CN112769040B - 串联间隙避雷器 - Google Patents

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Abstract

一种串联间隙避雷器，包括绝缘体和设置在绝缘体内的至少两组串联间隙尖端放电组件，任一组串联间隙尖端放电组件螺旋式环绕所述绝缘体的主轴设置，且任意两组串联间隙尖端放电组件中，从属于其中一组串联间隙尖端放电组件的相邻两个导电体的间隙距离与从属于另一组串联间隙尖端放电组件的相邻两个导电体的间隙距离相等。它可以在兼顾避雷效果的条件下提高串联间隙避雷器的灭弧效果并降低其泄漏电流。

Description

串联间隙避雷器
技术领域
本发明涉及避雷器领域，具体涉及一种串联间隙避雷器。
背景技术
避雷器(surge arrester)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也常限制续流幅值的一种电器。现有的输电线路用避雷器有氧化锌避雷器、串联间隙避雷器等类型。
专利文献CN110829183A记载了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接地电极与引雷电极之间的避雷器，避雷器包括间隙设置在绝缘支撑体内的多个导电体，在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，吹弧孔背向所述输电线及与输电线连接的线路绝缘子设置。该种类型的串联间隙避雷器灭弧效果差，在同等规格的避雷效果的条件下泄漏电流大。
发明内容
本发明的目的是提供一种串联间隙避雷器，以在兼顾避雷效果的条件下提高串联间隙避雷器的灭弧效果并降低其泄漏电流。
本发明的技术方案是：
一种串联间隙避雷器，包括绝缘体和设置在绝缘体内的至少两组串联间隙尖端放电组件，任一组串联间隙尖端放电组件螺旋式环绕所述绝缘体的主轴设置，且任意两组串联间隙尖端放电组件中，从属于其中一组串联间隙尖端放电组件的相邻两个导电体的间隙距离与从属于另一组串联间隙尖端放电组件的相邻两个导电体的间隙距离相等。
优选的，相邻的两组串联间隙尖端放电组件中，从属于其中一组串联间隙尖端放电组件的相邻两个导电体的间隙距离与相邻的两组串联间隙尖端放电组件的螺距相等。
优选的，所述串联间隙尖端放电组件的组数≤4。
优选的，每组所述串联间隙尖端放电组件包括多个氧化锌导电体。
优选的，所述绝缘体上设置用于连通每组串联间隙尖端放电组件的相邻两个导电体的气体放电通道和与所述气体放电通道连通的灭弧盲孔。
本发明的有益效果是：
1.在串联间隙尖端放电组件中，设气体放电通道两端的两个导电体分别为A导电体、B导电体。本发明在维持A导电体的电荷面密度σR不变的条件下，通过增加A导电体的半径R，并通过至少两路串联间隙尖端放电组件降低增加A导电体的半径R对“加载在A导电体和B导电体间的实现尖端放电的电压差UAB”的不利影响，从而维持现有的避雷器使用条件不变。在增加A导电体的半径R时，A导电体和B导电体间电容C增大，对低频交流电的容通性更差，泄漏电流更小。此外，由于至少两路串联间隙尖端放电组件构成并联电路，其分流效果有助于降低每组串联间隙尖端放电组件的通过电流，从而降低其电弧能量，这样也有助于降低灭弧难度。
2.相邻的两组串联间隙尖端放电组件中，从属于其中一组串联间隙尖端放电组件的相邻两个导电体的间隙距离与相邻的两组串联间隙尖端放电组件的螺距相等，这样可以避免不同组串联间隙尖端放电组件之间的不利影响。
附图说明
图1为一种本发明的串联间隙避雷器的主视图。
图2为一种本发明的串联间隙避雷器的透视图。
图3为一种本发明的串联间隙避雷器的横剖图，图中虚线示意的形状为绝缘子内的导电体、气体放电通道及灭弧盲孔。
附图标记说明，1-第一固定部，2-绝缘体，21-大绝缘子伞裙，22-大绝缘子伞裙，3-第二固定部，41-第一组串联间隙尖端放电组件，42-第二组串联间隙尖端放电组件。
具体实施方式
下面结合附图，以实施例的形式说明本发明，以辅助本技术领域的技术人员理解和实现本发明。除另有说明外，不应脱离本技术领域的技术知识背景理解以下的实施例及其中的技术术语。
在本发明中，气体放电通道两端的两个导电体分别为A导电体、B导电体。
