一種螺旋形多間隙避雷器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種螺旋形多間隙避雷器，包括芯棒、沿芯棒豎直方向螺旋分布的硅橡膠傘盤、多間隙滅弧室系統(tǒng)、掛線頭及底座金具；所述多間隙滅弧室系統(tǒng)還包括沿所述硅橡膠傘盤邊沿布置的螺旋狀硅橡膠層及多個(gè)電極，每相鄰兩個(gè)電極之間有間隙，所述螺旋狀硅橡膠層且正對(duì)著每個(gè)間隙位置處開有與外界連通的通孔，所述通孔與所述間隙連通。允許多重短間隙被擊穿建立電弧通道，同時(shí)應(yīng)用電弧產(chǎn)生的高溫高壓拉長(zhǎng)電弧，直至最后電弧熄滅，這一過程持續(xù)時(shí)間極短，在泄放雷電流的同時(shí)不會(huì)引起繼電保護(hù)裝置動(dòng)作跳閘，供電的可靠性得到很大的提高；螺旋結(jié)構(gòu)的硅橡膠傘盤布置形式形成了較大的爬距，使得該避雷器能夠在污穢等級(jí)較高的地區(qū)使用。
【專利說明】
一種螺旋形多間隙避雷器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及防雷保護(hù)裝置中的避雷器，具體涉及一種螺旋形多間隙避雷器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來輸配電線路發(fā)生雷擊跳閘、斷線和絕緣子閃絡(luò)事故的統(tǒng)計(jì)數(shù)量也呈不斷上升趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)外架空導(dǎo)線雷擊事故頻頻發(fā)生，并造成多起人身傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。雷擊跳閘、斷線和絕緣子閃絡(luò)事故已嚴(yán)重威脅輸配電線路的安全運(yùn)行。
[0003]安裝線路避雷器是輸電線路防雷中最有效的措施之一。目前國(guó)內(nèi)普遍采用的線路型氧化鋅避雷器在安裝結(jié)構(gòu)、運(yùn)行維護(hù)等方面均存在一些問題，特別對(duì)于以防反擊為主、需要三相全部安裝，所需安裝的線路型避雷器數(shù)量巨大，價(jià)格相對(duì)較高，且電壓等級(jí)越高，安裝費(fèi)用也越高。因此，尋找一種適合于我國(guó)現(xiàn)狀的防雷方式一直是眾多防雷工作者研究的方向所在。
[0004]國(guó)際上已開展空氣間隙放電特性研究多年，在磁流體動(dòng)力學(xué)理論和技術(shù)領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上開發(fā)出多重滅弧室結(jié)構(gòu)的防雷裝置，運(yùn)用于輸配網(wǎng)線路上。
[0005]現(xiàn)有線路絕緣子并聯(lián)單個(gè)保護(hù)空氣間隙是成功運(yùn)用于輸電線路的一種疏導(dǎo)性防雷保護(hù)方式，其作用原理是在架空線路遭受雷擊時(shí)，并聯(lián)間隙因沖擊放電電壓低于絕緣子串的放電電壓，故首先放電，隨后產(chǎn)生工頻短路電弧。短路電弧在電動(dòng)力和熱浮力的共同作用下向絕緣子串的方向移動(dòng)，最后穩(wěn)定在并聯(lián)間隙末端燃燒，直至系統(tǒng)跳閘熄滅。其實(shí)質(zhì)原理是空氣電弧中交流電弧利用電流自然過零點(diǎn)熄弧來實(shí)現(xiàn)防雷的，需要與系統(tǒng)自動(dòng)重合閘功能配合使用。當(dāng)并聯(lián)保護(hù)間隙大量裝配于架空線路上時(shí)不可避免地降低線路在雷擊過電壓下的絕緣水平，耐雷水平亦會(huì)降低，線路耐雷水平的降低往往會(huì)導(dǎo)致線路雷擊跳閘率的升尚O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是在于克服現(xiàn)有防雷措施存在的缺點(diǎn)和不足，提供一種基于多重短間隙工頻續(xù)流滅弧原理的螺旋形多間隙避雷器。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的螺旋形多間隙避雷器，包括芯棒、沿芯棒豎直方向螺旋分布的硅橡膠傘盤、沿硅橡膠傘盤邊沿布置的多間隙滅弧室系統(tǒng)、連接在芯棒一端的掛線頭及連接在芯棒另一端的底座金具;所述多間隙滅弧室系統(tǒng)還包括沿所述硅橡膠傘盤邊沿布置的螺旋狀硅橡膠層及沿螺旋方向均勻鑲嵌在所述螺旋狀硅橡膠層內(nèi)的多個(gè)電極，每相鄰兩個(gè)電極之間有間隙，所述螺旋狀硅橡膠層且正對(duì)著每個(gè)間隙位置處開有與外界連通的通孔，所述通孔與所述間隙連通。
[0008]進(jìn)一步地，所述每相鄰兩個(gè)電極之間的間隙底部向內(nèi)凹陷有氣腔。
