CN110829183A - 用于输电线路的避雷装置 - Google Patents

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李军
姚凯
黄敏
李帅
王永翔
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Abstract

本发明公开了一种用于输电线路的避雷装置，属于输电线避雷技术领域。它包括用于电连接输电线的引雷电极、用于电连接地线的接地电极、用于保持引雷电极与接地电极之间距离的支撑绝缘子和设置在所述接地电极与引雷电极之间的避雷器，所述避雷器包括间隙设置在绝缘支撑体内的多个导电体，在所述绝缘支撑体上的对应于相邻两个导电体的间隙处设有带吹弧孔的灭弧室，所述吹弧孔背向所述输电线及与所述输电线连接的线路绝缘子设置。它通过纯空气间隙结构形成串联设置的分压电容及灭弧栅，既能实现重复使用又能快速灭弧，还可以避免吹弧孔吹出的高温电弧烧断输电线。

Description

用于输电线路的避雷装置
技术领域
本发明涉及输电线路避雷技术领域，尤其是涉及一种用于输电线路的避雷装置。
背景技术
避雷器是用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流时间、续流幅值的一种电器。现有的输电线路用避雷器包括氧化锌避雷器、串联间隙避雷器，它们可以有效保护绝缘子不受电弧损伤，减少线路雷击跳闸率。但是，氧化锌避雷器应用在高压线路中存在以下不足：氧化锌电阻片易老化；密封失效后也会导致氧化锌电阻片受潮。串联间隙避雷器制作工艺较为复杂，并且重量和体积大造成装置安装困难，运行维护成本高，限制了其在配网大范围推广应用。
目前用于输电线路的避雷装置采用的招弧角（穿刺线夹）方式可以有效地保护线路导线和线路绝缘子。由于该方式是在电弧电流过零点自然熄弧，熄弧能力差、灭弧时间长，并有可能复燃，所以不能降低线路跳闸率，需要与自动重合闸装置配合。
公开于2014年1月24日的中国专利文献CN103812009A记载了一种用于架空输电线路的串联可调间隙吹弧式避雷器，包括连接底座、连接筒、绝缘套管、薄壁钢管、多个腔室电极、多个灭弧室、芯棒、芯棒绝缘层、下连接杆、低压环状电极、隔离绝缘子、上连接杆、高压环状电极和导线线夹；所述的连接底座用于将避雷器固定在架空输电线路的绝缘子下端或杆塔上，所述的连接筒上开有与腔室电极和芯棒口径大小相等的孔，用于在连接筒中插入腔室电极和芯棒，使避雷器与连接底座相连接；所述的多个腔室电极间隔排列在绝缘套管中，多个腔室电极将绝缘套管分隔成为多个灭弧室，灭弧室的一边开有喷气孔；所述的薄壁钢管置于绝缘套管与腔室电极之间；所述的芯棒置于绝缘套管的底部，所述的芯棒绝缘层包裹在芯棒外；所述的低压环状电极通过插入定位孔的定位螺母固定在下连接杆上，下连接杆的下端部与所述的腔室电极相连，下连接杆的上端部与所述的隔离绝缘子的下部相对固定；所述的高压环状电极固定在上连接杆上，上连接杆的下端部与所述的隔离绝缘子的上部相对固定，上连接杆的上端部设有导线线夹，架空输电线路穿过导线线夹。
发明内容
对比文件CN103812009A记载了一种用于架空输电线路的串联可调间隙吹弧式避雷器并未考虑电弧对输电线路的影响，容易烧断输电线，从而引起线路故障。
有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于输电线路的避雷装置，以解决现有的能够消弧的避雷器寿命短、维护成本高的技术问题。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于输电线路的避雷装置，包括用于电连接输电线的引雷电极、用于电连接地线的接地电极、用于保持引雷电极与接地电极之间距离的支撑绝缘子和设置在所述接地电极与引雷电极之间的避雷器，所述避雷器包括间隙设置在绝缘支撑体内的多个导电体，在所述绝缘支撑体上的对应于相邻两个导电体的间隙处设有带吹弧孔的灭弧室，所述吹弧孔背向所述输电线及与所述输电线连接的线路绝缘子设置。
