CN108305731B - 一种用于保护绝缘子免受雷击过电压危害的线路防雷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于保护绝缘子免受雷击过电压危害的线路防雷装置，包括下部设于杆塔横担上且上部用以支撑导线的绝缘子、并接于所述绝缘子一侧的避雷器本体，所述防雷装置还包括用以将所述避雷器本体的下部相对所述绝缘子可翻转的相连接的第一连接组件，以及用以将所述绝缘子的上部与所述避雷器本体可脱离的相连接的第二连接组件，所述第二连接组件至少包括内置于所述避雷器本体上端的故障动作指示器以及将所述故障动作指示器的射出部与所述绝缘子相连的连接线，所述防雷装置具有固定状态和故障翻转状态，本发明的防雷装置在避雷器本体失效后能自动翻转，在杆塔下就能看到，并且将避雷器本体短路部分切除，消除线路绝缘薄弱点。

Description

一种用于保护绝缘子免受雷击过电压危害的线路防雷装置

技术领域

本发明涉及输配电技术领域，具体涉及一种线路杆塔上的用于保护绝缘子免受雷击过电压危害的线路防雷装置。

背景技术

电力用避雷器的作用是让雷电流通过，限制工频续流通过，从而起到保护设备绝缘免受雷击过电压危害、线路不会跳闸停电的作用。

无间隙避雷器如在使用中损坏，非线性电阻片短路会形成工频电压持续性接地故障，影响供电，维护工作量大。架空配电线路防雷保护因此通常不用无间隙避雷器，而用带外串间隙的避雷器(由外串间隙和避雷器本体两部分组成)。

外串间隙线路避雷器的工作状况如下：

（1）正常运行情况下，外串间隙隔离系统工频电压。避雷器本体不带电。可避免其非线性电阻片运行中长期带电老化；若损坏短路，非雷击时不影响线路正常供电。

（2）雷击情况下：外串间隙处的空气绝缘被雷击穿，空气被电离形成电离通道；雷电流通过避雷器本体。非线性电阻片等效电阻变小，泄放雷电流；雷电过后，系统工频电流会顺外串间隙处空气电离通道而下。但此时非线性电阻片等效电阻瞬间变大，阻断了工频续流；电离通道空气复合。恢复绝缘，线路恢复正常运行状态。

（3）如雷电流过大，避雷器本体承受不了时损坏，雷电流泄放后，非线性电阻片切不断工频续流；外串间隙处空气不会电离复合，在工频电流下加剧电离，最终引起线路继电保护的过流动作，开关跳闸。虽然开关重合闸后外串间隙空气可复合，恢复绝缘后又可隔离工频，免除持续性接地故障。但避雷器限制工续流的作用已失去。

因避雷器的外串间隙的绝缘距离远小于绝缘子本身。避雷器本体损坏短路后相当于在线路上造成了一个绝缘薄弱点。如淋雨污秽环境；或重复雷击时(根据实测，雷均是多重的，有时数秒中会有多重雷)都会在此薄弱点处击穿再次引起线路跳闸。

线路避雷器装在杆塔高处，需登杆才能检查其工作状态。巡线维护工作量大。

目前市场上带有脱离器的跌落式避雷器，如专利ZL2009203010230公开的一种跌落式避雷器，在故障时，热熔或热爆脱离器脱落，与热熔或热爆脱离器连接的导电与限位元件失去水平方向的限制作用，转动块向外翻转，支承座与转动块之间的长槽孔锁定机构脱扣，避雷器本体受重力落下。但是该跌落式避雷器有如下缺陷：

（1）跌落式避雷器的脱离器是装在避雷器本体的接地 (下)端。脱离器及上下安装螺栓(螺孔)的轴线与避雷器本体轴线是重合的、一顺的直线。避雷器本体因失去限位而靠上端倾斜的重力自然落下，与脱离器的动作间只有因果关系，没有使用脱离器动作的力。

脱离器装在跌落式避雷器本体的下端，而跌落是以下端为转轴，避雷器的本体上端跌落，脱离器动作对转轴的冲击力显然并不利于避雷器本体的落下。因避雷器本体向上是卡在上支架导电弹性压板上，向下有支承座的限制，此时如果脱离器设有定向的动作冲击力只会损坏整个机械结构。

