CN202473431U

CN202473431U - 外串纯空气间隙避雷器

Info

Publication number: CN202473431U
Application number: CN2012200731431U
Authority: CN
Inventors: 赵章开
Original assignee: ZHEJIANG ZHONGNENG ELECTRICAL CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG ZHONGNENG ELECTRICAL CO Ltd
Priority date: 2012-03-01
Filing date: 2012-03-01
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2022-03-01

Abstract

本实用新型涉及电力系统输送电线路过电压保护的一种装置，公开了防止输电线路绝缘子串遭受雷击发生闪络引起线路跳闸、导线烧断导致大面积停电事故的一种外串纯空气间隙避雷器，包括避雷器主体以及下电极（8），所述的避雷器主体上端设有上悬挂端（1），避雷器主体下端设有下悬挂端（6），下悬挂端（6）上设有上电极（7），避雷器主体包括芯体与硅橡胶外套（5）。本实用新型通过避雷器是没有封闭气体容积的实心类型，避雷器芯体在缠绕过程中特设了些薄弱点阵，具有很强的防爆性能。

Description

外串纯空气间隙避雷器

技术领域

本实用新型涉及电力系统输送电线路过电压保护的一种装置，尤其涉及了防止输电线路绝缘子串遭受雷击发生闪络引起线路跳闸、导线烧断导致大面积停电事故的一种外串纯空气间隙避雷器。

背景技术

线路用避雷器通常与线路绝缘子串并联连接，主要用于限制雷电过电压幅值，防止绝缘子串遭雷击闪络，避免线路跳闸及导线烧断事故，提高线路耐雷水平。据国内外统计数据表明，高压输出电线路的总跳闸次数中，雷电引起的跳闸次数约占50%～70%，而在土壤电阻率高、地形复杂的多雷地区，其占的比例更高，所以对输电线路供电可靠性引起了极大的关注。电力部门采取了许多有效措施，来降低线路雷击跳闸率，如降低杆塔接地电阻、增加绝缘子串的只数、采用耦合地线、在杆塔上布置分流引下线等,都取得了一定的效果，但对土壤电阻率高、地形复杂和雷电活动强烈地区则往往效果不佳，费工而又很不经济，采用安装线路型金属氧化物避雷器是其最有效、最经济、最方便可行的措施，这已被国内外运行经验所证明。

目前，线路用避雷器有两种结构类型：

一种是无间隙金属氧化物避雷器，它和绝缘子串并联悬挂在杆塔上与高压导线直接连接，也就是说接在高压导线与地之间。这种避雷器由于它优异的非线性伏安特性，在超过避雷器额定电压的各种过电压下也都动作起到保护作用即不需要它动作时也动作，所以它动作频繁；而且在正常工作电压下存在着荷电率的作用，加速它的老化，极大地影响到它的使用寿命。

另一种是带外串间隙的金属氧化物避雷器，又分为：①绝缘子间隙型：避雷器本体串联复合绝缘子支撑固定的空气间隙结构，用棒形复合绝缘子两端固定环状电极组成放电间隙；②纯空气间隙型：避雷器本体下端设一电极（作为上电极）与高压输电导线（作为下电极）组成放电间隙。前者的问题是棒形复合绝缘子本身存在老化现象，且受气候的影响，到时分不清是间隙放电还是棒形复合绝缘子表面闪络，常发生棒形复合绝缘子表面闪络而非间隙放电事故，降低产品可靠性，后者纯空气间隙型就不存在这一问题。串联间隙的主要目的是使避雷器本体与系统电压隔离，这就不存在荷电率问题了，提高了产品使用寿命。而要充分发挥串联间隙的作用还需要满足下列三个条件：1、雷电冲击下间隙可靠动作，保证被保护的绝缘子串免除雷击闪络；2、能耐受暂态过电压和操作过电压，我国过电压保护规程规定：110kV、220kV系统绝缘配合中内部过电压计算倍数（相对地）取3.0，即操作过电压幅值在3.0p.u时串联间隙能够耐受住而不被击穿（动作），；3、雷击使间隙动作后在系统工频恢复电压下，串联间隙应在1～2个工频周期内可靠地熄灭工频续流（灭弧）。目前的纯空气间隙有棒——棒间隙、圆环——棒间隙（也都是以线路导线作为下电极）几种，存在安装和调节间隙距离和电场强度困难等缺陷、耐受内部操作过电压幅值低，现有的外串间隙线路用避雷器可耐受的水平是2.50p.u及以下；且间隙放电特性和灭弧性能难满足上述2、3的要求，往往在内部操作过电压下误动作，造成许多麻烦。再者，上述两种线路用避雷器都尚未设置防爆装置，故常有剧烈爆炸事故发生，乃至打坏邻近其他设备。

