專利名稱：防止架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的穿刺型防雷金具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力配電網(wǎng)領(lǐng)域，用于電力系統(tǒng)架空配電線路，主要用于防 止架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線，尤其適合在10kV架空絕緣導(dǎo)線上使用。
背景技術(shù)：
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，近幾十年來國內(nèi)外已經(jīng)大量采用架空絕緣導(dǎo)線。絕緣導(dǎo)線確實解決了裸 導(dǎo)線所解決不了的走廊和安全問題，與電纜相比，它具有投資省、建設(shè)快的優(yōu)點， 但其雷擊斷線問題卻十分突出，它已經(jīng)成為配電網(wǎng)系統(tǒng)中一個十分迫切需要解決 的重要問題。
經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家采用架空絕緣導(dǎo)線輸配電的時間較長，積累了大量運(yùn)行經(jīng)驗， 先后采用了不少預(yù)防措施和方法，具體如下。
架空避雷線在空曠地區(qū)，同桿架設(shè)架空避雷線以對付配電架空絕緣線路感 應(yīng)過電壓，這是一種投資較大的傳統(tǒng)方法。但是，由于配電線路設(shè)計的絕緣水平 較低，雷擊架空避雷線后非常容易造成反擊閃絡(luò)，仍然會引發(fā)工頻續(xù)流熔斷絕緣 導(dǎo)線。故該方法國外目前較少采用。
氧化鋅避雷器近年來，人們利用氧化鋅避雷器非線性電阻特性和快速阻斷 工頻續(xù)流的特性，廣泛應(yīng)用于線路以限制雷電過電壓，其保護(hù)范圍有限，基本上 只能夠保護(hù)本桿設(shè)備。日本、美國、加拿大等國家投入巨資對線路進(jìn)行改造，在 每基電桿上安裝三只(相)氧化鋅避雷器后，雷擊斷線率由原來的93.3%降低到 2.7%，基本沒有再發(fā)生雷擊斷線事故。但采用該種方法，會大量使用避雷器，當(dāng)
避雷器質(zhì)量較差的時候，有可能會在運(yùn)行中造成較多的線路事故，影響安全運(yùn)行。
鉗位絕緣子日本東京電力公司采用放電鉗位絕緣子以防止絕緣導(dǎo)線雷擊斷 線。即在絕緣導(dǎo)線固定處剝離絕緣層，加裝特殊設(shè)計的金屬線夾，并設(shè)置引弧放 電間隙。當(dāng)雷電閃絡(luò)引發(fā)工頻續(xù)流時，工頻續(xù)流在該金屬線夾上燃弧直至線路跳 閘以熄滅工頻續(xù)流，從而避免燒傷絕緣子和熔斷絕緣導(dǎo)線。
根據(jù)同一原理，芬蘭Nokia公司研發(fā)的被覆線配電系統(tǒng)(SAX系統(tǒng))，采用 懸垂線夾和其它裝置作為閃絡(luò)保護(hù)器，懸垂線夾承受工頻電弧。但該裝置抗震性 能較差，線路風(fēng)吹舞動時，常發(fā)生故障。
增長閃絡(luò)路徑通過增長閃絡(luò)路徑，降低工頻建弧率，是防止架空絕緣線路
雷擊斷線事故的另一思路。俄羅斯國家電力公司首先提出長閃絡(luò)間隙保護(hù)方式。
在橫擔(dān)上安裝一 U形絕緣閃絡(luò)路徑，使U形頭部與絕緣導(dǎo)線之間的沖擊放電電 壓比絕緣子放電電壓低。當(dāng)雷電過電壓時，該間隙先于絕緣子擊穿閃絡(luò)，并沿絕 緣閃絡(luò)路徑發(fā)展。設(shè)計該絕緣路徑足夠長，就可以阻止工頻續(xù)流建弧，切斷工頻 續(xù)流。但這種方法也不成熟，沒推廣應(yīng)用。
提高線路絕緣水平將配電線路中的瓷絕緣子更換成為硅橡膠絕緣橫擔(dān)，全
線提高線路絕緣水平，雷電引發(fā)的工頻續(xù)流因爬距大而無法建弧。
為了減低線路造價，可采用架空絕緣導(dǎo)線加強(qiáng)局部絕緣的方式，即在絕緣導(dǎo) 線固定處加厚絕緣，也是一種嘗試的辦法，效果也不是很理想。
線路過電壓保護(hù)器 一些多雷害國家如日本、澳大利亞、美國和歐洲等，近 年來在架空絕緣線路上大量推廣應(yīng)用線路過電壓保護(hù)器，實際上就是帶外間隙避 雷器。該裝置利用外間隙，形成對氧化鋅限流元件的外放電間隙，當(dāng)線路出現(xiàn)雷 電過電壓時，外間隙首先放電，雷電流經(jīng)氧化鋅限流元件釋放，而工頻續(xù)流則被 氧化鋅限流元件截斷，從而防止架空絕緣線路雷擊斷線事故的發(fā)生。該保護(hù)裝置 在投入運(yùn)行后，維護(hù)、檢修工作量較大。
