CN208596862U - 弯曲的多腔避雷器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及弯曲的多腔避雷器。避雷器包括绝缘体；中间电极，其设置在绝缘体内并脱位到形成在两个相邻中间电极之间的放电腔中并具有通向绝缘体外表面的出口；以及端电极，其安装在绝缘体端部并直接或通过火花隙与中间电极连接。避雷器的一个显著特点是绝缘体是弯曲的。本实用新型的技术效果是确保放电通过避雷器的端电极之间或者在固定避雷器的端电极与待保护物体(电气设备或传输线路元件)之间而远离由中间电极形成的避雷器多腔系统。

Description

弯曲的多腔避雷器

技术领域

本实用新型涉及电气工程，具体涉及保护包括电力线路在内的电力设备免受过电压(包括雷电放电)引起损坏的装置。更具体地说，本实用新型涉及避雷器，如多腔避雷器。

背景技术

国际专利申请WO2010082861教导了由绝缘体和多个电极组成的多腔避雷器。电极被置于绝缘体中，其与环境分离并且脱位到在成对的相邻电极之间的绝缘体中制成的放电腔。放电腔有到绝缘体的外表面(即环境)的出口。

避雷器呈直线形状，放电腔沿避雷器放置。这就造成了从放电腔产生的单独的放电电弧可以组合成单一放电电弧的危险。该放电电弧可以到达端电极并沿着直线型避雷器前行，燃烧沿避雷器安装的放电腔以及端电极(它们中的一个或两个)。

另外，特别是在直接雷击电线的情况下产生大的脉冲电流时，能够直接在端电极之间或用于安装避雷器的端电极与要保护的物体之间发生放电，在这种情况下，会出现单一放电电弧，从而也会将放电腔燃烧掉。

要断开单一放电电弧，需要采取特殊措施(例如关闭电源电压)。这样，单一放电电弧会长时间影响放电腔、端电极和绝缘体，这导致许多放电腔、绝缘体和端电极被烧毁以及避雷器损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是增加避雷器的操作的持续时间并消除烧毁避雷器的放电腔和其他元件的可能性。

本实用新型的问题通过一种多腔避雷器来解决，该多腔避雷器包括绝缘体；中间电极，其置于绝缘体内并脱位到形成于两个相邻中间电极之间的放电腔中且具有到绝缘体外表面的出口(exits)；以及端电极，其安装在绝缘体主体的末端并直接或通过火花隙与中间电极连接。

本实用新型的一个显著特征是绝缘体是弯曲的。在优选实施例中，放电腔延伸到弯曲部分的外部，绝缘体优选是弧形的。

在一些情况下，避雷器可具有连接到一个或另一个端电极并从绝缘体突出的一个或多个保护电极。在优选实施例中，保护电极的突出部分也沿绝缘体排列。在一些实施例中，保护电极可以是端电极的整体的主要部分，在其他实施例中，保护电极是可连接到端电极的单独部分。保护电极优选地具有可附接到电气设备的部分，例如到绝缘体的导电部分(例如，悬挂绝缘体探测器的终端或支柱绝缘体的引脚)或电力线塔。

本实用新型的技术效果是放电通过避雷器的终端(端电极)之间或者固定避雷器到被保护物体(电气设备或传输线路的元件)的终端(端电极)之间而与避雷器的多腔系统分离。由此，即使在分开的放电腔的放电电弧与多腔系统旁边的放电电弧合并的情况下，多腔系统本身也不会受到这种放电的影响，因为放电从多腔系统中分离开，仍然保持在工作状态，并且当放电熄灭时，避雷器可以重新用于其预期目的。

由保护电极提供的附加技术效果是防止一个或两个端电极的损坏(烧坏)，这取决于保护电极是否安装在其中的一个或两个上。如果保护电极安装在两个端电极上，则防止了端电极的烧坏，并且即使当在端电极之间直接形成单一放电电弧，绕过多腔系统时，由中间电极构成的多腔系统也不受损坏效应的影响。

附图说明

图1示出了一个弯曲的多腔避雷器。

具体实施方式

此外，在图1所示的特定实施例之一中详细描述了弯曲的多腔避雷器。根据图1，多腔避雷器由绝缘体1组成，绝缘体1中放置中间电极(在图1中不可见)。在绝缘体1的表面上的放电腔的出口可以设置为突起2，如图1所示，为来自放电腔的相邻输出之间提供用于分离放电的障碍物，以防止它们合并成一个放电。这些突起越高(即它们从绝缘体突出的越远)，单个放电就越难合并(彼此合并)。放电腔的输出主要位于突起2的中心。

