專利名稱：安裝在絕緣架空導(dǎo)線絕緣子負(fù)荷側(cè)的防弧金具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開了一種安裝在絕緣架空導(dǎo)線絕緣子負(fù)荷側(cè)的防弧金具，用于電力系統(tǒng)配電線路領(lǐng)域，特別適合在10kV架空絕緣導(dǎo)線上使用。
為了減少樹木、鳥類、積雪等外部原因引起的架空配電線路故障，提高供電可靠性，國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家從六十年代后期逐漸采用架空絕緣導(dǎo)線。我國(guó)從八十年代開始對(duì)城市架空配電網(wǎng)實(shí)施絕緣化改造試點(diǎn)。九十年代，以北京為例，絕緣化率已過70.4％。
絕緣導(dǎo)線確實(shí)解決了裸導(dǎo)線所解決不了的走廊和安全問題，與電纜相比，投資省、建設(shè)快，優(yōu)點(diǎn)十分明顯。但是，雷擊斷線問題卻十分突出。日本在七十年代初的研究得出結(jié)論絕緣導(dǎo)線雷擊必?cái)唷?998年，雷電活動(dòng)強(qiáng)烈，北京供電局管轄的10kV架空絕緣線路發(fā)生雷擊斷線14次。因此，必須妥善解決雷擊斷線問題，才能保證架空絕緣配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
絕緣導(dǎo)線的雷擊耐受特性與裸導(dǎo)線相比有明顯不同。當(dāng)直擊雷或感應(yīng)雷過電壓作用于裸導(dǎo)線引起絕緣子閃絡(luò)時(shí)，持續(xù)的工頻短路電流電弧在電動(dòng)力的作用下沿著導(dǎo)線向背離電源方向移動(dòng)，不會(huì)嚴(yán)重?zé)齻麑?dǎo)線。而絕緣導(dǎo)線則不同，雷電過電壓首先擊穿導(dǎo)線絕緣層進(jìn)而引起絕緣子閃絡(luò)，被擊穿的絕緣層呈一針孔狀，持續(xù)的工頻短路電流電弧受周圍絕緣的阻凝，弧根只能在針孔處燃燒，在極短的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)線就會(huì)被整齊地?zé)龜唷?br> 根據(jù)上述絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的機(jī)理，目前，相應(yīng)的防范措施有“疏導(dǎo)和堵塞”兩種方式?；谶@兩種方式有兩類產(chǎn)品，分別是防弧金具類產(chǎn)品和避雷器類產(chǎn)品?！笆鑼?dǎo)”就是將絕緣子附近的絕緣導(dǎo)線局部裸線化，使工頻電弧弧根轉(zhuǎn)移或固定在特制金具上燃燒，從而保護(hù)導(dǎo)線免于燒傷。例如，芬蘭在絕緣子與導(dǎo)線聯(lián)結(jié)處剝離絕緣層采用閃絡(luò)保護(hù)型線夾；瑞典和美國(guó)將絕緣子兩側(cè)的絕緣導(dǎo)線剝離一段絕緣層并加裝防弧線夾；日本將絕緣子處的導(dǎo)線絕緣層剝離，采用放電箝位絕緣子?！岸氯本褪抢讚糸W絡(luò)后阻止工頻續(xù)流起弧。例如，日本大量采用限流消弧角，即帶串聯(lián)環(huán)型外間隙金屬氧化物避雷器。并正在研究絕緣子兩側(cè)局部加強(qiáng)導(dǎo)線絕緣，延長(zhǎng)雷擊閃絡(luò)路徑，降低工頻電弧建弧率的方法。
上述兩類產(chǎn)品雖然能夠有效地防止雷擊斷線，但是存在以下的不足1.目前已有的防弧金具，在使用時(shí)，絕緣導(dǎo)線需剝離較長(zhǎng)的長(zhǎng)度，裸露部分較大，這會(huì)對(duì)導(dǎo)線的密封和絕緣有一定的影響。
2.使用避雷器，雖然防護(hù)效果好，但施工安裝復(fù)雜、投資大。
