CN114050013A - 带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器 - Google Patents

Abstract

一种带电作业全绝缘可分离外串联固定间隙避雷器装置，包括：可装卸线夹、高压引线、轻型绝缘腔体、上触头、上绝缘防水活塞环、避雷器本体、下绝缘防水活塞环、接触环、接触片固定环、接触片、弹性拉簧、金属托架、带电安装支架、分离器、脱离器、外串联固定间隙部分等组成。主要应用于配网线路防雷击断线和工频续流。装置全绝缘化；外串联固定间隙的存在隔绝了工频电压，避雷器在线路正常状态下是不带电的，大大降低老化速率，提高使用寿命；避雷器损坏后，可用绝缘操作杆带电作业加装或拆卸避雷器本体和避雷器整个装置；初次安装就可带电作业，提高检修的效率；减少避雷器横担，增加线路走廊和美观，减少建设成本，提高线路绝缘化程度。

Description

带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器

技术领域：

本发明涉及可分离式外串联固定间隙避雷器研发设计领域。具体涉及一种带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器。

背景技术：

为防止日益严重的架空配电绝缘导线被雷击断线和工频续流引起的跳闸问题，目前逐渐多在杆塔绝缘子旁加装复合外套外固定间隙金属氧化物避雷器，如CN203659557U所公开一种线路型固定间隙金属氧化物避雷器，就是把目前还在大量使用传统的硅橡胶复合外套金属氧化物避雷器的高压端一体连接带固定间隙的硅橡胶复合外套绝缘子，主要目的是空气间隙隔离工频电压，安装时无需人工再次调节空气间隙上下电极距离。但还存在不足之处，主要缺点是，避雷器的高压端一体连接带固定间隙的硅橡胶复合外套绝缘子，一旦避雷器或间隙绝缘子损坏，就得一起更换；带电作业加装或拆卸困难，避雷器例行检测或损坏时，常常等待断电进行拆卸检测或更换，在更换期间再次有雷击和过电压侵害无法继续起到保护作用，有条件的地方应用绝缘斗臂车进行带电作业，耗费大量的人力物力又受到地形的限制；避雷器和绝缘子裸露的柔性硅橡胶复合外套在自然环境下易老化脆裂、鸟类撕啄，降低了使用寿命；裸露无外套保护的避雷器一旦发生故障炸裂，飞溅的金属氧化物易伤害其它电气设备和路人。

另一种CN201320171068.7所公开的一种跌落式避雷器，是将氧化锌避雷器改装后安装在原跌落式熔断器的跌落式机构上，达到在不断电的情况下，可以借助绝缘操作杆对避雷器进行检测、维修与更换。其缺点是跌落机构结构复杂、加工成本高、装配麻烦；主要电气元件外露易老化、易污闪短路，影响整体绝缘化设计进程；避雷器本体闭合时，弹性片被压缩储能，易疲劳失效，遇到脱离器本身出现故障时会造成跌落机构失效，线路防雷不设防；跌落机构也是户外安装在线路横担上，避雷器在架空线路器材中相对寿命短，容易损坏，巡检、维修、更换是电力部门目前比较麻烦的突出问题，特别是氧化锌避雷器外露部份由硅橡胶制成，且硅橡胶制品在自然环境下易老化脆裂、鸟类撕啄，降低了使用寿命，电气连接点多，也就是存在着电气故障点多，还影响整体线路绝缘化和美观；无固定间隙设置，虽然损坏时可以带电把损坏避雷器本体卸下来进行更换，但是跌落式避雷器必须配套脱离器，架空配电线路防雷一般采用带固定间隙的避雷器，而固定间隙的避雷器不宜配套脱离器就无法使用，集成度不高又比较笨重。