优选的，所述吹弧孔的吹弧通道延伸线与临近的输电线及与所述输电线连接的线路绝缘子不相交。
优选的，在所述绝缘支撑体上形成或设置有耐污伞裙，所述耐污伞裙为绝缘体。
进一步的，所述耐污伞裙有多个，在所述接地电极和所述引雷电极之间的连线方向上，在所述绝缘支撑体上间隔设置有大耐污伞裙和小耐污伞裙。
优选的，其中一些所述导电体为球形导电体。
进一步的，所述球形导电体为钢珠。
进一步的，所述球形导电体直线阵列式设置在所述绝缘支撑体内。
优选的，所述绝缘支撑体由过氧化物固化的有机硅材料制作，在所述绝缘支撑体的表面裹有硅橡胶绝缘层。
在对比文件CN103812009A中，其图2为图1中的A向视图，本领域技术人员明白，输电线与绝缘套管是平行设置的，且其吹弧孔向上吹向输电线，容易导致电弧烧损输电线，故而需要较长的下连接杆，这会降低下连接杆的下端与地面的电气距离。
本发明的有益效果是：
本发明间隙设置在绝缘支撑体内的多个导电体通过纯空气间隙结构形成串联设置的分压电容，在电容未击穿时为绝缘状态，在电容击穿时为导电状态，不受压敏特性电阻片电压梯度的限制，防雷装置在体积、重量、安装高度上大大降低了安装使用环境条件；同时，多个导电体也能形成灭弧栅，便于快速灭弧；吹弧孔背向输电线设置，可以避免吹弧孔吹出的高温电弧烧断输电线，吹弧孔背向与输电线连接的线路绝缘子，可以避免吹弧孔吹出的高温电弧烧损线路绝缘子，而且带吹弧孔的灭弧室可以实现快速灭弧；接地电极可以直接接地，不需要额外增加接地电阻，安装方便、简单、可靠。
本发明吹弧孔的吹弧通道延伸线与临近的输电线及与输电线连接的线路绝缘子不相交。由于输电线、线路绝缘子均在上方，故而吹弧孔是斜向下设置的。
本发明耐污伞裙采用绝缘体制作，既具有遮污效果，又能够对雷电逐级绝缘使其转化衰减为微型放电，还可以限定从吹弧孔吹出的电弧的空间。
本发明绝缘支撑体由过氧化物固化的有机硅材料制作，在绝缘支撑体的表面裹有硅橡胶绝缘层，漏电起痕性能、力学性能、憎水性和阻燃电性能优异，不含金属氧化物压敏元件，避免了高压电老化和过热损坏问题。
附图说明
图1为本发明一种用于输电线路的避雷装置安装在输电线路上的结构示意图。
图2为本发明一种用于输电线路的避雷装置的避雷器的剖面图。
图3为本发明一种用于输电线路的避雷装置的避雷器的前视图。
图中，1-避雷器，10-绝缘支撑体，101-吹弧孔，104-接地电极容槽，111-第一导电体，112-第二导电体，113-第三导电体，114-小耐污伞裙，115-大耐污伞裙，21-软导线，22-第一汇流板，221-引雷电极，23-第一支撑绝缘子，24-第二汇流板，241-接地电极，25-第二支撑绝缘子，90-输电线。
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。
实施例1：一种用于输电线路的避雷装置，参见图1-3，包括用于电连接输电线90的引雷电极221、用于电连接地线的接地电极241、用于保持引雷电极221与接地电极241之间距离的支撑绝缘子23和设置在接地电极241与引雷电极221之间的避雷器1。
参见图1，引雷电极221固定在第一汇流板22上并与第一汇流板22电连接，第一汇流板22通过带有导电线夹的软导线21与输电线90电连接。
参见图1，接地电极241固定在第二汇流板24上并与第二汇流板24电连接，第二汇流板24用于电连接接地线。
参见图1，支撑绝缘子23一端与第一汇流板22固定连接，另一端与第二汇流板24固定连接，由于第一汇流板22和第二汇流板24均为刚性体，所以支撑绝缘子23能够保持引雷电极221与接地电极241之间的距离为恒定的。
