CN210325632U - 一种多固相气流多段同步灭弧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多固相气流多段同步灭弧装置，属于同步灭弧装置领域，包括若干个气体通道、若干个导电连接组件、引弧单元和气体灭弧组件，导电连接组件把相邻的两个气体通道导电连通，引弧单元设置在一个气体通道的喷口端，气体灭弧组件设置在气体通道喷口端的另一端。本方案增加了多个电弧断口点，实现把长电弧化整为零，并对多个短电弧单元同时同步撕开，提高了对长电弧的灭弧能力，有效抑制了长电弧的重燃。

Description

一种多固相气流多段同步灭弧装置

技术领域

本实用新型涉及同步灭弧装置领域，尤其涉及一种多固相气流多段同步灭弧装置。

背景技术

雷电对输电线路安全运行危害极大，常常造成绝缘子闪络事故，此事故又多发于山区、交通不便的地区，给巡视、查找故障增加不少困难。电网中的事故以输电线路的故障居多，输电线路的故障又以雷击跳闸为首，尤其是在山区输电线路中，线路故障基本上是由雷击跳闸引起的，据运行记录，架空输电线路的供电故障一半是雷电引起的，所以通过减少雷击跳闸次数可大大降低输电线路的故障发生概率，进而降低电网中的事故发生频率。

雷击输电线路时产生的冲击电压，将导致线路绝缘子闪络，继而产生很大的工频续流，造成线路短路，损坏绝缘子串及金具，导致线路事故。特别是在超高压与特高压线路中，一旦跳闸，将形成快速建弧的长电弧以及难以熄灭的巨大电弧，造成不可估量的经济损失。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多固相气流多段同步灭弧装置，以解决背景技术中所提到的技术问题。

一种多固相气流多段同步灭弧装置，包括若干个气体通道、若干个导电连接组件、引弧单元和气体灭弧组件，导电连接组件把相邻的两个气体通道导电连通，引弧单元设置在一个气体通道的喷口端，气体灭弧组件设置在气体通道喷口端的另一端。

进一步地，导电连接组件包括连接件和内嵌环，所述内嵌环嵌套在气体通道内部，所述连接件一端与内嵌环连接，另一端与相邻的气体通道连接。

进一步地，气体通道的外侧设置有筒壁，筒壁使用高强度绝缘材料制成，相邻两个气体通道通过筒壁相隔离。

进一步地，本方案还包括灭弧筒本体，若干个气体通道设置在灭弧筒本体内。

进一步地，所述灭弧筒本体设置为内部中空的圆柱灭弧筒结构，若干个气体通道分布在圆柱灭弧筒的筒壁内。

进一步说明，所述灭弧筒本体也可设置为实心的圆柱灭弧筒结构，若干个气体通道分布在圆柱灭弧筒内部，若干个气体通道由中心成涡旋状向外分布。

进一步地，所述灭弧筒本体的外侧环绕设置有爬弧边，爬弧边设置为绝缘材料边，相间固定在灭弧筒本体的外侧，所述气体灭弧组件嵌套设置在爬弧边。

进一步地，所述气体灭弧组件与气体通道之间设置有绝缘隔板，绝缘隔板上设置有喷气孔。

进一步地，所述气体灭弧组件为固相灭弧组件，固相灭弧组件包括转轴、转盘和若干个增压组件，所述转盘以转轴旋转，若干个增压组件设置在转盘内。

进一步地，所述引弧单元包括引弧电极和导弧环，所述导弧环内嵌在气体通道喷口的内侧，所述引弧电极设置在气体通道外侧，且与导弧环连接。

本申请设计了多气体通道结构的灭弧路径，多个灭弧通道构成一个完整的灭弧结构。每个气体通道中都设有独立的固相组件，通过对电弧进行分段使固相气流能作用于每一段电弧。灭弧筒形状呈中空圆柱体，气体通道集中分布在筒壁内，气体通道数量可设置为数个；灭弧筒形状也可设置为实心圆柱体，气体通道由中心成涡旋状向外分布在灭弧筒的内部，气体通道数量可设置为数个；灭弧筒的筒壁有一定厚度，材料选择为高强度绝缘材料。灭弧筒顶部有一圆形顶盖，顶盖固定在灭弧筒顶部。气体通道之间设有连接件，该连接件可以有多种形式，可以采用各种壁电极，也可以采用金属环和压缩管，通过连接件连通相邻两个气体通道。气体通道气体喷口可指向多个方向，可采用向下喷口和侧向喷口，固相气流可以实现多通道同时喷射。在起始的气体通道喷口处设有引弧单元，引弧单元一半固定在起始的气体通道喷口处，另一半暴露在空气中，设置引弧单元的主要目的是接引雷电弧进入灭弧筒。在气体通道内设有金属内嵌环，内嵌环位于固相组件下方，采用内嵌环是为了限定电弧的路径。在灭弧筒外设有裙边，裙边具有一定厚度，设置裙边不仅可以防水，还可以有效避免电弧直接在灭弧筒外面直接闪络。电弧在多个气体通道内转换的速度非常快，可以视为同步；各个固相组件也是同时、同步被触发的。

