的距离固定安放有导弧球，导弧球的存在用来保证电弧沿着既定的灭弧通道发展。
作为本发明技术方案的进一步改进，以上所述的每两个导弧金属球之间的灭弧通道为灭弧间隙，其表面均规则的分布设置有喷弧气孔。这样在每两个导弧球之间就形成了固定长度的相对独立的灭弧间隙，整个灭弧通道就由很多个这样的灭弧间隙串联而成每个灭弧间隙的表面都规则的分布着一定数量的喷弧气孔。
作为本发明技术方案的进一步改进，以上所述的每两个导弧金属球之间的灭弧通道内部均等间距的间隔分布设置有三角形栏栅和特殊栏栅。栏栅分为两种，有电弧喷孔的一边特殊的栏栅结构使得电弧更容易从电弧喷孔喷出，而没有电弧的一边栏栅成三角形与管壁呈60度角，有利于疏导电弧趋于喷弧气孔的方向发展。
作为本发明技术方案的进一步改进，以上所述的三角形栏栅和特殊栏栅在灭弧通道内部形成“Z”型的电弧行走通道。
作为本发明技术方案的进一步改进，以上所述的灭弧间隙呈圆管状。
作为本发明技术方案的进一步改进，以上所述的三角形栏栅与灭弧间隙管壁的夹角为六十度。
作为本发明技术方案的进一步改进，以上所述的喷弧气孔设置在特殊栏栅一侧。
作为本发明技术方案的进一步改进，以上所述的喷弧气孔设置在“Z”型的电弧行走通道的拐点处。
灭弧间隙圆管内部等间距分布的两种形状的栏栅使电弧在管道内部沿Z型路线发展，可以有效拉长电弧，使之脆弱易灭，喷弧孔恰好规则的分布于“Z”型的电弧行走通道的拐点处。当电弧经过灭弧通道中每一个灭弧间隙时，灭弧间隙内因高温产生强气流，通过喷弧孔对电弧的拐点进行纵向吹拉和剥离，再次拉伸细化了电弧，使电弧更加容易被吹灭且不复燃。
本发明的防雷击灭弧绝缘子通过雷电脉冲触发，优先吸引、控制和改变雷电冲击电弧的发展轨迹，使冲击电弧在被灭弧通道强烈压缩、折弯后，在灭弧通道中产生极高的轴压力梯度，把电弧由喷弧孔向外界喷出，使电弧在多点产生断口，形成整体灭弧结构中大尺度的分段电弧，从而电弧能量减弱，熄灭电弧。
与现有技术相比，本发明有益效果：
1.设有拦弧栅。通过拦弧裙边内设有拦弧栅，使得绝缘子起弧界面的电极消除电弧尖峰，提高了电弧发展成沿面放电的难度。
2.与传统的绝缘子裙边的直径为100-150mm相比，本发明的裙边直径为300-450mm，增大了2-4倍，不仅增大电弧爬距使，还使之之与灭弧通道形成较大的绝缘不对称性(即灭弧通道比绝缘子更易闪络)。
3.本发明灭弧通道用导弧金属球间隔实现导电不通水，有效避免了下雨是形成水道引发短路，有效提高了灭弧效率。
4.本发明采用螺旋式弯道突变点截弧，使得电弧剥离纵向截弧联合协同作用，实现了建弧抑制的多样化。
5.本发明的灭弧通道采用双栏栅设计，实现电弧在“Z”型行走通道弯曲并在变弯道壁上的小孔喷出，起到拉长弱化电弧和多点截断电弧的双重作用。
6.本防雷击灭弧绝缘子能够通过雷电脉冲触发并吸引、控制和改变雷电冲击电弧的发展轨迹，能够在整体灭弧结构中大尺度的分段电弧，减弱电弧能量并熄灭电弧，且结构简单，效率高的特点。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中灭弧通道的外表面结构示意图；
图3为本发明中灭弧通道的纵剖面结构示意图。
图中：1-绝缘子；11-引弧电极；12-帽窝；2-灭弧通道；21-导弧金属球；22-喷弧气孔；23-三角形栏栅；24-电弧；25-特殊栏栅；3-裙边；31-拦弧裙边；4-拦弧栅；5-脚球。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
请参阅图1-。
实施例1