参见图1-3，避雷器1包括间隙设置在绝缘支撑体10内的多个导电体，在图2中，这些导电体包括第一导电体111、第二导电体112和第三导电体113。第一导电体111靠近引雷电极221，并设有空气形成的电气间隙，当雷电贯入输电线90上时，输电线90上的高压电流经软导线21、第一汇流板22到达引雷电极221处，并击穿引雷电极221与第一导电体111的电气间隙，引雷电极221与第一导电体111之间形成通路。在绝缘支撑体10上的对应于相邻两个导电体的间隙处设有带吹弧孔101的灭弧室，吹弧孔101背向输电线90及与输电线90连接的线路绝缘子（未画）设置。当第一导电体111带高压电后，高压电顺次使第一导电体111、相邻的第二导电体112、第三导电体113之间的灭弧室内的空气电离形成高压气体及电弧，高压气体将电弧从对应的吹弧孔吹出。由于第二导电体112使第一导电体111与第三导电体113之间形成了多个分压电容，所以相邻的两个第二导电体112之间的电压是小电压，对应的电弧也为小电弧，这些小电弧从对应的吹弧孔吹出后，喷射距离短，易熄灭。第三导电体113通过与其电连接的接地电极241、第二汇流板24、接地线将高压电接入地下。
优选的，参见图1，吹弧孔101的吹弧通道延伸线与临近的输电线90及与输电线连接的线路绝缘子不相交。
参见图1-3，优选的，在绝缘支撑体10上形成或固定设置有耐污伞裙，耐污伞裙为绝缘体。为形成大小分级的层级间隔，进一步的，耐污伞裙有多个，在接地电极241和引雷电极221之间的连线方向上，在绝缘支撑体10上间隔设置有大耐污伞裙115和小耐污伞裙114。
参见图1-2，优选的，其中一些导电体为球形导电体。比如图2中和第二导电体112就为球形导电体。进一步的，球形导电体为钢珠、铜珠、铝珠等导电珠，在球形导电体的表面可以覆有防氧化导电层，比如在钢珠的表面覆有镀锌层，镀锌层就是防氧化导电层。
优选的，第二导电体112直线阵列式设置在绝缘支撑体10内，也即是每组相邻两个导电体之间的间隙是相等的。
优选的，绝缘支撑体10由过氧化物固化的有机硅材料制作，在绝缘支撑体的表面裹有硅橡胶绝缘层。
安装时，每根电杆安装一个用于输电线路的避雷装置，并换相交错安装（也即使一根相线接地）。例如，两相供电线时，相邻的两根电杆就可以实现两相电的接地。三相供电时，邻近的三根电杆就可以实现三相电的接地。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种用于输电线路的避雷装置，包括用于电连接输电线的引雷电极、用于电连接地线的接地电极、用于保持引雷电极与接地电极之间距离的支撑绝缘子和设置在所述接地电极与引雷电极之间的避雷器，所述避雷器包括间隙设置在绝缘支撑体内的多个导电体，在所述绝缘支撑体上的对应于相邻两个导电体的间隙处设有带吹弧孔的灭弧室，其特征在于，所述吹弧孔背向所述输电线及与所述输电线连接的线路绝缘子设置。
2.如权利要求1所述的用于输电线路的避雷装置，其特征在于，所述吹弧孔的吹弧通道延伸线与临近的输电线及与所述输电线连接的线路绝缘子不相交。
3.如权利要求1所述的用于输电线路的避雷装置，其特征在于，在所述绝缘支撑体上形成或设置有耐污伞裙，所述耐污伞裙为绝缘体。
4.如权利要求3所述的用于输电线路的避雷装置，其特征在于，所述耐污伞裙有多个，在所述接地电极和所述引雷电极之间的连线方向上，在所述绝缘支撑体上间隔设置有大耐污伞裙和小耐污伞裙。
5.如权利要求1所述的用于输电线路的避雷装置，其特征在于，其中一些所述导电体为球形导电体。
6.如权利要求5所述的用于输电线路的避雷装置，其特征在于，所述球形导电体为钢珠。
7.如权利要求5所述的用于输电线路的避雷装置，其特征在于，所述球形导电体直线阵列式设置在所述绝缘支撑体内。
8.如权利要求1所述的用于输电线路的避雷装置，其特征在于，所述绝缘支撑体由过氧化物固化的有机硅材料制作，在所述绝缘支撑体的表面裹有硅橡胶绝缘层。
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