灭弧原理：本装置分为数个电弧通道，电弧在电弧通道之间进行扩张，通过设置连接点的方式使电弧通道相互独立。各段之间通过连接件相连，电弧经过连接件形成了一个完整的电弧路径，此时固相装置被触发，高压气体将电弧驱离连接点，破坏电弧在连接点处(即唯一重燃点)重燃的可能性。此时连接件起到类似闸刀的作用，实现同步、同时多断点切断，此种方式使电弧的碎片化程度提高，同时介质强度恢复速度达到很大的值，阻断电弧重燃通道。

固相组件在每个通道中可设计成等高式；同时，每个通道内的连接件与金属内嵌环也设计为等高式，连接件与金属内嵌环之间电气相连。在第一层裙边内设有多个仓室，各个仓室处于同一高度，并且仓室的数量等于气体通道的数量。在每个仓室中都安装有一个气丸转盘，一个气轮转盘对应一个气体通道，每个气丸转盘都设有一个正对相应气体通道的触发位，实现一对一模式。

固相组件在每个通道中可设计成阶梯式排布，通过绝缘隔板固定在每个通道内；灭弧筒内的连接件与金属内嵌环也呈阶梯式分布，连接件与金属内嵌环之间通过电气相连。沿裙边由上至下设有仓室，在每一层裙边内设有一个仓室，并且仓室的数量等于气体通道的数量。在每个仓室中都安装有一个气丸转盘，一个气轮转盘对应一个气体通道，每个气丸转盘都有设有一个正对相应气体通道的触发位，实现一对一模式。

固相组件在每个通道中可设计成涡旋阶梯式排列，通过绝缘隔板固定在每个通道内；灭弧筒内的连接件与金属内嵌环也呈涡旋阶梯式分布，连接件与金属内嵌环之间通过电气相连。沿裙边由上至下设有仓室，在每一层裙边内设有一个仓室，并且仓室的数量等于气体通道的数量。在每个仓室中都安装有一个气丸转盘，一个气轮转盘对应一个气体通道，每个气丸转盘都有设有一个正对相应气体通道的触发位，实现一对一模式。

灭弧过程：首先，引弧单元将电弧引入灭弧筒的第一个气体通道，固相组件被触发后对第一段电弧进行灭弧；接着，剩余电弧会经过连接点进入相邻的第二个气体通道，固相组件被触发后对剩余电弧进行灭弧；然后，剩余电弧又经过连接点进入相邻的第三个气体通道，重复上述灭弧过程。由于电弧在多个气体通道内转换的速度非常快，所以可以视为将各个固相装置视为同步触发。电弧在不同管道内快速转换，直至电弧完全熄灭。

本实用新型采用了上述技术方案，本实用新型具有以下技术效果：

(1)本实用新型针对长电弧以及大电弧，通过增加断口点的方法，进行多断口灭弧，实现把长电弧分化为多个短电弧，并对多个短电弧单元实现同步吹断；此法提高了灭长电弧的能力，有效抑制长电弧的重燃，故基于此提出一种多固相气流多段同步灭弧装置。

(2)增加了多个电弧断口点，实现把长电弧化整为零，并对多个短电弧单元同时同步撕开，提高了对长电弧的灭弧能力，有效抑制了长电弧的重燃。

(3)结构简单、设计合理，工作更加稳定可靠。设计成多个独立的灭弧通道，能够避免分割后的短电弧重燃；引弧单元、连接件以及金属内嵌环的设计，可以限定电弧路径，使其位于指定通道。

