CN205194450U - 一种线路横担避雷绝缘子 - Google Patents
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Abstract
<b>本实用新型公开了</b><b>一种</b><b>线路横担避雷绝缘子，在雷击时，导线与接闪器间空气绝缘被击穿、形成电离通道。雷电流沿第一绝缘体外表闪络，经中间点接闪器流入非线性电阻片组。雷击过后，沿电离通道而下的工频续流被非线性电阻片组所阻断。电离通道空气复合，线路恢复绝缘。即让雷电流通过，阻断工频续流，从而能够避免线路雷击引起的开关跳闸、绝缘击穿、导线断线、线路烧损。</b>
Description
技术领域
本实用新型涉及输配电领域，特别的涉及一种用于架空配电线路上的线路横担避雷绝缘子。
背景技术
现有的架空配电线路通常是没有防雷措施的。因此在受雷击时，会产生工频过流跳闸，并伴随导线烧断、绝缘击穿、线路烧损（雷害在架空配电线路的四大表现）。影响线路可靠运行。随着经济和弱电系统的发展，停电会造成重大损失。对供电可靠性提出了更高的要求。因此供电系统都在忙于架空配电线路的防雷改造。
用于架空配电线路上的柱式绝缘子，具有抗弯曲负荷能力大的优点。但相对横担绝缘子而言，结构高度和干电弧闪络距离要短约25%左右。因此在同样线路无防雷措施的情况下，横担绝缘子抗雷电冲击闪络能力大于柱式绝缘子。故横担绝缘子在南方强雷区还是大量使用的。因此在已有装有横担绝缘子的架空配电线路防雷改造时，因横担绝缘子结构长度比柱式绝缘子要大，再加上横担绝缘子是水平安装的（柱式绝缘子是垂直安装的），而三相电源的相间距是有规定的。因此装横担绝缘子的电杆上的角钢横担要比用于装柱式绝缘子的角钢横担短的多。将柱式避雷绝缘子用于原用装横担绝缘子的角铁横担上，进行线路防雷改造改造，因三相导线相间距不够而不可行。两者的安装尺寸也完全不同，互换性差。
参见图1-2所示，为市场上现有的柱式绝缘子的等效原理图，采用非线性电阻片组位于避雷绝缘子本体的上部，接高压相连。外串间隙在下部。这样会带来致命的缺陷：
工频电压分布不同：
因非线性电阻片组在工频电压下是有一定泄漏电流的。它在上部，接高压，持续带电，外串间隙在下部，则切断了其泄漏通道，因此电阻片组两端和中间点是等电位的高压（就是线路电压），即将高压引至绝缘子的下半部。这不符合用电惯例，带来安全隐患，也给带电作业带来困难。
等效分布电容不同：
雷电瞬态冲击下，电压分布是由电容分压决定。电压分布大小与电容是成反比。非线性电阻片组在上部接高压，放电间隙在下。对地杂散电容是间隙电容并联。因对地杂散电容远大于间隙电容。对地杂散电容受气候及污秽影响会改变。它的电容量改变，对间隙电容的影响显著增大。间隙电容变化，在雷电冲击下会极大影响和劣化间隙的放电电压参数。
外绝缘泄漏爬距不同：
非线性电阻片组在上接高压，不管是否潮湿、污秽，电阻片组两端及中间点的电位都是导线电压。绝缘子的非线性电阻片组部分的外绝缘伞裙（3个伞裙）就泄漏爬距而言，实际是再大也是无用的。有效爬距只是间隙两端的3个伞裙。这在污秽和潮湿的运行状态下，外绝缘泄漏爬距显然是不够的。
污秽时放电间隙两端的工频电压的分布：
放电间隙上所加的线路工频电压始终是不变的。污秽越严重，泄漏电流会越大，再加上有效泄漏距离小污秽严重的环境中，泄漏电流的电火花会始终灼烧放电间隙绝缘外表面。影响放电间隙的电场分布，诱导间隙最终会形成污闪或放电参数扭曲。
间隙结构不同：
放电间隙处在下部，间隙的放电电弧会灼烧其根部，直接威胁复合绝缘子的机械强度。放电间隙不受伞裙的遮蔽。它的间隙结构形式是板-板间隙。放电分散性和正负极性放电差值极大。因其结构设计原因，淋雨状态下，对间隙放电影响极大。间隙片上易堆集冰雪及污秽物。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种保险系数高、互换性好、通用性强、实施成本低的线路横担避雷绝缘子。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种线路横担避雷绝缘子，水平安装在架空输电线路的杆塔横担上，所述线路横担避雷绝缘子包括一体成型且相互串联的第一绝缘体和第二绝缘体、装设于所述第一绝缘体和所述第二绝缘体连接处的接闪器；
