CN106451078A - 电弧压缩灭弧防雷间隙装置 - Google Patents

电弧压缩灭弧防雷间隙装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电弧压缩灭弧防雷间隙装置，包括防雷器主体和引弧电极，引弧电极固定安装在防雷器主体的一端，防雷器主体的另一端通过连接金具固定安装在横担上或绝缘子串的一端；防雷器主体设有由若干段灭弧通道组成并且呈Z形循环排布的灭弧路径；所述灭弧路径的第一段灭弧通道入口处的灭弧管通过导弧棒与引弧电极相连接，最后一段灭弧通道出口处的灭弧管与连接金具相连接；其中：在两两相邻的灭弧通道的连接处设有三通管；所述的三通管的两端分别设有一个导弧电极；所述导弧电极的一端伸入三通管中，另一端与临近的灭弧管直接接触连接或者通过导线连接。本发明结构简单、设计合理，灭弧能力更强，工作稳定可靠。

Description

电弧压缩灭弧防雷间隙装置
技术领域
本发明涉及一种输电线路的防雷装置，尤其涉及了一种电弧压缩灭弧防雷间隙装置。
背景技术
雷电是影响输电线安全的重要因素，长期以来占据线路故障跳闸的首位，是大气活动的自然过程，迄今还不可控制。但我们可以通过对常发事故进行分析，寻找雷击规律，加强防范。如处于高山峻岭或峰顶的杆塔、处于水塘或水库附近的输电线路、跨越山岭或江河湖泊的杆塔和安装在接地电阻高的杆塔和岩石塔基及输电线等都是易遭雷击破坏重点。
雷电打击会给电力设施带来不同形式的损伤和破坏，雷云放电在电力系统中会引起雷击过电压，架空线路中常见的过电压有雷击在架空线附近通过电磁感应在输电线上的过电压和雷电直接击打在导线上产生的过电压。雷击造成过电压，可能对绝缘子、输电线造成损伤；雷击引起绝缘子闪络放电，会对瓷质表面造成烧伤脱落或对玻璃绝缘子造成网状裂纹，使绝缘强度大幅降低；雷电击打在输电线或避雷线上，可能会引起断股甚至断裂，使输电工作无法进行。
输电线路防雷一直都是电力部门防雷工作的重要内容，雷电故障仍然是影响电网安全的重要因素之一。输电线路发生雷击时引起的冲击闪络，导致线路绝缘子闪络，继而产生很大的工频续流，损坏绝缘子串及金具，导致线路事故。对此电力部门一般采用在输电线路加装线路防雷器来实现保护。
电弧是高温高导电率的游离气体, 将电弧进行消灭，简称灭弧。灭弧有多种方法，大多是使用某种气体或者液体来承担主要灭弧工作。
防雷器是一种能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量，保护电工设备免受瞬时过电压危害，又能截断续流，避免引起系统接地短路的电器装置。
如专利号为2015100691235公开了一种可计数截弧防雷器，包括防雷器主体和引弧电极；引弧电极固定安装在防雷器主体的一端，防雷器主体的另一端通过连接金具固定安装在横担上；防雷器主体设有由若干段灭弧通道组成并且呈Z形循环排布的灭弧路径；在两两相邻的灭弧通道的连接处设有铜块，并且每一段灭弧通道均放置有两个灭弧管，在这两个灭弧管之间设有一导弧球；所述灭弧路径的第一段灭弧通道入口处的灭弧管通过带螺纹的导弧棒与引弧电极相连接，最后一段灭弧通道出口处的灭弧管通过导线与连接金具相连接；在最后一段灭弧通道出口处设有一计数器。该防雷器采用了纵吹电弧的方式进行灭弧。
以上的专利虽然对防雷起到了很好的作用，但是仍然一些不足，只有纵吹灭弧方式，当电弧较强时，电弧不易吹灭。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种结构简单、设计合理、灭弧能力更强、工作稳定可靠的电弧压缩灭弧防雷间隙装置。该电弧压缩灭弧防雷间隙装置不仅可以纵吹灭弧方式，还有横吹灭弧方式，且增加了电弧拐点、断点，能够更为高效的灭弧。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种电弧压缩灭弧防雷间隙装置，包括防雷器主体和引弧电极，所述的引弧电极固定安装在防雷器主体的一端，防雷器主体的另一端通过连接金具固定安装在横担上或绝缘子串的一端；所述的防雷器主体设有由若干段灭弧通道组成并且呈Z形循环排布的灭弧路径，并且每一段灭弧通道均放置有两个灭弧管，在这两个灭弧管之间设有一导弧球；所述灭弧路径的第一段灭弧通道入口处的灭弧管通过导弧棒与引弧电极相连接，最后一段灭弧通道出口处的灭弧管与连接金具相连接；其中：在两两相邻的灭弧通道的连接处设有三通管；所述的三通管的两端分别设有一个导弧电极；所述导弧电极的一端伸入三通管中，另一端与临近的灭弧管直接接触连接或者通过导线连接。