(3)灭弧筒外设有爬弧边，不仅可以防水，还可以有效避免电弧直接在灭弧筒外面直接闪络。

附图说明

图1为本实用新型的多段气体通道同步灭弧结构示意图。

图2为本实用新型的灭弧装置外部结构示意图。

图3为本实用新型的灭弧装置剖面图。

图4为本实用新型的灭弧装置内部多段气体通道结构示意图。

图5为本实用新型的多段气体通道第二种同步灭弧结构示意图。

图6为本实用新型的灭弧装置第二种结构剖面图。

图7为本实用新型的灭弧装置第二种内部多段气体通道结构俯视示意图。

图8是本实用新型气体增压组件第一种结构的三种形状剖面图。

图9是本实用新型气体增压组件第二种结构的四种形状剖面图。

图10是本实用新型气体增压组件第三种结构的两种形状剖面图。

图11是本实用新型气体增压组件第四种结构的四种形状剖面图。

图12为本实用新型气体增压组件灭弧效果和普通气体发生器灭弧效果对比图。

图中：1-固相灭弧组件；1.1-转轴；1.2-转盘；1.3-增压组件；2-筒壁；3- 气体通道；4-连接件；5-内嵌环；6-引弧单元；7-灭弧筒本体；8-爬弧边；9- 底板；10-绝缘隔板；11A-触发信号输入端子；12A-包裹层；13A-气丸底座； 14A-气丸；15A-喷气孔；16A-底壁；11B-触发信号输入端子；12B-限位框； 13B-套筒；14B-气丸底座；15B-气丸；16B-喷气孔；17B-密封圈垫；18B- 底座支撑件；11C-触发信号输入端子；12C-限位桶；13C-套筒；14C-气丸底座；15C-气丸；16C-喷气孔；17C-底壁；18C-密封圈垫；11D-触发信号输入端子；12D-上框体；13D-套筒；14D-气丸底座；15D-气丸；16D- 下框体；17D-喷气孔；18D-密封圈垫；19D-框体连接件。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

根据上述的原理说明和参阅图1-12对本实用新型实施例进一步说明：

一种多固相气流多段同步灭弧装置，如图1和图5，包括若干个气体通道3、若干个导电连接组件、引弧单元6和气体灭弧组件，导电连接组件把相邻的两个气体通道3导电连通，引弧单元6设置在一个气体通道3的喷口端，气体灭弧组件设置在气体通道3喷口端的另一端。气体通道3设置为等长距离或者不等长距离均是可以，也可以设置为阶梯结构或者涡旋阶梯式结构。如图7所示，气体通道3设置为由灭弧筒中心成涡旋状向外分布的结构，电弧首先进入到气体通道A，接着经壁电极依次进入气体通道B、C、D、E，然后依次往下，呈涡旋状分布。导电连接组件可以设置连接在同一水平线上或者不同一水平线上均是可以的。气体灭弧组件用于产生气体高压气体把气体通道3内的电弧进行熄灭。气体灭弧组件由感应线圈感应雷电或者过电压触发高压气体。

导电连接组件包括连接件4和内嵌环5，所述内嵌环5嵌套在气体通道3内部，所述连接件4一端与内嵌环5连接，另一端与相邻的气体通道3连接。连接件4和内嵌环5均是使用金属材料制成，使得导电性更好，同时使用内嵌环5更好的把电弧引入到下一个气体通道3内，实现把长电弧化整为零，并对多个短电弧单元同时同步撕开，提高了对长电弧的灭弧能力，有效抑制了长电弧的重燃。

气体通道3的外侧设置有筒壁2，筒壁2使用高强度绝缘材料制成，相邻两个气体通道3通过筒壁2相隔离。本实施例中还包括灭弧筒本体7，若干个气体通道3设置在灭弧筒本体7内。灭弧筒本体7设置为内部中空的圆柱灭弧筒结构，若干个气体通道3分布在圆柱灭弧筒的筒壁内；灭弧筒本体7也可设置为实心圆柱灭弧筒结构，若干个气体通道3由中心成涡旋状向外分布在圆柱灭弧筒内部。所述灭弧筒本体7的外侧环绕设置有爬弧边8，爬弧边8设置为绝缘材料边，相间固定在灭弧筒本体7的外侧，所述气体灭弧组件嵌套设置在爬弧边8。筒壁2和灭弧筒本体7均是使用高强度耐高温耐高压的非导电材料制成的材料制成，为合金陶瓷、稀土陶瓷、石墨烯-陶瓷复合材料、有机陶瓷、合成硅橡胶、有机绝缘材料、合金玻璃、稀土玻璃、石墨烯玻璃或者有机玻璃中的任意一种。

气体灭弧组件与气体通道3之间设置有绝缘隔板10，绝缘隔板10上设置有喷气孔。绝缘隔板10对气体灭弧组件进行保护的作用，防止电弧对气体灭弧组件的损坏，提高使用寿命。

气体灭弧组件为固相灭弧组件，固相灭弧组件包括转轴1.1、转盘1.2和若干个增压组件1.3，所述转盘1.2以转轴1.1旋转，若干个增压组件1.3设置在转盘1.2内。

如图8所示，所述气体增压组件1.3包括触发信号输入端子11A、包裹层12 A、气丸底座13A、气丸14A和喷气孔15A，所述触发信号输入端子11A设置在气丸底座13A上，所述气丸14A设置在气丸底座13A的一侧，所述包裹层 12A包裹在气丸底座13A和气丸14A的外侧，并贴合设置，所述包裹层12A 与气丸14A的贴合处设置有喷气孔15A，所述包裹层12A设置为硬质层，包裹层12A内压强增大，喷气孔15A处的弯矩提高，高气压气流喷射。所述气丸14A的基础压力和包裹层12A的增量压力之和大于气丸14A破裂的临界压力。

