CN117728288A - 一种适用于铁路防雷的气体压缩灭弧方法及结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于铁路防雷的气体压缩灭弧方法及结构，属于铁路防雷技术领域，解决现有氧化锌避雷器不能满足防雷要求的技术问题，所述方法为构建密封结构且绝缘的气体灭弧室，在气体灭弧室内灌注灭弧气体，并设置间隔布置的引弧电极、接地电极；通过引弧电极将冲击电弧引入气体灭弧室内与接地电极发生作用，以通过绝缘配合实现气体灭弧室内的闪络并灭弧。本发明灭弧过程安全环保，灭弧气体为空气介质，灭弧过程不会对外部环境排放有毒有害气体，环保且安全；可进行多次有效灭弧；气体压缩灭弧过程不会改变空气介质形态，可实现多次有效灭弧；灭弧强度灵活可控，可根据不同场景的防雷需求，调节气体的注入量，实现灭弧强度的灵活可控性。
Description
技术领域
本发明涉及铁路防雷技术领域，更具体地说，它涉及一种适用于铁路防雷的气体压缩灭弧方法及结构。
背景技术
目前铁路接触网和电力架空线路防雷采用的技术路线是以避雷器限幅为最后防雷兜底措施。尤其解决接触网防雷棘手问题采用的方法是安装氧化锌避雷器。氧化锌避雷器的存在的问题：
1.在冲击电流条件下存在高热过程和绝热过程叠加造成避雷器硬短路。
2.在工频灭弧阶段，灭弧阈值只有1kA，而实际最大短路电流可以达到40kA。
3.氧化锌避雷器固有散热时间为一分钟，而发生概率为80％的多脉冲雷击间隔时间为几十毫秒，散热时间严重不足会导致热量叠加性超标。因此氧化锌避雷器在多脉冲雷击条件下会全概率出现热击穿硬短路。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本发明的目的一是提供一种适用于铁路防雷的气体压缩灭弧方法。
本发明的目的二是提供一种适用于铁路防雷的气体压缩灭弧结构。
为了实现上述目的一，本发明提供一种适用于铁路防雷的气体压缩灭弧方法，构建密封结构且绝缘的气体灭弧室，在所述气体灭弧室内灌注灭弧气体，并设置间隔布置的引弧电极、接地电极；
通过所述引弧电极将冲击电弧引入所述气体灭弧室内与所述接地电极发生作用，以通过绝缘配合实现所述气体灭弧室内的闪络并灭弧。
作为进一步地改进，根据不同场景的防雷需求，通过调控所述灭弧气体的种类、比重、浓度中的至少一种，实现对U50％的控制。
进一步地，所述气体灭弧室的体积可以弹性变化。
进一步地，所述灭弧气体为空气。
为了实现上述目的二，本发明提供一种适用于铁路防雷的气体压缩灭弧结构，包括绝缘子本体，所述绝缘子本体内设有安装腔，所述安装腔设有灭弧组件，所述灭弧组件包括绝缘的气囊，所述气囊的上端设有穿过所述绝缘子本体顶部的气门，所述气门的气门芯作为引弧电极，所述气囊的下端设有穿过所述绝缘子本体底部的接地电极，所述气囊的内部形成气体灭弧室，所述气体灭弧室内灌注有灭弧气体。
作为进一步地改进，所述气囊为硅橡胶制成。
进一步地，所述绝缘子本体的外围设有裙边结构。
进一步地，所述灭弧气体为空气。
进一步地，所述绝缘子本体与气门、接地电极之间为密封连接。
有益效果
本发明与现有技术相比，具有的优点为：
1.本发明的灭弧过程安全环保，灭弧气体为空气介质，灭弧过程不会对外部环境排放有毒有害气体，环保且安全。
2.本发明可以进行多次有效灭弧，气体压缩灭弧过程不会改变空气介质形态，可实现多次有效灭弧。
3.本发明的灭弧强度灵活可控，可根据不同场景的防雷需求，调节气体的注入量，实现灭弧强度的灵活可控性。
附图说明
图1为本发明中灭弧结构的示意图；
图2为本发明中灭弧组件密封状态的示意图；
图3为本发明中灭弧组件打开状态的示意图。
其中：1-气体灭弧室、2-引弧电极、3-接地电极、4-绝缘子本体、5-安装腔、6-气囊、7-气门、8-裙边结构、9-密封垫。
具体实施方式
下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明。
参阅图1～图3，一种适用于铁路防雷的气体压缩灭弧方法，构建密封结构且绝缘的气体灭弧室1，在气体灭弧室1内灌注灭弧气体，并设置间隔布置的引弧电极2、接地电极3。
通过引弧电极2将冲击电弧引入气体灭弧室1内与接地电极3发生作用，以通过绝缘配合实现气体灭弧室1内的闪络并灭弧。