（2）跌落式避雷器的脱离器是外置的。这就需要密封且耐气候老化的绝缘外壳、金属电极嵌件及与避雷器本体的连接件等，长期运行可靠性大大降低，成本提高。

（3）跌落式避雷器的安装板带有一定倾角，避雷器本体安装时也就带一倾角。如在长期运行故障时受阻碍，如金属机构锈蚀，或大的故障电流烧熔金属触点。此时光靠避雷器本体倾斜的重力，是不会自然落下的；反之，此避雷器卡在上支架导电弹性压板和支承座之间，平时仅靠上支架的导电弹性压板压住。如切合操作次数多，长期运行后弹性疲劳或锈蚀，避雷器本体会误跌落。

脱离器是故障动作指示器其中的一种。除单纯的脱离功能外，还可有彩带或颜色喷出、声光或动作报警等更多的指示功能。

现有的脱离器通常上端有螺孔，下端有螺栓，作为上、下电极，装在避雷器本体的接地(下)端。脱离器内部由一对空气放电间隙、间隙并联元件(大多并联电阻，极少量的是并联电容)和热爆管构成。当流过脱离器并联电阻的电流增大，大于间隙放电电压时，间隙放电，产生热量，使热爆管动作，达到脱离的目的。

在避雷器故障时，脱离器的作用只是断开其上、下电极的连接及与避雷器与接地极的连接线。

因脱离器多是塑胶外壳的，脱离器动作时，塑胶外壳四分五裂，没有固定的开口和射出方向。过程中如有阻碍，断开的可靠性受影响。

专利ZL2012206829481公开了一种定向射出的热爆式脱离器，动作时下部接线螺栓沿避雷器及脱离器的轴线方向射出，使脱离器断开的可靠性增强。

脱离器动作时，脱离器的上、下电极分离，满足将避雷器下端与接地线断开的目的，而不是使避雷器本体有所动作。

脱离器装在避雷器的接地端。脱离器动作后，避雷器接地连线断开。避雷器下端与上端等电位，都是高压，但有绝缘托架支撑。短时运行，绝缘没问题。断开的接地连线不带电，对周围物体是安全的。

如脱离器装在避雷器高压端。脱离器动作后，断开的是高压线。避雷器本体不带电。但断开的线带高压，且没有固定，如随风飘移，对安全运行有严重危胁。

由此得出现有避雷器及脱离器具有如下特点：

（1）现有脱离器只宜用于避雷器的(接地)下端。用于避雷器(高压)上端，若非采取特殊措施，有断开线带电的安全绝缘问题。

（2）因脱离器及避雷器都是圆柱体，脱离器及其上、下安装螺栓(螺孔)的轴线与避雷器本体轴线是重合一直线的，不然无法安装使用。

（3）定向射出的热爆式脱离器，脱离器动作时只是沿避雷器及脱离器的轴线方向射出。

（4）脱离器的动作只是断开脱离器本身及避雷器的接地连线，并不是使避雷器本身有所动作。

发明内容

本发明提供一种可以解决上述问题的用于保护绝缘子免受雷击过电压危害的线路防雷装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于保护绝缘子免受雷击过电压危害的线路防雷装置，包括下部设于杆塔横担上且上部用以支撑导线的绝缘子、并接于所述绝缘子一侧的避雷器本体，所述防雷装置还包括用以将所述避雷器本体的下部相对所述绝缘子可翻转的相连接的第一连接组件，以及用以将所述绝缘子的上部与所述避雷器本体可脱离的相连接的第二连接组件，所述第二连接组件至少包括内置于所述避雷器本体上端的故障动作指示器以及将所述故障动作指示器的射出部与所述绝缘子相连的连接线，所述防雷装置具有固定状态和故障翻转状态，当所述防雷装置处于所述固定状态时，所述避雷器本体的上端部与所述绝缘子固定相连；当所述防雷装置由所述固定状态向所述故障翻转状态转换时，所述故障动作指示器将所述避雷器本体朝向垂直所述避雷器本体轴线的方向射出，所述避雷器本体朝向所述绝缘子的外侧翻转而与所述绝缘子脱离。

