CN113594869A - 一种多级衰减雷电流强度和陡度的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多级衰减雷电流强度和陡度的装置，属于防雷灭弧技术领域，包括反冲灭弧单元、密封压缩空气灭弧单元和密封灭弧单元，反冲灭弧单元设置在密封压缩空气灭弧单元的顶部并电性连接，密封灭弧单元设置在密封压缩空气灭弧单元的底部并电性连接，密封压缩空气灭弧单元内设置压缩空气，密封灭弧单元内设置绝缘油。本发明截断电弧迅速，电弧在绝缘管内放电就立即被反冲喷出，在液体中放电产生液电效应，迅速形成冲击压力波，冲击电弧在刚刚形成之时就立即被截断，减少碳排放，液体介质和气体介质替代了原有的导电金属，更加安全清洁，能有效减少碳排放，有效抑制残压，液电效应和帕斯卡效应能够迅速截断电弧，减小电流的幅值。

Description

一种多级衰减雷电流强度和陡度的装置

技术领域

本发明涉及于防雷灭弧技术领域，尤其涉及一种多级衰减雷电流强度和陡度的装置。

背景技术

氧化锌避雷器与线路绝缘子(串)并联安装使用，可有效降低雷击闪络跳闸事故率，提高交流架空输电线路的耐雷水平。但现有的氧化锌避雷器存在以下问题：

1.氧化锌避雷器受到冲击电压的作用，阀片也会在冲击电压能量的作用下发生老化。

2.由于氧化锌避雷器取消了串联间隙，在电网运行电压的作用下，其本体要流通电流，电流中的有功分量将使氧化锌阀片发热，继而引起伏安特性的变化，这是一个正反馈过程、长期作用的结果将导致氧化锌阀片老化，甚至出现热击穿。

3.氧化锌避雷器内部受潮或绝缘支架绝缘性能不良，会使工频电流增加，功耗加剧，严重时可导致内部放电。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多级衰减雷电流强度和陡度的装置，解决背景技术中的技术问题。通过密封液体介质、密封气体介质及开放气体介质取代了氧化锌阀片，避免了阀片在冲击电压作用下，发生老化现象，造成热击穿。同时，高压气体介质和液体介质增强了灭弧过程中灭弧区域内的压强，能够迅速截断电弧，避免瞬时雷电流幅值过大对输电线路造成损坏。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种多级衰减雷电流强度和陡度的装置，包括反冲灭弧单元、密封压缩空气灭弧单元和密封灭弧单元，反冲灭弧单元设置在密封压缩空气灭弧单元的顶部并电性连接，密封灭弧单元设置在密封压缩空气灭弧单元的底部并电性连接，密封压缩空气灭弧单元内设置压缩空气，密封灭弧单元内设置绝缘油。

进一步地，反冲灭弧单元包括接闪电极、、反冲管体、、反冲管裙边、和底部接闪电极、，接闪电极、设置在反冲管体、的顶端，反冲管裙边、设置在反冲管体、的侧边，反冲管体、内部设置为反冲空孔、，反冲空孔、的低端设置有底部接闪电极、，所述接闪电极、和底部接闪电极、均为石墨电极。

进一步地，密封压缩空气灭弧单元的结构与密封灭弧单元的结构相同，密封灭弧单元设置为一个密封管，密封管两端分别设置上电极和下电极密封设置，密封管内设置有绝缘油，密封管的侧边设置有裙边。

进一步地，密封管还包括陶瓷管和保护外壳，保护外壳设置在陶瓷管的外侧，裙边设置在保护外壳的外侧。

进一步地，上电极包括上层石墨电极、中间金属电极和下层石墨电极，中间金属电极固定在陶瓷管和保护外壳的一端，上层石墨电极设置在中间金属电极的上层，下层石墨电极设置在中间金属电极的底部，且设置在陶瓷管内，下电极包括上端石墨电极和底部金属电极，底部金属电极固定在陶瓷管和保护外壳的另一端，上端石墨电极设置在陶瓷管内，且与底部金属电极连接。

进一步地，密封灭弧单元设置为一个密封管，密封管两端分别设置上电极和下电极密封设置，密封管内设置有绝缘油，密封管的侧边设置有裙边，密封管的内侧边上间隔设置有灭弧栅，灭弧栅横向长度大于密封管的二分之一内径。