本實(shí)用新型的目的是提供一種新型結(jié)構(gòu)的安裝在絕緣架空導(dǎo)線絕緣子負(fù)荷側(cè)的防弧金具，其具有能使絕緣導(dǎo)線剝離短、裸露小、施工簡(jiǎn)單、投資少、填補(bǔ)國(guó)內(nèi)技術(shù)空白點(diǎn)的特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種安裝在絕緣架空導(dǎo)線絕緣子負(fù)荷側(cè)的防弧金具，它由上下對(duì)稱的兩個(gè)本體組成，本體是一個(gè)半圓柱體，在本體半圓柱體的平面中部開有細(xì)槽，細(xì)槽的兩端是粗槽，本體半圓柱體的弧面上開有凹槽，凹槽上開有安裝孔。
其中，本體半圓柱體的高度H1為80∽120毫米，粗槽的長(zhǎng)度D2為10∽20毫米，本體半圓柱體的半徑R為35∽40毫米。
具體可以是本體半圓柱體的高度H1為80毫米，粗槽的長(zhǎng)度D2為10毫米，本體半圓柱體的半徑R為35毫米；或是本體半圓柱體的高度H1為90毫米，粗槽的長(zhǎng)度D2為13毫米，本體半圓柱體的半徑R為37毫米；或是本體半圓柱體的高度H1為100毫米，粗槽的長(zhǎng)度D2為15毫米，本體半圓柱體的半徑R為38毫米；或是本體半圓柱體的高度H1為110毫米，粗槽的長(zhǎng)度D2為18毫米，本體半圓柱體的半徑R為39毫米；或是本體半圓柱體的高度H1為120毫米，粗槽的長(zhǎng)度D2為20毫米，本體半圓柱體的半徑R為40毫米。
細(xì)槽的深度半徑R2與裸導(dǎo)線的半徑相匹配，粗槽的深度半徑R1與絕緣導(dǎo)線的半徑相匹配。
細(xì)槽的深度半徑R2為5∽10毫米，粗槽的深度半徑R1為10∽16毫米。
具體可以是細(xì)槽的深度半徑R2為5毫米，粗槽的深度半徑R1為10毫米；或是細(xì)槽的深度半徑R2為6毫米，粗槽的深度半徑R1為12毫米；或是細(xì)槽的深度半徑R2為8毫米，粗槽的深度半徑R1為14毫米；或是細(xì)槽的深度半徑R2為9毫米，粗槽的深度半徑R1為15毫米；或是細(xì)槽的深度半徑R2為10毫米，粗槽的深度半徑R1為16毫米。
凹槽的深度D1高于安裝孔上的螺帽高度。
凹槽的深度D1為15∽20毫米，凹槽的長(zhǎng)度H2為32∽48毫米。
具體可以是凹槽的深度D1為15毫米，凹槽的長(zhǎng)度H2為32毫米；或是凹槽的深度D1為16毫米，凹槽的長(zhǎng)度H2為36毫米；或是凹槽的深度D1為18毫米，凹槽的長(zhǎng)度H2為40毫米；或是凹槽的深度D1為19毫米，凹槽的長(zhǎng)度H2為44毫米；或是凹槽的深度D1為20毫米，凹槽的長(zhǎng)度H2為48毫米。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、由于防弧金具安裝在絕緣子的負(fù)荷側(cè)(對(duì)于環(huán)網(wǎng)線路，在電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)均需要安裝)，在距離絕緣子中心100～150mm位置上剝離一小段絕緣導(dǎo)線的絕緣層，安裝上本實(shí)用新型所述的防弧金具，雷電放電后，接續(xù)的工頻短路電流電弧的弧根均轉(zhuǎn)移并固定防弧金具的負(fù)荷側(cè)燃燒，從而保護(hù)導(dǎo)線免于燒傷；2、國(guó)外的防弧金具結(jié)構(gòu)需要?jiǎng)冸x長(zhǎng)段絕緣導(dǎo)線，而本實(shí)用新型所述防弧金具結(jié)構(gòu)，僅需剝離一小段的絕緣層，將雷電閃絡(luò)和工頻電弧的弧根均固定在防弧金具上，裸露部分大大減少，3、由于防弧金具選用了優(yōu)化設(shè)計(jì)的厚度，體積相對(duì)導(dǎo)線較大，經(jīng)得起工頻電弧的燒灼；4、由于防弧金具中部的細(xì)槽能與裸導(dǎo)線緊密接觸，防弧金具的兩端粗槽能與絕緣導(dǎo)線緊密接觸，發(fā)生雷擊時(shí)，能夠有效地保護(hù)導(dǎo)線不被擊斷；5、防弧金具的安裝方便快捷，滿足施工現(xiàn)場(chǎng)的操作需要，且在金具的設(shè)計(jì)上，充分考慮了金具的耐電弧性能，通過試驗(yàn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)出了本實(shí)用新型所述的金具外形結(jié)構(gòu)；6、本防弧金具的制造成本低，防弧效果好，為目前10kV絕緣導(dǎo)線的防雷擊斷線提供了高性價(jià)比的解決方案。