綜上所述，上述幾種方式雖然能夠有效地防止雷擊斷線，但還存在以下一些 問題目前的一些防斷線金具，有些在使用前，絕緣導(dǎo)線需剝離較長的長度，裸 露部分較大，這會對導(dǎo)線的密封和絕緣有一定的影響，并會嚴(yán)重影響導(dǎo)線的機(jī)械 強(qiáng)度和使用壽命；有些安裝比較復(fù)雜，不便于在實際中使用。而使用避雷器和過
電壓保護(hù)器，雖然防護(hù)效果好，但主要存在運(yùn)行維護(hù)困難等問題。 發(fā)明內(nèi)容
為克服上述的不足，目的是向本領(lǐng)域提供防止架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的穿刺 型防雷金具，使其能解決同類產(chǎn)品尚未的解決技術(shù)問題。本實用新型目的是通過 如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。 一種防止架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的穿刺型防雷金具，該防雷金具包括金具 底盤、金具頂帽、半環(huán)型耳夾、硅橡膠絕緣護(hù)套、力矩螺母、螺桿、絕緣子、帶 穿刺的電極、架空絕緣導(dǎo)線、外六角螺栓、絕緣子下端金屬電極、延伸電極A、 延伸電極B，其要點是直接安裝在絕緣子的上端，該金具的上部金具頂帽內(nèi)有帶 穿刺的電極，直接穿透絕緣導(dǎo)線的絕緣層，與絕緣導(dǎo)線內(nèi)部的導(dǎo)體緊密電接觸， 將電直接引至由上部金具頂帽與金具底盤，構(gòu)成裸露的絕緣子上部金屬電極。
一個設(shè)計方案是所述的金具頂帽中設(shè)有帶穿刺結(jié)構(gòu)的金屬電極；另一個設(shè)計 方案是所述的金具底盤中設(shè)有帶穿刺結(jié)構(gòu)的金屬電極；還有一個設(shè)計方案是在金 具頂帽和金具底盤中同時設(shè)有帶穿刺結(jié)構(gòu)的金屬電極。
所述的防止架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的穿刺型防雷金具，方案一是金具底盤設(shè) 有向兩邊延伸的電極。
所述的防止架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的穿刺型防雷金具，方案一是金具底盤與 絕緣子連為一體。方案二是金具底盤與絕緣子不為一體。
在雷電過電壓的作用下，與導(dǎo)體緊密接觸的穿刺刀片，將雷電過電壓引至位 于絕緣子上部金屬電極，使雷電過電壓直接加在上部金屬電極和絕緣子下部金屬 電極之間，造成絕緣子表面擊穿。這樣將絕緣導(dǎo)線變成了類似的裸露導(dǎo)線結(jié)構(gòu)， 使它不易被工頻續(xù)流燒壞，從而保護(hù)了架空絕緣導(dǎo)線在雷擊過程中不會斷線。該 金具運(yùn)行過程中免維護(hù)，尤其適合在10kV架空絕緣導(dǎo)線上應(yīng)用，適用于銅、鋁 架空絕緣導(dǎo)線。
金具底盤增加向兩邊延伸的電極，絕緣子的下端金屬電極增加向兩邊延伸電 極，是為了使絕緣子瓷表面免受電弧燒灼，避免在雷擊情況下造成絕緣子燒壞。 在這種情況下，由于負(fù)荷電流或短路電流的作用，電弧會受到電動力向延伸電極 外面飄去。這樣，電弧在空氣間隙中燃燒，不在絕緣子表面燃燒，從而保護(hù)了絕 緣子表面免遭燒灼損壞。
該防雷金具采用力矩螺母來控制穿剌刀片的切入深度，確保刀片與導(dǎo)體之間 實現(xiàn)良好電接觸，同時又不傷及導(dǎo)線。
該防雷金具的外部加裝絕緣罩，以保證絕緣。
其優(yōu)點在于
(1)安裝簡便，不必剝?nèi)ソ^緣導(dǎo)線的絕緣層，安裝時沒有上下左右的尺寸
要求；
(2) 具有雷擊短路事故指示功能(雷擊燒弧后外絕緣罩底部有明顯顏色變 化，由黑色變?yōu)榘咨?；
(3) 免維護(hù)，耐燒灼性能突出；
(4) 金具安裝與負(fù)荷流向無關(guān)；
(5) 對線路絕緣的擊穿電壓影響小；
(6) 裝置可重復(fù)利用性能優(yōu)越；
(7) 保護(hù)絕緣子表面免遭電弧燒灼損壞；
(8) 免接地。
該防雷金具具有防雷擊斷線、不剝離導(dǎo)線絕緣層、施工簡單、附帶絕緣罩、 運(yùn)行安全，可靠性高、運(yùn)行過程中免檢修維護(hù)。

圖1是金具底盤與絕緣子不連為一體的結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1側(cè)面示意圖3是金具底盤與金具頂帽結(jié)構(gòu)示意圖4是帶穿剌的電極與架空絕緣導(dǎo)線之間的穿刺示意圖5是金具底盤與絕緣子不連為一體、且?guī)а由祀姌O的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是金具底盤與絕緣子連為一體、且?guī)а由祀姌O的結(jié)構(gòu)示意圖。
