CN217881395U - 一种保险避雷器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种保险避雷器，包括：绝缘管，第一端和第二端分别以导电性的第一堵头和第二堵头密封构成密封空间；第一保险丝，贯穿所述密封空间电性连接所述第一堵头与所述第二堵头，所述密封空间填充灭弧介质，大于所述第一保险丝预设熔断特性阈值的电流通过时所述第一保险丝熔断，产生电弧被所述灭弧介质熄灭；第二保险丝，与所述第一保险丝预设相同的熔断特性，电性连接引弧电极与第一堵头或所述连接头与第二堵头，一指示器或所述引弧电极受所述第二保险丝固定约束，当所述第二保险丝熔断时，所述指示器或所述引弧电极位移或变形，以显示所述第二保险丝的熔断状态。本实用新型可降低雷击跳闸率，易于维护，提高设备的安全可靠性。

Description

一种保险避雷器

技术领域

本实用新型涉及架空线路防雷技术领域，尤其涉及一种保险避雷器。

背景技术

雷击高压架空线路导致跳闸甚至断线，停电损失大，设备损坏修复时间长，雷害问题自从有电网以来，一直困扰世界各国的相关专业技术人员，当前世界正加速发展绿色新能源，对电网的可靠性提出了更高的要求，如何避免高压线路雷击跳闸甚至断线更加重要和急迫。采用堵塞防雷方式，对于电压等级较低的配电线路，耐雷水平难以提升，氧化锌避雷器存在能量过载、运行维护困难的问题，遇到能量较大或多重雷击容易发生故障甚至爆炸。采用疏导防雷方式，如并联间隙，又称保护间隙、放电间隙，可疏导雷电，保护绝缘子和绝缘导线，但增加雷击跳闸率。在并联间隙的基础上增加灭弧管，可以实现雷击不跳闸。现有熔断器的撞击器在熔断动作后，灭弧管密封性会失效，通常仅用于户内，运行于户外环境时灭弧管存在浸水导致绝缘性能下降问题，需要及时更换，增加了维护工作量和停电次数。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种保险避雷器，以解决上述架空线路的防雷问题，降低雷击跳闸率，易于维护，提高设备的安全可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型一种保险避雷器，包括：绝缘管，第一端和第二端分别以导电性的第一堵头和第二堵头密封构成一密封空间；第一保险丝，贯穿所述密封空间电性连接所述第一堵头与所述第二堵头，所述密封空间填充灭弧介质，大于所述第一保险丝预设熔断特性阈值的电流通过时所述第一保险丝熔断，产生电弧被所述灭弧介质熄灭；引弧电极，装设于所述绝缘管的第一端；连接头，装设于所述绝缘管的第二端，所述连接头固定并电性连接杆塔或高压导线，使得所述引弧电极与所述高压导线或杆塔构成保护间隙；第二保险丝，与所述第一保险丝预设相同的熔断特性，电性连接所述引弧电极与第一堵头或电性连接所述连接头与第二堵头，一指示器或所述引弧电极受所述第二保险丝固定约束，当所述第二保险丝熔断时，所述指示器或所述引弧电极位移或变形，以显示所述第二保险丝的熔断状态。

与现有技术相比，本实用新型一种可保险避雷器具有如下有益效果：当击穿保护间隙后通过的电流能量较小时，如感应雷过电流，串联的第一保险丝与第二保险丝不会熔断，保险避雷器可重复使用，中性点不接地线路或经消弧线圈接地线路的故障电流在过零时熄灭；当击穿保护间隙后通过的电流能量较大时，第一保险丝熔断后形成的电弧被灭弧介质熄灭，第二保险丝熔断后，指示器或引弧电极失去固定约束位移或变形，从而易于被巡视发现，等待更换。保险丝的熔断特性保证了保险避雷器只对一次大电流灭弧就变成绝缘体退运，避免遭遇多重雷击造成能量过载导致的故障爆炸风险。保险避雷器动作后引弧电极脱离可以被巡视发现，方便运行维护。经第一堵头和第二堵头密封隔离的密闭空间不会因为第一保险丝和第二保险丝的熔断，以及指示器或引弧电极失去固定约束位移或变形导致密封性失效，确保第一保险丝熔断后保险避雷器在户外环境运行时保持稳定的绝缘性能，使得保护间隙可稳定保持退运状态。由于每年雷击动作的保险避雷器占比较低，可等待综合停电时进行更换，等待更换的时间可达10年甚至更久，从而大大降低了运行维护的频次，大幅减少更换作业停电。

