CN110535034A - 一种反冲装置及其避雷线结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反冲装置及其避雷线结构，属于防雷灭弧技术领域，反冲装置包括n个接闪组件和n+1个反冲组件，其中n为大于等于1的正整数，n+1个反冲组件依次连接构成多级反冲组件，接闪组件设置在两个反冲组件连接处，且封闭反冲组件内部通管的一端，接闪组件底部的反冲组件上设置有反冲喷口与外部连通。本发明使用多个反冲管的串联方式可使流经避雷线的泄流裕量更小，对避雷线保护强度更好；经过反冲，减小泄流裕量，降低雷击感应过电压，反冲管将大部分电弧反冲喷射，小部分电弧经避雷线泻入大地，因此起到保护输电线作用。

Description

一种反冲装置及其避雷线结构

技术领域

本发明涉及防雷灭弧技术领域，尤其涉及一种反冲装置及其避雷线结构。

背景技术

根据我国电力行业标准DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝 缘配合》，各级电压的线路采用不同的保护方式。为保护输电线路少受雷击 影响，普遍采用架设避雷线进行保护。避雷线又称架空地线，一般架设在杆 塔顶部。虽然避雷线对线路保护起到一定作用，但是避雷线的弊端仍很明显， 输电线路的雷害跳闸仍然还是很多。

根据我国输电线路运行统计结果表明：在平原地区的线路雷电绕击造成 的跳闸率与反击造成的跳闸率基本相当；而在山区线路因地形复杂、坡度角 的影响、挡距跨度大、风吹使避雷线和导线的摆渡加大，甚至导线和避雷线 出现方向相反的摆动，使避雷线与导线水平距离加大，即避雷线对导线的保 护角变大，导致绕击率比反击率要大得多。虽然已架设了避雷线和采用常规 的防雷技术措施，但是雷击跳闸事故仍时有发生，可见已有的防雷技术措施 不能保证输电线路的安全运行。

发明内容

针对现有避雷线的弊端，提出了一种改进现有避雷效果的反冲避雷装 置。提出了应用安装结构，可以将多级反冲装置应用在避雷线上，提升输电 线路的耐雷水平。

一种反冲装置，包括n个接闪组件和n+1个反冲组件，其中n为大于等于 1的正整数，n+1个反冲组件依次连接构成多级反冲组件，接闪组件设置在两 个反冲组件连接处，且封闭反冲组件内部通管的一端，接闪组件底部的反冲 组件上设置有反冲喷口与外部连通。

进一步地，所述n+1个反冲组件均包括若干个裙边和反冲管，所述反冲管 中间设置为空心结构，若干个裙边设置在反冲管的外侧。

进一步地，所述n个接闪组件均设置为导电电极，导电电极上端结构与 反冲组件内部空心结构的相同，且与封闭反冲组件的底部，导电电极底端结 构设置为向下的锥形结构或者弧形结构。

反冲装置的连接结构与安装方式：将该多级反冲装置安装到固定避雷线 的并沟线夹上。整个多级反冲装置竖直安装在避雷线上。其中多级反冲装置 是由多个反冲管串联组合，所述的反冲管为内部中空、一端开口、另一端封 闭的半封闭管件。反冲管上端接有引弧组件，引弧组件的装置结构多样不限。 反冲管封闭端使用的是圆锥体结构的接闪模块，是利用导电材料制成的。第 二级反冲管及之后的反冲管均设有倾斜的侧面反冲管喷口，反冲气体由此喷 出。反冲管壁是由高强度耐高温耐高压的非导电材料制成，起到保护反冲管的作用。多级反冲管最外部的裙边，可以增加爬电距离。

将多级反冲装置(不带有引弧组件)接入避雷线中，两端分别与避雷线 相连。第一种，可以将单个多级反冲装置两端与避雷线相连，第二种可以将 两个多级反冲装置“尾对尾”一起侧装在避雷线上。