以上附圖的序號及名稱1、金具底盤，2、金具頂帽，3、半環(huán)型耳夾，4、
硅橡膠絕緣護(hù)套，5、力矩螺母，6、螺桿，7、絕緣子，8、帶穿刺的電極，9、
架空絕緣導(dǎo)線，10、外六角螺栓，11、絕緣子的下端金屬電極，101、電極A，
111、電極B。
具體實施方式
金具底盤與絕緣子不連為一體的穿剌型防雷金具實施方式(一)根據(jù)圖1 至圖5，安裝步驟如下。
(1) 將金具頂帽2上的兩枚外六角螺栓10旋出，卸下金具頂帽2;
(2) 將金具底盤1套入絕緣子7頸部，使金具底盤1的U型槽與絕緣子 7頂部U型槽完全切合，然后將架空絕緣導(dǎo)線9放入金具底盤1的U 型槽中；
(3) 將半環(huán)型耳夾3插入絕緣子7的頸部，兩端卡入金具底盤1的兩邊側(cè) 槽中，雙手均勻用力將半環(huán)型耳夾3盡力向上拉，然后擰緊半環(huán)型耳 夾3兩端的螺母；
(4) 裝上金具頂帽2，擰緊頂帽上的兩枚外六角螺栓10;
(5) 使用專用力矩扳手，擰緊力矩螺母5，直至擰斷為止；
(6) 蓋好硅橡膠絕緣護(hù)套4。
金具底盤與絕緣子連為一體的穿剌型防雷金具實施方式(二)根據(jù)圖6，
安裝步驟如下。
(1) 將導(dǎo)線放入金具底盤l的U型槽中；
(2) 裝上金具頂帽2，擰緊金具頂帽2上的兩枚外六角螺栓10;
(3) 使用專用力矩扳手，擰緊力矩螺母5，直至擰斷為止；
(4) 蓋好硅橡膠絕緣護(hù)套4。
權(quán)利要求1、一種防止架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的穿刺型防雷金具，該防雷金具包括金具底盤(1)、金具頂帽(2)、半環(huán)型耳夾(3)、硅橡膠絕緣護(hù)套(4)、力矩螺母(5)、螺桿(6)、絕緣子(7)、帶穿刺的電極(8)、架空絕緣導(dǎo)線(9)、外六角螺栓(10)、絕緣子下端延伸電極(11)，其特征是直接安裝在絕緣子(7)的上端，該金具的上部金具頂帽(2)內(nèi)有帶穿刺的電極(8)，直接穿透絕緣導(dǎo)線的絕緣層，與絕緣導(dǎo)線(9)內(nèi)部的導(dǎo)體緊密電接觸，將電直接引至由上部金具頂帽(2)與金具底盤(1)，構(gòu)成裸露的絕緣子上部金屬電極。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的穿刺型防雷金具， 其特征是在金具頂帽中設(shè)有帶穿剌結(jié)構(gòu)的金屬電極(8)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的防止架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的穿刺型防雷金具， 其特征是在金具底盤中設(shè)有帶穿剌結(jié)構(gòu)的金屬電極(8)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的穿刺型防雷金具， 其特征是金具底盤(1)設(shè)有向兩邊延伸的電極A (101)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的穿剌型防雷金具， 其特征是金具底盤(1)與絕緣子(7)連為一體或不為一體。
專利摘要涉及電力配電網(wǎng)領(lǐng)域的防止架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的穿刺型防雷金具。該金具設(shè)計要點是直接安裝在絕緣子的上端，金具的上部金具頂帽內(nèi)有帶穿刺的電極，直接穿透絕緣導(dǎo)線的絕緣層，與絕緣導(dǎo)線內(nèi)部的導(dǎo)體緊密電接觸，將電直接引至由上部金具頂帽與金具底盤，構(gòu)成裸露的絕緣子上部金屬電極。在雷電過電壓的作用下，與導(dǎo)體緊密接觸的穿刺刀片，將雷電過電壓引至位于絕緣子上部金屬電極，使雷電過電壓直接加在上部金屬電極和絕緣子下部金屬電極之間，造成絕緣子表面擊穿。這樣將絕緣導(dǎo)線變成了類似的裸露導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，使它不易被工頻續(xù)流燒壞，從而保護(hù)了架空絕緣導(dǎo)線在雷擊過程中不會斷線。該金具運(yùn)行過程中免維護(hù)，尤其適合在10kV架空絕緣導(dǎo)線上應(yīng)用。
文檔編號H02G7/00GK201063428SQ200720110290
公開日2008年5月21日 申請日期2007年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月5日
發(fā)明者浩 周, 陳熙君 申請人:浙江大學(xué);寧波奉金電力金具有限公司