在绝缘体1的端部提供端电极3和4。这些端电极可以直接或通过火花隙与一些中间电极(最好是端部电极)连接。当过电压施加到被保护物体时，应该对避雷器施加相同的过电压。端电极3位于避雷器的自由端上，并被设计成使得所述过电压被施加到避雷器并且还用于将放电传输到中间电极。通过放电、通过与该物体直接接触(即电流地)都可以施加过电压，从放电或该物体直接接触上的过电压施加于端电极。

端电极4位于避雷器的固定端上，与端电极3位于的自由端相反。端电极4除了从/到安装避雷器的物体上传递放电电流(主要通过直接的电流的耦合/接触)以外，还起到安装避雷器的机械单元的作用。为此，端电极被牢固地固定到避雷器的绝缘体1的端部(例如，通过覆盖和/或压缩绝缘体或其一部分)，并且还可以牢固地固定避雷器到避雷器所连接的物体。

为此，在图1所示的实施例中，端电极4设置有紧固部分5，该紧固部分5可以被制成具有开口6的扁平元件的形式，用螺栓/螺钉紧固到安装有该避雷器的物体。在其他实施例中，端电极的紧固部分可以不平坦但体积大，例如用于覆盖和/或压缩其上安装有避雷器的物体的一部分。此外，如果存在用于通过覆盖和/或压缩和/或压紧安装有避雷器的物体来连接端电极的方法，则紧固部分可以具有与端电极的其余部分相同的形状。

绝缘体1可以使用具有足够刚性、强度、硬度、弹性或其他机械性能的电介质材料完全或部分地制成，以保持避雷器的形状。同时，在一些实施例中，绝缘体可以使用不确保避雷器(即柔性或软质材料、例如硅橡胶)的形状的绝缘材料制成。在这种情况下，绝缘体可以具有确保避雷器形状的杆元件。该杆元件可以使用电介质和/或导电(例如金属)材料制成。

在使用导电材料的情况下，它们优选涂覆有介电材料以便将芯元件与端电极和中间电极隔离。为避免放电通过杆或通过使用导电材料制成的部分这是必要的。在芯元件和其中一个电极(例如，用于紧固的端电极)之间允许电接触。除了最佳的机械性能之外，使用导电材料的优点还可以通过一种蠕缓的放电机制(creeping discharge mechanism)促进放电腔中放电的形成，用于实现这些的条件是通过在杆元件的组成中使用这种导电材料而产生的。

在绝缘体中使用杆元件的情况下，端电极可以直接附着到芯元件上，或者附着到芯元件上的绝缘体的一部分上，或者通过绝缘体的一部分从芯元件分离的端电极(或其中一个)的芯元件上。例如，端电极4可以覆盖和/或仅压缩芯元件或杆元件通过端电极覆盖的位置的绝缘体。

根据图1的避雷器例如安装在电力线塔上，例如安装在支柱绝缘体的杆上或悬挂绝缘体的终端电极上，从而避雷器的自由端(其上布置有端电极3)例如位于与悬挂有柱或悬挂绝缘体的导线形成放电间隙，或者位于与安装在这种导线上的板形电极形成放电间隙。在其他实施例中，避雷器自由端处的端电极可以电连接到导线或其他电气部件(例如，通过直接接触或通过导体)。

避雷器可被安装在各种位置并朝向任何方向。例如，它可以如图1所示安装，处于倒立位置或相对于任何轴线旋转的任何角度。安装避雷器时，最好将其布置为使放电腔的废气不会落在导电物体上，从而防止放电电弧汇合。

避雷器的工作原理如下：在电气设备的正常运行模式下(在所描述的例子中是输电线路)，输电线路的额定电压施加在避雷器(主要是塔架或电力线塔的一部分)和被保护的物体(例如导线)之间的位置，例如对应于传输线路对应于电压线等级6kV、10kV、15kV、35kV和110kV或其他的电压线等级。这样的电压不会导致放电间隙的损坏并且没有电流流过火花隙，因此，在常规模式下，避雷器表示电的不连续性。

如果受保护物体上存在过电压，例如，由于闪电进入或在其附近经过雷击，该过电压与端电极上的火花隙一起施加到避雷器(如果其被提供)。结果，被保护物体和避雷器自由端处的端电极之间、端电极和中间电极之间、中间电极之间以及然后中间电极和固定到附着在塔架上的避雷器端部的端电极之间的放电间隙相继断开。当放电电极到达固定在塔架上的端电极时，放电(例如，雷电)的放电电流流到地面，因为塔架接地，由此电气设备(被保护物体)被保护免受这种过电压。