再一种是腔室避雷器，主要是将氧化锌避雷器本体从室外搬进了室内，减少自然环境对避雷器本体的影响；可以借助绝缘操作杆对避雷器进行检测、维修与更换。但没有设置固定间隙绝缘子，固定间隙绝缘子的存在，避雷器本体正常运行状态下不带电，避雷器老化速率大大降低；虽然有带电作业快换避雷器本体功能，但没有快速简便的带电作业加装和拆卸该避雷器的功能；采用瓷外套笨重易碎，避雷器一旦发生故障炸裂，飞溅的金属氧化物连同易碎的瓷外套易伤害其它电气设备和路人，安装在线路高处施工不便；避雷器本体与腔体之间没有做密封设计，长时间运行受到环境影响，在恶劣的气候环境条件下腔室内部容易进入水气盐渍而发生故障，尤其沿海地区盐雾浓度比较高的地区；由于避雷器本体与腔体之间没有做密封处理，避雷器本体需要增加绝缘高度和爬电伞裙距离，从而增加了重量，避雷器因自重过重而容易掉落，也造成整体成本过高；易风吹掉落的扭扣式绝缘罩，不能做到真正的密封密闭的全绝缘。发明内容：

本发明的目的就是要克服上述缺点，旨在研究一种只借助绝缘操作杆既可以带电作业快速安装或拆卸该避雷器整体，又可以带电作业快速分离检修、插拔更换避雷器本体，并具有隔离工频电压功能的固定间隙设置，可以直接安装在线路铁横担上的避雷器。选用高强度高电气性能并具有较好防爆、抗老化、极大减轻整体重量的轻型硬质PC绝缘材料模压的轻型绝缘腔体，其最上面的伞裙大于下面的所有伞裙，大小伞设计的抗雨帘防污的轻型绝缘腔体，其内壁和避雷器本体之间上下都做到了全绝缘、密封设计，不会让运行在恶劣的自然条件下避雷器的整体电气性能受影响。

为达到上述目的，本发明的带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器，包括：可装卸线夹1、引流线2、轻型绝缘腔体3、金属托架4、外串联固定间隙5、带电安装支架6、上触头7、上绝缘防水活塞环8、避雷器本体9、接触环10、下绝缘防水活塞环11、线路横担12、分离器13、绝缘护套14、弹性拉簧15、接触片16、接触片固定环17等组成。

主要应用在中压配网线路绝缘导线防雷击断线和工频续流跳阐。可用绝缘操作杆带电作业安装支架6及可装卸线夹1，既可以带电作业加装或拆卸该，又可以带电作业用绝缘操作杆插拔分离器13与避雷器本体9等总成，进行快速检修、更换，减少断电带来的诸多不便，提高加装和检修的效率；外串联固定间隙5的应用，在正常运行状态未受雷击时可以隔绝系统的工频电压，避免避雷器长期带电运行老化；直接安装在横担12上，省略了避雷器横担，节省成本，增加线路走廊和美观。

带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器，引流线2线头压接在外串联间隙5顶端，用柔而有弹性的硅橡胶材料制作而成的绝缘护套14进行密封，引流线2把高压从线路引到外串联间隙5高压部分，由于空气间隙的存在隔绝了高压，避雷器在正常工作的状态下不带电，大大降低避雷器老化速率，提高使用寿命。

带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器，轻型绝缘腔体3 是塔型结构，大小伞裙结构配合满足爬距要求，最上面的伞裙大于下面的所有伞裙，起到防雨帘防污和防止下垂的冰柱粘连其它伞裙的作用，也具有一定的阻挡瓢雪的作用，使避雷器在自然灾害下绝缘更可靠。

选用高强度优良绝缘性能并具有较好防爆、抗老化、性价比高、极大减轻整体重量的抗UV级轻型硬质PC绝缘材料模压注射成型的轻型绝缘腔体，大小伞裙的根部圆弧过度增强，配合增强腔体强度，起到防爆作用防止避雷器损坏炸裂碎片飞溅。避雷器一旦发生故障炸裂，飞溅的金属氧化物连同易碎的瓷外套易引发线路接地故障，伤害其它电气设备和路人，安装在线路高处施工不便。

带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器，接触环10下部装有下绝缘防水活塞环11进行密封，起到绝缘密封作用防止水气盐雾的侵蚀。