一种灭弧防雷击绝缘子，包括脚球、绝缘子(1)、灭弧通道(2)、若干裙边(3)和一个拦弧裙边(31)，所述的脚球与绝缘子(1)固定连接，所述绝缘子(1)的顶部设置有引弧电极(11)，引弧电极(11)镶嵌于脚球内部，绝缘子(1)的底部设置有帽窝(12)，绝缘子(1)的表面呈螺旋形设置有灭弧通道(2)；所述裙边(3)固定设置在绝缘子(1)上，所述的拦弧裙边(31)内设有拦弧栅(4)，所述的裙边(3)和拦弧裙边(31)的直径为300-450mm；所述的灭弧通道(2)中间隔一定的距离固定设置有导弧金属球(21)，所述的引弧电极(11)通过导线与灭弧通道(2)的内腔设置的第一个导弧金属球(21)连接，最后一个导弧金属球(21)与底部设置有帽窝(12)连接。
本发明的工作原理为：根据国家标准，本发明防雷击灭弧绝缘子通过脚球(脚球下端与引弧电极固定连接)安装好之后，当输电线路发生雷击时，防雷击灭弧绝缘子通过雷电脉冲触发，优先吸引、控制和改变雷电冲击电弧的发展轨迹，本发明防雷击灭弧绝缘子具有较之普通绝缘子大得多的裙边3且拦弧裙边31(最顶端的裙边)设有拦弧栅4来增大电弧爬距使之与灭弧通道2形成较大的绝缘不对称性(即灭弧通道比绝缘子更易闪络)，同时通过引弧电极11将电弧引入绝缘子表面的螺旋形的灭弧通道2中，灭弧通道很细可有效压缩细化电弧，在灭弧通道中相隔一定的距离固定安放有导弧球，导弧球的存在用来保证电弧沿着既定的灭弧通道发展，冲击电弧在被灭弧通道2强烈的压缩、折弯后，在灭弧通道2中产生极高的轴压力梯度，把电弧由喷弧气孔22向外界喷出，使电弧在多点产生断口，形成整体灭弧结构中大尺度的分段电弧，从而使电弧能量减弱，熄灭电弧。
实施例2
与实施例1不同的地方在于：每两个导弧金属球(21)之间的灭弧通道(2)为灭弧间隙，其表面均规则的分布设置有喷弧气孔(22)。
实施例3
与实施例1或2不同的地方在于：每两个导弧金属球(21)之间的灭弧通道(2)内部均等间距的间隔分布设置有三角形栏栅(23)和特殊栏栅(25)。
实施例4
与实施例3不同的地方在于：三角形栏栅(23)和特殊栏栅(25)在灭弧通道(2)内部形成“Z”型的电弧行走通道。
实施例5
与实施例2或6不同的地方在于：所述的灭弧间隙呈圆管状。
实施例6
与实施例5不同的地方在于：所述的三角形栏栅(23)与灭弧间隙管壁的夹角为六十度。
实施例7
与实施例2不同的地方在于：所述的喷弧气孔(22)设置在特殊栏栅(25)一侧。
实施例8
与实施例2不同的地方在于：所述的喷弧气孔(22)设置在“Z”型的电弧行走通道的拐点处。
综上所述，本防雷击灭弧绝缘子，通过对灭弧通道2、导弧金属球21、喷弧气孔22、三角形栏栅23和特殊栏栅25的设置，其灭弧通道2中相隔一定的距离固定设有导弧金属球21，每两个导弧金属球21之间的灭弧通道2表面均规则的分布设置有一定数量的喷弧气孔22，喷弧气孔22恰好规则的分布于电弧24Z型通道的拐点处，每两个导弧金属球21之间的灭弧通道2内部均等间距的相间隔分布设置有三角形栏栅23和特殊栏栅25，没有电弧24的一边设置有三角形栏栅23，三角形栏栅23与管壁呈六十度角，设有喷弧气孔22的一边设置有特殊栏栅25，其三角形栏栅23和特殊栏栅25的设置，使电弧24在灭弧通道2的内部呈Z型路线发展，从而实现了本防雷击灭弧绝缘子能够通过雷电脉冲触发并吸引、控制和改变雷电冲击电弧24的发展轨迹，能够在整体灭弧结构中大尺度的分段电弧24，减弱电弧24能量并熄灭电弧24，且结构简单，效率高的特点。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种灭弧防雷击绝缘子，包括脚球、绝缘子(1)、灭弧通道(2)、若干裙边(3)和一个拦弧裙边(31)，其特征在于：所述的脚球与绝缘子(1)固定连接，所述绝缘子(1)的顶部设置有引弧电极(11)，引弧电极(11)镶嵌于脚球内部，绝缘子(1)的底部设置有帽窝(12)，绝缘子(1)的表面呈螺旋形设置有灭弧通道(2)；所述裙边(3)固定设置在绝缘子(1)上，所述的拦弧裙边(31)表面设有拦弧栅(4)，所述的裙边(3)和拦弧裙边(31)的直径为300-450mm；所述的灭弧通道(2)中间隔一定的距离固定设置有导弧金属球(21)，所述的引弧电极(11)通过导线与灭弧通道(2)的内腔设置的第一个导弧金属球(21)连接，最后一个导弧金属球(21)与底部设置有帽窝(12)连接。