所述第一绝缘体远离所述接闪器的一端与高压电导线相连接；
所述第二绝缘体接所述杆塔横担后接地；
所述第一绝缘体的电弧干闪烙距离和湿闪烙距离分别小于或等于所述第二绝缘体的电弧干闪烙距离和湿闪烙距离；
所述第二绝缘体中开设有柱形孔，所述线路横担避雷绝缘子还包括设于所述柱形孔中的非线性电阻片、设于所述第二绝缘体远离所述第一绝缘体一端的金具，所述金具用于接线路杆塔横担和接地；
所述非线性电阻片的一端与所述接闪器相电接；
所述非线性电阻片的另一端与所述金具相电接。
优选地，所述第一绝缘体远离所述第二绝缘体的一端上开设有用于固定导线的线槽，所述导线用于接高压电。
优选地，所述第一绝缘体为实心绝缘体。
优选地，所述第一绝缘体和所述第二绝缘体的电弧干闪络距离之比为1:1～1:8。
优选地，所述第一绝缘体和所述第二绝缘体的电弧湿闪络距离之比为1:1～1:8。
由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型一种线路横担避雷绝缘子，在雷击时，导线与接闪器间空气绝缘被击穿、形成电离通道。雷电流沿第一绝缘体外表闪络，经中间点接闪器流入非线性电阻片组。雷击过后，沿电离通道而下的工频续流被非线性电阻片组所阻断。电离通道空气复合，线路恢复绝缘。即让雷电流通过，阻断工频续流，从而能够避免线路雷击引起的开关跳闸、绝缘击穿、导线断线、线路烧损。
附图说明
附图1为现有产品的等效电容分压图；
附图2为现有产品的等效原理图；
附图3为本实用新型装置结构示意图；
附图4为本实用新型装置的等效原理图；
附图5为本实用新型装置的等效电容分压图。
其中：1、第一绝缘体；2、第二绝缘体；3、接闪器；4、非线性电阻片；5、金具；6、线槽。
具体实施方式
下面结合附图来对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。
参见图3-4所示，上述一种线路横担避雷绝缘子，水平安装在架空输电线路的杆塔横担上，该线路横担避雷绝缘子包括一体成型且相互串联的第一绝缘体1和第二绝缘体2、装设于第一绝缘体1和第二绝缘体2连接处的接闪器3，其中第一绝缘体1位于第二绝缘体2的左侧（参考图3，这里说的左侧即为图3中的左侧）。
第一绝缘体1远离接闪器3的一端与高压电导线相连接，第二绝缘体2接杆塔横担后接地。
第一绝缘体1的电弧干闪烙距离和湿闪烙距离分别小于或等于第二绝缘体2的电弧干闪烙距离和湿闪烙距离。
第二绝缘体2中开设有柱形孔，该线路横担避雷绝缘子还包括设于柱形孔中的非线性电阻片4、设于第二绝缘体2右端的金具5，该金具5胶装在第二绝缘体2上，用于接线路杆塔横担和接地。
非线性电阻片4的左端与接闪器3相电接，非线性电阻片4的右端与金具5相电接。
第一绝缘体1为实心绝缘体，第一绝缘体1的左端上开设有用于固定导线的线槽6，该导线用于接高压电。
在本实施例中，第一绝缘体和第二绝缘体2的电弧干闪络距离之比为1:1；第一绝缘体和第二绝缘体2的电弧湿闪络距离之比为1:1。
以下具体阐述下本实施例的工作过程：
在正常运行及干燥清洁的情况下，线路工作电压被第一绝缘体1（也就是导线与接闪器3之间形成的放电间隙）所隔离。第二绝缘体2内部的非线性电阻片4不承担电压，不会因长期带电运行而形成电老化。中间点的接闪器3电位为“虚”地。
在受到雷击时，普通的线路绝缘子，内部无非线性电阻片4，雷击会沿整个绝缘子外表面空气形成闪络，形成一个贯穿性的电离通道。从而雷击后系统工频电流会电离通道而下引起开关跳闸、导线断线、绝缘击穿，线路烧损（将此工频电流称为工频续流）。雷电流幅值虽大，但持续时间极短，只有百万分子几秒。等效热值非常小，不足以引起线路烧损。即线路雷害的四大表现，并不是雷电流引起的。雷击只是起因，而工频续流是主因。故防雷的关键是让雷电流通过而抑制工频续流就可解决问题。