一种反冲避雷线结构，包括反冲装置、引弧组件、并沟线夹和避雷线， 所述引弧组件固定设置在反冲装置的一端，并沟线夹设置在反冲装置的另一 端，所述反冲装置通过并沟线夹固定在避雷线上，且垂直设置。

反冲避雷线结构反冲的具体步骤如下：

步骤一，多级反冲管上接有引弧组件，可使雷电弧更好进入反冲管。在 多级反冲装置的反冲组件其中一个端口安装接闪模块进行密封，使反冲组件 构成半封闭管件。

步骤二，当雷电打到多级反冲装置的引弧组件上时，电弧在接闪模块的 库仑力作用下被引入反冲组件内部。

步骤三，进入到反冲组件内部的电弧称为入口电弧(电弧方向为正方向)， 入口电弧的弧柱直径因为受到反冲组件中管壁限制和狭管灌注作用，导致整 个电弧导电横截面积变小、电弧密度增大、电弧中心温度升高、速度增大， 反冲组件内压强急剧上升；入口电弧快速进入反冲组件，径向变细且产生轴 向力更大的弹力，冲向接闪模块并发生弹性碰撞，使电弧方向发生180°转化， 形成出口电弧(电弧方向为负方向)，出口路径是从反冲组件内部的灌注细 管的入口冲出，并离开反冲组件。

步骤四，在反冲组件中，运动方向相反的入口电弧和出口电弧形成的压 强叠加、温度叠加和密度叠加效应，使反冲组件内的压强极速倍增；最终， 外电弧和反冲组件内的电弧形成内外压强差、温度差、密度差、速度差，使 内电弧受到反冲作用冲出反冲组件，削弱反冲组件内的能量，同时阻碍入口 电弧的进入，在反冲组件入口处形成电弧大尺度断口，破坏电弧连续性，加 速电弧熄灭；反冲出来的出口电弧作用于反冲组件入口外电弧，形成空腔效 应，加速外电弧的截断。

步骤五，电弧在经过第一级反冲管的作用后能量已经大大削减，剩余电 弧通过接闪模块进入第二级反冲管，再次进行反冲作用削弱电弧能量，然后 依次进行上述过程，剩余电弧将沿避雷线传递流入大地。整个过程中，该装 置提前一级一级地削弱了电弧的能量，提升输电线路的耐雷水平，保护了输 电线路和电力输送的安全。

进一步地，所述引弧组件设置为锥形管，锥形管内部设置为空心结构，锥 形管的顶端和底部均开设空孔结构，锥形管的底部与电弧导环固定设置；

所述锥形管的侧壁有若干个弧形凸边、若干个弧形凹边或者若干个平 面板组成，若干个平面板设置为三角形板结构，三角形板倾斜设置，且相互 连接，若干个弧形凸边倾斜设置，一个弧形凸边一边与另一个弧形凸边另一 边连接，弧形凸边的凸出结构设置在外边，若干个弧形凹边倾斜设置，一个 弧形凹边一边与另一个弧形凹边另一边连接，弧形凹边的凹槽结构设置在外 边。

进一步地，所述设置为椭圆形金属球壳，所述椭圆形金属球壳底部和顶 部均设置有开孔，椭圆形金属球壳的内部设置有喷口管道壁，喷口管道壁设 置在底部开孔和顶部开孔的侧边，椭圆形金属球壳的底部开孔固定在电弧导 环上，椭圆形金属球壳底部开孔和顶部开孔均与电弧导环连接处的反冲组件 连通，构成电弧喷口。椭圆形金属球壳底部开孔和顶部开孔，底部与电弧导 环连接处的反冲组件连通，整体构成电弧喷口。