[0009]進(jìn)一步地，所述每相鄰兩個(gè)電極之間的間隙距離為0.5?10mm，所述通孔孔徑大于間隙距離且小于電極直徑。
[0010]進(jìn)一步地，所述螺旋狀硅橡膠層每個(gè)通孔的開口處邊沿設(shè)置有凸起，所述凸起向所述通孔的出口內(nèi)傾形成出口保護(hù)孔。
[0011 ]進(jìn)一步地，所述電極為球形鋼珠或圓柱形鋼珠。
[0012]進(jìn)一步地，所述氣腔為桃形氣腔。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明的螺旋形多間隙避雷器允許多重短間隙被擊穿建立電弧通道，同時(shí)應(yīng)用電弧產(chǎn)生的高溫高壓拉長(zhǎng)電弧，直至最后電弧熄滅，這一過程持續(xù)時(shí)間極短，在泄放雷電流的同時(shí)不會(huì)引起繼電保護(hù)裝置動(dòng)作跳閘，供電的可靠性得到很大的提高;滅弧室單元沿著螺旋結(jié)構(gòu)的硅橡膠傘盤邊沿分布，該布置方式充分且合理地利用了空間和高度，盡可能多地分布滅弧室單元。該設(shè)計(jì)允許避雷器的整體高度及間隙個(gè)數(shù)隨運(yùn)行線路的電壓等級(jí)進(jìn)行調(diào)整；同時(shí)螺旋結(jié)構(gòu)的硅橡膠傘盤布置形式形成了較大的爬距，使得該避雷器能夠在污穢等級(jí)較高的地區(qū)使用。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明螺旋形多間隙避雷器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為圖1中滅弧室單兀的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0016]圖中:芯棒1、硅橡膠傘盤2、多間隙滅弧室系統(tǒng)3、掛線頭4、底座金具5、螺旋狀硅橡膠層6、電極7、間隙8、通孔9、氣腔10、凸起11、保護(hù)孔12。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0018]如圖1所示為本發(fā)明所設(shè)計(jì)的基于多重短間隙工頻續(xù)流滅弧原理的螺旋形多間隙避雷器，包括芯棒1、沿芯棒I豎直方向螺旋分布的硅橡膠傘盤2、沿硅橡膠傘盤2邊沿布置的多間隙滅弧室系統(tǒng)3、連接在芯棒I 一端的掛線頭4及連接在芯棒I另一端的底座金具5，并由底座金具5固定于交流輸電線路桿塔的橫擔(dān)上。結(jié)合圖2所示，多間隙滅弧室系統(tǒng)3包括沿硅橡膠傘盤2邊沿布置的螺旋狀硅橡膠層6及沿螺旋方向均勻鑲嵌在螺旋狀硅橡膠層6內(nèi)的多個(gè)電極7，每相鄰兩個(gè)電極7之間有間隙8，且每相鄰兩個(gè)電極7之間的間隙8距離為0.5?1mm;螺旋狀硅橡膠層6且正對(duì)著每個(gè)間隙8位置處開有與外界連通的通孔9，通孔9與間隙8連通，且通孔9孔徑大于間隙8距離且小于電極7直徑，防止電極7滑落出螺旋狀硅橡膠層6;即相鄰兩個(gè)電極7、相鄰兩個(gè)電極7之間的間隙8、相鄰兩個(gè)電極7周圍的螺旋狀硅橡膠層6及與間隙8對(duì)應(yīng)的通孔9形成一端開口的滅弧室單元，即滅弧室單元的個(gè)數(shù)比電極的個(gè)數(shù)少一個(gè)，螺旋狀硅橡膠層6及鑲嵌在螺旋狀硅橡膠層6內(nèi)的多個(gè)電極7形成多重短(0.5?1mm)間隙。
[0019]當(dāng)輸電線路中產(chǎn)生的過電壓達(dá)到一定值時(shí)，螺旋形多間隙避雷器中的各短間隙被擊穿，形成電弧通道，雷電流通過串聯(lián)的多重短間隙滅弧系統(tǒng)得到泄放。由于雷電流持續(xù)時(shí)間極短，一般在幾十到幾百微秒內(nèi)被泄放完，在間隙被擊穿時(shí)，加在裝置上的工頻電壓會(huì)沿著這個(gè)電弧通道產(chǎn)生工頻續(xù)流。電弧剛在兩個(gè)電極之間建立時(shí)，電弧長(zhǎng)度很短，且在滅弧室內(nèi)部燃燒，由此產(chǎn)生的高溫會(huì)使滅弧室底部氣體急劇膨脹，氣壓急劇增大，而滅弧室只是一端開口，電弧在氣壓的驅(qū)使下朝開口方向移動(dòng)，而電弧起始點(diǎn)基本保持不變，電弧被迅速拉長(zhǎng)，弧道電阻增大，電弧電流會(huì)減小，由于電弧伏安特性為負(fù)，電弧電壓增加，電流持續(xù)減小，弧壓增大直至兩端電壓維持不了電弧燃燒，電弧熄滅；同時(shí)這一過程中，電弧被拉長(zhǎng)至滅弧室之外，空氣的吹弧作用加速了電弧的冷卻，更有利于電弧的熄滅，加速了避雷器的滅弧過程。由于產(chǎn)生吹弧的能力是由電弧本身產(chǎn)生，電弧電流越大，溫度越高，氣體膨脹越迅速，吹弧效果越好;反之，電弧電流較小時(shí)吹弧效果則較不明顯。