气丸底座13A和气丸14A嵌套到包裹层12A内，包裹层将其包裹起来。并且实现气丸底座13A和气丸14A与包裹层12A的紧密嵌套，可以对包裹层 2内壁厚度进行处理，使其不会发生偏移或者膨胀等。气丸14A的巨大气压被包裹层12A所束缚，气丸14A内的所有产气材料燃烧后所产生的气体均在包裹层12A承受所有的压力。包裹层12A的顶端设计有触发信号输入口，触发信号输入口上设置触发信号输入端子11A，用于气丸14A接收雷电触发信号；包裹层12A设的喷气孔15A，气体从这个未包裹的喷气孔15A喷出且喷射方向可控，通过设的喷气孔15A的孔径变小，同时根据需要设置的位置，实现与原有的爆轰方式对比实现了方向可控的情况。包裹层12A使用高强度材料，比如铝钢等。

气丸14A在接收到触发信号输入端子1输入的触发信号后，气丸14A内迅速产生气体，由于包裹层12A的强度很好，远远大于了气丸14A产生的气体的压强，使包裹层12A不会破裂而产生爆轰情况。气丸4内产生的气体压强大于气丸4的表层,最大承受压力后，气丸4产生的气体均只能从喷气孔15A喷出，从而喷射的气体的压强增大，同时根据喷气孔15A的设置大小和位置实现喷气方向可控的操作。并且在气丸14A燃烧过程，内部气体压强增大，使得燃烧的速度更快，灭弧的反应时间更短。

喷气孔15A设置在触发信号输入端子11A的对立端，所述触发信号输入端子11A与气丸14A接触设置。通过把喷气孔15A和触发信号输入端子11A设置在对立端，使得气丸14A结构内的火药燃烧完全后气压才会瞬间压到喷气孔5的材料束缚层，使得气丸14A内的产气材料燃烧的更加完全，气体压强更大，可以熄灭更高电压输电产生的电弧，使得灭弧的效果更好。

气丸14A包括材料束缚层、火药和固氧或者液氧，所述火药和固氧或者液氧混合密封放置在材料束缚层内，材料束缚层破裂压力值远小于包裹层内压力增量值，材料束缚层增量压力小于火药破裂的临界压力。

火药在被点燃后，固氧或者液氧提供燃烧的氧气，并且温度升高，固氧或者液氧均会气化，提供一个附加气体压强，形成二次增压的效果，使气体压强增大更快。在火药基本完全燃烧时产生的气体压强会比材料束缚层破裂的临界压力大，使得喷气孔5处的材料束缚层破裂，气体从喷气孔5喷出进行灭弧。

触发信号输入端子11A通过设置若干根发热电阻丝与气丸内部的火药接触设置，若干根发热电阻丝并联设置，且与触发信号输入端子连接。通过发热电阻丝并联设置，实现了多点点火的效果，可以减短反应时间，即可减短灭弧的反应时间，灭弧更快。

触发信号输入端子11A输入电流信号，电阻丝发热，气丸内的火药燃烧产生高压气体，包裹层12A对高压气体轴向和径向约束，包裹层内压强增大，喷气孔处的弯矩提高，高压气体的压力大于喷气孔处的材料束缚层弯矩，高压气体从喷气孔喷出，设置喷气孔15A的位置控制喷气方向。气丸4接收到触发信号输入端子1的电信号时，会触发产生大量的灭弧气体；高强度包裹层12A 对气流进行径向约束和轴向约束，包裹层12A内的增量压力迅速增大；由于高强度包裹层包裹产气材料，产气材料燃速加快、燃烧完整性提高，包裹层内压强增大，喷气孔处的弯矩提高，高气压气流喷射。由于出气口处强度远小于包裹层12A的强度，并且喷气孔15A的孔径变小，会产生很大的弯矩，当气丸14A的基础压力和包裹层的增量压力之和大于产气材料破裂的临界压力时，气流从未包裹的出气口喷射，出气口喷射方向可控，喷射气流集中且强烈，灭弧效果大大提升。通过提高密封强度，使气丸14A内的材料充分燃烧产生更大的临界释放气压，在建弧的同时产生高速灭弧气流，作用于电弧通道，阻断后续工频电弧建弧过程，能够在极短时间内熄灭工频电弧，其熄弧时间远远小于断路器动作时间。其中灭弧单元的产气直接影响灭弧效果。

包裹层12A设置为圆筒结构，圆筒结构内壁与气丸底座13A和气丸14A 紧密贴合，圆筒结构底部设置为开口结构，圆筒结构底部侧边设置有底壁16A，套入气丸底座13A和气丸14A后，使用机械挤压底壁16A向内折合，与侧壁成90°，喷气孔15A设置在圆筒结构顶部，包裹层12A上设置触发信号输入端子11A的输入口，在安装时，实用把气丸底座13A和气丸14A一起套入包裹层12A的内筒内，然后通过挤压机器进行挤压底壁16A向内折合。底壁16A主要是固定气丸底座13A，在产生高压气体时，会产生一个前后的张力，由底壁16A进行固定，底壁16A的厚度比圆筒结构的另一端的厚度厚。设置为圆筒结构具有安装方便，加工简单，可以大大的节省加工成本，提高经济效益。