较佳地，所述绝缘管包括环氧玻璃纤维管，所述环氧玻璃纤维管的外侧喷涂防紫外线漆或套设硅橡胶裙边。

较佳地，所述绝缘管包括陶瓷管，所述陶瓷管为圆管或圆管外设裙边。

较佳地，所述灭弧介质为石英砂、绝缘油、水、全氟异丁腈、全氟异丁腈与空气组合、六氟化硫、六氟化硫与氮气组合、二氧化碳与氧气组合或真空。

较佳地，所述第一保险丝为直线状或螺旋状，材质为银、铜、铜镀银、铝或不锈钢，截面为0.03~1平方毫米。

较佳地，所述第二保险丝材质为不锈钢或康铜合金，截面为0.3~1平方毫米。

较佳地，所述引弧电极包括导电性的开孔空心球，所述开孔空心球可滑移式套接在所述绝缘管的第一端，一压缩弹簧内套所述第二保险丝，在所述第二保险丝熔断时，把所述开孔空心球弹开脱离所述绝缘管。

较佳地，所述连接头经通用支座连接所述杆塔，所述通用支座包括L形安装板，所述L形安装板包括宽肢面板和窄肢面板，所述宽肢面板和窄肢面板上开孔与所述连接头以限位螺栓连接，以所述限位螺栓为轴旋转所述连接头调节所述绝缘管的安装角度，在所述保护间隙处于预设距离的位置固定，所述宽肢面板还至少包括所述绝缘子端部螺栓安装孔或连接夹板的连接螺栓安装孔，所述夹板与所述宽肢面板夹持所述杆塔的横担固定并电性连接。

较佳地，所述连接头经连接线夹连接所述高压导线，所述连接线夹包括导线夹持部和放电部，所述夹持部固定于所述高压导线并电性连接，所述放电部连接固定所述绝缘管，使得所述引弧电极与所述杆塔构成所述保护间隙，所述高压导线为绝缘导线时所述放电部与所述杆塔构成放电间隙。

较佳地，所述保护间隙的距离设置为中下相距离等于所述高压导线对杆塔的放电间隙距离的70~90%，上相距离等于所述中下相距离的70~90%。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例剖面示意图。

图2为本实用新型第二实施例立体示意图。

图3为本实用新型裸导线安装示意图。

图4为本实用新型绝缘导线安装示意图。

图5为本实用新型在导线上安装示意图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

如图1至图5所示，本实用新型公开了一种保险避雷器，包括：绝缘管1，第一端和第二端分别以导电性的第一堵头2和第二堵头3密封构成一密封空间4；第一保险丝5，贯穿密封空间4电性连接第一堵头2与第二堵头3，密封空间4填充灭弧介质6，大于第一保险丝5预设熔断特性阈值的电流通过时第一保险丝5熔断，产生电弧被灭弧介质6熄灭；引弧电极7，装设于绝缘管1的第一端；连接头11，装设于绝缘管1的第二端，连接头11用于固定并电性连接杆塔16或高压导线22，使得保护间隙20保持预设距离；第二保险丝8，与第一保险丝5预设相同的熔断特性，电性连接引弧电极7与第一堵头2或连接头11与第二堵头3，一指示器13或引弧电极7受第二保险丝8固定约束，当第二保险丝8熔断时，指示器13或引弧电极7位移或变形，以显示第二保险丝8的熔断状态。

第一实施例如图1所示，绝缘管1为环氧玻璃纤维管，环氧玻璃纤维管的外侧喷涂防紫外线漆，以增强耐候性能，所喷涂的防紫外线漆可以选择颜色以区分不同型号、安装位置等。绝缘管1也可以为陶瓷管，陶瓷管为圆管。

如图1所示，灭弧介质6优选为石英砂，也可以是绝缘油、水、全氟异丁腈、全氟异丁腈与空气组合、六氟化硫、六氟化硫与氮气组合、二氧化碳与氧气组合或真空。填充石英砂，利用石英砂的绝缘性能和冷却电弧性能，具有高分断的灭弧能力，可以截断的短路电流达50kA以上，满足配电线路最大的短路电流需求。填充绝缘油或水，利用液电效应，在第一保险丝5熔断后产生电弧后，瞬间产生压力熄灭电弧，由于绝缘管1要承受较大的压力冲击，绝缘管1相应的需增加壁厚和密封性。灭弧介质6也可以为真空，真空为密度极低的空气，真空度参照现有真空断路器，在第一保险丝5熔断后产生电弧后，电弧在真空环境瞬间熄灭。为了维持密封空间4密封性的稳定持久，第一堵头2和第二堵头3与绝缘管1之间采用螺纹连接、过盈配合连接等方式固定安装，并附加密封胶圈、密封胶等增强密封性能。