下面通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的實(shí)施效果和優(yōu)點(diǎn)1雷電沖擊放電試驗(yàn)該試驗(yàn)是為了檢驗(yàn)在雷電沖擊作用下，閃絡(luò)是否都在防弧金具2上，能否有效地定位工頻電弧路徑。
試驗(yàn)接線如圖6所示，圖中各部件分別是沖擊電壓發(fā)生器G、示波器S、電阻分壓器D、絕緣導(dǎo)線7、絕緣子6、防弧金具2。防弧金具2安裝在距離絕緣子6中心線100mm和150mm兩種情況下，試驗(yàn)結(jié)果見表1和表2，每次放電均發(fā)生在防弧金具2上。但是閃絡(luò)路徑卻有兩條一是絕大部分(參見圖5)沿防弧金具2-金屬綁線10-絕緣子鋼腳11，以下簡(jiǎn)稱直角線閃絡(luò)；二是少部分沿防弧金具2--絕緣子鋼腳11，以下簡(jiǎn)稱斜線閃絡(luò)。表1防弧金具端部距絕緣子中心100mm情況下試驗(yàn)結(jié)果
表2防弧金具端部距絕緣子中心150mm情況下試驗(yàn)結(jié)果
試驗(yàn)結(jié)果表明，在分別距離絕緣子中心100至150mm位置上剝離一小段絕緣導(dǎo)線的絕緣層，安裝上本實(shí)用新型所述的防弧金具2，在雷擊過電壓作用下閃絡(luò)均發(fā)生在防弧金具2上，能有效地定位工頻電弧路徑。
2工頻電弧試驗(yàn)該試驗(yàn)是為了檢驗(yàn)雷擊閃絡(luò)后的工頻續(xù)流電弧弧根能否固定在防弧金具2上燃燒、防弧金具2燒灼的程度和保護(hù)導(dǎo)線免于燒傷的效果。
試驗(yàn)接線如圖7所示，圖中各部件分別是電源P、開關(guān)刀閘K、變壓器T、隔離開關(guān)K1、K2、電抗器L1、電流互感器CT、絕緣子6、防弧金具2，按照前述方法進(jìn)行安裝。針對(duì)兩種不同的雷電閃絡(luò)路徑，將引弧絲連接在防弧金具2-金屬綁線10-絕緣子鋼腳11(直角形)之間，或是防弧金具2--絕緣子鋼腳11(直線形)之間。短路電流幅值約12.5kA，持續(xù)時(shí)間0.23s，兩種方式各進(jìn)行多次合閘短路工頻燃弧試驗(yàn)。
試驗(yàn)結(jié)果表明，防弧金具2安裝在負(fù)荷側(cè)，電弧弧根固定在防弧金具2的負(fù)荷側(cè)燃燒，能有效地保護(hù)導(dǎo)線免于燒傷。
以上的試驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)用新型所述防弧金具能夠有效地防止10kV架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線。


圖1是本實(shí)用新型所述防弧金具(一半)主視示意圖；圖2是本實(shí)用新型所述防弧金具俯視示意圖；圖3是本實(shí)用新型所述防弧金具側(cè)視示意圖；圖4是本實(shí)用新型防弧金具安裝局部示意圖；圖5是本實(shí)用新型防弧金具安裝示意圖；圖6是本實(shí)用新型用于雷電沖擊放電試驗(yàn)接線示意圖；圖7是本實(shí)用新型用于工頻電弧試驗(yàn)時(shí)的接線示意圖；下面通過附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的說明實(shí)施例1如圖1、2、3所示，一種安裝在絕緣架空導(dǎo)線絕緣子負(fù)荷側(cè)的防弧金具，它由上下對(duì)稱的兩個(gè)本體2組成；本體2是一個(gè)半圓柱體(或是類似的半圓柱體)，本體2半圓柱體的高度H1可以是80∽120毫米，本體2半圓柱體的半徑R可以是35∽40毫米；在本體2半圓柱體的平面中部開有細(xì)槽5，細(xì)槽5的深度半徑R2與裸導(dǎo)線的半徑相匹配，R2可以是5∽10毫米，細(xì)槽5的長(zhǎng)度等于本體 的半圓柱體高度H1減去兩個(gè)粗槽1的長(zhǎng)度D2；細(xì)槽5的兩端是粗槽1，粗槽1的深度半徑R1與絕緣導(dǎo)線的半徑相匹配，R1可以是10∽16毫米，粗槽1的長(zhǎng)度D2可以是10∽20毫米；本體2半圓柱體的弧面上開有凹槽3，凹槽3上開有兩個(gè)安裝孔4，凹槽3的深度D1高于安裝孔4上所安裝的螺帽高度，D1可以是15∽20毫米，凹槽3的長(zhǎng)度H2可以是32∽48毫米。