本发明的防雷间隙装置，通过增加三通管，并且结合呈Z形的灭弧路径，不仅延长了灭弧路径、拉伸细化了电弧，而且具备多个出口断点，实现了纵吹横吹灭弧方式相互配合，使电弧更容易熄灭且不复燃。
作为本发明的进一步说明，在三通管中的导弧电极呈圆柱状，在临近灭弧管管口的导弧电极呈圆环状。
作为本发明的进一步说明，在三通管中的一对导弧电极间设置2～3mm的空气间隙，空气间隙长度恰好是三通管的径向管直径。
作为本发明的进一步说明，在最后一段灭弧通道出口处设有一计数器；所述的计数器包括小球存放器和放置在小球存放器内的计数小球；所述小球存放器的出口与最后一段灭弧通道的出口相对应。在防雷间隙装置进行动作时，最后一段灭弧通道的出口仍有强气流吹出，这样可以将位于小球存放器的出口处的计数小球吹出。
作为本发明的进一步说明，以上所述的小球存放器的出口处设有一挡板。设置挡板可以防止在防雷间隙装置不动作时，计数小球自动脱落的现象。
作为本发明的进一步说明，以上所述的计数小球采用不同颜色或者数字进行标记。
作为本发明的进一步说明，以上所述的计数器为螺旋式或竖直式或压弹式计数器。
作为本发明的进一步说明，以上所述的螺旋式计数器的小球存放器呈螺旋状安装在防雷器主体上。
作为本发明的进一步说明，以上所述的压弹式计数器通过固定外圈安装在防雷器主体的底部，并且小球存放器的内部设有弹簧。计数小球的放置方式可以是垂直于固定外圈，也可以平行于固定外圈，当装置动作一次，出口处小球被吹出一个，压紧的弹簧就将位于出口处旁边的计数小球推进出口处，计数小球进位，等待下次动作。
作为本发明的进一步说明，以上所述的防雷器主体的底部内置有螺母Ⅰ；所述的连接金具的外表面设有外螺纹，并且采用外置螺母压紧固定片与防雷器主体内部的螺母Ⅰ进行螺纹连接。在螺母之间放置固定片，可以保证防雷器动作时，电弧行走路径为螺母外表面，而不是内部螺牙，防止内部螺牙损坏导致防雷器掉落。采用螺纹连接方式，可以保证防雷器的稳固连接，即使在台风等恶劣自然灾害天气下依然不会旋转或错位。
作为本发明的进一步说明，以上所述的防雷器主体采用憎水性材料制成，并且防雷器主体的外表面设有伞裙。同时，防雷器主体的外部形状可以做成绝缘子形状。憎水性材质的防雷器主体使得防雷器内部的每一个通道出入口即使有水等介质进入，依然可以可靠动作。
作为本发明的进一步说明，以上所述的引弧电极为石墨电极；所述的导弧电极为铜质电极；所述的灭弧管为细陶瓷管。
本发明的工作过程（工作原理）：
在输电线路发生雷击时，本发明的截弧防雷器通过引弧电极将电弧引入防雷器主体内部的呈Z形的灭弧路径中（由于三通管的导弧电极和灭弧通道内的导弧球的引弧作用，电弧路径被规定，不能从防雷器主体表面发生闪络）；在当电弧经过灭弧路径中每一段灭弧通道时，灭弧通道内的灭弧管因高温产生强气流，对电弧的拐点进行吹拉，再次拉伸细化了电弧，使电弧更加容易被吹灭且不复燃。安装在灭弧路径出口处的计数器，计数小球被强气流的吹出掉落，实现了动作次数的统计。也就是，本发明的截弧防雷器通过雷电脉冲触发，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管强烈压缩、折弯后，在灭弧管中产生极高的轴压力梯度，把电弧由灭弧管内向外界喷出，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。
本发明的优点：
1.结构简单、设计合理，灭弧能力更强，工作更加稳定可靠。在灭弧通道的连接处设置三通管，结合呈Z形的灭弧路径，不仅有效限定了电弧的路径，保障电弧经过多次拉伸膨胀，通过纵吹横吹相配合的方式使电弧形成多断点，三通管在电弧拐点（电弧最脆弱的地方）增加横吹能使电弧迅速熄灭并且具有极强的抑制电弧重燃的能力。