轻型绝缘腔体3上下结构有一定锥度使与避雷器本体9密封结构更好，轻型绝缘腔体3上窄下宽的结构，使避雷器本体9插入轻型绝缘腔体3越来越紧，底部用下绝缘防水活塞环11进行密封，避雷器本体9上部加装上绝缘防水活塞环8进行密封，由柔而有弹性的绝缘橡胶材料制作而成，即起到密封作用又起到绝缘作用，防止避雷器本体9顶端的高压从腔体内部进行爬电，因为轻型绝缘腔体3内部是光滑的表面，用上绝缘防水活塞环8对腔体内部和避雷器本体 9进行密封，爬电会从轻型绝缘腔体3外部进行。

引流线2与高压线路采用可装卸线夹1进行带电安装，引流线2的端子螺接在可装卸线夹1上，可用操作杆带电作业套在环形螺栓上，可装卸线夹1 卡口方便拧紧在高压导线上，导线不用剥皮，安装简单。

外串联固定间隙5的低压端穿过轻型绝缘腔体3上面面孔密封螺接，中间垫有密封圈进行密封处理，防止风吹雨淋和潮气的侵袭。外串联固定间隙5 高低压电极之间的空气间隙设置45±5mm，确保遭受雷击时空气间隙可以被击穿，正常运行时间隙起到隔绝系统内工频电压的作用。

导电性能好的金属材料制作的接触环10侧面开有二孔与分离器13 螺接为一体，在插拔更换分离器13的时候带动接触环一起插拔更换。

导电性能好的金属材料制作的接触片固定环17，底部均布螺孔用来固定接触片16，导电性能好且具有较好弹性的金属材料制作的接触片16与接触环10紧密弹性而恒定的电气接触，以保证正常电气通流，侧面设有螺孔，与金属托架4螺接以保证正常电气通流。

弹性拉簧15环抱在接触片16四周进行箍紧，防止时间久了接触片弹性变差松动卡的不紧。

避雷器本体9下端外径与接触环10内壁密配，避雷器本体9底部金属电极与接触环10端部通过螺接紧密电气接触，避雷器本体9底端呈锥形，利用硅橡胶外套的柔软性使连接的更紧凑牢固，螺接相应紧密吻合，接触环10和分离器13连接通过锥形拧紧密封结构螺接为一个整体，分离器13选用高强度抗紫外线PC绝缘材料；分离器下部呈锥形导向，腰部设有对称园柱状插拔操作锁扣。接触环10下端和分离器13之间密封紧密配装下绝缘防水活塞环11，插入避雷器本体总成时带动下绝缘防水活塞环11，采用柔而有弹性的橡胶制品，其外沿与轻型绝缘腔体3内壁为防水气、绝缘密封的动配合，起到密封作用防止水气盐雾的侵蚀，轻型绝缘腔体3选用抗UV级PC硬质绝缘材料注射模压成型，伞裙的根部圆弧过度增强，分离器13两边的操作锁扣便于操作杆操纵。

轻型绝缘腔体3采用电气性能佳并具有较好防爆、抗老化，极大减轻整体重量的轻型硬质抗UV级的PC绝缘材料模压成型，内表面是光滑的；避雷器本体9外表面是光滑没伞裙的，避雷器爬电距离从轻型绝缘腔体3外部进行的，内部绝缘距离足够即可。

金属托架4和接触片固定环17之间垫有密封圈螺接为一体，把轻型绝缘腔体3内部进行密封，接触片固定环17、轻型绝缘腔体3和金属托架4螺接为一个整体，电气性能相通可以让流过避雷器的电流通过接触片固定环17流到金属托架4到接地端。

金属托架4和带电安装支架6之间螺接为一个整体保证稳定的电气连接。

避雷器本体9上端装有上绝缘防水活塞8，防水活塞环装有两个密封圈，上绝缘防水活塞8是硬质的起到撑紧腔体内壁作用，密封圈起到阻隔水气和盐渍作用，接触环10下端和分离器13之间密封紧密配装下绝缘防水活塞环11 起到阻隔水气和盐渍作用，使轻型绝缘腔体3内部创造一个密封环境。