包裹层12A设置为箱体结构，箱体结构上设置有扣合盖，扣合盖通过设置的卡扣与箱体结构扣合设置。把气丸底座13A和气丸14A放入箱体结构内，其中箱体结构内设置的内部结构与气丸底座13A和气丸14A的结构相同，可以为圆柱形、方形或者凸头结构等，可以在对箱体结构进行加工时开模设置。套入气丸底座13A和气丸14A后，把扣合盖盖上，然后使用卡扣扣住，方便安装，直接通过手工就可以完成安装，加工速度快，经济小于高的优点。

喷气孔15A的大小为5-8mm，所述气丸14A产生的气体从喷气孔喷出。气流从未包裹的喷气孔15A喷射，喷气孔15A喷射方向可控，喷射气流集中且强烈，灭弧效果大大提升。普通原来的喷射孔一般为十几个毫米，使得喷射范围过大，喷射的时间变短，灭弧的效果不好。根据弯矩计算公式：M＝θgEI/L，θ为转矩，EI为转动刚度，L为杆件的有效计算长度。θ为转矩和EI为转动刚度均相同时，L变短后，使得弯矩变大，即喷出的气体的压强变大，并且喷气孔16A较小，相同气体需要较长的时间才能喷完，也就是灭弧的时间较长，达到灭弧气体压强增大，灭弧时间增长，达到更好的灭弧的效果。

包裹层12A和材料束缚层为同类金属材料制成，所述包裹层12A的厚度与火药的量成正比。由于防雷装置长期装在输电线上，会有太阳晒和雨淋的情况，如果使用不同的金属会使得材料束缚层与径向套件或者包裹层之间形成点位差，形成电位差之后就会容易出现腐蚀的情况，从而大大的减短了防雷装置的使用寿命，使用同类金属材料可以有效的防止上述情况的发生。

如图9所示，所述气体增压组件1.3包括触发信号输入端子11B、限位框 12B、套筒13B、气丸底座14B、气丸15B和喷气孔16B，所述触发信号输入端子11B设置在气丸底座14B上，所述气丸底座14B与气丸15B连接设置，所述套筒13B套设在气丸15B的外侧，所述限位框12B卡套在套筒13 B和气丸底座14B的外侧，所述限位框12B上设置有喷气孔16B，套筒与限位框内压强增大，喷气孔处的弯矩提高，高气压气流喷射。所述气丸15B 的基础压力和限位框12B的增量压力或者和套筒13B的增量压力之和大于气丸15B内产气材料破裂的临界压力，所述限位框12B和套筒13B均设置为硬质结构。

气丸15B的基础压力即为气丸15B没有发生燃烧时，包裹的火药的挤压时的挤压力的反作用力，即为套筒13B在与气丸15B在紧密包裹时，气丸15B 会对套筒13B产生向外的张力，即为气丸15B的基础压力，套筒13B的增量压力即为给套筒13B增加向外的压力，使得套筒13B刚好破裂的极限压力为套筒13B的增量压力。限位框12B的增量压力为限位框12B上下的向外的压力，使得限位框12B刚好破裂的极限压力为限位框12B的增量压力。气丸15B 破裂的临界压力为气丸15B内的内燃料完全燃烧时，产生气体最大的压强时的压力。即为，高强度的限位框12B、套筒13B包裹气丸15B不会产生爆轰，而是完全燃烧后高压气体从喷气孔16B喷射出去。

气丸15B嵌套到套筒13B内，套筒13B将气丸15B侧边包裹起来，限位框12B顶端与气丸底座14B紧密接触设置，底部与气丸15B底部紧密接触设置或者与套筒13B底部紧密接触设置。套筒13B对气丸15B进行径向紧密嵌套包裹，对套筒13B内壁厚度进行处理，使其不会发生偏移或者膨胀等。气丸15B的巨大气压被套筒13B所束缚，气丸15B内的所有产气材料燃烧后所产生的气体均在套筒13B承受所有的压力。在竖直方向上限位框12B对气丸 15B内产生的高压强的气体进行上下端限位，使得上下端不发生膨胀或者爆裂等。限位框12B的顶端设计有触发信号输入口，触发信号输入口上设置触发信号输入端子11B，用于气丸15B接收雷电触发信号。限位框12B设的喷气孔16B，气体从这个未包裹的喷气孔16B喷出且喷射方向可控，通过设的喷气孔16B的孔径变小，同时根据需要设置的位置，实现与原有的爆轰方式对比实现了方向可控的情况。限位框12B和套筒13B使用高强度材料，比如铝钢等。