进一步的，所述第二连接组件还包括套设于所述绝缘子两伞裙之间杆径上的连接环，所述连接环与所述连接线相连。

进一步的，所述第一连接组件包括一端固定设于所述绝缘子本体的下端部另一端用以支撑所述避雷器本体的第一安装板、与所述第一安装板通过铰链可转动的相连接的第二安装板，所述第一安装板与所述第二安装板相平行，所述避雷器本体固定设于所述第二安装板上。

进一步的，所述第一安装板呈Z形，所述第一安装板包括用以与所述绝缘子相连的第一板以及用以与所述第二安装板相连的第二板，所述第一板与所述第二板相平行，所述第一板和所述第二板的板面均沿水平方向延伸，所述第一板和所述第二板之间通过第三板相连。

进一步的，所述第一安装板呈折型，所述第一安装板包括用以与所述绝缘子相连的第四板以及用以与所述第二安装板相连的第五板，所述第四板的板面沿水平方向延伸，所述第五板的板面与水平方向呈0-45°倾角向下延伸。

进一步的，所述第一安装板与所述绝缘子相连的端部设有可插设于所述绝缘子和所述横担之间的U形开口，所述第二安装板上设有安装孔，所述避雷器本体通过所述安装孔配合的紧固在所述第二安装板上。

进一步的，所述避雷器本体还包括沿其轴向延伸的非线性电阻片柱，所述非线性电阻片柱的上端部和下端部分别设有第一金属电极，所述非线性电阻片柱和所述第一金属电极的外侧包覆高温硫化硅橡胶层，上端部的所述第一金属电极具有容纳所述故障动作指示器的圆柱状容腔，所述故障动作指示器设于所述容腔内。

进一步的，所述故障动作指示器包括真空放电管、与所述真空放电管相连的热爆管、套设于所述真空放电管外侧的反对数非线性电阻环、设于所述真空放电管外侧的射出螺母、自所述避雷器本体的外侧穿入所述射出螺母内且与所述射出螺母配合的相胶接的射出螺栓，所述射出螺栓上设有供所述热爆管插入的孔柱。

进一步的，所述容腔中填充有位于所述故障动作指示器和所述第一金属电极之间的绝缘灌封胶。

进一步的，所述连接线上设有与所述射出螺栓配合连接的连接部，所述连接部上设有用以套设于所述射出螺栓上的绝缘防护套。

采用以上技术方案后，本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明的防雷装置在避雷器本体失效后能自动翻转，在杆塔下就能清楚地看到，并且将避雷器本体短路部分切除，消除线路绝缘薄弱点。

附图说明

附图1为本发明一种实施方式的防雷装置在固定状态时的结构示意图；

附图2为附图1中第一安装板的俯视图；

附图3为附图1中的防雷装置在脱离状态时的结构示意图；

附图4为本发明另一种实施方式的防雷装置在固定状态时结构示意图；

附图5为本发明防雷装置的局部剖视图；

附图6为本发明中真空放电管和反对数非线性电阻环的装配图；

附图7为附图6的爆炸图；

附图8为反对数非线性电阻环的伏安特性曲线。

其中，

1、横担； 2、绝缘子； 201、伞裙； 3、避雷器本体； 302、非线性电阻片柱； 303、第一金属电极； 304、高温硫化硅橡胶层； 305、绝缘包裹层； 306、绝缘灌封胶； 4、故障动作指示器； 401、真空放电管； 401a、瓷环； 401b、第二金属电极； 402、热爆管； 403、反对数非线性电阻环； 403a、银电极； 404、射出螺母； 405、射出螺栓； 406、孔柱； 407、环形垫片； 5、连接线； 501、绝缘防护套； 6、第一安装板； 601、第一板； 602、第二板； 603、第三板； 604、第四板； 605、第五板； 606、U形开口； 7、第二安装板； 8、铰链； 9、安装螺栓；10、紧固螺母； 11、连接环； 12、导线。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如附图1至附图8所示，一种用于保护绝缘子2免受雷击过电压危害的线路防雷装置，包括下部设于杆塔横担1上且上部用以支撑导线12的绝缘子2、并接于绝缘子2一侧的避雷器本体3，防雷装置还包括用以将避雷器本体3的下部相对绝缘子2可翻转的相连接的第一连接组件，以及用以将绝缘子2的上部与避雷器本体3可脱离的相连接的第二连接组件。第二连接组件至少包括内置于避雷器本体3上端的故障动作指示器4以及将故障动作指示器4的射出部与绝缘子2相连的连接线5。