附图说明：

图1是本发明带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器结构图。

图2是本发明避雷器本体、上下绝缘防水活塞环、接触环、上触头结构图。

图3是本发明带电安装支架结构图。

具体实施方式：

本发明的带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器，包括：可装卸线夹1、引流线2、轻型绝缘腔体3、金属托架4、外串联固定间隙5、带电安装支架6、上触头7、上绝缘防水活塞环8、避雷器本体9、接触环10、下绝缘防水活塞环11、线路横担12、分离器13、绝缘护套14、弹性拉簧15、接触片16、接触片固定环17等组成。

避雷器本体9插入轻型绝缘腔体3内，在轻型绝缘腔体3顶端螺接上外串联固定间隙5，金属托架4螺接在带电作业安装支架6上，引流线2一端螺接在外串联固定间隙5上，另一端螺接在可装卸线夹1上即组装好一套带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器，安装时先用绝缘操作杆插入分离器13 两边操作锁扣提起整个避雷器，把带电作业安装支架6加装扣在线路已有的横担12上，并用另一个操作杆伸进带电作业安装支架6上的环形螺孔6.1并拧紧，再用绝缘操作杆把可装卸线夹1安装在输电线路上。

在线路遭受雷击侵害时雷击电流通过可装卸线夹1到引流线2，雷击电流沿引流线2到达固定间隙绝缘子高压引弧棒部分，把空气间隙击穿流到低压引弧棒上到避雷器本体9上，高压状态下氧化锌材料制成的避雷器本体9处于低阻状态，雷电流在通过金属托架4和带电作业安装支架6导通到接地线，当雷击电流泄放到大地后避雷器本体9恢复到高阻状态。

当避雷器损坏后，用绝缘操作杆卡住分离器13两边的操作锁扣把避雷器本体9拔出来，再用操作杆更换上新的避雷器本体9继续运行，因外串联固定间隙5的存在，在拔出避雷器本体9时无需挂接地线可以直接进行插拔，传统线路上的避雷器损坏只能等断电之后进行更换，或者使用斗臂车更换耗费大量的时间及人力物力，在损坏检修期间，避雷器无法起到对线路的保护作用，断电就会造成一定的经济损失，所以带电作业显得尤其重要。

供电可靠性已经成为对电力公司的一个考核指标，在山区或者水田密布的远距离线路上带电作业一直是一个技术性难关，如何有效的减少断电次数降低劳动强度，带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器在初次安装时就可以进行带电作业，线路绝缘等级得到提高，避雷器节点可以实现全绝缘化，带电作业安装支架6的使用让带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器更加稳固可靠，尤其带电作业安装支架6的6.5处采用弯折卡紧设计可以让支架水平方向更加牢固避免滑移。

轻型绝缘腔体3顶端是一处电气连接点，轻型绝缘腔体3采用优良的 PC材料制成，具有优良的电气绝缘性能、很高的机械强度、防爆性能优良、很好的防水耐污性能、极大减轻整体重量的绝缘工程材料，老的避雷器一旦发生故障炸裂，飞溅的金属氧化物连同易碎的瓷外套易引发线路接地故障，伤害其它电气设备和路人，安装在线路高处施工不便。

按照国家标准要求避雷器伞裙的设计是上面大下面小在大这样的结构，轻型绝缘腔体3设计的是最上面的一片伞裙最大，这样能对下面的伞裙很好的起到保护作用，经过试验表明第一片伞裙采用最大能更好防止发生沿面闪络，尤其对阻断雨帘、冰柱、飘雪形成的电气通道有很好的效果。