进一步地，上电极的底部设置有上尖端电极，下电极的上端设置有下尖端电极，上尖端电极和下尖端电极相对竖直设置，上尖端电极和下尖端电极均为石墨电极。

进一步地，灭弧栅由绝缘材料制成，灭弧栅设置为半圆结构，密封管内两半圆内侧壁设置的灭弧栅相间设置，同一半圆上的灭弧栅之间设置有凸墩，一个半圆内侧壁的凸墩与另一个半圆内侧壁的灭弧栅相对设置。

进一步地，装置具体工作过程为：

步骤1：雷击线路造成的过电压波接近灭弧装置时，装置上方空气间隙优先被击穿，金属电极通过库仑力作用将电弧牵引至装置入口处，反冲灭弧单元对电弧进行反冲灭弧；

步骤2：电弧在密封压缩空气灭弧单元内引起帕斯卡效应进行灭弧；

步骤3：电弧在密封灭弧单元内引起液电效应和帕斯卡效应进行双重效应灭弧。

进一步地，步骤2的具体过程为，电弧灌注到密封压缩空气灭弧单元内部，密封压缩空气灭弧单元中的空气压强高于标准大气压，自由电子的密度比空气大更大，电子的有效移动距离就会变小，电弧作用在绝缘压缩空气上时，向侧壁产生冲击波，冲击波遇到侧边后反弹冲向电弧通道，增强密封压缩空气灭弧单元的绝缘性和介质迅速恢复的速度，达到快速截断电弧。

进一步地，步骤3的具体过程为:

步骤3.1：在充满绝缘油的密封管内引发电弧放电时，液电效应产生冲向侧边的击波，在充满绝缘油的陶瓷管内引发电弧放电，放电通道中的部分绝缘油瞬间被汽化、分解、电离成高温等离子体而突然膨胀，形成一个迅速向外传播的机械压力波，但由于液体可视为自身不会被压缩的激波传递介质，所以在放电通道进行液相放电时，对外界表现出功率的力学效应，在陶瓷管中形成冲击陶瓷管壁的作用力，由于力的相互性，陶瓷管管壁在绝缘油介质中产生冲击波；

步骤3.2：帕斯卡效应增强液电效应，电弧作用在绝缘油上时，静止的绝缘油某一部分发生压强变化时，将大小不变地向密封管内侧各个方向传递，当冲击电弧作用在金属电极上，给陶瓷管内的绝缘油施加压强，根据帕斯卡原理，封闭容器中的静止流体的某一部分发生压强变化，将大小不变地向各个方向传递，则从陶瓷管内的放电通道开始，以更大的作用力冲击四周的绝缘油介质，该作用力在碰到陶瓷管壁后发生反弹；

步骤3.3：由于密封管内设置有灭弧栅，电弧在密封管的长度变长，同时设置凸墩增加密封管的表面积，液电效应和帕斯卡效应的冲击波冲击到侧边后返回冲击，液电效应和帕斯卡效应使得陶瓷管内的压强增大、温度上升，产生由陶瓷管壁指向中心的作用力，在该作用力下，电弧朝向灭弧栅的尖端移动，尖端拉长电弧的长度，并在绝缘油对电弧的吹动下，电弧温度降低，使电弧更迅速的熄灭，在陶瓷管中形成的电弧越长，对陶瓷管壁的作用力也就越大，反过来截断电弧的冲击力也就越大，作用力作用在外壳后发生反弹，形成方向指向绝缘管中心的作用力，集中对电弧通道进行冲击灭弧。

该方案具有三级灭弧或者更多及灭弧，反冲灭弧单元、密封压缩空气灭弧单元和密封灭弧单元之间的几个结构相互组合都是可以的额，但是反冲灭弧单元需要设置在顶端，密封压缩空气灭弧单元也可以设置在底端，底端设置螺杆接地设置。