防雷装置具有固定状态和故障翻转状态。如附图1和附图4所示，当防雷装置处于固定状态时，避雷器本体3的上端部与绝缘子2固定相连。如附图3所示，当防雷装置由固定状态向故障翻转状态转换时，故障动作指示器4将避雷器本体3的上端部朝向垂直避雷器本体3轴线的方向射出，避雷器本体3朝向绝缘子2的外侧翻转而与绝缘子2脱离。避雷器本体3的翻转方向是唯一的，这样避雷器本体3并接于绝缘子2边上安装时，可选较好的方向和位置，翻转时没有其它物品的阻碍并引起反弹，翻转过程中不影响线路绝缘和正常供电。

本实施例中，第一连接组件包括第一安装板6和第二安装板7，第二安装板7与第一安装板6通过铰链8可转动的相连接，第一安装板6的一端固定设于绝缘子2本体的下端部，其另一端用以支撑避雷器本体3，第一安装板6与第二安装板7相平行，第二安装板7可绕第一安装板6翻转，避雷器本体3固定设于第二安装板7上。

作为其中的一种实施方式，如附图1和附图2所示，第一安装板6呈Z形，第一安装板6包括用以与绝缘子2相连的第一板601以及用以与第二安装板7相连的第二板602，第一板601与第二板602相平行，第一板601和第二板602的板面均沿水平方向延伸，第一板601和第二板602之间通过第三板603相连。

作为其中的另一种实施方式，如附图4所示，第一安装板6呈折型，第一安装板6包括用以与绝缘子2相连的第四板604以及用以与第二安装板7相连的第五板605，第四板604的板面沿水平方向延伸，优选的，第五板605的板面与水平方向呈0-45°倾角向下延伸，从而可在第一安装板6长度不变的前提下，调整避雷器本体3与绝缘子2间的距离和翻转角的大小。

具体的，绝缘子2的下端部设有安装螺栓9，安装螺栓9穿过横担1，通过紧固螺母10将安装螺栓9和横担1相固定。如附图2所示，第一安装板6与绝缘子2相连的端部设有可对准安装螺栓9插入绝缘子2和横担1之间的U形开口606，从而可将第一安装板6与绝缘子2固定相连。第二安装板7上设有安装孔，避雷器本体3通过安装孔和紧固件配合的紧固在第二安装板7上。

第一安装板6的形状没有限定，也可以是一字型或其它形状，其形状和尺寸可根据绝缘子2和避雷器本体3的相对尺寸因宜而设，只是为了安装方便。但必须保证与故障动作指示器4的射出部相连的连接线2，其另一端能够方便的连接在自绝缘子2上端部向下在绝缘子干弧距离30%-50%的位置。

避雷器本体3的内部沿避雷器本体3的轴向设有非线性电阻片柱302，非线性电阻片柱302的上端部和下端部均设有第一金属电极303，上端部的第一金属电极303呈圆柱状，其内部具有容纳故障动作指示器4的容腔，故障动作指示器4设于容腔内，非线性电阻片柱302和第一金属电极303的外侧用绝缘带包裹并固化构成绝缘包裹层305，再在外侧包覆高温硫化硅橡胶层304。容腔中填充有位于故障动作指示器4和第一金属电极303之间的绝缘灌封胶306。

如附图5至附图7所示，故障动作指示器4包括真空放电管401、与真空放电管401相连的热爆管402、套设于真空放电管401外周部的反对数非线性电阻环403、设于真空放电管401外侧的射出螺母404、自避雷器本体3的外侧穿入射出螺母404内且与射出螺母404配合的相胶接的射出螺栓405，射出螺栓405上设有供热爆管402插入的孔柱406，反对数非线性电阻环403的两端面分别涂覆有银电极403a。故障动作指示器4的设定开口方向和动作射出方向与避雷器本体3的轴线相垂直。