轻型绝缘腔体3由硬质高强度PC材料制成，可以防止鸟类撕啄，尤其近些年环境得到改善鸟类增多，已经对线路运行造成一定破坏。

本设计意在：减轻重量并增强防爆性能；提高线路绝缘等级；实现快速带电作业，产品的装、拆及维修更换无需爬杆，在地面借助绝缘操作杆即可完成，降低劳动强度提高运维的安全性；因隔绝系统工频电压，避免了系统电压对避雷器本体9造成老化，同时无需挂接地线即可装、拆避雷器本体9及整个，避雷器本体9安装在轻型绝缘腔体3内避免了日照、雨淋、雾霾的侵袭，避雷器更稳定，使用寿命更长。

Claims (16)

1.一种带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器装置，包括：可装卸线夹(1)、引流线(2)、轻型绝缘腔体(3)、金属托架(4)、外串联固定间隙(5)、带电安装支架(6)、上触头(7)、上绝缘防水活塞环(8)、避雷器本体(9)、接触环(10)、下绝缘防水活塞环(11)、线路横担(12)、分离器(13)、绝缘护套(14)、弹性拉簧(15)、接触片(16)、接触片固定环(17)等组成。

2.如权利要求1所述的带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器装置，其特征在于：引流线(2)压接在外串联固定间隙(5)顶端，绝缘护套(14)进行密封。

3.如权利要求1所述的带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器装置，其特征在于：轻型绝缘腔体(3)是塔型结构，大小伞裙结构配合满足爬距要求，上面的伞裙大于下一伞裙，再大而小，最上面的伞裙大于下面所有的伞裙；腔内壁上下有半度以上的锥度。

4.如权利要求1所述的带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器装置，其特征在于：避雷器本体(9)上端装有上绝缘防水活塞环(8)，防水活塞环装有两个密封圈，接触环(10)下部装有下绝缘防水活塞环(11)。

5.如权利要求1所述的带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器装置，其特征在于：带电作业安装支架(6)可吊挂在线路原有铁横担(12)上，用环形螺栓(6.1)顶紧铁横担(12)，环形螺栓(6.1)顶部(6.4)处设有弹簧垫圈。

6.如权利要求1所述的带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器装置，其特征在于：金属托架(4)环抱住轻型绝缘腔体(3)，螺栓穿过轻型绝缘腔体(3)和接触片固定环(17)螺接为一个整体保证充分的电气连接。

7.如权利要求1所述的带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器装置，其特征在于：避雷器本体(9)底部电极压在接触环(10)端面上，形成电气接触，接触环(10)侧面分布螺孔与分离器(13)螺接固定。

8.如权利要求1所述的带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器装置，其特征在于：接触片固定环(17)底端分布螺孔，用来固定接触片(16)，侧面设有螺孔，与金属托架(4)螺接。

9.如权利要求1所述的带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器装置，其特征在于：分离器(13)选用高强度抗紫外线绝缘材料，与避雷器本体9锥形底部螺接相应紧密吻合；分离器下部呈锥形导向，腰部设有对称园柱状插拔操作锁扣，卡紧后可以插拔快换。

10.如权利要求1所述的带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器装置，其特征在于：引流线(2)与可装卸线夹(1)螺接。

11.如权利要求1所述的带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器装置，其特征在于：外串联固定间隙(5)与轻型绝缘腔体(3)顶端螺接为一个整体，之间垫有密封圈。

12.如权利要求1所述的带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器装置，其特征在于：轻型绝缘腔体(3)选用抗UV级PC硬质绝缘材料注射模压成型，伞裙的根部圆弧过度提高强度。

13.如权利要求1所述的带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器装置，其特征在于：弹性拉簧(15)箍在接触片(16)上。

14.如权利要求1所述的带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器装置，其特征在于：金属托架(4)和带电安装支架(6)的两个孔(6.2)和(6.3)之间螺接为一个整体。

15.如权利要求1所述的带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器装置，其特征在于：避雷器本体(9)外表面光滑。

16.如权利要求1所述的带电作业全绝缘可分离式外串联固定间隙避雷器装置，其特征在于：外串联固定间隙(5)高低压电极之间的空气间隙设置45±5mm。

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