這樣既泄放了雷電流，又能在繼電保護(hù)裝置發(fā)出動(dòng)作信號(hào)之前熄滅工頻續(xù)流，線路不會(huì)跳閘，達(dá)到了不停電的目的。又由于空氣具有極佳的絕緣自恢復(fù)性能，其運(yùn)行壽命更長(zhǎng)，可為線路防雷提供一種經(jīng)濟(jì)且有效的措施，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0020]本實(shí)施例中電極7為球形鋼珠7或圓柱形鋼珠7，由于電極7之間的間隙距離較小(0.5?1 mm )，電極7間的電場(chǎng)分布較為均勾，氣隙放電不存在極性效應(yīng)和電暈現(xiàn)象，放電的分散性很小，同時(shí)在滅弧腔內(nèi)部，氣隙擊穿引發(fā)的氣體熱量增加，短時(shí)間內(nèi)高壓氣體只能沿通孔方向?qū)㈦娀∠蛲獯党?，具有良好的熄弧性能?br>[0021]螺旋形多間隙避雷器的硅橡膠傘盤采用螺旋結(jié)構(gòu)分布，滅弧室單元沿著螺旋結(jié)構(gòu)的硅橡膠傘盤邊沿分布，該布置方式充分且合理地利用了空間和高度，盡可能多地分布滅弧室單元。該設(shè)計(jì)允許避雷器的整體高度及間隙個(gè)數(shù)隨運(yùn)行線路的電壓等級(jí)進(jìn)行調(diào)整；同時(shí)螺旋結(jié)構(gòu)的硅橡膠傘盤布置形式形成了較大的爬距，使得該避雷器能夠在污穢等級(jí)較高的地區(qū)使用。本發(fā)明螺旋多間隙避雷器整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用的鋼珠電極以及常見的硅橡膠絕緣材料均具有優(yōu)異的性能且造價(jià)低廉。
[0022]另外，每相鄰兩個(gè)電極7之間間隙8底部向內(nèi)凹陷有氣腔10，且氣腔10為桃形氣腔10，電弧燃燒產(chǎn)生的高溫使氣腔10內(nèi)的氣體急劇膨脹，由此產(chǎn)生的高壓驅(qū)使電弧向通孔處移動(dòng);螺旋狀硅橡膠層6的每個(gè)通孔9端部邊沿設(shè)置有凸起11，凸起11向通孔9的出口內(nèi)傾形成出口保護(hù)孔12，用來保護(hù)通孔9及間隙8不落入污穢。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種螺旋形多間隙避雷器，包括芯棒(I)、沿芯棒(I)豎直方向螺旋分布的硅橡膠傘盤(2)、沿硅橡膠傘盤(2)邊沿布置的多間隙滅弧室系統(tǒng)(3)、連接在芯棒(I) 一端的掛線頭(4)及連接在芯棒(I)另一端的底座金具(5);其特征在于:所述多間隙滅弧室系統(tǒng)(3)還包括沿所述硅橡膠傘盤(2)邊沿布置的螺旋狀硅橡膠層(6)及沿螺旋方向均勻鑲嵌在所述螺旋狀硅橡膠層(6)內(nèi)的多個(gè)電極(7)，每相鄰兩個(gè)電極(7)之間有間隙(8)，所述螺旋狀硅橡膠層(6)且正對(duì)著每個(gè)間隙(8)位置處開有與外界連通的通孔(9)，所述通孔(9)與所述間隙(8)連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋形多間隙避雷器，其特征在于:所述每相鄰兩個(gè)電極(7)之間的間隙(8)底部向內(nèi)凹陷有氣腔(10)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺旋形多間隙避雷器，其特征在于:所述每相鄰兩個(gè)電極(7)之間的間隙(8)距離為0.5?10mm，所述通孔(9)孔徑大于間隙(8)距離且小于電極(7)直徑。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺旋形多間隙避雷器，其特征在于:所述螺旋狀硅橡膠層(6)每個(gè)通孔(9)的開口處邊沿設(shè)置有凸起(11)，所述凸起(11)向所述通孔(9)的出口內(nèi)傾形成出口保護(hù)孔(12)。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺旋形多間隙避雷器，其特征在于:所述電極(7)為球形鋼珠(7)或圓柱形鋼珠(7)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋形多間隙避雷器，其特征在于:所述氣腔(10)為桃形氣腔(1)0
【文檔編號(hào)】H01T1/22GK105977789SQ201610382210
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月1日
【發(fā)明人】周文俊, 邱凌, 喻劍輝, 齊小軍
【申請(qǐng)人】武漢新電電氣技術(shù)有限責(zé)任公司, 武漢大學(xué)