本實(shí)用新型的優(yōu)選結(jié)構(gòu)是本體2半圓柱體的半徑R為35毫米，本體2半圓柱體的高度H1為80毫米，凹槽3的長(zhǎng)度H2為32毫米，凹槽3的深度D1為15毫米，粗槽1的長(zhǎng)度D2為10毫米，粗槽1的深度半徑R1為10毫米，細(xì)槽5的深度半徑R2為5毫米，細(xì)槽5的長(zhǎng)度為12毫米；或是本體2半圓柱體的半徑R為37毫米，本體2半圓柱體的高度H1為90毫米，凹槽3的長(zhǎng)度H2為36毫米，凹槽3的深度D1為16毫米，粗槽1的長(zhǎng)度D2為13毫米，粗槽1的深度半徑R1為12毫米，細(xì)槽5的深度半徑R2為6毫米，細(xì)槽5的長(zhǎng)度為10毫米；或是本體2半圓柱體的半徑R為38毫米，本體2半圓柱體的高度H1為100毫米，凹槽3的長(zhǎng)度H2為40毫米，凹槽3的深度D1為18毫米，粗槽1的長(zhǎng)度D2為15毫米，粗槽1的深度半徑R1為14毫米，細(xì)槽5的深度半徑R2為8毫米，細(xì)槽5的長(zhǎng)度為10毫米；或是本體2半圓柱體的半徑R為39毫米，本體2半圓柱體的高度H1為110毫米，凹槽3的長(zhǎng)度H2為44毫米，凹槽3的深度D1為19毫米，粗槽1的長(zhǎng)度D2為18毫米，粗槽1的深度半徑R1為15毫米，細(xì)槽5的深度半徑R2為9毫米，細(xì)槽5的長(zhǎng)度為8毫米；或是本體2半圓柱體的半徑R為40毫米，本體2半圓柱體的高度H1為120毫米，凹槽3的長(zhǎng)度H2為48毫米，凹槽3的深度D1為20毫米，粗槽1的長(zhǎng)度D2為20毫米，粗槽1的深度半徑R1為16毫米，細(xì)槽5的深度半徑R2為10毫米，細(xì)槽5的長(zhǎng)度為8毫米。
如圖4、5所示，安裝使用本實(shí)用新型時(shí)，根據(jù)絕緣導(dǎo)線的標(biāo)稱截面積選擇對(duì)應(yīng)型號(hào)的防弧金具(即選擇安裝后細(xì)槽5的深度半徑R2與裸導(dǎo)線8的半徑相匹配，粗槽1的深度半徑R1與絕緣導(dǎo)線7的半徑相匹配的防弧金具)，以離開絕緣子軸線170毫米處為中心，剝離一小段(長(zhǎng)度為H1-2×D2)絕緣層，裝上防弧金具，擰緊螺栓(為確保導(dǎo)線被防弧金具夾緊，擰緊螺栓后，兩本體2間可有3毫米公差間隙)，并測(cè)量防弧金具邊沿至絕緣子軸線的距離L，若L在100∽150毫米范圍內(nèi)，則安裝合格，否則，要作適當(dāng)調(diào)整。
權(quán)利要求1一種安裝在絕緣架空導(dǎo)線絕緣子負(fù)荷側(cè)的防弧金具，它由上下對(duì)稱的兩個(gè)本體(2)組成，其特征在于本體(2)是一個(gè)半圓柱體，在本體(2)半圓柱體的平面中部開有細(xì)槽(5)，細(xì)槽(5)的兩端是粗槽(1)，本體(2)半圓柱體的弧面上開有凹槽(3)，凹槽(3)上開有安裝孔(4)。
2如權(quán)利要求1所述的一種安裝在絕緣架空導(dǎo)線絕緣子負(fù)荷側(cè)的防弧金具，其特征在于本體(2)半圓柱體的高度H1為80∽120毫米，粗槽(1)的長(zhǎng)度D2為10∽20毫米，本體(2)半圓柱體的半徑R為35∽40毫米。
