CN112821203B - 智能数据采集串并联防冰间隙避雷器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及避雷器领域，尤其涉及一种智能数据采集串并联防冰间隙避雷器，包括上压接金具和放电金具；还包括玻纤棒，玻纤棒上设有环形缠绕上电极、环形电阻片和环形缠绕下电极；环形缠绕下电极上连接有放电连接杆；放电连接杆上连接有串联间隙放电球和并联间隙放电球；玻纤棒底端连接有放电金具，玻纤棒顶端连接有上压接金具；上压接金具上设有太阳能防冰伞，太阳能防冰伞上连接有防脱线金具；放电金具、玻纤棒、环形缠绕下电极、环形电阻片、环形缠绕上电极和上压接金具外表面注塑有外套伞裙。该避雷器设计合理、安装简单、投入和运行维护成本较低，能有效防雷、防雨、防雪防冰闪、防重雷电冲击及故障实时监测，保证配网线路的正常运行。

Description

智能数据采集串并联防冰间隙避雷器

技术领域

本发明涉及避雷器领域，尤其涉及一种智能数据采集串并联防冰间隙避雷器。

背景技术

近年来，电力发展注重提升电力安全保障能力。然而地形复杂、微地形微气候复杂的山区，每年发生的配网避雷器故障和缺陷达上千次，而其中大部分为雷击故障所引起，配电线路雷害事故占整个电力系统雷害事故的70～80％，尤其在冬季雨雪天气，线路覆冰脱线，雷击幅值过大导致避雷器故障，避雷器故障无法及时发现更换。

因此，解决避雷器覆冰、线路脱线及避雷器实时状态是配网线路目前必须解决的重中之重。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能数据采集串并联防冰间隙避雷器，解决了环境恶劣地区避雷器覆冰闪络跳闸故障的问题，解决了线路覆冰重量增大、风力过大脱线断线的问题，也解决了复杂环境下避雷器故障无法实施监测的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种智能数据采集串并联防冰间隙避雷器，包括上压接金具和放电金具；还包括玻纤棒，玻纤棒上自上而下依次套设有环形缠绕上电极、环形电阻片和环形缠绕下电极；环形缠绕下电极上螺纹连接有放电连接杆；放电连接杆上分别固定连接有串联间隙放电球和并联间隙放电球；玻纤棒底端固定连接有放电金具，玻纤棒顶端固定连接有上压接金具；上压接金具上设有太阳能防冰伞，太阳能防冰伞上螺纹连接有防脱线金具；放电金具、玻纤棒、环形缠绕下电极、环形电阻片、环形缠绕上电极和上压接金具外表面一体化注塑有外套伞裙。

作为本发明的另一实施方式，环形缠绕下电极上开设有轴向方向与玻纤棒轴向方向垂直的预留螺孔，且环形缠绕下电极通过预留螺孔与倒立的F型结构放电连接杆螺纹连接；放电连接杆靠近上压接金具一端与并联间隙放电球固定连接，放电连接杆靠近放电金具一端与串联间隙放电球固定连接。

作为本发明的另一实施方式，太阳能防冰伞内设有太阳能电池，太阳能防冰伞为伞状结构，且太阳能防冰伞扇形结构的外表面设有防冰伞导电条。

作为本发明的另一实施方式，外套伞裙包括位于上电极、环形电阻片和环形缠绕下电极外表面的上伞裙和位于环形缠绕下电极与放电金具之间的下伞群；上伞裙包括多个互为平行的大防护伞，下伞群包括多个互为平行的小防护伞，大防护伞和小防护伞均为向下倾斜状，且大防护伞和小防护伞与水平面的夹角为 10～30°。