气丸15B在接收到触发信号输入端子11B输入的触发信号后，气丸15B内迅速产生气体，由于套筒13B和限位框12B的强度很好，远远大于了气丸15B 产生的气体的压强，使套筒13B和限位框12B不会破裂而产生爆轰情况。气丸 15B内产生的气体压强大于气丸15B的表层最大承受压力后，气丸15B产生的气体均只能从喷气孔16B喷出，从而喷射的气体的压强增大，同时根据喷气孔16B的设置大小和位置实现喷气方向可控的操作。并且在气丸15B燃烧过程，内部气体压强增大，使得燃烧的速度更快，灭弧的反应时间更短。

套筒13B设置为圆筒结构，所述圆筒结构由若干个可拆卸的圆箍组成，圆箍与圆箍之间可拆卸连接。圆箍与圆箍通过螺纹或者卡扣连接，从而可以根据需要灭弧的输电线的电压的高低，设置相应长短的气丸15B，当气丸15B 宽度或者直径一定时，需要灭弧的输电线的电压越高，气丸15B的长度越长，使得灭弧的气体的压强越高，灭弧的时间越长，灭弧效果更好，可以灭更高电压输电线产生的电弧。同时也可以方便套筒13B的安装，根据气丸15B的长短，进行连接圆箍的个数，一般气丸15B的长度为圆箍长度的整数倍。

套筒13B设置为圆桶结构，圆桶结构底部设置有圆桶喷气口，所述圆桶喷气口的中心与喷气孔16B的中心设置在同一条直线上。圆桶结构的底部设置为桶底结构，然后桶底结构开设圆桶喷气口，圆桶喷气口与喷气孔16B重合。

限位框12B、套筒13B和材料束缚层为同类金属材料制成，所述限位框12B 和套筒13B的厚度与火药的量成正比。由于防雷装置长期装在输电线上，会有太阳晒和雨淋的情况，如果使用不同的金属会使得材料束缚层与径向套件或者包裹层之间形成点位差，形成电位差之后就会容易出现腐蚀的情况，从而大大的减短了防雷装置的使用寿命，使用同类金属材料可以有效的防止上述情况的发生。

如图10所示，所述气体增压组件1.3包括触发信号输入端子11C、限位桶 12C、套筒13C、气丸底座14C、气丸15C和喷气孔16C，所述触发信号输入端子11C设置在气丸底座14C上，所述气丸底座14C与气丸15C连接设置，所述套筒13C套设在气丸15C的外侧，所述限位桶12C卡套在套筒13C和气丸底座 14C的外侧，所述限位桶12C上设置有喷气孔16C，套筒与限位桶内压强增大，喷气孔处的弯矩提高，高气压气流喷射。所述气丸15C的基础压力和限位桶 12C的增量压力和/或套筒13C的增量压力之和大于气丸15C内产气材料破裂的临界压力，所述限位桶12C和套筒13C均设置为硬质结构。

气丸15C嵌套到套筒13C内，套筒13C将气丸15C侧边包裹起来，限位桶12C顶端与气丸底座14C紧密接触设置，底部与气丸15C底部紧密接触设置或者与套筒13C底部紧密接触设置。套筒13C对气丸15C进行径向紧密嵌套包裹，对套筒13C内壁厚度进行处理，使其不会发生偏移或者膨胀等。气丸15C的巨大气压被套筒13C所束缚，气丸15C内的所有产气材料燃烧后所产生的气体均在套筒13C承受所有的压力。在竖直方向上限位桶12C对气丸 15C内产生的高压强的气体进行上下端限位，使得上下端不发生膨胀或者爆裂等。限位桶12C的顶端设计有触发信号输入口，触发信号输入口上设置触发信号输入端子11C，用于气丸15C接收雷电触发信号。限位桶12C设的喷气孔16C，气体从这个未包裹的喷气孔16C喷出且喷射方向可控，通过设的喷气孔16C的孔径变小，同时根据需要设置的位置，实现与原有的爆轰方式对比实现了方向可控的情况。限位桶12C和套筒13C使用高强度材料，比如铝钢等。

气丸15C在接收到触发信号输入端子11C输入的触发信号后，气丸15C内迅速产生气体，由于套筒13C和限位桶12C的强度很好，远远大于了气丸15C 产生的气体的压强，使套筒13C和限位桶12C不会破裂而产生爆轰情况。气丸 15C内产生的气体压强大于气丸5的表层最大承受压力后，气丸15C产生的气体均只能从喷气孔16C喷出，从而喷射的气体的压强增大，同时根据喷气孔 C16的设置大小和位置实现喷气方向可控的操作。并且在气丸15C燃烧过程，内部气体压强增大，使得燃烧的速度更快，灭弧的反应时间更短。