如附图6和附图7所示，真空放电管401包括瓷环401a以及分别设于瓷环401a两端面的第二金属电极401b，瓷环401a的内部抽真空。将真空放电管401嵌设于反对数非线性电阻环403内部，真空放电管401与反对数非线性电阻环403并联，反对数非线性电阻环403的一端紧贴第一金属电极303，其另一端与射出螺母404之间设有环形垫片407，热爆管402的一端穿过环形垫片407并紧贴第二金属电极401b。

第二连接组件还包括套设于绝缘子2外周部两伞裙201之间杆径上的连接环11。连接线5的一端与连接环11相连，连接线5的另一端设有用以与射出螺栓405配合连接的连接部，连接部上设有绝缘防护套501，绝缘防护套501用以套设在外露于避雷器本体3的射出螺栓405上。正常运行时，连接线5拉住避雷器本体3使之不会翻转。

连接线5外部包复硅橡胶，正常运行时，整个避雷器本体3没有外露金属件，对于人身安全有益，可避免鸟及小动物误碰造成线路跳闸。优选的，连接线5采用硬导电线，在避雷器本体3故障时，故障动作指示器4动作，射出螺栓405射出时连接线5不易下垂，可减小连接线5下垂影响绝缘子2的外绝缘。

绝缘子2的上端线槽中固定和绑扎有线路高压导线12，导线12与连接环11之间保持一设定的距离，形成一空气放电间隙g，并与避雷器本体3相串联。

在正常运行条件下，因有空气放电间隙g的存在，连接环11及与之相串联的避雷器本体3不带电。

雷击时，雷电将导线12与连接环11之间的空气间隙g击穿，雷电流通过导线12--连接环11--连接线5--避雷器本体3上端的故障动作指示器4--避雷器本体3的非线性电阻片柱302--第一安装板6及第二安装板7--横担1--杆塔入地。因避雷器本体3的非线性电阻片柱302在雷电流下内阻非常小，雷电流得以释放。雷电流过后，非线性电阻片柱302的内阻迅速变大，阻断了系统工频电流。空气间隙g的电离空气复合，绝缘恢复，又可隔离系统工频电压。使线路继电保护不会动作，线路不会跳闸，起到了泄放雷电流，保持绝缘子2免受雷击过电压击穿闪烙、阻断工频电流、保护线路不跳闸停电的作用。

在避雷器本体3被超额定负载的雷电流损坏，工频续流不能阻断时，置于避雷器本体3上部的故障动作指示器4动作。因故障动作指示器4的设定开口方向与动作射出方向与避雷器本体3的轴线相垂直，动作时会沿与连接线5的一顺方向，将与连接线5一端相连的射出螺栓405和射出螺母404射出。在射出的反作用力下，且失去连接线5的拉力，短路损坏的避雷器本体3向设定的唯一方向翻转后，切除了影响绝缘子2绝缘的薄弱点，具体参见附图3。因连接线5是硬线，加之长度短，射出螺栓405和射出螺母404连在连接线5上，射出后不会下垂，不带电，也不影响绝缘子2的绝缘。

避雷器本体3损坏翻转状态可较明显地在杆塔下看到，起到了故障指示作用；不影响线路重合闸送电，可在方便停电时加以更换。

避雷器本体3损坏翻转后，线路高压仍在绝缘子2线槽中的导线12上。避雷器本体3的上、下端和连接线5均不带电，处于安全状态。

本发明通过将故障动作指示器4的开口方向和射出方向设置为与避雷器本体3轴线相垂直，故障时射出螺栓405和射出螺母404的射出方向与连接线5的方向和避雷器本体3翻转的方向是一顺的。从而直接利用故障动作指示器4射出螺栓405和射出螺母404的射出动能翻转，所需动能最小，且机构简单、动作可靠。如故障动作指示器4开口方向和动作射出方向置于与避雷器本体3相同的轴线上，因其动作方向与避雷器本体3翻转方向垂直，需采用复杂的机械联动机构，可靠性不高。

另外，故障动作指示器4置于避雷器本体3的上端(高压侧)，可将避雷器本体3本身的高度作为一个力臂，故障动作指示器4的射出螺栓405和射出螺母404处于力臂的最上端，从而可直接充分利用避雷器本体3的力臂和故障动作指示器4射出螺栓405和射出螺母404的射出动能，使避雷器本体3翻转。此时所需故障动作指示器4的动作动能最小，最直接。如故障动作指示器4置于避雷器本体3的下端，此时避雷器本体3不能作为一个力臂，则不能直接和充分利用故障动作指示器4射出螺栓405和射出螺母404的射出动能，也需采用复杂机械联动机构，可靠性不高。