进一步地，所述引弧组件包括圆形金属球壳和/或喷口脚墩，所述圆形金属 球壳底部和顶部均设置有开孔，圆形金属球壳的底部开孔固定在电弧导环上 或者喷口脚墩上，所述喷口脚墩设置为底部大上端小，且内部空心的墩管， 所述墩管底部固定在电弧导环上，圆形金属球壳的底部开孔和顶部开孔经喷 口脚墩与电弧导环连接处的反冲组件连通，构成电弧喷口。圆形金属球壳的 底部开孔和顶部开孔，底部经喷口脚墩与电弧导环连接处的反冲组件连通， 整体构成电弧喷口。

一种反冲避雷线结构，包括反冲装置和两段避雷线，所述反冲装置设置在 两段避雷线之间，所述反冲装置的两端均与避雷线连接。

该反冲避雷线结构反冲的具体步骤如下：

步骤一，与第一种安装情况不同之处在于，多级反冲装置上不接有引弧 组件，两端直接分别与避雷线相连，当雷电打到避雷线上时，该电弧从左直 接进入多级反冲装置中，在多级反冲管的反冲组件另一个端口安装接闪模块 进行密封，使反冲组件构成半封闭管件；若雷电打到装置的右侧，将传递到 旁边的多级反冲装置中被消灭，该装置起到灭弧的作用。步骤二到五同上述 原理相同。

一种反冲避雷线结构，包括两个反冲装置和两段避雷线，两个反冲装置 反冲端相互固定连接，且设置在两段避雷线之间，两个反冲装置的另一端均 与避雷线连接。

该反冲避雷线结构反冲的具体步骤如下：

步骤一，与第一、二种安装情况不同之处在于，多级反冲装置上不接有 引弧组件，由两个多级反冲装置“尾对尾”安装，另外两端直接分别与避雷 线相连，无论雷电打到避雷线的哪个位置，电弧都可直接进入多级反冲装置 中，在多级反冲管的反冲组件另一个端口安装接闪模块进行密封，使反冲组 件构成半封闭管件，电弧在该装置中一级一级被消灭，起到灭弧的作用。步 骤二到五同上述原理相同。

本发明中的反冲组件之前都有一个狭管灌注通道，这是电弧进入装置的 唯一通道。灌注过程中产生多样的物理变化。

电弧等离子体发生弹性形变。电弧等离子体在进入反冲管入口时，首 先物理形状发生改变，由粗电弧变成了极细的电弧，径向压力转成轴向压力， 由于狭管反冲效应，在电弧反冲时喷出速度会加快。

电弧温升效应加剧。电弧变细后，电弧横截面积减小，根据公式 电弧电阻会大幅度上升。由于雷电弧在实际经验工作中常作为恒流 源，根据公式W＝∫I²×RΔt可知，尽管冲击时时间仅有几微秒，但整体能量 会增强，反冲管内敛性温度会升高。

电弧辐射、对流、传导为能量流失的三种方式，由于封闭管道即外源 性封堵环境下，热量不能得到释放，对电弧起到了阻断的作用，只会产热， 不会散热。因此会产生阻断性的温升，使得管内温度持续升高。

压爆效应急剧增加。当温度的逐步升高使得电弧积累性的增加，又进 一步加剧了压爆效应，使电弧喷射力度更大。

同时，利用带裙边的反冲管可以增加爬电距离，使电弧进入反冲管中， 而不走外部。

本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：

(1)本发明使用多个反冲管的串联方式可使流经避雷线的泄流裕量更 小，对避雷线保护强度更好；经过反冲，减小泄流裕量，降低雷击感应过电 压，加装反冲管后的避雷线可将流经避雷线的电弧量减小，反冲管将大部分 电弧反冲喷射，因此起到保护输电线，使其避免承受巨大压力的作用；提升 了装置安全能力，安装在装置上的反冲避雷线更加有效的保护装置的安全性， 使得雷电流对输电线的破坏能力减弱，起到保护输电线的作用。