作为本发明的另一实施方式，上压接金具上固定连接有压力传感器；外套伞裙内靠近压接金具设有数据集成卡、微型分压器和微型储能器。

作为本发明的另一实施方式，太阳能电池与微型储能器电连接，压力传感器和微型分压器分别与数据集成卡电连接；数据集成卡通过无线或有线通信方式与 APP连接。

作为本发明的另一实施方式，环形缠绕上电极、环形电阻片和环形缠绕下电极外表面绕设有玻璃纤维带缠绕层。

作为本发明的另一实施方式，太阳能防冰伞为铝合金材料；上压接金具和放电金具分别U型和Π型结构。

(三)有益效果

本发明提供了一种智能数据采集串并联防冰间隙避雷器，具备以下有益效果：

(1)该避雷器中心采用玻纤棒，直接代替线路绝缘子，为避雷器提供更高的抗弯强度，使得其抗弯强度提升至10kN～15kN；采用特定的防脱线金具，可以稳定锁定电缆线，防止电缆线受风力、雨雪影响导致的脱线故障；环形缠绕电极，可有效防止玻纤脱落影响避雷器本体强度；玻璃纤维带缠绕层不仅可以提高避雷器本体强度，同时可有效防止避雷器爆炸，保护设备及人身安全；采用负15度角硅橡胶伞裙，可使伞裙上的水滴或雪迅速滑落，降低避雷器因雨水导致的闪络现象。

(2)本发明包括串联间隙放电球和并联间隙放电球，采用串并联放电间隙，集串并联放电间隙优势于一体；常规状态避雷器内部电阻片不和接地端连接，不存在泄露电流，大大提高避雷器老化性能，使得避雷器的使用寿命延长至3～5 年；当线路存在过电压且过电压小于并联间隙放电电压时，通过避雷器和串联间隙放电，可0.1～0.5微秒间快速卸载线路过电压保护线路，并在0.1～0.5微秒间快速阻断线路连通降低电能损耗；过电压通过串联间隙时可快速放电，保护线路安全稳定；当线路过电压大于并联间隙放电电压时，线路通过并联间隙和串联间隙放电，避雷器本体脱离过电压损害，确保本体安全稳定延长使用年限，提高配电系统的运行的安全性。

(3)采用铝合金的太阳能防冰伞，增强防冰强度，保护避雷器本体不受机械力破坏；太阳能防冰伞内部镶嵌防冰伞用太阳能电池片，光线照射时将光能转化为电能储存于避雷器自带的微型储能器中；雨雪天气所储能量可使太阳能防冰伞通过防冰伞导电条发热，有效融掉太阳能防冰伞上的冰雪，降低避雷器覆冰闪络的风险；太阳能防冰伞同时作为雷电流导体，起到引雷导电的作用，当雷电冲击大于避雷器额定4/10冲击时，直接对并联间隙方电球放电。

(4)该避雷器内部封装压力传感器、数据集成卡、微型分压器、微型储能器，使得该避雷器具有数据采集和发射的功能，配合远程手机APP实现智能在线监测。该避雷器设计合理、安装简单、投入和运行维护成本较低，能有效防雷、防雨、防雪防冰闪、防重雷电冲击及故障实时监测，保证配网线路的正常运行。

附图说明

图1为本发明实施例的截面图；

图2为图1中防冰伞用太阳能电池、防冰伞导电条和太阳能防冰伞的示意图。

图中：1、防脱线金具；2、防冰伞用太阳能电池；3、防冰伞导电条；4、太阳能防冰伞；5、数据集成卡；6、压力传感器；7、微型分压器；8、环形缠绕上电极；9、玻纤棒；10、环形电阻片；11、上伞群；12、环形缠绕下电极；13、下伞群；14、放电金具；15、串联间隙放电球；16、玻璃纤维带缠绕层；17、并联间隙放电球；18、微型储能器；19、上压接金具。

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。

实施例1

一种智能数据采集串并联防冰间隙避雷器，如图1和图2所示，包括上压接金具19和放电金具14；还包括玻纤棒9，玻纤棒9上自上而下依次套设有环形缠绕上电极8、环形电阻片10和环形缠绕下电极12；环形缠绕下电极12上开设有轴向方向与玻纤棒9轴向方向垂直的预留螺孔，且环形缠绕下电极12通过预留螺孔与倒立的F型结构放电连接杆螺纹连接；放电连接杆靠近上压接金具19 一端与并联间隙放电球17固定连接，放电连接杆靠近放电金具14一端与串联间隙放电球15固定连接；