2.根据权利要求1所述的一种灭弧防雷击绝缘子，其特征在于：每两个导弧金属球(21)之间的灭弧通道(2)为灭弧间隙，其表面均规则的分布设置有喷弧气孔(22)。
3.根据权利要求1或2所述的一种灭弧防雷击绝缘子，其特征在于：每两个导弧金属球(21)之间的灭弧通道(2)内部均等间距的间隔分布设置有三角形栏栅(23)和特殊栏栅(25)。
4.根据权利要求3所述的一种灭弧防雷击绝缘子，其特征在于：三角形栏栅(23)和特殊栏栅(25)在灭弧通道(2)内部形成“Z”型的电弧行走通道。
5.根据权利要求2所述的一种灭弧防雷击绝缘子，其特征在于：所述的灭弧间隙呈圆管状。
6.根据权利要求3所述的一种灭弧防雷击绝缘子，其特征在于：所述的灭弧间隙呈圆管状。
7.根据权利要求6所述的一种灭弧防雷击绝缘子，其特征在于：所述的三角形栏栅(23)与灭弧间隙管壁的夹角为六十度。
8.根据权利要求2所述的一种灭弧防雷击绝缘子，其特征在于：所述的喷弧气孔(22)设置在特殊栏栅(25)一侧。
9.根据权利要求2所述的一种灭弧防雷击绝缘子，其特征在于：所述的喷弧气孔(22)设置在“Z”型的电弧行走通道的拐点处。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wang Yanlei Inventor after: Feng De Inventor after: Wang Xuebin Inventor after: Zhang Huayi Inventor after: Huang Shangshi Inventor after: Li Zijian Inventor after: Dai Qi Inventor after: Zheng Chuanxiao Inventor after: Wang Jufeng Inventor before: Feng De Inventor before: Wang Xuebin Inventor before: Zhang Huayi Inventor before: Huang Shangshi Inventor before: Li Zijian Inventor before: Dai Qi Inventor before: Zheng Chuanxiao Inventor before: Wang Jufeng Inventor before: Wang Yanlei |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190304 Address after: 530004 100 university road, Nanning, the Guangxi Zhuang Autonomous Region Co-patentee after: Lu Yimin Patentee after: Guangxi University Co-patentee after: Wang Jufeng Co-patentee after: Wang Yanlei Address before: Room 101, Unit 1, Building 16, No. 85 Hedi Road, Qingxiu District, Nanning City, Guangxi Zhuang Autonomous Region Co-patentee before: Wang Yanlei Patentee before: Wang Jufeng |
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| TR01 | Transfer of patent right |