(2)保护输电线路的稳定运行，安装在输电线路上的避雷线将有效的保 护输电线路的运行，避免遭受雷电，减小雷电绕击率，减小事故的发生；保 护电力系统的安全，各种短路发生的概率会大幅度下降，引起恶性事故的概 率大幅度下降；防雷的性价比提高，在发生恶性突变之前能够及时处理，减 少了对避雷线的损坏，维修成本降低，对线路的保护程度提高。

(3)将多级反冲装置安装在避雷线上结构方式的想法新颖；将多级反冲 装置安装在避雷线上，可有效提升输电线路的耐雷水平，增大避雷线的保护 范围；这种结构可将大能量、大强度的雷电流在避雷线上直接逐级的削弱， 消灭，极大的提升了避雷线的保护范围，保护了输电线路与电力的传输。

附图说明

图1为本发明多级反冲灭弧装置一种结构示意图。

图2为本发明第一种避雷线结构示意图。

图3为本发明第一种避雷线结构安装示意图。

图4为本发明第二种避雷线结构示意图。

图5为本发明第二种避雷线结构安装示意图。

图6为本发明第三种避雷线结构示意图。

图7为本发明第三种避雷线结构安装示意图。

图8为本发明引弧组件为多电极结构示意图。

图9为本发明引弧组件为锥形管的结构示意图。

图10为图9中锥形管的三种不同结构剖面图。

图11为本发明引弧组件为圆锥管的结构示意图。

图12为本发明引弧组件为扁饼状的结构示意图。

图13为本发明引弧组件为球壳型的结构示意图。

图14为本发明引弧组件为金属外壳的结构示意图。

图15为本发明引弧组件为柱型的结构示意图。

图16为本发明引弧组件为尖端柱型的结构示意图。

图17为本发明接闪组件的结构示意图。

图中：1-引弧组件、2-电弧导环、3-接闪组件、4-反冲喷口、5-反冲组件、 6-裙边、7-反冲管、8-并沟线夹、9-避雷线、1A-金属杆、1B-锥形管、1B 1- 弧形凸边、1B 2-弧形凹边、1B3-平面板、1C–圆锥管、1D–椭圆形金属球壳、 1D1-喷口管道壁、1E-圆形金属球壳、1E1–喷口脚墩、1F–空心球壳体、1F1 –连通管、1G–柱形金属壳、1G 1–圆柱喷口管道壁。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举 出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中 列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的 理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。

实施例1

一种反冲装置，如图1所示，包括n个接闪组件3和n+1个反冲组件5，其 中n为大于等于1的正整数，n+1个反冲组件5依次连接构成多级反冲组件，接 闪组件3设置在两个反冲组件5连接处，且封闭反冲组件5内部通管的一端，接 闪组件3底部的反冲组件5上设置有反冲喷口4与外部连通。反冲组件5的个数 根据具体的输送电压的高低决定，根据不同地区的电雷设置反冲装置的数量 不同。

引弧组件1用于引入电弧，然后电弧进入到反冲组件5内，经过反冲后， 一部分的电弧方向对冲，其中起到反冲作用的是接闪组件3，接闪组件3堵住 了每个反冲组件5的底部，然后反冲组件5上端均是开口的，然后形成了一个 很好的对冲的效果。反冲组件5的个数一般比接闪组件3多一个，最低下的反 冲组件5的底部不用设计接闪组件3的，但是根据用户的需求也可以进行设计 的，最底部设计也是属于本申请的一个结构类型。

本装置安装在避雷线上，或者装置两端与避雷线相连，起到灭弧的作用， 同时提升避雷线的避雷能力。多级反冲装置是由多个反冲管串联组合，所述 的反冲管为内部中空、一端开口、另一端封闭的半封闭管件。反冲管上端接 有引弧组件，引弧组件可用引弧金属杆或者利用引弧金属圆环，等等。反冲 管封闭端使用的是圆锥体结构的接闪模块，是利用导电材料制成的。第二级 及之后的反冲管均设有倾斜的侧面反冲管喷口，反冲气体由此喷出。反冲管 内壁与外管壁之间是由高强度耐高温耐高压的非导电材料制成，起到保护反冲管的作用。多级反冲管最外部是裙边，可以增加爬电距离。