玻纤棒9底端固定连接有放电金具14，玻纤棒9顶端固定连接有上压接金具19；Π型结构放电金具14的开口端和U型结构上压接金具19的开口端相向设置；上压接金具19上设有铝合金材料的太阳能防冰伞4，太阳能防冰伞4上螺纹连接有防脱线金具1；防脱线金具1穿过螺母弹垫将太阳能防冰伞4紧固在上压接金具19安装孔内；

环形缠绕上电极8、环形电阻片10和环形缠绕下电极12外表面绕设有玻璃纤维带缠绕层16；放电金具14、玻纤棒9、环形缠绕下电极12、璃纤维带缠绕层16、环形缠绕上电极8和上压接金具19外表面一体化注塑有外套伞裙；外套伞裙包括位于上电极8、环形电阻片10和环形缠绕下电极12外表面的上伞裙11 和位于环形缠绕下电极12与放电金具14之间的下伞群13；上伞裙11包括多个互为平行的大防护伞，下伞群13包括多个互为平行的小防护伞，大防护伞和小防护伞均为向下倾斜状，且大防护伞和小防护伞与水平面的夹角为15°；

太阳能防冰伞4内设有太阳能电池2，太阳能防冰伞4为伞状结构，且太阳能防冰伞4扇形结构的外表面设有防冰伞导电条3；上压接金具19上固定连接有压力传感器6；外套伞裙内靠近压接金具19设有数据集成卡5、微型分压器7 和微型储能器18；太阳能电池2与微型储能器18电连接，压力传感器6和微型分压器7分别与数据集成卡5电连接；数据集成卡5通过无线或有线通信方式与 APP连接。

具体实施时，接收端手机或电脑APP通过移动网络及时接收避雷器数据集成卡5发出的数据，实时检测该避雷器所承受的机械力及雷击次数和雷击幅值，判断线路覆冰程度和线路脱线情况并且通过雷击幅值和雷击次数判断避雷器的故障情况，从而解决复杂山区配电网线路故障巡检困难问题。

实施例2

一种智能数据采集串并联防冰间隙避雷器，包括上压接金具19和放电金具 14；还包括竖直设置的玻纤棒9，玻纤棒9上自上而下依次套设有轴心线位于同一直线的1个环形缠绕上电极8、3个环形电阻片10和1个环形缠绕下电极12；玻纤棒9底端固定连接有放电金具14，玻纤棒9顶端固定连接有上压接金具19；Π型结构放电金具14的开口端和U型结构上压接金具19的开口端相向设置；上压接金具19上设有铝合金材料的太阳能防冰伞4，太阳能防冰伞4上螺纹连接有防脱线金具1；防脱线金具1包括两个相向设置且通过螺栓固定的拱形结构；

环形缠绕上电极8、环形电阻片10和环形缠绕下电极12外表面绕设有玻璃纤维带缠绕层16；环形缠绕下电极12上开设有轴向方向与玻纤棒9轴向方向垂直的预留螺孔，且环形缠绕下电极12通过预留螺孔与倒立的F型结构放电连接杆螺纹连接；放电连接杆靠近上压接金具19一端与并联间隙放电球17固定连接，放电连接杆靠近放电金具14一端与串联间隙放电球15固定连接；且预留螺孔位于并联间隙放电球17和串联间隙放电球15之间；并联间隙放电球17和并联间隙放电球17在竖直面的投影有交集，串联间隙放电球15和放电金具14在竖直面的投影有交集；

放电金具14、玻纤棒9、环形缠绕下电极12、璃纤维带缠绕层16、环形缠绕上电极8和上压接金具19外表面一体化注塑有外套伞裙，且放电连接杆穿过外套伞裙；外套伞裙包括位于上电极8、环形电阻片10和环形缠绕下电极12外表面的上伞裙11和位于环形缠绕下电极12与放电金具14之间的下伞群13；上伞裙11包括多个互为平行的大防护伞，下伞群13包括多个互为平行的小防护伞，大防护伞和小防护伞均为向下倾斜状，且大防护伞和小防护伞与水平面的夹角为 15°。