以平行板电容器的两极板间的电势差公式
Figure BDA0002872922880000021
式中，UAB为加载在平行板电容器的两极板间的电势差，q为平行板电容器C存储的电荷量，d为平行板电容器的两极板间距，ε0为相对介电常数，S为每块极板的面积。
由式(1)可知，在维持加载在平行板电容器的两极板间的电势差UAB和平行板电容器的两极板间距d不变的条件下，增大平行板电容器C的每块极板的面积S，可以增大平行板电容器C存储的电荷量q。
球体的电荷面密度计算公式
Figure BDA0002872922880000031
式中，σR为球形A导电体的电荷面密度，Q为球形A导电体携带的电荷量，R为球形A导电体的半径。
由式(2)可知，同时增大球体半径R和球体携带的电荷量Q，可以维持球形A导电体的电荷面密度σR不变，从而维持尖端放电条件不变。
本发明在维持球形A导电体的电荷面密度σR不变的条件下，通过增加球形A导电体的半径R，并通过至少两路串联间隙尖端放电组件降低增加球形A导电体的半径R对“加载在A导电体和B导电体间的实现尖端放电的电压差UAB”的不利影响，从而维持现有的避雷器使用条件不变。在增加球形A导电体的半径R时，A导电体和B导电体间电容C增大，对低频交流电的容通性更差，泄漏电流更小。此外，由于至少两路串联间隙尖端放电组件构成并联电路，其分流效果有助于降低每组串联间隙尖端放电组件的通过电流，从而降低其电弧能量，这样也有助于降低灭弧难度。
一种串联间隙避雷器，参见图1-3，包括绝缘体2和设置在绝缘体2内的至少两组串联间隙尖端放电组件，任一组串联间隙尖端放电组件螺旋式环绕绝缘体2的主轴设置，且任意两组串联间隙尖端放电组件中，从属于其中一组串联间隙尖端放电组件的相邻两个导电体的间隙距离与从属于另一组串联间隙尖端放电组件的相邻两个导电体的间隙距离相等。
参见图2，绝缘体2的两端分别固定连接有第一固定部1、第二固定部3，第一固定部1与第二固定部3之间的连线对应于绝缘体2的主轴。
相邻的两组串联间隙尖端放电组件中，从属于其中一组串联间隙尖端放电组件的相邻两个导电体的间隙距离与相邻的两组串联间隙尖端放电组件的螺距最好是相等的。
一般的，在本发明的串联间隙避雷器中，串联间隙尖端放电组件的组数≤4。
每组串联间隙放电组件包括等间距设置在螺旋线上的多个尖端放电式导电体。在绝缘体2上设置用于连通每组串联间隙尖端放电组件的相邻两个尖端放电式导电体的气体放电通道和与气体放电通道连通的灭弧盲孔，灭弧盲孔延伸至绝缘体的表面形成开口。
在本发明中，每组串联间隙尖端放电组件可以包括多个氧化锌导电体。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明。应当明白，实践中无法穷尽说明所有可能的实施方式，在此通过举例说明的方式尽可能地阐述本发明得发明构思。在不脱离本发明的发明构思、且未付出创造性劳动的前提下，本技术领域的技术人员对上述实施例中的技术特征进行取舍组合、具体参数进行试验变更，或者利用本技术领域的现有技术对本发明已公开的技术手段进行常规替换形成的具体的实施方式，均应属于为本发明隐含公开的内容。

Claims (4)

1.一种串联间隙避雷器，其特征在于，包括绝缘体和设置在绝缘体内的至少两组串联间隙尖端放电组件，至少两组串联间隙尖端放电组件构成并联电路，任一组串联间隙尖端放电组件螺旋式环绕所述绝缘体的主轴设置，且任意两组串联间隙尖端放电组件中，从属于其中一组串联间隙尖端放电组件的相邻两个导电体的间隙距离与从属于另一组串联间隙尖端放电组件的相邻两个导电体的间隙距离相等；相邻的两组串联间隙尖端放电组件中，从属于其中一组串联间隙尖端放电组件的相邻两个导电体的间隙距离与相邻的两组串联间隙尖端放电组件的螺距相等。
2.如权利要求1所述的串联间隙避雷器，其特征在于，所述串联间隙尖端放电组件的组数≤4。
3.如权利要求1所述的串联间隙避雷器，其特征在于，每组所述串联间隙尖端放电组件包括多个氧化锌导电体。
4.如权利要求1所述的串联间隙避雷器，其特征在于，所述绝缘体上设置用于连通每组串联间隙尖端放电组件的相邻两个导电体的气体放电通道和与所述气体放电通道连通的灭弧盲孔。
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