实施例2

所述n+1个反冲组件5均包括若干个裙边6和反冲管7，所述反冲管7中间设 置为空心结构，若干个裙边6设置在反冲管7的外侧。

反冲管7由高强度耐高温耐高压的非导电材料制成，高强度耐高温耐高压 的非导电材料采用合金陶瓷、稀土陶瓷、石墨烯-陶瓷复合材料、有机陶瓷、 合成硅橡胶、有机绝缘材料、合金玻璃、稀土玻璃、石墨烯玻璃、有机玻璃 中的任意一种。使用上述的材料具有灭弧阈值高的特点，采用高强度耐高温 耐高压的非导电材料制成，从而使得灼烧的温度更高。

若干个圆形的裙边6的半径均不同，等间距设置在反冲管7的外侧。裙边6 的圆形半径均是不同的，一般设置两端的裙边6的半径相对较大，因为两端的 电压会更高，从而更好的满足电弧的爬行距离，实现更好的灭弧。裙边6的个 数为一般是5-7个，设置的距离一般为60mm。

实施例3

所述n个接闪组件3均设置为导电电极，导电电极上端结构与反冲组件5 内部空心结构的相同，且与封闭反冲组件5的底部，导电电极底端结构设置为 向下的锥形结构或者弧形结构。

接闪组件3为锥形结构、半球形结构、圆台结构或者圆板底部固定有若 干个锥形结构，且接闪组件3使用导电材料制成。设置了上述的结构，使得 电弧冲击在接闪组件3上时，便于向下一级反冲管传递电弧，使得这一部分 的电弧进入下一个反冲组件5。设置上述的结构均具有导弧的效果，使得电弧 能够逐级被削弱，最后实现灭弧。

当装置遭受雷击时，雷电通过引弧组件1引入反冲装置，由于雷电电弧是 具有弹性形变的等离子体，当其经过反冲组件5的反冲管时，由于反冲管的限 制，电弧进入反冲管始端时密度、速度、温度增加，导致管内压力的增加， 最终产生压爆效应，使电弧在堵塞的反冲管底部受到弹力，电弧方向发生180° 的改变。反弹回的一大部分电弧由于速度、密度、压力更大，在与入口处形 成空腔效应作用于外电弧，导致端口处的部分电弧产生截断。

一种反冲避雷线结构，包括反冲装置、引弧组件1、并沟线夹8和避雷线9， 所述引弧组件1固定设置在反冲装置的一端，并沟线夹8设置在反冲装置的另 一端，所述反冲装置通过并沟线夹8固定在避雷线9上，且垂直设置。

该装置竖直安装在避雷线的并沟线夹上，并沟线夹主要是用来将两根避 雷线固定住，连在一起，现在将多级反冲装置通过螺丝条纹旋在并沟线夹上， 见图2。具体的线路安装方式见图3。

如图8-17，引弧组件1有以下集中结构：

所述引弧组件1由一根或者一根以上的金属杆1A组成，金属杆1A固定设 置在电弧导环11上。若干根金属杆1A均匀的设置在电弧导环11上，金属杆1A 设置为尖端的金属杆结构。电弧经金属杆1A在传给电弧导环2，然后再经反 冲组件5进行反冲，使得电弧形成对冲，相互削弱的作用。