该避雷器中心线上为玻纤棒9，为该避雷器提供更高的抗弯强度；该避雷器在上压接金具19上开设有螺纹状安装孔，再通过螺栓和螺母弹垫将太阳能防冰伞4紧固在上压接金具19安装孔内；防脱线金具1可以稳定锁定电缆线，防止电缆线受风力、雨雪影响导致的脱线故障；玻璃纤维带缠绕层16不仅可以提高避雷器的强度，同时可有效防止避雷器爆炸，保护设备安全，提高安全指数；采用负15度角硅橡胶伞裙，可伞裙上的水滴迅速滑落，降低避雷器因雨水导致的闪络现象。该避雷器设计合理、安装简单、投入和运行维护成本较低，能有效防雷、防雨、防雪防冰闪、防重雷电冲击及故障实时监测，保证配网线路的正常运行。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能数据采集串并联防冰间隙避雷器，包括上压接金具（19）和放电金具（14）；其特征在于：还包括玻纤棒（9），所述玻纤棒（9）上自上而下依次套设有环形缠绕上电极（8）、环形电阻片（10）和环形缠绕下电极（12）；所述环形缠绕下电极（12）上螺纹连接有放电连接杆；所述放电连接杆上分别固定连接有串联间隙放电球（15）和并联间隙放电球（17）；所述玻纤棒（9）底端固定连接有放电金具（14），所述玻纤棒（9）顶端固定连接有上压接金具（19）；所述上压接金具（19）上设有太阳能防冰伞（4），所述太阳能防冰伞（4）为铝合金材料，所述太阳能防冰伞（4）上螺纹连接有防脱线金具（1）；所述太阳能防冰伞（4）内设有太阳能电池（2），所述太阳能防冰伞（4）为伞状结构，且太阳能防冰伞（4）扇形结构的外表面设有防冰伞导电条（3）；所述玻纤棒（9）、环形缠绕下电极（12）、环形电阻片（10）、环形缠绕上电极（8）和上压接金具（19）外表面一体化注塑有外套伞裙；所述环形缠绕下电极（12）上开设有轴向方向与玻纤棒（9）轴向方向垂直的预留螺孔，且环形缠绕下电极（12）通过预留螺孔与倒立的F型结构放电连接杆螺纹连接；所述放电连接杆靠近上压接金具（19）一端与并联间隙放电球（17）固定连接，所述放电连接杆靠近放电金具（14）一端与串联间隙放电球（15）固定连接。

2.根据权利要求1所述的智能数据采集串并联防冰间隙避雷器，其特征在于：所述外套伞裙包括位于上电极（8）、环形电阻片（10）和环形缠绕下电极（12）外表面的上伞裙（11）和位于环形缠绕下电极（12）与放电金具（14）之间的下伞群（13）；所述上伞裙（11）包括多个互为平行的大防护伞，所述下伞群（13）包括多个互为平行的小防护伞，所述大防护伞和小防护伞均为向下倾斜状，且大防护伞和小防护伞与水平面的夹角为10～30°。

3.根据权利要求1～2任一项所述的智能数据采集串并联防冰间隙避雷器，其特征在于：所述上压接金具（19）上固定连接有压力传感器（6）；所述外套伞裙内靠近上 压接金具（19）设有数据集成卡（5）、微型分压器（7）和微型储能器（18）。

4.根据权利要求3所述的智能数据采集串并联防冰间隙避雷器，其特征在于：所述太阳能电池（2）与微型储能器（18）电连接，所述压力传感器（6）和微型分压器（7）分别与数据集成卡（5）电连接；所述数据集成卡（5）通过无线或有线通信方式与APP连接。

5.根据权利要求3所述的智能数据采集串并联防冰间隙避雷器，其特征在于：所述环形缠绕上电极（8）、环形电阻片（10）和环形缠绕下电极（12）外表面绕设有玻璃纤维带缠绕层（16）。

6.根据权利要求3所述的智能数据采集串并联防冰间隙避雷器，其特征在于：所述上压接金具（19）和放电金具（14）分别U型和Π型结构。

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