如图11所示，所述气体增压组件1.3包括触发信号输入端子11D、上框体12D、套筒13D、气丸底座14D、气丸15D、下框体16D和喷气孔17D，所述触发信号输入端子11D设置在气丸底座14D上，所述气丸底座14D与气丸15D连接设置，所述套筒13D套设在气丸15D的外侧，所述上框体12D 与下框体16D可拆卸连接，且上框体12D与下框体16D卡套在套筒13D和气丸底座14D的外侧，所述喷气孔17D设置在下框体16D上，套筒与框体内压强增大，喷气孔处的弯矩提高，高气压气流喷射。所述气丸15D的基础压力和上框体12D与下框体16D的增量压力和/或套筒13D的增量压力之和大于气丸15D内产气材料破裂的临界压力，所述上框体12D、下框体16D和套筒13D均设置为硬质结构。

气丸15D嵌套到套筒13D内，套筒13D将气丸15D侧边包裹起来，上框体12D顶端内侧与气丸底座14D紧密接触设置，下框体16D内侧与气丸15D 底部紧密接触设置或者与套筒13D底部紧密接触设置。套筒13D对气丸15D 进行径向紧密嵌套包裹，对套筒13D内壁厚度进行处理，使其不会发生偏移或者膨胀等。气丸15D的巨大气压被套筒13D所束缚，气丸15D内的所有产气材料燃烧后所产生的气体均在套筒13D承受所有的压力。在竖直方向上上框体12D和下框体16D对气丸15D内产生的高压强的气体进行上下端限位，使得上下端不发生膨胀或者爆裂等。上框体12D的顶端设计有触发信号输入口，触发信号输入口上设置触发信号输入端子11D，用于气丸15D接收雷电触发信号。下框体16D设有的喷气孔17D，气体从这个未包裹的喷气孔17D 喷出且喷射方向可控，通过设的喷气孔17D的孔径变小，同时根据需要设置的位置，实现与原有的爆轰方式对比实现了方向可控的情况。限位桶12D和套筒13D使用高强度材料，比如铝钢等。

气丸15D在接收到触发信号输入端子11D输入的触发信号后，气丸15D内迅速产生气体，由于套筒13D、上框体12D和下框体16D的强度很好，远远大于了气丸15D产生的气体的压强，使套筒13D、上框体12D和下框体16D不会破裂而产生爆轰情况。气丸15D内产生的气体压强大于气丸15D的表层最大承受压力后，气丸15D产生的气体均只能从喷气孔17D喷出，从而喷射的气体的压强增大，同时根据喷气孔17D的设置大小和位置实现喷气方向可控的操作。并且在气丸15D燃烧过程，内部气体压强增大，使得燃烧的速度更快，灭弧的反应时间更短。

如图12所示，本申请增压组件1.3的灭弧效果与现有的产气器件的效果对比，曲线S1为普通气体发生器的灭弧效果的时间和气体压强关系图，曲线S2 表示本实用新型装置的灭弧效果的时间和气体压强关系图。通过对比可以知道，普通气体发生器开始灭弧需要的反应时间为t2，而使用本申请的装置需要的反应时间为t1，t2大于t1。造成这个时间差的对比为，本申请装置设置的套筒和限位桶，套筒对气流径向约束，限位桶对气流轴向约束，包裹层内压强增大，喷气孔处的弯矩提高，高气压气流喷射。气丸的基础压力和套筒的增量压力之和大于气丸破裂的临界压力，同时气丸的基础压力和上框体和下框体的增量压力之和大于气丸破裂的临界压力，使得气丸在被点燃的那一刻产生气体而上框体和下框体不会发生形变，气体压强迅速升高，而普通的气体发生器在产生气体时会发生一定形变，体积增大，使得气体压强升高没有本申请的气体的压强高。根据燃速与压力的关系：压力越大，燃速越大，使得本装置的气丸4内燃烧的速度会比普通气体发生器内的燃料燃烧的速度更快，从而本装置的喷气的时间会比普通气体发生器的喷气时间块，及灭弧反应时间快。

同时对比灭弧的压强和灭弧的时间，在曲线S1普通气体发生器的爆轰瞬间的最大压强为P1，且达到该压强的时间段非常的短，只有爆轰的那一刻而已，使得灭弧的效果不好。而本申请装置中，在灭弧时达到P1压强的时间为 t1-t3这一段时间，也成为高压灭弧时间，时间t1-t3大于了普通气体发生器整个灭弧的全部时间，因此使得灭弧的效果非常好，对更大电压传输线产生的电弧均可以灭。造成上述的原因为，本装置的气体只能从喷气孔喷出，而普通气体发生器的是直接爆轰多个方向进行喷射，使得时间高压灭弧的时间非常的短。而本装置的高压强气体从喷气孔喷出需要一个时间过程为t1-t3，因此灭弧的气体压强高，喷射气体的时间长，使得灭弧的效果更好，可以对特殊场合和更高的电压等级的电弧进行喷灭。其中，P2的值为P1的十倍左右，具有更强的灭弧喷气压强。