将故障动作指示器4内置于避雷器本体3内，从而无需单独的耐气候老化的密封绝缘外壳，也不需要与避雷器本体3连接的金属嵌件及连接部件等，长期运行可靠性提高，成本降低。

故障动作指示器4在承受避雷器本体3所规定的最大雷电流能量下不会动作；在小于电力线路继电保护整定动作电流值的工频电流下能迅速触发动作，符合避雷器本体3的泄放雷电流、阻断工频续流、线路不跳闸的功能要求。也就是说，只有避雷器本体3损坏时，工频电流才有通过，符合避雷器本体3损坏时的唯一条件。

线路避雷器本体3外串空气放电间隙需要固定和绝缘支撑：利用连接环11固定在绝缘子2的某个伞裙201下，使之与固定和绑扎于绝缘子2线槽中的导线12间形成一设定距离的空气放电间隙。这个空气放电间隙利用了避雷器本体3被保护对象，即绝缘子2的一部分作为固定和绝缘支撑。雷电流的释放通道最短；回路附加残压最小；保护可靠性最高。简化了带串联间隙线路避雷器本体3的结构，降低了成本。否则就需另设专用的绝缘支撑件来固定和支撑空气放电间隙的距离，。

优选地，连接环11可安装在绝缘子2自上端向下的第一个伞裙201或第二个伞裙201的下部，借以调节导线12到连接环11间的空气间隙g的距离大小。如选取的空气间隙g距离过小，避雷器本体3动作频繁，易于损坏；如距离选的过大，有可能失去保护绝缘子2的作用，或在雷击时，避雷器本体3动作的同时绝缘子2的外绝缘也闪络放电，引起线路跳闸停电。优选地，空气间隙g距离应为绝缘子2的干弧距离的30%～50%为宜。

本发明的具体实施方式和安装使用步骤如下：

（1）避雷器本体3内部设置非线性电阻片柱302，避雷器本体3的上端内部设置位于非线性电阻片柱302上端的故障动作指示器4，并外表包复硅橡胶作外绝缘。故障动作指示器4的设定开口方向和动作时射出方向与避雷器本体3轴线相垂直。

（2）故障动作指示器4的成型工艺：非线性电阻片柱302两头分别加上第一金属电极303，用绝缘带包裹并固化构成绝缘包裹层305并形成一刚性圆柱体，放入橡胶硫化机中高温高压下硫化成型。

（3）避雷器本体3用螺栓固定在第二安装板7上。

（4）故障动作指示器4接连接线5及连接环11。

（5）松开绝缘子2横担1上的安装螺栓9，使绝缘子2与横担1间有一定缝隙。

（6）将第一安装板6前端的U形开口606对准绝缘子2的安装螺栓9，插入绝缘子2与横担1间的缝隙，并调整好翻转的位置。

（7）将连接环11用螺栓固定在绝缘子2的伞裙201下。

（8）调节第一安装板6前端U形开口606的插入深度和插入位置，可调节连接线5的松紧以及调节避雷器本体3与绝缘子2的相对位置。

（9）紧固绝缘子2的安装螺栓9，整个安装过程完毕。

在上面的步骤（2）中，如将现有脱离器结构拿来，内置于避雷器本体3，会碰到下列问题：

（2.11）热爆管402的动作温度低于高温硫化硅橡胶层304的硫化温度。

（2.12）现有脱离器内部有气体，特别是空气放电间隙，如气压改变，放电电压会改变。在硫化避雷器本体3复合外套时高温高压会使脱离器的内部所藏气体挤到橡胶中去，开成空泡，影响橡胶硫化层。

（2.13）体积太大，不能与避雷器本体3的电阻片直径相匹配，特别是如将脱离器轴线与避雷器本体3轴线垂直时。

对此，本发明是这样解决的：

（2.21）本发明的射出螺母404随绝缘灌封胶一起封装在故障动作指示器4中，在硫化时拧入一个紧定短螺丝封口，硫化后，将紧定短螺丝拧出，热爆管402安装在射出螺栓405的孔柱406中。