3如權(quán)利要求2所述的一種安裝在絕緣架空導(dǎo)線絕緣子負(fù)荷側(cè)的防弧金具，其特征在于本體(2)半圓柱體的高度H1為80毫米，粗槽(1)的長(zhǎng)度D2為10毫米，本體(2)半圓柱體的半徑R為35毫米；或是本體(2)半圓柱體的高度H1為90毫米，粗槽(1)的長(zhǎng)度D2為13毫米，本體(2)半圓柱體的半徑R為37毫米；或是本體(2)半圓柱體的高度H1為100毫米，粗槽(1)的長(zhǎng)度D2為15毫米，本體(2)半圓柱體的半徑R為38毫米；或是本體(2)半圓柱體的高度H1為110毫米，粗槽(1)的長(zhǎng)度D2為18毫米，本體(2)半圓柱體的半徑R為39毫米；或是本體(2)半圓柱體的高度H1為120毫米，粗槽(1)的長(zhǎng)度D2為20毫米，本體(2)半圓柱體的半徑R為40毫米。
4如權(quán)利要求1或2或3所述的一種安裝在絕緣架空導(dǎo)線絕緣子負(fù)荷側(cè)的防弧金具，其特征在于細(xì)槽(5)的深度半徑R2與裸導(dǎo)線的半徑相匹配，粗槽(1)的深度半徑R1與絕緣導(dǎo)線的半徑相匹配。
5如權(quán)利要求4所述的一種安裝在絕緣架空導(dǎo)線絕緣子負(fù)荷側(cè)的防弧金具，其特征在于細(xì)槽(5)的深度半徑R2為5∽10毫米，粗槽(1)的深度半徑R1為10∽16毫米。
6如權(quán)利要求5所述的一種安裝在絕緣架空導(dǎo)線絕緣子負(fù)荷側(cè)的防弧金具，其特征在于細(xì)槽(5)的深度半徑R2為5毫米，粗槽(1)的深度半徑R1為10毫米；或是細(xì)槽(5)的深度半徑R2為6毫米，粗槽(1)的深度半徑R1為12毫米；或是細(xì)槽(5)的深度半徑R2為8毫米，粗槽(1)的深度半徑R1為14毫米；或是細(xì)槽(5)的深度半徑R2為9毫米，粗槽(1)的深度半徑R1為15毫米；或是細(xì)槽(5)的深度半徑R2為10毫米，粗槽(1)的深度半徑R1為16毫米。
7如權(quán)利要求6所述的一種安裝在絕緣架空導(dǎo)線絕緣子負(fù)荷側(cè)的防弧金具，其特征在于凹槽(3)的深度D1高于安裝孔(4)上的螺帽高度。
8如權(quán)利要求7所述的一種安裝在絕緣架空導(dǎo)線絕緣子負(fù)荷側(cè)的防弧金具，其特征在于凹槽(3)的深度D1為15∽20毫米，凹槽(3)的長(zhǎng)度H2為32∽48毫米。
9如權(quán)利要求8所述的一種安裝在絕緣架空導(dǎo)線絕緣子負(fù)荷側(cè)的防弧金具，其特征在于凹槽(3)的深度D1為15毫米，凹槽(3)的長(zhǎng)度H2為32毫米；或是凹槽(3)的深度D1為16毫米，凹槽(3)的長(zhǎng)度H2為36毫米；或是凹槽(3)的深度D1為18毫米，凹槽(3)的長(zhǎng)度H2為40毫米；或是凹槽(3)的深度D1為19毫米，凹槽(3)的長(zhǎng)度H2為44毫米；或是凹槽(3)的深度D1為20毫米，凹槽(3)的長(zhǎng)度H2為48毫米。
10如權(quán)利要求1或2或3所述的一種安裝在絕緣架空導(dǎo)線絕緣子負(fù)荷側(cè)的防弧金具，其特征在于凹槽(3)的深度D1高于安裝孔(4)上的螺帽高度。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種安裝在絕緣架空導(dǎo)線絕緣子負(fù)荷側(cè)的防弧金具,它由兩個(gè)半圓柱形的本體組成,在本體半圓柱的平面中部開有細(xì)槽,細(xì)槽兩端是粗槽,在本體半圓柱體的弧面上開有凹槽,凹槽上有安裝孔,使用本金具能使絕緣導(dǎo)線剝離短、裸露小、施工簡(jiǎn)單、投資少,解決了已有技術(shù)導(dǎo)線剝離長(zhǎng),裸露大,施工安裝復(fù)雜、投資大的不足,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)技術(shù)空白。
文檔編號(hào)H02G7/00GK2517157SQ0127037
公開日2002年10月16日 申請(qǐng)日期2001年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月9日
發(fā)明者陳維江, 王頌虞, 李慶峰, 關(guān)誠(chéng), 來小康, 董鳳宇, 楊力, 王以京, 李國(guó)富, 陳光華, 劉有為 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院, 北京供電局