该方案经过三级灭弧：

电弧在第一级受管壁限制发生反冲：雷击线路造成的过电压波接近灭弧装置时，装置上方空气间隙优先被击穿，金属电极通过库仑力作用将电弧牵引至装置入口处，外电弧在金属电极1的作用下进入绝缘管(管内为气体介质)；由于绝缘管的内径远小于电弧直径，电弧受到绝缘管管壁的限制，弧柱直径强制减小，导致整个电弧导电横截面积变小，电弧电阻增大，由功率计算公式：P＝I²×R可知，电弧功率也增大，使得管内热量、温度均升高。当绝缘管管内压力大于管外压力时，产生由内向外的定向电弧压爆效应，压爆效应造成电弧排放：一方面，管内电弧被迅速排空；另一方面，外电弧空腔效应，阻断了外电弧能量注入。

电弧在第二级引起帕斯卡效应：当电弧经过第一级反冲作用进入第二级后，电弧灌注到绝缘管第二级内部，绝缘管第二级中的空气压强高于标准大气压。由于第二级内压强更大，自由电子的密度就更大，电子的有效移动距离就会变小，这增强了第二级的绝缘性和介质迅速恢复的速度，达到快速截断电弧的目的。

电弧在第三级引起液电效应和帕斯卡效应：电弧通过金属电极3进入绝缘管第三级，电弧在含有液体的绝缘管内放电，放电通道中的部分液体瞬间被汽化、分解、电离成高温等离子体而突然膨胀，形成一个迅速向外传播的机械压力波。但由于液体可视为自身不会被压缩的激波传递介质，所以在放电通道进行液相放电时，对外界表现出超高功率的力学效应，在绝缘管中形成冲击作用力，以冲量或者冲击压力的方式作用于放电通道，冲击电弧并使其截断。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明截断电弧迅速，电弧在绝缘管内放电就立即被反冲喷出，在液体中放电产生液电效应，迅速形成冲击压力波，冲击电弧在刚刚形成之时就立即被截断，减少碳排放，液体介质和气体介质替代了原有的导电金属，更加安全清洁，能有效减少碳排放，有效抑制残压——液电效应和帕斯卡效应能够迅速截断电弧，减小电流的幅值，避免泄放雷电流造成巨大残压，对电力设备造成损坏。

附图说明

图1是本发明装置结构示意图；

图2是本发明第一种密封灭弧单元结构示意图；

图3是本发明第二种密封灭弧单元结构示意图；

图4是本发明密封管高压密封结构示意图；

图5是本发明密封管外部加固结构示意图。

附图中，A-反冲灭弧单元，B-密封压缩空气灭弧单元，C-密封灭弧单元，D-底部螺杆，1-上电极，2-绝缘油，3-陶瓷管，4-裙边，5-保护外壳，6-下电极，7-电弧，8-上尖端电极，9-灭弧栅，10-凸墩，11-下尖端电极。

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：

如图1-2所示，一种多级衰减雷电流强度和陡度的装置，包括反冲灭弧单元A、密封压缩空气灭弧单元B和密封灭弧单元C，反冲灭弧单元A设置在密封压缩空气灭弧单元B的顶部并电性连接，密封灭弧单元C设置在密封压缩空气灭弧单元B的底部并电性连接，密封压缩空气灭弧单元B内设置压缩空气，密封灭弧单元C内设置绝缘油2。绝缘油2也可以设置为其它的绝缘液体介质均是可以的，密封压缩空气灭弧单元B内的空气是干燥干净的压缩空气，气压大概为3个大气压以上。

反冲灭弧单元A、密封压缩空气灭弧单元B和密封灭弧单元C设置为一体设置，整体的外壳设置为一个整体的圆管，然后裙边设置在圆管的外侧。然后密封压缩空气灭弧单元B和密封灭弧单元C均是密封设置，同时可以承受相应固定的压强的美凤装置。

该实施例中，反冲灭弧单元A包括接闪电极、、反冲管体、、反冲管裙边、和底部接闪电极、，接闪电极、设置在反冲管体、的顶端，反冲管裙边、设置在反冲管体、的侧边，反冲管体、内部设置为反冲空孔、，反冲空孔、的低端设置有底部接闪电极、，所述接闪电极、和底部接闪电极、均为石墨电极。

通过在接闪的地方设置为石墨电极，可以有效的提高使用寿命。

石墨电极导电性好，易将电弧引入反冲管中：石墨是一种非金属材料，石墨的导电性比一般非金属矿高100倍。石墨中每个碳原子的周边联结着另外三个碳原子，排列成蜂巢式的多个六边形，由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自由移动，因此石墨属于导电体。一般来说，石墨电极的放电加工速度要比铜电极整体快1.5～2倍。在雷击输电线路的时候，石墨电极能够起到引弧的作用，使电弧能够顺利进入到灭弧管。