所述引弧组件1设置为锥形管1B，锥形管1B内部设置为空心结构，锥形 管1B的顶端和底部均开设空孔结构，锥形管1B的底部与电弧导环11固定设 置。所述锥形管1B的侧壁有若干个弧形凸边1B1、若干个弧形凹边1B2或者若 干个平面板1B3组成，平面板1B3的数量不定，根据用户的需求进行设定，平 面板1B3的数量一般是3-8个。若干个平面板1B3设置为三角形板结构，三角形 板倾斜设置，且相互连接，若干个弧形凸边1B1倾斜设置，一个弧形凸边1B1 一边与另一个弧形凸边1B1另一边连接，弧形凸边1B1的凸出结构设置在外边， 若干个弧形凹边1B2倾斜设置，一个弧形凹边1B2一边与另一个弧形凹边1B2 另一边连接，弧形凹边1B2的凹槽结构设置在外边。通过设置了内外的弧形结 构，从而可以大大的加大表面的面积，聚集的大量异性电荷(正离子)对雷 云上的电荷(负离子)存在强大库仑力，能更稳定地停留在表面，引雷效果 明显。并且在电弧被反冲后，进行一个聚集的效果对反向，然后与正向的电 弧形成一个很好的对冲效果。

所述引弧组件1设置为圆锥管1C，圆锥管1C内部设置为空心结构，且上 下端设置为开口结构，圆锥管1C的底部固定在电弧导环2上。圆锥管1C外部 设置为一个平滑的结构，在加工方面非常的方便，可以快速的批量生产，具 有加工简单的特点。同时，圆锥管1C设置为一个金属的锥形管，可以在引弧 时可以从一点进行扩散，然后传导电弧导环2上，再传给反冲组件5进行反冲。

所述引弧组件1设置为椭圆形金属球壳1D，所述椭圆形金属球壳1D底部 和顶部均设置有开孔，椭圆形金属球壳1D的内部设置有喷口管道壁1D1，喷 口管道壁1D1设置在底部开孔和顶部开孔的侧边，椭圆形金属球壳1D的底部 开孔固定在电弧导环2上，椭圆形金属球壳1D底部开孔和顶部开孔均与电弧 导环11连接处的反冲组件5连通，构成电弧喷口。椭圆形金属球壳1D外部设 置为一个椭圆形，然后内部开孔的地方均设置了喷口管道壁1D1，从而使得形 成了一个上下对流的喷口，由于金属球壳表面面积增加，聚集的大量异性电荷(正离子)对雷云上的电荷(负离子)存在强大库仑力，能更稳定地停留 在表面，引雷效果明显。

所述引弧组件1包括圆形金属球壳1E和/或喷口脚墩1E1，所述圆形金属 球壳1E底部和顶部均设置有开孔，圆形金属球壳1E的底部开孔固定在电弧 导环11上或者喷口脚墩1E1上，所述喷口脚墩1E1设置为底部大上端小，且内 部空心的墩管，所述墩管底部固定在电弧导环2上，圆形金属球壳1E的底部开 孔和顶部开孔经喷口脚墩1E1与电弧导环2连接处的反冲组件5连通，构成电弧 喷口。喷口脚墩1E1一般使用非金属绝缘材料制成，与喷口管道的作用相同。

所述引弧组件1包括空心球壳体1F和连通管1F1，所述空心球壳体1F底部 和顶端均开设有开孔，空心球壳体1F的底部开孔处固定在连通管1F1的顶端， 所述连通管1F1的底端固定在电弧导环2上，所述空心球壳体1F底部开孔和顶 部开孔经连通管1F1与电弧导环2连接处的反冲组件5连通，构成电弧喷口。连 通管1F1作为一个反冲气体的冲出通道，然后经过空心球壳体1F底部开孔和顶 部开孔进行喷出。本申请的引弧组件1均是使用金属结构。外部为金属球壳与 反冲管由金属环连接，喷口的管道壁为绝缘材料，反冲的气体经过该管道排 出。再次基础上，将引弧组件中的金属外壳由锥形与球形结构组合起来。