然而，在某些情况下，例如，尤其是通过直接雷击导线引起的大脉冲电流和/或当避雷器安装在这样的位置(即使从受保护或接地的物体到用于安装避雷器的端电极的电距离与到避雷器自由端处的端电极的距离相比可忽略不计或甚至更小)时，放电可以以这样的方式通过，即在绕过中间电极的端电极之间或甚至在未与避雷器连接的受保护或接地的物体与用于紧固避雷器的端电极之间可以形成单一放电电弧。

用于固定避雷器的端电极与避雷器自由端的或受保护或接地的物体的另一端电极之间的这种单一放电可以在中间电极之间形成放电并进一步合并并转换成一个电弧之后开始。此外，由于过电压击穿该放电间隙，这种直接放电可以在用于固定避雷器的端电极与避雷器自由端的或受保护或接地的物体的另一端电极之间立即开始。这种直接放电更难以消灭，并因此能更长时间地阻止电气设备的正常运行，并且在某些情况下使电气设备停用。

当多腔系统沿着连接端电极的直线定位，用于固定避雷器的端电极与避雷器自由端的另一端电极或受保护或接地的物体之间的这种放电也会破坏由放电到开放放电室的中间电极组成的多腔避雷器系统，在这种情况下，单一放电电弧沿着放电腔的出口通过，并在输出口和腔内燃烧电介质材料，破坏它们的几何形状，从而使得将来无法开发出一系列的连续放电。在某些情况下，这甚至会导致中间电极的氧化和/或损失。

为了防止在用于固定避雷器的端电极和在避雷器自由端的另一端电极或受保护或接地物体之间的单一电弧的破坏作用，本实用新型所述的避雷器的绝缘体是弯曲的。这样，绝缘体的中间部分远离连接绝缘体端部的直线，更重要的是，远离安装在绝缘体端部的端电极。优选在端电极和绝缘体连接件之间(即，沿着它们之间的边界)从彼此最接近的点完成直线。

直接的单一放电有利地沿着在端电极之间延伸的直线或在该线附近进行，并且这意味着在弯曲的绝缘体中，其中间部分远离该线，多腔系统也位于绝缘体的中间，不会受到这种直接统一放电的破坏性影响。

绝缘体的弯曲部分可以具有不同的形状，例如由几个直的和/或弯曲的线段形成，所述线段相对于彼此以10°～170°的角度布置，优选30°～150°或45°～135°或60°～120°，包括例如90°的角度。在图1中示出了弧形绝缘体的一个实施例。圆弧可以是从30°～330°或45°～315°或60°～300°或90°～270°或120°～240°或150°～210°(包括例如在180°的部分)的扇形的一部分。

当绝缘体制成曲线状时，例如弧形，确保放电腔的出口不相互平行，而是彼此成一定角度，即指向不同的方向(“扇状”)。这降低了来自分离的放电腔的放电电弧组合成一个电弧的可能性。例如，为了确保在离开腔室的路径上的放电电弧彼此定向而不是朝向彼此，放电腔退出到弯曲部分的外部，例如如图1所示。

在某些情况下，为了保护端电极免于烧毁，可以为它们提供保护电极。一个或两个端电极可以设置有一个或多个保护电极，并且每个端电极可以设置有一个或多个保护电极。保护电极应该优选从绝缘体突出，以将放电引出到绝缘体和放电腔之外。保护电极的突出部分优选沿着绝缘体定位。保护电极可以与端电极一体地形成，或者作为配置到连接到端电极的单独部分。另外，保护电极可以具有配置为附接到电气设备的部分。

所描述的实用新型实施例是为了详细解释而提出的，并不限制由权利要求确定的保护范围。本实用新型的所述实施例可以以各种组合方式进行组合，从而同时获得与这些变型相关的附加技术结果。

Claims (8)

1.一种避雷器，具有绝缘体；中间电极，所述中间电极设置在绝缘体内并脱位到形成在两个相邻中间电极之间的放电腔中且在所述绝缘体的外表面上具有出口；以及端电极，所述端电极安装在所述绝缘体的端部并直接或通过火花隙与中间电极连接；其特征在于绝缘体是弯曲的。

2.根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于，所述放电腔延伸到弯曲部分的外侧。

3.根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于，所述绝缘体制成弧形。

4.根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于，所述避雷器包括连接到一个或另一个端电极并从所述绝缘体突出的一个或多个保护电极。

5.根据权利要求4所述的避雷器，其特征在于，所述保护电极的突出部分沿着所述绝缘体定位。

6.根据权利要求4所述的避雷器，其特征在于，所述保护电极与所述端电极一体成型。

7.根据权利要求4所述的避雷器，其特征在于，所述保护电极被制成可连接到所述端电极的单独部分的形式。

8.根据权利要求4所述的避雷器，其特征在于，所述保护电极具有可连接到电气设备的部分。