（2.22）真空放电管401放电电压不受硫化温度致气压及放电电压的变化影响，本发明用以取代空气放电间隙，并在缝隙处灌封绝缘胶，排出内腔空气。

（2.23）缩小内部结构和元件的体积，用反对数非线性电阻环403来缩小间隙并联电阻的体积是重点。实体电阻的体积与功率W成正比，缩小体积会碰到W不够的问题。真空放电管401放电电压U设置精准，只有100~200伏，远小于空气放电间隙的数千伏。W=U²/R，U降低，可减小对W要求，从而减小了反对数非线性电阻环403的体积。

避雷器本体3的非线性电阻片柱30的V-A特性是对数式非线性，呈负温度系数，损坏特征是：开始故障电流是缓慢增长；故障电流↑--温度↑--非线性电阻片柱302等效电阻↓--故障电流↑，是一个强烈的负反馈过程。这时需故障动作指示器4迅速动作，否则一达到线路继电保护电流整定值，开关跳闸，故障动作指示器4失去故障电流热源，更动不了，且失去了保护意义。

因故障动作指示器4的反对数非线性电阻环403的功率W=I²R。如用线性电阻，功率经计算需近kw。这样电阻的体积满足不了要求，如用与非线性电阻片柱302材料一样的对数式非线性电阻，电流↑，R↓，R两端的压降迟迟达不到间隙放电所需压降，这就需R的功率和体积更大。

本发明采用反对数非线性电阻环403，电阻的体积可满足使用要求，电阻的伏安特性曲线具体参见附图8。本发明的反对数非线性电阻环403当故障电流I越大时，R越大，是正反馈过程。可在当避雷器本体3故障电流刚一增大时，R↑，R两端的压降迅速达到间隙放电条件，放电电流电弧引起间隙电极上热量迅速上升，引热爆管402动作。这与避雷器本体3的损坏特性是相匹配的。

具体实现过程如下：

非线性电阻片柱302上端的第一金属电极303铸造时设有与其轴线相切的圆柱状容腔，第一金属电极303一端封闭，一端开口；放入真空放电管401及环形反对数非线性电阻环403，两者等高；放入射出螺母404，用工装夹紧，灌入绝缘胶固化，排出内腔空气；非线性电阻片柱302上端的第一金属电极303与非线性电阻片柱302用绝缘带包裹和固化后构成一刚性圆柱体，硫化成型后热爆管402装入并顶住真空放电管401的第二金属电极401b；拧入射出螺栓405并封口。

其工作过程如下：

（2.31）在正常工作时，流经避雷器本体3的电流很小，泄漏电流经射出螺栓405及射出螺母404--反对数非线性电阻环403--非线性电阻片柱302入地。

（2.32）在雷击时，反对数非线性电阻环403两端压降大于真空放电管401的放电电压时，放电管放电，经非线性电阻片柱302泄放雷电流。因雷电流持续时间非常短(us级)，其热效应不足以使热爆管402动作。

（2.32）避雷器本体3故障时，雷电流泄放后，非线性电阻片柱302阻断不了工频续流，反对数非线性电阻环403两端压降超过真空放电管401放电电压时放电。I↑--R↑--U↑，持续的放电电弧使真空放电管401两端的第二金属电极401b温度迅速上升，造成贴住真空放电管401第二金属电极401b的热爆管402动作，将射出螺栓405及射出螺母404射出，断开拉住避雷器本体3的连接线5，并达到故障避雷器本体3翻转的目的。

（2.33）在避雷器本体3故障过程中，靠在故障电流增大引起反对数非线性电阻环403发热传导来加热热爆管402，其动作有延时性和不确定性，温度传递梯度大，与避雷器本体3的破坏特性不匹配：避雷器本体3损坏，线路跳闸，故障动作指示器4还未动作。当R功率不够而短路损坏，会因电热量加不到热爆管402上而拒动。用反对数非线性电阻环403可迅速使间隙放电、故障电弧电流加热热爆管402(相当于电焊），脱离动作才是最迅速、可靠、精准和可控的。