所述引弧组件1由柱形金属壳1G构成，柱形金属壳1G的底部固定在电弧 导环11上，柱形金属壳1G的内部设置有圆柱喷口管道壁1G1，圆柱喷口管道 壁1G1环绕在柱形金属壳1G内部构成电弧喷口，柱形金属壳1G顶部设置为尖 端结构。柱形金属壳1G外壳仍为金属物质，喷口的管道壁为绝缘材料，反冲 的气体经过该管道排出。该柱型即可为圆柱型，也可为柱形结构。采用尖端 柱型结构。见图16，该柱型即可为圆柱型，也可为柱形结构，同时具有尖端 结构。

一种反冲避雷线结构，特征在于：包括反冲装置和两段避雷线8，所述反 冲装置设置在两段避雷线8之间，所述反冲装置的两端均与避雷线8连接。

该装置不接有引弧组件1，两端直接分别与避雷线相连，侧装在避雷线中 间，见图4。具体的线路安装方式见图5(线路上的安装个数视具体情况而定)。

一种反冲避雷线结构，包括两个反冲装置和两段避雷线8，两个反冲装置 封闭端相互固定连接，且设置在两段避雷线8之间，两个反冲装置的入弧端均 与避雷线8连接。

该装置“尾对尾”侧装在避雷线上，两端分别与避雷线相连，见图6。具 体的线路安装方式见图7(线路上的安装个数视具体情况而定)。

本申请中，可定义外电弧在入口处速度为v0，压强为p0，密度为ρ0，温 度为T0。外电弧进入反冲组件后，形成的入口电弧速度v1，压强为p1，密度 为ρ1，温度为T1。经过引弧组件后出口电弧速度v2，压强为p2，密度为ρ2， 温度为T2。外电弧通过入口进入反冲组件形成了内电弧，内电弧受到反冲组 件壁的限制，直径被大尺度机械压缩，使得内电弧温度、密度、压强和速度 均上升。不考虑电弧能量流失和摩擦作用，当入口电弧经过接闪组件实现弹 性碰撞瞬间，认为v1＝-v2，即入口电弧速度大小与出口速度大小相等，方向 相反。考虑电弧能量流失和摩擦作用，入口电弧经过接闪组件碰撞后，认为 ∣v2∣＜∣v1∣，即出口速度大小比入口速度小，方向相反。出口电弧受到 入口电弧的阻碍作用，出口电弧直径比入口电弧直径小，使出口电弧的密度、 温度和压强均比入口电弧的大，即ρ2＞ρ1，T2＞T1，p2＞p1，这些共同作用， 使v2增速大于v1增速，即a2＞a1。随着出口电弧直径不断被压缩，使得出口 电弧密度、温度和压强不断增大，最终形成v2＞v1，促使出口电弧从入口处 冲出反冲组件。出口电弧以冲出反冲组件后，对外电弧形成空腔效应，破坏 电弧连续性，削弱电弧能量，加速其截断和熄灭。

考虑到反冲组件中原有存在着空气，当电弧进入反冲组件后，形成的一 系列效应和机制，使得反冲组件中的空气被压缩，造成反冲组件内气压升高， 减小了电子的自由行程长度，削弱和抑制了电离过程，使电气绝缘强度显著 提高，有利于电弧截断和熄灭。根据实验数据可知，当空气从0.1Mpa(1atm) 被压缩至2.8Mpa时，被压缩空气击穿电压可上升至标准空气击穿电压 (30kV/cm)的9～12倍，极大地提高了电气绝缘强度。反冲组件中原有的空 气，受到反冲组件中温升效应和压升效应的影响，产生的喷射气流从反冲组 件喷射并作用于外电弧，利用气流对外电弧的空腔效应，加速外电弧的对流、 辐射和传导，使电弧由导电性转化为介质性，形成电弧自熄灭。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,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。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润 饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种反冲装置，其特征在于，包括n个接闪组件(3)和n+1个反冲组件(5)，其中n为大于等于1的正整数，n+1个反冲组件(5)依次连接构成多级反冲组件，接闪组件(3)设置在两个反冲组件(5)连接处，且封闭反冲组件(5)内部通管的一端，接闪组件(3)底部的反冲组件(5)上设置有反冲喷口(4)与外部连通。