当雷击经导线加在横担避雷绝缘子两端时。因中间点是一个“虚”地。再加之第二绝缘体2内装有非线性电阻片4。非线性电阻片4本体等效电容（约100pf)远大于第一绝缘体1实心绝缘体(10pf)。而在雷电瞬态冲击下，电压分布是由电容分压决定。电压分布大小与电容是成反比。因此电压均集中在横担绝缘子的第一绝缘体1上。因其内部是不击穿的实心体。第一绝缘体1的外绝缘表面空气不能承受此雷电瞬态冲击电压而击穿。雷电从第一绝缘体1左端线槽6中导线到中间点接闪器3击穿其外表面空气而闪烙，经中间点接闪器3流到第二绝缘体2。第二绝缘体2本体绝缘电阻远大于非线性电阻片4，且非线性电阻片4是一敏感可变电阻,故雷电过电压只可能从非线性电阻片4走,而不会从第二绝缘体2外表闪络，经金具5入地。
横担避雷绝缘子的第一绝缘体1外绝缘表面空气被雷电击穿闪络，空气被电离，形成大量导电离子。外绝缘表面空气从绝缘变为导电。雷电过后，系统工频电流会沿空气电离通道流下到中间点接闪器3，因非线性电阻片4其等效电阻远小于第二绝缘体2的绝缘电阻。即工频续流从非线性电阻片4所流过。但因非线性电阻片4是一可变电阻。雷电流下电阻很小，而在雷电流一过，瞬间恢复高阻。工频电流被阻断。
因此在雷电流下，只是从横担绝缘子的第一绝缘体1（放电间隙处）外表面闪络放电并形成电离通道。并从横担避雷绝缘子内部经非线性电阻片4流过。第二绝缘体2外表面并没闪络和形成电离通道。这样雷电流可通过这泄放，而工频续流通不过。这样配电线路的工频过电流保护不会动作，开关不会跳闸。
在淋雨及污秽情况下，线路电压会沿横担避雷绝缘子本体潮湿和污秽表面形成一定的泄漏电流。因第一绝缘体1是实心绝缘体，此电流在只能沿外表面流过。到中间点则形成分流。一部分仍沿外表面流到下端金具5。另一部分经接闪器3——非线性电阻片4——金具5——地。因非线性电阻片4是可变电阻。其等效电阻小于第二绝缘体2的等效电阻。电流流过非线性电阻片4，就有一定压降。因此，中间点电位就不再是虚地，而是随绝缘子表面泄漏电流的大小，是一个浮动电位。绝缘子表面潮湿、污秽越严重，表面泄漏电流越大，中间点电位越上浮。而线路上电压是一固定值。即中间点电位（也就是非线性电阻片4两端）电位越高。导线到中间点接闪器3间的放电间隙电位则向下降。因此放电间隙的放电参数不易潮湿污秽的影响，不会污闪。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种线路横担避雷绝缘子，水平安装在架空输电线路的杆塔横担上，其特征在于：所述线路横担避雷绝缘子包括一体成型且相互串联的第一绝缘体和第二绝缘体、装设于所述第一绝缘体和所述第二绝缘体连接处的接闪器；
所述第一绝缘体远离所述接闪器的一端与高压电导线相连接；
所述第二绝缘体接所述杆塔横担后接地；
所述第一绝缘体的电弧干闪烙距离和湿闪烙距离分别小于或等于所述第二绝缘体的电弧干闪烙距离和湿闪烙距离；
所述第二绝缘体中开设有柱形孔，所述线路横担避雷绝缘子还包括设于所述柱形孔中的非线性电阻片、设于所述第二绝缘体远离所述第一绝缘体一端的金具，所述金具用于接线路杆塔横担和接地；
所述非线性电阻片的一端与所述接闪器相电接；
所述非线性电阻片的另一端与所述金具相电接。
2.根据权利要求1所述的一种线路横担避雷绝缘子，其特征在于：所述第一绝缘体远离所述第二绝缘体的一端上开设有用于固定导线的线槽，所述导线用于接高压电。
3.根据权利要求1所述的一种线路横担避雷绝缘子，其特征在于：所述第一绝缘体为实心绝缘体。
4.根据权利要求1所述的一种线路横担避雷绝缘子，其特征在于：所述第一绝缘体和所述第二绝缘体的电弧干闪络距离之比为1:1～1:8。
5.根据权利要求1所述的一种线路横担避雷绝缘子，其特征在于：所述第一绝缘体和所述第二绝缘体的电弧湿闪络距离之比为1:1～1:8。
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Cited By (1)
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| CN114243619A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-03-25 | 国网浙江省电力有限公司温州市洞头区供电公司 | 用于海岛的雷击闪络保护装置 |
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