石墨电极熔点极高，能承受更大的电流，不易变形：石墨电极具有能承受大电流条件的特性。铜的软化点在1000度左右，容易因受热而产生变形；而石墨升华温度在3650度左右。强度在5000安培到5万安培之间的雷击电流，产生的雷击温度最高超过3000度。所以金属电极在雷击大电流作用下极易变形，产生金属粉末，发生飞溅，损坏灭弧室的结构，影响反冲灭弧的效果，而采用石墨电极可以有效解决上述问题。

石墨电极的损耗小：石墨电极具有能承受大电流条件的特性，在雷电弧作用下，产生极性效应，部分蚀除物、碳颗粒会粘附在电极表面形成一层保护层，保证了石墨电极在反冲灭弧作用过程中的损耗极小，甚至是“零损耗”。

如图2所示，密封压缩空气灭弧单元B的结构与密封灭弧单元C的结构相同，密封灭弧单元A设置为一个密封管，密封管两端分别设置上电极1和下电极6密封设置，密封管内设置有绝缘油2，密封管的侧边设置有裙边4。密封管还包括陶瓷管3和保护外壳5，保护外壳5设置在陶瓷管3的外侧，裙边4设置在保护外壳5的外侧。

上电极1包括上层石墨电极、中间金属电极和下层石墨电极，中间金属电极固定在陶瓷管3和保护外壳5的一端，上层石墨电极设置在中间金属电极的上层，下层石墨电极设置在中间金属电极的底部，且设置在陶瓷管3内，下电极6包括上端石墨电极和底部金属电极，底部金属电极固定在陶瓷管3和保护外壳5的另一端，上端石墨电极设置在陶瓷管3内，且与底部金属电极连接。

雷击线路造成的过电压波接近灭弧装置时，装置上方空气间隙优先被击穿，金属电极通过库仑力作用将电弧牵引至装置入口处，外电弧在金属电极1的作用下进入绝缘管；电弧受到绝缘管管壁的限制，导致电弧导电横截面积变小，电弧功率增大，使得管内热量、温度均升高，产生由内向外的定向电弧压爆效应，压爆效应造成电弧向管外排放。

实施例2：

该实施例与实施例1不同的是，如图3所示，密封灭弧单元A设置为一个密封管，密封管两端分别设置上电极1和下电极6密封设置，密封管内设置有绝缘油2，密封管的侧边设置有裙边4，密封管的内侧边上间隔设置有灭弧栅9，灭弧栅9横向长度大于密封管的二分之一内径。上电极1的底部设置有上尖端电极8，下电极6的上端设置有下尖端电极11，上尖端电极8和下尖端电极11相对竖直设置，上尖端电极8和下尖端电极11均为石墨电极。

该实施例中，灭弧栅9由绝缘材料制成，灭弧栅9设置为半圆结构，密封管内两半圆内侧壁设置的灭弧栅9相间设置，同一半圆上的灭弧栅9之间设置有凸墩9，一个半圆内侧壁的凸墩9与另一个半圆内侧壁的灭弧栅9相对设置。

液电效应和帕斯卡效应使得陶瓷管内的压强增大、温度上升，产生由陶瓷管壁指向中心的作用力，在该作用力下，电弧朝向灭弧栅的尖端移动，尖端拉长电弧的长度，并在绝缘油对电弧的吹动下，电弧温度降低，使电弧更迅速的熄灭，在陶瓷管中形成的电弧越长，对陶瓷管壁的作用力也就越大，反过来截断电弧的冲击力也就越大，完成灭弧。