本发明的防雷装置结构简单、可靠性高，在避雷器本体失效后能自动翻转，从而将避雷器本体短路部分切除，消除线路绝缘薄弱点。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于保护绝缘子免受雷击过电压危害的线路防雷装置，包括下部设于杆塔横担上且上部用以支撑导线的绝缘子、并接于所述绝缘子一侧的避雷器本体，其特征在于：所述防雷装置还包括用以将所述避雷器本体的下部相对所述绝缘子可翻转的相连接的第一连接组件，以及用以将所述绝缘子的上部与所述避雷器本体可脱离的相连接的第二连接组件，所述第二连接组件至少包括内置于所述避雷器本体上端的故障动作指示器以及将所述故障动作指示器的射出部与所述绝缘子相连的连接线，所述故障动作指示器包括真空放电管、与所述真空放电管相连的热爆管、套设于所述真空放电管外侧的反对数非线性电阻环、设于所述真空放电管外侧的射出螺母、自所述避雷器本体的外侧穿入所述射出螺母内且与所述射出螺母配合的相胶接的射出螺栓，所述射出螺栓上设有供所述热爆管插入的孔柱，所述防雷装置具有固定状态和故障翻转状态，当所述防雷装置处于所述固定状态时，所述避雷器本体的上端部与所述绝缘子固定相连；当所述防雷装置由所述固定状态向所述故障翻转状态转换时，所述故障动作指示器将所述避雷器本体朝向垂直所述避雷器本体轴线的方向射出，所述避雷器本体朝向所述绝缘子的外侧翻转而与所述绝缘子脱离。

2.根据权利要求1所述的一种用于保护绝缘子免受雷击过电压危害的线路防雷装置，其特征在于：所述第二连接组件还包括套设于所述绝缘子两伞裙之间杆径上的连接环，所述连接环与所述连接线相连。

3.根据权利要求1所述的一种用于保护绝缘子免受雷击过电压危害的线路防雷装置，其特征在于：所述第一连接组件包括一端固定设于所述绝缘子本体的下端部另一端用以支撑所述避雷器本体的第一安装板、与所述第一安装板通过铰链可转动的相连接的第二安装板，所述第一安装板与所述第二安装板相平行，所述避雷器本体固定设于所述第二安装板上。

4.根据权利要求3所述的一种用于保护绝缘子免受雷击过电压危害的线路防雷装置，其特征在于：所述第一安装板呈Z形，所述第一安装板包括用以与所述绝缘子相连的第一板以及用以与所述第二安装板相连的第二板，所述第一板与所述第二板相平行，所述第一板和所述第二板的板面均沿水平方向延伸，所述第一板和所述第二板之间通过第三板相连。

5.根据权利要求3所述的一种用于保护绝缘子免受雷击过电压危害的线路防雷装置，其特征在于：所述第一安装板呈折型，所述第一安装板包括用以与所述绝缘子相连的第四板以及用以与所述第二安装板相连的第五板，所述第四板的板面沿水平方向延伸，所述第五板的板面与水平方向呈0-45°倾角向下延伸。

6.根据权利要求4或5所述的一种用于保护绝缘子免受雷击过电压危害的线路防雷装置，其特征在于：所述第一安装板与所述绝缘子相连的端部设有可插设于所述绝缘子和所述横担之间的U形开口，所述第二安装板上设有安装孔，所述避雷器本体通过所述安装孔配合的紧固在所述第二安装板上。

7.根据权利要求1所述的一种用于保护绝缘子免受雷击过电压危害的线路防雷装置，其特征在于：所述避雷器本体还包括沿其轴向延伸的非线性电阻片柱，所述非线性电阻片柱的上端部和下端部分别设有第一金属电极，所述非线性电阻片柱和所述第一金属电极的外侧包覆高温硫化硅橡胶层，上端部的所述第一金属电极具有容纳所述故障动作指示器的圆柱状容腔，所述故障动作指示器设于所述容腔内。

8.根据权利要求7所述的一种用于保护绝缘子免受雷击过电压危害的线路防雷装置，其特征在于：所述容腔中填充有位于所述故障动作指示器和所述第一金属电极之间的绝缘灌封胶。

9.根据权利要求1所述的一种用于保护绝缘子免受雷击过电压危害的线路防雷装置，其特征在于：所述连接线上设有与所述射出螺栓配合连接的连接部，所述连接部上设有用以套设于所述射出螺栓上的绝缘防护套。