2.根据权利要求1所述的一种反冲装置，其特征在于：所述n+1个反冲组件(5)均包括若干个裙边(6)和反冲管(7)，所述反冲管(7)中间设置为空心结构，若干个裙边(6)设置在反冲管(7)的外侧。

3.根据权利要求1所述的一种反冲装置，其特征在于：所述n个接闪组件(3)均设置为导电电极，导电电极上端结构与反冲组件(5)内部空心结构的相同，且与封闭反冲组件(5)的底部，导电电极底端结构设置为向下的锥形结构或者弧形结构。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种反冲避雷线结构，特征在于：包括反冲装置、引弧组件(1)、并沟线夹(8)和避雷线(9)，所述引弧组件(1)固定设置在反冲装置的一端，并沟线夹(8)设置在反冲装置的另一端，所述反冲装置通过并沟线夹(8)固定在避雷线(9)上，且垂直设置。

5.根据权利要求4所述的一种反冲避雷线结构，其特征在于：所述引弧组件(1)设置为锥形管(1B)，锥形管(1B)内部设置为空心结构，锥形管(1B)的顶端和底部均开设空孔结构，锥形管(1B)的底部与电弧导环(2)固定设置；

所述锥形管(1B)的侧壁有若干个弧形凸边(1B1)、若干个弧形凹边(1B2)或者若干个平面板(1B3)组成，若干个平面板(1B3)设置为三角形板结构，三角形板倾斜设置，且相互连接，若干个弧形凸边(1B1)倾斜设置，一个弧形凸边(1B1)一边与另一个弧形凸边(1B1)另一边连接，弧形凸边(1B1)的凸出结构设置在外边，若干个弧形凹边(1B2)倾斜设置，一个弧形凹边(1B2)一边与另一个弧形凹边(1B2)另一边连接，弧形凹边(1B2)的凹槽结构设置在外边。

6.根据权利要求4所述的一种反冲避雷线结构，其特征在于：所述设置为椭圆形金属球壳(1D)，所述椭圆形金属球壳(1D)底部和顶部均设置有开孔，椭圆形金属球壳(1D)的内部设置有喷口管道壁(1D1)，喷口管道壁(1D1)设置在底部开孔和顶部开孔的侧边，椭圆形金属球壳(1D)的底部开孔固定在电弧导环(2)上，椭圆形金属球壳(1D)底部开孔和顶部开孔均与电弧导环(2)连接处的反冲组件(5)连通，构成电弧喷口。

7.根据权利要求4所述的一种反冲避雷线结构，其特征在于：所述引弧组件(1)包括圆形金属球壳(1 E)和/或喷口脚墩(1 E1)，所述圆形金属球壳(1 E)底部和顶部均设置有开孔，圆形金属球壳(1 E)的底部开孔固定在电弧导环(2)上或者喷口脚墩(1 E1)上，所述喷口脚墩(1 E1)设置为底部大上端小，且内部空心的墩管，所述墩管底部固定在电弧导环(2)上，圆形金属球壳(1 E)的底部开孔和顶部开孔经喷口脚墩(1 E1)与电弧导环(2)连接处的反冲组件(5)连通，构成电弧喷口。

8.根据权利要求1-3任意一项所述的一种反冲避雷线结构，特征在于：包括反冲装置和两段避雷线(8)，所述反冲装置设置在两段避雷线(8)之间，所述反冲装置的两端均与避雷线(8)连接。

9.根据权利要求1-3任意一项所述的一种反冲避雷线结构，特征在于：包括两个反冲装置和两段避雷线(8)，两个反冲装置反冲端相互固定连接，且设置在两段避雷线(8)之间，两个反冲装置的另一端均与避雷线(8)连接。