装置具体工作过程为：

步骤1：雷击线路造成的过电压波接近灭弧装置时，装置上方空气间隙优先被击穿，金属电极通过库仑力作用将电弧牵引至装置入口处，反冲灭弧单元A对电弧进行反冲灭弧。

雷击线路造成的过电压波接近灭弧装置时，装置上方空气间隙优先被击穿，金属电极通过库仑力作用将电弧牵引至装置入口处，外电弧在金属电极1的作用下进入绝缘管(管内为气体介质)；由于绝缘管的内径远小于电弧直径，电弧受到绝缘管管壁的限制，弧柱直径强制减小，导致整个电弧导电横截面积变小，电弧电阻增大，由功率计算公式：P＝I²×R可知，电弧功率也增大，使得管内热量、温度均升高。当绝缘管管内压力大于管外压力时，产生由内向外的定向电弧压爆效应，压爆效应造成电弧排放：一方面，管内电弧被迅速排空；另一方面，外电弧空腔效应，阻断了外电弧能量注入。

步骤2：电弧在密封压缩空气灭弧单元B内引起帕斯卡效应进行灭弧。电弧灌注到密封压缩空气灭弧单元B内部，密封压缩空气灭弧单元B中的空气压强高于标准大气压，自由电子的密度比空气大更大，电子的有效移动距离就会变小，电弧作用在绝缘压缩空气上时，向侧壁产生冲击波，冲击波遇到侧边后反弹冲向电弧通道，增强密封压缩空气灭弧单元B的绝缘性和介质迅速恢复的速度，达到快速截断电弧。

步骤3：电弧在密封灭弧单元C内引起液电效应和帕斯卡效应进行双重效应灭弧。

步骤3.1：在充满绝缘油的密封管内引发电弧放电时，液电效应产生冲向侧边的击波，在充满绝缘油的陶瓷管内引发电弧放电，放电通道中的部分绝缘油瞬间被汽化、分解、电离成高温等离子体而突然膨胀，形成一个迅速向外传播的机械压力波，但由于液体可视为自身不会被压缩的激波传递介质，所以在放电通道进行液相放电时，对外界表现出功率的力学效应，在陶瓷管中形成冲击陶瓷管壁的作用力，由于力的相互性，陶瓷管管壁在绝缘油介质中产生冲击波。

步骤3.2：帕斯卡效应增强液电效应，电弧作用在绝缘油2上时，静止的绝缘油2某一部分发生压强变化时，将大小不变地向密封管内侧各个方向传递，当冲击电弧作用在金属电极上，给陶瓷管内的绝缘油施加压强，根据帕斯卡原理，封闭容器中的静止流体的某一部分发生压强变化，将大小不变地向各个方向传递，则从陶瓷管内的放电通道开始，以更大的作用力冲击四周的绝缘油介质，该作用力在碰到陶瓷管壁后发生反弹。

步骤3.3：由于密封管内设置有灭弧栅9，电弧在密封管的长度变长，同时设置凸墩9增加密封管的表面积，液电效应和帕斯卡效应的冲击波冲击到侧边后返回冲击，液电效应和帕斯卡效应使得陶瓷管内的压强增大、温度上升，产生由陶瓷管壁指向中心的作用力，在该作用力下，电弧朝向灭弧栅的尖端移动，尖端拉长电弧的长度，并在绝缘油对电弧的吹动下，电弧温度降低，使电弧更迅速的熄灭，在陶瓷管中形成的电弧越长，对陶瓷管壁的作用力也就越大，反过来截断电弧的冲击力也就越大，作用力作用在外壳后发生反弹，形成方向指向绝缘管中心的作用力，集中对电弧通道进行冲击灭弧。

密封灭弧单元内设置有高压密封结构和外部加固结构，如图4-5所示。

高压密封结构包括塑胶套21、不锈钢垫圈22、O型环23、钢套24、密封硅胶25和挤压固定块26，电极嵌套在密封硅胶25内，密封硅胶25密封设置在陶瓷管的两端，钢套24紧固在密封硅胶25与陶瓷管的连接处的外侧，塑胶套21套设在钢套24和陶瓷管的外侧。不锈钢垫圈22垫设在电极的前端，O型环23设置在密封硅胶25与陶瓷管接触处之间。挤压固定块26设置在密封硅胶25的外侧，挤压固定块26上设置有螺栓孔27，螺栓孔27与不锈钢垫圈22接触设置。密封硅胶25设置为“T”型结构硅胶，“T”型结构硅胶的底部设置为球面凹型结构。