如图1所示，第一保险丝5为直线状或螺旋状，当灭弧介质6优选为石英砂方案，第一保险丝5优为螺旋状，可以增加灭弧距离，提高灭弧能力。材质为银、铜、铜镀银、铝或不锈钢，截面为0.03~1平方毫米。材质优选为银，利用银的良好导电性和耐腐蚀性，可以使用较小截面的保险丝，减少熔断后产生的汽化金属原子，提高灭弧能力。由于银属于贵金属，为了降低成本，在满足灭弧性能的条件下，可以采用铜、铜镀银、铝或不锈钢。

如图1和图2所示，第二保险丝8材质为不锈钢或康铜合金，截面为0.3~1平方毫米。

如图1所示，引弧电极7包括导电性的开孔空心球7，开孔空心球7可滑移式套接在绝缘管1的第一端，压缩弹簧9内套第二保险丝8，一端抵触第一堵头2，另一端抵触绝缘垫片10，在第二保险丝8熔断时，把开孔空心球7弹开脱离绝缘管1，可被巡视发现。

第二实施例如图2所示，指示器13受第二保险丝8固定约束，连接在第二堵头3与连接头11之间，当第二保险丝8熔断时，指示器13失去约束，在重力作用下跌落，以显示第二保险丝8为熔断状态。第二实施例除特别说明的特征，其他特征参照第一实施例。

为了提升第二保险丝8的机械性能，其材质采用电阻率较大的导体，在满足与第一保险丝5相同的熔断特性的情况下，第二保险丝8的截面更大，第二保险丝8材质优选为不锈钢，也可以是康铜等合金。

如图3所示，杆塔横担16上安装了绝缘子17，绝缘子17上安装了裸导线19，通用支座15包括L形安装板，包括宽肢面板和窄肢面板，连接头11经螺孔12通过马车螺栓连接在通用支座15的窄肢面板上开孔，通用支座15的宽肢面板连接绝缘子17端部螺栓18。以连接头11螺孔12的限位螺栓为轴旋转连接头11调节绝缘管1的安装角度，在保护间隙20处于预设的距离的位置固定。

如图4所示，杆塔横担16上安装了绝缘子17，绝缘子17上安装了绝缘导线22，绝缘导线22包括放电线夹，放电线夹包括导线夹持部23和放电部24，夹持部23固定于绝缘导线22并与绝缘导线22电性连接。夹板25与通用支座15的宽肢面板夹持杆塔横担16固定并电性连接。绝缘管1经螺栓连接在通用支座15的窄肢面板上。放电部24与引弧电极7构成保护间隙20。接地极26与放电部24构成放电间隙21，在保护间隙20失效时，放电间隙21提供放电通道，保护绝缘子17和绝缘导线22。

如图5所示，杆塔横担16上安装了绝缘子17，绝缘子17上安装了绝缘导线22。连接线夹25用于连接绝缘导线22，连接线夹包括导线夹持部25（与连接线夹25同标注）和放电部26，夹持部25固定于绝缘导线22并电性连接，放电部26连接固定绝缘管1，使得引弧电极7与杆塔16构成保护间隙20，放电部26与杆塔16构成放电间隙21。当高压导线为裸导线时，放电部26不设放电端，放电间隙21通过裸导线与杆塔16构成。

保险避雷器应用于配电架空线路，线路的中性点不接地或经消弧线圈接地，雷电或雷电感应过电压单相击穿保护间隙20，以及后续的线路对地容性电流通常小于10A，通过的电流能量小于串联的第一保险丝5与第二保险丝8的熔断特性，第一保险丝5与第二保险丝8不会熔断，保险避雷器可重复使用，故障电流在过零时熄灭。保护间隙20的距离设置为中下相距离等于高压导线对杆塔的放电间隙21距离的70~90%，上相距离等于中下相距离的70~90%。位于杆塔上方的上相距离等于中下相距离的70~90%，从而实现在线路遇到雷电感应过电压时，上相保护间隙优先击穿接地，形成耦合效应，相当于架空地线，提高了中下相的耐雷水平，降低两相和三相同时接地短路。