2.可计数，便于后期维护、更换。在灭弧路径出口处设置计数器，通过动作一次，吹落一个计数小球，可以让维护人员快速的直观的获知动作次数、当前动作次数、剩余动作次数等等，便于及时对防雷器进行更换、维护，保证防雷器的工作持续性。
3.安全可靠。本发明的防雷间隙装置通过连接金具固定在横担上，而连接金具与防雷器主体之间采用外置螺母压紧固定片与防雷器主体内部的螺母Ⅰ进行螺纹连接，可以保证防雷器动作时，电弧行走路径为螺母外表面，而不是内部螺牙，防止内部螺牙损坏导致防雷器掉落。采用螺纹连接方式，可以保证防雷器的稳固连接，即使在台风等恶劣自然灾害天气下依然不会旋转或错位。
附图说明
图1是本发明一实施例的结构示意图。
附图标记：
1-防雷器主体，2-引弧电极，3-三通管，4-灭弧路径，5-计数小球，6-小球存放器，7-连接金具。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1：
如图1所示，一种电弧压缩灭弧防雷间隙装置，包括防雷器主体1和引弧电极2，所述的引弧电极2固定安装在防雷器主体1的一端，防雷器主体1的另一端通过连接金具7固定安装在横担上或绝缘子串的一端；所述的防雷器主体1设有由若干段灭弧通道组成并且呈Z形循环排布的灭弧路径4，并且每一段灭弧通道均放置有两个灭弧管，在这两个灭弧管之间设有一导弧球；所述灭弧路径4的第一段灭弧通道入口处的灭弧管通过导弧棒与引弧电极2相连接，最后一段灭弧通道出口处的灭弧管与连接金具7相连接；其中：在两两相邻的灭弧通道的连接处设有三通管3；所述的三通管3的两端分别设有一个导弧电极；所述导弧电极的一端伸入三通管3中，另一端与临近的灭弧管直接接触连接。在三通管3中的导弧电极呈圆柱状，在临近灭弧管管口的导弧电极呈圆环状。在三通管3中的一对导弧电极间设置约3mm的空气间隙，空气间隙长度恰好是三通管3的径向管直径。
在最后一段灭弧通道出口处设有一计数器。所述的计数器包括小球存放器6和放置在小球存放器6内的计数小球5；所述小球存放器6的出口与最后一段灭弧通道的出口相对应。所述的小球存放器6的出口处设有一挡板。所述的计数小球5采用不同颜色进行标记。所述的计数器为螺旋式计数器。所述的螺旋式计数器的小球存放器6呈螺旋状安装在防雷器主体1上。
所述的防雷器主体1采用憎水性材料制成，并且防雷器主体1的外表面设有伞裙。所述的引弧电极2为石墨电极；所述的导弧电极为铜质电极；所述的灭弧管为细陶瓷管。
实施例2：
一种电弧压缩灭弧防雷间隙装置，包括防雷器主体1和引弧电极2，所述的引弧电极2固定安装在防雷器主体1的一端，防雷器主体1的另一端通过连接金具7固定安装在横担上或绝缘子串的一端；所述的防雷器主体1设有由若干段灭弧通道组成并且呈Z形循环排布的灭弧路径4，并且每一段灭弧通道均放置有两个灭弧管，在这两个灭弧管之间设有一导弧球；所述灭弧路径4的第一段灭弧通道入口处的灭弧管通过导弧棒与引弧电极2相连接，最后一段灭弧通道出口处的灭弧管与连接金具7相连接；其中：在两两相邻的灭弧通道的连接处设有三通管3；所述的三通管3的两端分别设有一个导弧电极；所述导弧电极的一端伸入三通管3中，另一端与临近的灭弧管直接接触连接。在三通管3中的导弧电极呈圆柱状，在临近灭弧管管口的导弧电极呈圆环状。在三通管3中的一对导弧电极间设置约2mm的空气间隙，空气间隙长度恰好是三通管3的径向管直径。
在最后一段灭弧通道出口处设有一计数器。所述的计数器包括小球存放器6和放置在小球存放器6内的计数小球5；所述小球存放器6的出口与最后一段灭弧通道的出口相对应。所述的小球存放器6的出口处设有一挡板。所述的计数小球5采用数字进行标记。所述的计数器为压弹式计数器。所述的压弹式计数器通过固定外圈安装在防雷器主体1的底部，并且小球存放器6的内部设有弹簧。
所述的防雷器主体1采用憎水性材料制成，并且防雷器主体1的外表面设有伞裙。所述的引弧电极2为石墨电极；所述的导弧球为铜质小球；所述的导弧电极为铜质电极；所述的灭弧管为细陶瓷管。
实施例3：