外壳以塑胶绝缘材料制成，目的是起到固定陶瓷管的作用；钢套安装在陶瓷管的两端，固定陶瓷管的端部，防止产生的高强度压力将陶瓷管机械变形；呈半弧形的硅胶包裹着上下电极，在上下电极灭弧时狭小空间，面积小，产生压力分散现象，用半弧形的硅胶包裹电极可以将压力波聚焦，灭弧通道的压力提高数倍，有效遮断电弧。由螺丝向不锈钢垫圈和硅胶组合体产生推力，使其与O型环、陶瓷管紧密配合，达到高压密封的目的，很好地防止了高强度压力外泄，能够保证产生的高强度压力最大化作用在电弧上。

当装置遭到雷击后，产生液电效应，形成强大的冲击压力波，以冲量或者冲击压力的方式作用于放电通道，截断电弧。同时，给陶瓷管内的灭弧液体施加了一定的压强，根据帕斯卡原理，封闭容器中的静止流体的某一部分发生的压强变化，将大小不变地向各个方向传递，必将在陶瓷管的内壁上产生更大的作用力。该作用力作用在外壳后发生反弹，形成方向指向陶瓷管中心的作用力，达到截断电弧，减小电流的幅值大小，降低雷电波的陡度，延长电弧的放电时间的目的，有效灭弧，结构简单，密封性能好。

外部加固结构包括顶部套盖板31、绝缘螺杆33、底部套盖板34和绝缘覆盖层35，顶部套盖板33设置在高压密封装置的顶部，底

部套盖板34设置在高压密封装置的底部，绝缘螺杆33穿过顶部套盖板31和底部套盖板34，并固定设置，绝缘覆盖层35设置在高压密封装置的外侧，顶部套盖板31和底部套盖板34分别顶住挤压固定块26，同时顶部套盖板31和底部套盖板34设置有螺孔。固定效果更好，是的整个灭弧装置能后承受更大的压力。

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 (10)

1.一种多级衰减雷电流强度和陡度的装置，其特征在于：包括反冲灭弧单元(A)、密封压缩空气灭弧单元(B)和密封灭弧单元(C)，反冲灭弧单元(A)设置在密封压缩空气灭弧单元(B)的顶部并电性连接，密封灭弧单元(C)设置在密封压缩空气灭弧单元(B)的底部并电性连接，密封压缩空气灭弧单元(B)内设置压缩空气，密封灭弧单元(C)内设置绝缘油(2)。

2.根据权利要求1所述的一种多级衰减雷电流强度和陡度的装置，其特征在于：反冲灭弧单元(A)包括接闪电极、、反冲管体、、反冲管裙边、和底部接闪电极、，接闪电极、设置在反冲管体、的顶端，反冲管裙边、设置在反冲管体、的侧边，反冲管体、内部设置为反冲空孔、，反冲空孔、的低端设置有底部接闪电极、，所述接闪电极、和底部接闪电极均为石墨电极。

3.根据权利要求1所述的一种多级衰减雷电流强度和陡度的装置，其特征在于：密封压缩空气灭弧单元(B)的结构与密封灭弧单元(C)的结构相同，密封灭弧单元(C)设置为一个密封管，密封管两端分别设置上电极(1)和下电极(6)密封设置，密封管内设置有绝缘油(2)，密封管的侧边设置有裙边(4)，密封管还包括陶瓷管(3)和保护外壳(5)，保护外壳(5)设置在陶瓷管(3)的外侧，裙边(4)设置在保护外壳(5)的外侧。

4.根据权利要求3所述的一种多级衰减雷电流强度和陡度的装置，其特征在于：上电极(1)包括上层石墨电极、中间金属电极和下层石墨电极，中间金属电极固定在陶瓷管(3)和保护外壳(5)的一端，上层石墨电极设置在中间金属电极的上层，下层石墨电极设置在中间金属电极的底部，且设置在陶瓷管(3)内，下电极(6)包括上端石墨电极和底部金属电极，底部金属电极固定在陶瓷管(3)和保护外壳(5)的另一端，上端石墨电极设置在陶瓷管(3)内，且与底部金属电极连接。

5.根据权利要求1所述的一种多级衰减雷电流强度和陡度的装置，其特征在于：密封灭弧单元(A)设置为一个密封管，密封管两端分别设置上电极(1)和下电极(6)密封设置，密封管内设置有绝缘油(2)，密封管的侧边设置有裙边(4)，密封管的内侧边上间隔设置有灭弧栅(9)，灭弧栅(9)横向长度大于密封管的二分之一内径。