发明内容

本实用新型针对现有技术中避雷器都尚未设置防爆装置，故常有剧烈爆炸事故发生，乃至打坏邻近其他设备等缺点，提供了一种安装、调节间隙距离和电场简便、耐受内部操作过电压幅值高、灭弧性能可靠、防爆能力强的外串纯空气间隙避雷器。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

外串纯空气间隙避雷器，包括避雷器主体以及下电极，所述的避雷器主体上端设有上悬挂端，避雷器主体下端设有下悬挂端，下悬挂端上设有上电极，避雷器主体包括芯体与硅橡胶外套。

作为优选，所述的上悬挂端为球型，球型的中部设有开孔。

作为优选，所述的上悬挂端为U型，上悬挂端设有双耳槽形双孔。

作为优选，所述的芯体由圆饼状氧化锌电阻片叠加安装，氧化锌电阻片外设有缠绕层，硅橡胶外套设置在缠绕层外并将缠绕层包裹。

作为优选，所述的缠绕层为固化环氧玻璃丝布带，环氧玻璃丝布带上设置薄弱点阵。

作为优选，所述的避雷器主体与上悬挂端之间设有接地端子。

作为优选，所述的上电极为一长扁椭圆形金属管，其侧面投影为弧形，下电极为固定长度的金属导体，上电极与下电极成十字交叉布置，上电极与下电极之间为空气放电间隙。

作为优选，所述的下电极固定在高压导线上。

本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本实用新型通过避雷器是没有封闭气体容积的实心类型，避雷器芯体在缠绕过程中特设了些薄弱点阵，具有很强的防爆性能。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图。

图2是图1中的上电极的俯视图。

以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中1—上悬挂端、2—接地端子、3—氧化锌电阻片、4—缠绕层、5—硅橡胶外套、6—下悬挂端、7—上电极、8—下电极、9—高压导线。

具体实施方式

下面结合附图1至图2与实施例对本实用新型作进一步详细描述：

实施例1

外串纯空气间隙避雷器，如图1、2所示，包括避雷器主体以及下电极8，所述的避雷器主体上端设有上悬挂端1，避雷器主体下端设有下悬挂端6，下悬挂端6上设有上电极7，避雷器主体包括芯体与硅橡胶外套5。本避雷器本体和纯空气放电间隙串联组成，避雷器本体采用没有封闭气体的实心设计，避雷器本体包括金属上悬挂端1、避雷器芯体及其整体模压硫化包封成形的复合外套5。避雷器是没有封闭气体容积的实心类型，而且芯体在缠绕过程中特设了些薄弱点阵，具有很强的防爆性能，如果电阻片发生电气故障，避雷器内部产生电弧，该电弧引起严重汽化，气压较小，在很大的短路电流下，炽热的气压增大，就会冲破缠绕层的薄弱点阵将外套撕开缝隙，以避免剧烈爆破和被电弧点燃燃烧事故，本实用新型样品经国家法定质量检验机构实验验证：测得的短路电流工频50kA≥0.2s时间内无剧烈爆破、无明火燃烧。

上悬挂端1为球型，球型的中部设有开孔。金具悬挂端子分上下两端，上悬挂端1为标准件16号标记球窝金具以便与标准件16号标记的球头金具吻合悬挂于杆塔上，下悬挂端6供紧固悬挂纯空气间隙的上电极7用。

芯体由圆饼状氧化锌电阻片3叠加安装，氧化锌电阻片3外设有缠绕层4，硅橡胶外套5设置在缠绕层4外并将缠绕层包裹。

缠绕层4为固化环氧玻璃丝布带，环氧玻璃丝布带上设置薄弱点阵。避雷器芯体由圆饼状氧化锌电阻片3叠加安装整齐再用类似于环氧玻璃丝布带等阻燃的绝缘材料缠绕固化，在缠绕紧固的多层过程中巧妙地特设置一些薄弱点阵，然后涂抹特制的耦合剂，如胶粘剂、结合剂，整体模压硫化包封成形复合外套；所述复合外套为阻燃、耐漏电起痕、耐电蚀损、耐气候老化优异而且具有很高热稳定性能的硅橡胶绝缘材料组成的硅橡胶外套5。

避雷器主体与上悬挂端1之间设有接地端子2。

上电极7为一长扁椭圆形金属管，其侧面投影为弧形，下电极8为固定长度的金属导体，上电极7与下电极8成十字交叉布置，上电极7与下电极8之间为空气放电间隙。纯空气放电间隙由悬挂紧固在避雷器本体下端的上电极7和固定在线路导线上的下电极8成十字交叉布置与其中空间组成放电间隙，上电极7为一长扁椭圆形且带特设定弧形角度的不锈钢管或铝合金管等导电材料，下电极8为与上电极7同一材料且固定长度的导体，长扁椭圆形弧形角度的上电极7是根据线路导线风吹位移偏摆的角度设计的，当下电极8或导线受风吹摆动时能保持上下电极间的空间距离恒定不变，其下电极8的长度为实验调整的空气间隙距离尺寸，安装调正后松开下电极8的上端，将其紧固在线路高压导线9上即构成了空气间隙。下电极8固定在高压导线9上。