一种电弧压缩灭弧防雷间隙装置，包括防雷器主体1和引弧电极2，所述的引弧电极2固定安装在防雷器主体1的一端，防雷器主体1的另一端通过连接金具7固定安装在横担上或绝缘子串的一端；所述的防雷器主体1设有由若干段灭弧通道组成并且呈Z形循环排布的灭弧路径4，并且每一段灭弧通道均放置有两个灭弧管，在这两个灭弧管之间设有一导弧球；所述灭弧路径4的第一段灭弧通道入口处的灭弧管通过导弧棒与引弧电极2相连接，最后一段灭弧通道出口处的灭弧管与连接金具7相连接；其中：在两两相邻的灭弧通道的连接处设有三通管3；所述的三通管3的两端分别设有一个导弧电极；所述导弧电极的一端伸入三通管3中，另一端与临近的灭弧管通过导线连接。在三通管3中的导弧电极呈圆柱状，在临近灭弧管管口的导弧电极呈圆环状。在三通管3中的一对导弧电极间设置约3mm的空气间隙，空气间隙长度恰好是三通管3的径向管直径。
在最后一段灭弧通道出口处设有一计数器。所述的计数器包括小球存放器6和放置在小球存放器6内的计数小球5；所述小球存放器6的出口与最后一段灭弧通道的出口相对应。所述的小球存放器6的出口处设有一挡板。所述的计数小球5采用数字进行标记。所述的计数器为竖直式计数器。
所述的防雷器主体1的底部内置有螺母Ⅰ；所述的连接金具7的外表面设有外螺纹，并且采用外置螺母压紧固定片与防雷器主体1内部的螺母Ⅰ进行螺纹连接。所述的防雷器主体1采用憎水性材料制成，并且防雷器主体1的外表面设有伞裙。所述的引弧电极2为石墨电极；所述的导弧球为石墨小球；所述的导弧电极为铜质电极；所述的灭弧管为细陶瓷管。

Claims (10)

1.一种电弧压缩灭弧防雷间隙装置，包括防雷器主体（1）和引弧电极（2），所述的引弧电极（2）固定安装在防雷器主体（1）的一端，防雷器主体（1）的另一端通过连接金具（7）固定安装在横担上或绝缘子串的一端；所述的防雷器主体（1）设有由若干段灭弧通道组成并且呈Z形循环排布的灭弧路径（4），并且每一段灭弧通道均放置有两个灭弧管，在这两个灭弧管之间设有一导弧球；所述灭弧路径（4）的第一段灭弧通道入口处的灭弧管通过导弧棒与引弧电极（2）相连接，最后一段灭弧通道出口处的灭弧管与连接金具（7）相连接；其特征在于：在两两相邻的灭弧通道的连接处设有三通管（3）；所述的三通管（3）的两端分别设有一个导弧电极；所述导弧电极的一端伸入三通管（3）中，另一端与临近的灭弧管直接接触连接或者通过导线连接。
2.根据权利要求1所述的电弧压缩灭弧防雷间隙装置，其特征在于：在三通管（3）中的导弧电极呈圆柱状，在临近灭弧管管口的导弧电极呈圆环状。
3.根据权利要求2所述的电弧压缩灭弧防雷间隙装置，其特征在于：在三通管（3）中的一对导弧电极间设置2～3mm的空气间隙，空气间隙长度恰好是三通管（3）的径向管直径。
4.根据权利要求1所述的电弧压缩灭弧防雷间隙装置，其特征在于：在最后一段灭弧通道出口处设有一计数器；所述的计数器包括小球存放器（6）和放置在小球存放器（6）内的计数小球（5）；所述小球存放器（6）的出口与最后一段灭弧通道的出口相对应。
5.根据权利要求4所述的电弧压缩灭弧防雷间隙装置，其特征在于：所述的小球存放器（6）的出口处设有一挡板；所述的计数小球（5）采用不同颜色或者数字进行标记；所述的计数器为螺旋式或竖直式或压弹式计数器。
6.根据权利要求5所述的电弧压缩灭弧防雷间隙装置，其特征在于：所述的螺旋式计数器的小球存放器（6）呈螺旋状安装在防雷器主体（1）上。
7.根据权利要求5所述的电弧压缩灭弧防雷间隙装置，其特征在于：所述的压弹式计数器通过固定外圈安装在防雷器主体（1）的底部，并且小球存放器（6）的内部设有弹簧。
8.根据权利要求1所述的电弧压缩灭弧防雷间隙装置，其特征在于：所述的防雷器主体（1）的底部内置有螺母Ⅰ；所述的连接金具（7）的外表面设有外螺纹，并且采用外置螺母压紧固定片与防雷器主体（1）内部的螺母Ⅰ进行螺纹连接。
9.根据权利要求1所述的电弧压缩灭弧防雷间隙装置，其特征在于：所述的防雷器主体（1）采用憎水性材料制成，并且防雷器主体（1）的外表面设有伞裙。
10.根据权利要求1所述的电弧压缩灭弧防雷间隙装置，其特征在于：所述的引弧电极（2）为石墨电极；所述的导弧电极为铜质电极；所述的灭弧管为细陶瓷管。
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