6.根据权利要求5所述的一种多级衰减雷电流强度和陡度的装置，其特征在于：上电极(1)的底部设置有上尖端电极(8)，下电极(6)的上端设置有下尖端电极(11)，上尖端电极(8)和下尖端电极(11)相对竖直设置，上尖端电极(8)和下尖端电极(11)均为石墨电极。

7.根据权利要求5所述的一种多级衰减雷电流强度和陡度的装置，其特征在于：灭弧栅(9)由绝缘材料制成，灭弧栅(9)设置为半圆结构，密封管内两半圆内侧壁设置的灭弧栅(9)相间设置，同一半圆上的灭弧栅(9)之间设置有凸墩(9)，一个半圆内侧壁的凸墩(9)与另一个半圆内侧壁的灭弧栅(9)相对设置。

8.根据权利要求1所述的一种多级衰减雷电流强度和陡度的装置，其特征在于，装置具体工作过程为：

步骤1：雷击线路造成的过电压波接近灭弧装置时，装置上方空气间隙优先被击穿，金属电极通过库仑力作用将电弧牵引至装置入口处，反冲灭弧单元(A)对电弧进行反冲灭弧；

步骤2：电弧在密封压缩空气灭弧单元(B)内引起帕斯卡效应进行灭弧；

步骤3：电弧在密封灭弧单元(C)内引起液电效应和帕斯卡效应进行双重效应灭弧。

9.根据权利要求8所述的一种多级衰减雷电流强度和陡度的装置，其特征在于：步骤2的具体过程为，电弧灌注到密封压缩空气灭弧单元(B)内部，密封压缩空气灭弧单元(B)中的空气压强高于标准大气压，自由电子的密度比空气大更大，电子的有效移动距离就会变小，电弧作用在绝缘压缩空气上时，向侧壁产生冲击波，冲击波遇到侧边后反弹冲向电弧通道，增强密封压缩空气灭弧单元(B)的绝缘性和介质迅速恢复的速度，达到快速截断电弧。

10.根据权利要求8所述的一种多级衰减雷电流强度和陡度的装置，其特征在于,步骤3的具体过程为:

步骤3.1：在充满绝缘油的密封管内引发电弧放电时，液电效应产生冲向侧边的击波，在充满绝缘油的陶瓷管内引发电弧放电，放电通道中的部分绝缘油瞬间被汽化、分解、电离成高温等离子体而突然膨胀，形成一个迅速向外传播的机械压力波，但由于液体可视为自身不会被压缩的激波传递介质，所以在放电通道进行液相放电时，对外界表现出功率的力学效应，在陶瓷管中形成冲击陶瓷管壁的作用力，由于力的相互性，陶瓷管管壁在绝缘油介质中产生冲击波；

步骤3.2：帕斯卡效应增强液电效应，电弧作用在绝缘油(2)上时，静止的绝缘油(2)某一部分发生压强变化时，将大小不变地向密封管内侧各个方向传递，当冲击电弧作用在金属电极上，给陶瓷管内的绝缘油施加压强，根据帕斯卡原理，封闭容器中的静止流体的某一部分发生压强变化，将大小不变地向各个方向传递，则从陶瓷管内的放电通道开始，以更大的作用力冲击四周的绝缘油介质，该作用力在碰到陶瓷管壁后发生反弹；

步骤3.3：由于密封管内设置有灭弧栅(9)，电弧在密封管的长度变长，同时设置凸墩(9)增加密封管的表面积，液电效应和帕斯卡效应的冲击波冲击到侧边后返回冲击，液电效应和帕斯卡效应使得陶瓷管内的压强增大、温度上升，产生由陶瓷管壁指向中心的作用力，在该作用力下，电弧朝向灭弧栅的尖端移动，尖端拉长电弧的长度，并在绝缘油对电弧的吹动下，电弧温度降低，使电弧更迅速的熄灭，在陶瓷管中形成的电弧越长，对陶瓷管壁的作用力也就越大，反过来截断电弧的冲击力也就越大，作用力作用在外壳后发生反弹，形成方向指向绝缘管中心的作用力，集中对电弧通道进行冲击灭弧。

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