当雷电造成两相或三相击穿保护间隙，形成两相或三相工频短路，或者中性点直接接地线路单相接地短路，通过的电流能量较大，第一保险丝5熔断后形成的电弧被灭弧介质6熄灭，第二保险丝8熔断后，指示器13或引弧电极7失去固定约束发生位移或变形，从而易于被巡视发现，等待更换。保险丝的熔断特性保证了保险避雷器只对一次大电流灭弧就变成绝缘体退运，避免遭遇多重雷击造成能量过载导致的故障爆炸风险。保险避雷器动作后引弧电极7脱离可以被巡视发现，方便运行维护。经第一堵头2和第二堵头3密封隔离的密闭空间4不会因为第一保险丝5和第二保险丝8的熔断，以及指示器13或引弧电极7失去固定约束位移或变形导致密封性失效，确保第一保险丝5熔断后保险避雷器在户外环境运行时保持稳定的绝缘性能，使得保护间隙20可稳定保持退运状态。由于每年雷击动作的保险避雷器占比较低，可等待综合停电时进行更换，等待更换的时间可达10年，从而大大降低了运行维护的频次，大幅减少更换作业停电。

上述各实施例结构简单，材料耐老化，稳定性高，预期使用寿命长，可大幅减轻运维工作量，减少设备自身故障和缺陷处理造成架空配电线路停电的时间。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种保险避雷器，其特征在于，包括：

绝缘管，第一端和第二端分别以导电性的第一堵头和第二堵头密封构成一密封空间；

第一保险丝，贯穿所述密封空间电性连接所述第一堵头与所述第二堵头，所述密封空间填充灭弧介质，大于所述第一保险丝预设熔断特性阈值的电流通过时所述第一保险丝熔断，产生电弧被所述灭弧介质熄灭；

引弧电极，装设于所述绝缘管的第一端；

连接头，装设于所述绝缘管的第二端，所述连接头固定并电性连接杆塔或高压导线，使得所述引弧电极与所述高压导线或杆塔构成保护间隙；

第二保险丝，与所述第一保险丝预设相同的熔断特性，电性连接所述引弧电极与第一堵头或电性连接所述连接头与第二堵头，一指示器或所述引弧电极受所述第二保险丝固定约束，当所述第二保险丝熔断时，所述指示器或所述引弧电极位移或变形，以显示所述第二保险丝的熔断状态。

2.根据权利要求1所述的保险避雷器，其特征在于，所述绝缘管包括环氧玻璃纤维管，所述环氧玻璃纤维管的外侧喷涂防紫外线漆或套设硅橡胶裙边。

3.根据权利要求1所述的保险避雷器，其特征在于，所述绝缘管包括陶瓷管，所述陶瓷管为圆管或圆管外设裙边。

4.根据权利要求1所述的保险避雷器，其特征在于，所述第一保险丝为直线状或螺旋状，材质为银、铜、铜镀银、铝或不锈钢，截面为0.03～1平方毫米。

5.根据权利要求1所述的保险避雷器，其特征在于，所述第二保险丝材质为不锈钢或康铜合金，截面为0.3～1平方毫米。

6.根据权利要求1所述的保险避雷器，其特征在于，所述引弧电极包括导电性的开孔空心球，所述开孔空心球可滑移式套接在所述绝缘管的第一端，一压缩弹簧内套所述第二保险丝，在所述第二保险丝熔断时，把所述开孔空心球弹开脱离所述绝缘管。

7.根据权利要求1所述的保险避雷器，其特征在于，所述连接头经通用支座连接所述杆塔，所述通用支座包括L形安装板，所述L形安装板包括宽肢面板和窄肢面板，所述宽肢面板和窄肢面板上开孔与所述连接头以限位螺栓连接，以所述限位螺栓为轴旋转所述连接头调节所述绝缘管的安装角度，在所述保护间隙处于预设距离的位置固定，所述宽肢面板还至少包括绝缘子端部螺栓安装孔、或连接夹板的连接螺栓安装孔，所述夹板与所述宽肢面板夹持所述杆塔的横担固定并电性连接。

8.根据权利要求1所述的保险避雷器，其特征在于，所述连接头经连接线夹连接所述高压导线，所述连接线夹包括导线夹持部和放电部，所述夹持部固定于所述高压导线并电性连接，所述放电部连接固定所述绝缘管，使得所述引弧电极与所述杆塔构成所述保护间隙，所述高压导线为绝缘导线时所述放电部与所述杆塔构成放电间隙。

9.根据权利要求1所述的保险避雷器，其特征在于，所述保护间隙的距离设置为中下相距离等于所述高压导线对杆塔放电间隙距离的70～90％，上相距离等于所述中下相距离的70～90％。

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