本实用新型安装时步骤：a、先把“设计B”避雷器本体悬挂在安装在杆塔上的悬式绝缘子上；b、将上电极与线路导线空间成十字交叉布置安装固定好；c、在与避雷器本体中心垂直处的线路导线上安装下电极，将下电极伸直朝上与线路导线垂直并固定其下端，然后用悬挂的悬式绝缘子或其他导具将避雷器本体慢慢下垂，直至上电极下弧顶峰与下电极上端点接触为止；d、按此位置调整安装好避雷器本体的高度；e、将竖直的下电极杆横向沿线路导线水平安装固定好；f、将接线地端子2用导线通过计数器或监测器接地，或者直接接地，就完成了安装。

本实用新型具有下列优点：

1、避雷器本体没有封闭气体，加上芯体在缠绕过程中设置了薄弱点阵，防爆性能好，释放短路电流能量压力强。实验验证：在额定（大电流）短路电流50kA，0.2s状况下（是目前国内短路电流试验的最大值），无剧烈爆破、无明火燃烧情况；

2、间隙结构简单，特制一定长度的下电级供调正间隙距离用，安装和调整间隙距离简便；

3、采用通流能量大、压比小的电阻片，用优选法调整避雷器1mA电压值与其串联间隙放电性能相匹配，提高了产品的灭弧能力，高式低杆塔接地电阻、增加绝缘子串的只数、采用耦合地线、在杆塔上拉，产品耐受内部操作过电压的水平大于2.50p.u，达到2.80p.u～2.90p.u，避免了在某些不希望它动作的内部过电压下动作的麻烦；

4、间隙放电性能稳定，分散性小，与线路绝缘子串的雷电冲击50%闪络电压配合极佳，保护裕度大。关于线路绝缘子串的雷电冲击50%闪络电压以下简称U_50L与线路避雷器雷电冲击50%放电电压以下简称U_50B的配合关系，现有产品技术执行行业标准要求值，即U_50L =1.25U_50B。本实用新型经国家权威质量检验机构实验验证得出如下表数据：

Figure 2012200731431100002DEST_PATH_IMAGE001

可见其配合系数均大于1.25，更高于国标规定的雷电冲击放电电压相对标准偏差δ=0.03及U _50B +3δ= U _50L -3δ计算值，即U_50B 应比U_50L低16.5%(小于U_50B=0.8 U_50L)的要求。本实用新型满足瓷绝缘子串及复合外套绝缘子串的保护要求，应用范围广泛。

实施例2

外串纯空气间隙避雷器，如图1、2所示，本实施例与实施例1的区别在于，上悬挂端1为U型，上悬挂端1设有双耳槽形双孔。上悬挂端1为双耳槽形双孔金具用螺栓螺母直接紧固悬挂，或通过悬挂绝缘子于杆塔上，其下端供紧固悬挂纯空气间隙的上电极用。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。

Claims

1.外串纯空气间隙避雷器，包括避雷器主体以及下电极（8），其特征在于：所述的避雷器主体上端设有上悬挂端（1），避雷器主体下端设有下悬挂端（6），下悬挂端（6）上设有上电极（7），避雷器主体包括芯体与硅橡胶外套（5）。

2.根据权利要求1所述的外串纯空气间隙避雷器，其特征在于：所述的上悬挂端（1）为球型，球型的中部设有开孔。

3.根据权利要求1所述的外串纯空气间隙避雷器，其特征在于：所述的上悬挂端（1）为U型，上悬挂端（1）设有双耳槽形双孔。

4.根据权利要求1所述的外串纯空气间隙避雷器，其特征在于：所述的芯体由圆饼状氧化锌电阻片（3）叠加安装，氧化锌电阻片（3）外设有缠绕层（4），硅橡胶外套（5）设置在缠绕层（4）外并将缠绕层包裹。

5.根据权利要求4所述的外串纯空气间隙避雷器，其特征在于：所述的缠绕层（4）为固化环氧玻璃丝布带，环氧玻璃丝布带上设置薄弱点阵。

6.根据权利要求1所述的外串纯空气间隙避雷器，其特征在于：所述的避雷器主体与上悬挂端（1）之间设有接地端子（2）。

7.根据权利要求1所述的外串纯空气间隙避雷器，其特征在于：所述的上电极（7）为一长扁椭圆形金属管，其侧面投影为弧形，下电极（8）为固定长度的金属导体，上电极（7）与下电极（8）成十字交叉布置，上电极（7）与下电极（8）之间为空气放电间隙。

8.根据权利要求1所述的外串纯空气间隙避雷器，其特征在于：所述的下电极（8）固定在高压导线（9）上。