引弧单元6包括引弧电极和导弧环，所述导弧环内嵌在气体通道3喷口的内侧，所述引弧电极设置在气体通道3外侧，且与导弧环连接。引弧单元6一半固定在起始的气体通道喷口处，另一半暴露在空气中，设置引弧单元的主要目的是接引雷电弧进入灭弧筒。

如图1、2、3所示，设计了多气体通道3结构的灭弧路径，多个灭弧通道构成一个完整的灭弧结构。每个气体通道中均设有固相灭弧组件1，设计成水平等高式，对每段电弧都能触发产生固相气流。相邻气体通道之间设有连接件4，每个连接件连通相邻两个气体通道并成水平等高式排布。每个气体通道有同向的喷口，固相气流可以实现多口同向喷射。在第一个气体通道喷口设有引弧单元6，其他气体通道内设有金属内嵌环5，内嵌环5在灭弧筒内也成等高式排布。

如图5、7所示，设计了多气体通道3结构的灭弧路径，多个灭弧通道构成一个完整的灭弧结构。每个气体通道中均设有固相灭弧组件1，设计成阶梯式，对每段电弧都能触发产生固相气流。相邻气体通道之间设有连接件4，每个连接件连通相邻两个气体通道并成阶梯式排布。每个气体通道有同向的喷口，固相气流可以实现多口同向喷射。在第一个气体通道喷口设有引弧单元6，其他气体通道内设有金属内嵌环5，内嵌环在灭弧筒内也成阶梯式排布。

如图2、6所示，设计了多气体通道3结构的灭弧路径，多个灭弧通道构成一个完整的灭弧结构。每个气体通道中均设有固相灭弧组件1，设计成阶梯式，对每段电弧都能触发产生固相气流。相邻气体通道之间设有连接件4，每个连接件连通相邻两个气体通道并成环形上下分布式排布。每个气体通道有同向的喷口，固相气流可以实现多口同向喷射。在第一个气体通道喷口设有引弧单元6，其他气体通道内设有金属内嵌环5，内嵌环在灭弧筒内也成环形上下分布式排布。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种多固相气流多段同步灭弧装置，其特征在于：包括若干个气体通道(3)、若干个导电连接组件、引弧单元(6)和气体灭弧组件，导电连接组件把相邻的两个气体通道(3)导电连通，引弧单元(6)设置在一个气体通道(3)的喷口端，气体灭弧组件设置在气体通道(3)喷口端的另一端。

2.根据权利要求1所述的一种多固相气流多段同步灭弧装置，其特征在于：导电连接组件包括连接件(4)和内嵌环(5)，所述内嵌环(5)嵌套在气体通道(3)内部，所述连接件(4)一端与内嵌环(5)连接，另一端与相邻的气体通道(3)连接。

3.根据权利要求1所述的一种多固相气流多段同步灭弧装置，其特征在于：气体通道(3)的外侧设置有筒壁(2)，筒壁(2)使用高强度绝缘材料制成，相邻两个气体通道(3)通过筒壁(2)相隔离。

4.根据权利要求1所述的一种多固相气流多段同步灭弧装置，其特征在于：还包括灭弧筒本体(7)，若干个气体通道(3)设置在灭弧筒本体(7)内。

5.根据权利要求4所述的一种多固相气流多段同步灭弧装置，其特征在于：所述灭弧筒本体(7)设置为内部中空的圆柱灭弧筒结构，若干个气体通道(3)分布在圆柱灭弧筒的筒壁内；所述灭弧筒本体(7)也可设置为实心圆柱灭弧筒结构，若干个气体通道(3)分布在圆柱灭弧筒内部，若干个气体通道(3)由中心成涡旋状向外分布。

6.根据权利要求5所述的一种多固相气流多段同步灭弧装置，其特征在于：所述灭弧筒本体(7)的外侧环绕设置有爬弧边(8)，爬弧边(8)设置为绝缘材料边，相间固定在灭弧筒本体(7)的外侧，所述气体灭弧组件嵌套设置在爬弧边(8)。

7.根据权利要求1所述的一种多固相气流多段同步灭弧装置，其特征在于：所述气体灭弧组件与气体通道(3)之间设置有绝缘隔板(10)，绝缘隔板(10)上设置有喷气孔。

8.根据权利要求1所述的一种多固相气流多段同步灭弧装置，其特征在于：所述气体灭弧组件为固相灭弧组件，固相灭弧组件包括转轴(1.1)、转盘(1.2)和若干个增压组件(1.3)，所述转盘(1.2)以转轴(1.1)旋转，若干个增压组件(1.3)设置在转盘(1.2)内。

9.根据权利要求1所述的一种多固相气流多段同步灭弧装置，其特征在于：所述引弧单元(6)包括引弧电极和导弧环，所述导弧环内嵌在气体通道(3)喷口的内侧，所述引弧电极设置在气体通道(3)外侧，且与导弧环连接。

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