具体的，冲击电弧从引弧电极2进入气体灭弧室1后，在气体灭弧室1的灭弧气体中放电并释放能量，气体灭弧室1内的气体温度急剧升高，体积瞬间膨胀，气体膨胀空间有限(因为绝缘子本体4为密封结构)，使得气体被不断压缩挤压，导致气体灭弧室1内压强剧增。根据巴申定律可知，压强增量可转化为击穿电压增量，电弧维持电压也增加，电弧脆弱性增强，便于遮断电弧。
此外，电弧在气体灭弧室1内放电时，会对气体灭弧室1内气体产生巨大的挤压作用，形成向四周高速扩散的冲击气流，气流抵达气体灭弧室1的内壁后反弹作用回电弧通道，形成气吹灭弧效果，瞬间熄灭电弧。从而实现快速高效灭弧。
可以根据不同场景的防雷需求，通过调控灭弧气体的种类、比重、浓度中的至少一种，实现对U50％的控制。
气体灭弧室1的体积可以弹性变化，可以保护气体灭弧室1在气体膨胀时不会损坏。
灭弧气体为空气。
本申请的灭弧过程安全环保，灭弧气体为空气介质，灭弧过程不会对外部环境排放有毒有害气体，环保且安全；可进行多次有效灭弧；气体压缩灭弧过程不会改变空气介质形态，可以实现多次有效灭弧；灭弧强度灵活可控，可根据不同场景的防雷需求，调节气体的注入量，实现灭弧强度的灵活可控性。
一种适用于铁路防雷的气体压缩灭弧结构，包括绝缘子本体4，绝缘子本体4内设有安装腔5，安装腔5设有灭弧组件，灭弧组件包括绝缘的气囊6，气囊6的上端设有穿过绝缘子本体4顶部的气门7，气门7与市场上成熟的气门或现有技术的气门的结构类似，气门7的气门芯作为引弧电极2，气囊6的下端设有穿过绝缘子本体4底部的接地电极3，气囊6的内部形成气体灭弧室1，气体灭弧室1内灌注有灭弧气体。
气囊6为硅橡胶制成，使得气囊6的体积可以弹性变化。
绝缘子本体4的外围设有裙边结构8。
绝缘子本体4与气门7、接地电极3之间为密封连接。通过打气泵向气囊6注入气体并确保密封性。如图2所示，气门芯的密封垫9闭合时实现气囊6密封；如图3所示，气门芯的密封垫9打开时实现气囊6打开，实现气流通过。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (9)
1.一种适用于铁路防雷的气体压缩灭弧方法，其特征在于，构建密封结构且绝缘的气体灭弧室(1)，在所述气体灭弧室(1)内灌注灭弧气体，并设置间隔布置的引弧电极(2)、接地电极(3)；
通过所述引弧电极(2)将冲击电弧引入所述气体灭弧室(1)内与所述接地电极(3)发生作用，以通过绝缘配合实现所述气体灭弧室(1)内的闪络并灭弧。
2.根据权利要求1所述的一种适用于铁路防雷的气体压缩灭弧方法，其特征在于，根据不同场景的防雷需求，通过调控所述灭弧气体的种类、比重、浓度中的至少一种，实现对U50％的控制。
3.根据权利要求1所述的一种适用于铁路防雷的气体压缩灭弧方法，其特征在于，所述气体灭弧室(1)的体积可以弹性变化。
4.根据权利要求1所述的一种适用于铁路防雷的气体压缩灭弧方法，其特征在于，所述灭弧气体为空气。
5.一种实现权利要求1-4任意一项所述的一种适用于铁路防雷的气体压缩灭弧方法的结构，包括绝缘子本体(4)，其特征在于，所述绝缘子本体(4)内设有安装腔(5)，所述安装腔(5)设有灭弧组件，所述灭弧组件包括绝缘的气囊(6)，所述气囊(6)的上端设有穿过所述绝缘子本体(4)顶部的气门(7)，所述气门(7)的气门芯作为引弧电极(2)，所述气囊(6)的下端设有穿过所述绝缘子本体(4)底部的接地电极(3)，所述气囊(6)的内部形成气体灭弧室(1)，所述气体灭弧室(1)内灌注有灭弧气体。
6.根据权利要求5所述的一种适用于铁路防雷的气体压缩灭弧结构，其特征在于，所述气囊(6)为硅橡胶制成。
7.根据权利要求5所述的一种适用于铁路防雷的气体压缩灭弧结构，其特征在于，所述绝缘子本体(4)的外围设有裙边结构(8)。
8.根据权利要求5所述的一种适用于铁路防雷的气体压缩灭弧结构，其特征在于，所述灭弧气体为空气。
9.根据权利要求5所述的一种适用于铁路防雷的气体压缩灭弧结构，其特征在于，所述绝缘子本体(4)与气门(7)、接地电极(3)之间为密封连接。
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