CN108365519A - 一种输电线路过电压保护装置 - Google Patents
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Abstract
一种输电线路过电压保护装置，包括低压固定金具、螺线间隙本体、均压环主间隙、高压紧固金具和绝缘芯棒，绝缘芯棒贯穿于螺线间隙本体，高压紧固金具用于与架空输电线路连接，通过绝缘芯棒与均压环主间隙的低压端连接，均压环主间隙通过绝缘芯棒与螺线间隙本体连接，螺线间隙本体通过中部绝缘芯棒与低压固定金具连接为整体结构；螺线间隙本体包括多级串联的螺线间隙，螺线间隙是由相邻的螺线电极间隔形成的空气间隙。本发明可快速引导雷电放电电弧向外沿位移，有效降低电极放电表面的温度，有利于电弧产生的热量散发，减少放电电极的烧损，具有稳定放电性能，保证输电线路遭受雷击过电压时能够稳定动作，有效泄放雷电能量。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统输电线路防雷领域，具体是一种输电线路过电压保护装置。
背景技术
近年来，一种输电线路过电压保护装置利用金属短间隙腔室结构放电达到灭弧的技术发展迅速，在公开的专利申请号200980110809.7(发明名称：高压绝缘体和使用所述绝缘体的高压电力线)、专利申请号200980158050.X(发明名称：避雷器和具有这种避雷器的输电线)、专利申请号2014106559971.7(发明名称：防雷装置)中具有相关描述，该技术利用雷电过电压在间隙间放电，放电产生的电弧在约束间隙内燃烧，电弧燃烧的等离子体在扩散过程中引起腔室气体快速膨胀，在约束空间内快速膨胀和间隙间的电磁动力的共同作用下，快速将高温高压等离子体释放至大气环境，实现吹弧、灭弧作用。
上述过电压防护装置主要依靠电弧等离子体热能快速加热腔室气体，依靠气体吹弧效应实现灭弧。但由于电极几何尺寸偏小，在雷击过后的工频续流过程中面临电弧弧根面积过小、热量集中、电极温升过快等因素影响，存在电极易烧损、腔室绝缘破坏等缺陷；同时腔室气体膨胀高压易撕裂绝缘层，导致该电压防护装置功能失效。
因此，一种满足高安全性能的输电线路过电压保护装置的产品设计开发就显得尤其重要。
发明内容
基于现有技术存在的上述不足，本发明提供一种输电线路过电压保护装置，可有效降低电极放电表面的温度，有利于电弧产生的热量散发，减少放电电极的烧损，具有稳定放电性能，保证输电线路遭受雷击过电压时能够稳定动作，有效泄放雷电能量，保护输电线路安全。
本发明采用如下技术方案实现：
一种输电线路过电压保护装置，包括低压固定金具、螺线间隙本体、均压环主间隙、高压紧固金具和绝缘芯棒，绝缘芯棒贯穿螺线间隙本体，，高压紧固金具用于与架空输电线路连接，通过绝缘芯棒与均压环主间隙的低压端连接，均压环主间隙通过绝缘芯棒与螺线间隙本体连接，螺线间隙本体通过中部绝缘芯棒与低压固定金具连接为整体结构；所述螺线间隙本体包括多级串联的螺线间隙，所述螺线间隙是由相邻的螺线电极间隔形成的空气间隙。
进一步地，所述螺线间隙本体还包括增爬伞裙、复合外套，所述螺线间隙由复合外套隔离覆盖，在奇数级的螺线间隙径向的复合外套设有增爬伞裙。
进一步地，所述空气间隙之外部分填充复合绝缘材料形成复合外套，复合外套的外缘与奇数级螺线间隙相交位置设有所述增爬伞裙。
进一步地，所述螺线电极由导电金属材料制成，所述螺线电极整体呈圆平面状，表面为光滑表面，平面厚度1.5mm～4mm，平面两侧对称设计有直径为2mm～5mm的半圆柱体状的螺线体，螺线体的顶端为球头状。
进一步地，所述螺线电极的中部开设有固定孔，以固定孔为起点设置所述螺线体，所述螺线体凸起螺线呈阿基米德螺线状。
进一步地，所述螺线体对称设于螺线电极平面，分布于螺线电极的上下两个平面上。
进一步地，所述低压固定金具和高压紧固金具采用球头球窝结构，通过缩管扣压工艺分别紧固在绝缘芯棒一端。
进一步地，所述均压环主间隙包括两个均压环和位于两个均压环之间的绝缘子伞裙。
本发明过电压保护装置采用螺线电极间隙开放式结构，在线路遭受雷击时，均压环主间隙闪络后，螺线间隙本体可快速引导雷电放电电弧向外沿位移，有效降低电极放电表面的温度；大体积、高比热容的螺线电极更有利于电弧产生的热量散发，减少放电电极的烧损；螺线电极间隙结构间放电电弧温度降低，增加了放电电弧等离子体游离状态，提高了放电电弧弧道电阻，使得电弧更容易熄灭；螺线电极间隙的稳定放电性能，可有效泄放雷电能量，保护输电线路安全。
附图说明
图1是本发明输电线路过电压保护装置其中一个实施例的结构示意图；
图2是本发明中螺线电极的俯视图；
图3是本发明中螺线电极间隙本体的局部结构示意图。
图中：1—低压固定金具，2—螺线间隙本体，21—螺线间隙，22—增爬伞裙，23—复合外套，3—均压环主间隙，31—伞裙，32—均压环，4—高压紧固金具，5—绝缘芯棒，211—螺线电极，2111—螺线体，2112—固定孔。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
图1所示为本发明输电线路过电压保护装置其中一个实施例的的结构示意图，所述过电压保护装置包括低压固定金具1、螺线间隙本体2、均压环主间隙3、高压紧固金具4和绝缘芯棒5。绝缘芯棒5贯穿于过电压保护装置整体，起到支撑绝缘作用。高压紧固金具4用于与架空输电线路连接，通过绝缘芯棒5与均压环主间隙3的低压端连接。均压环主间隙3通过绝缘芯棒5与螺线间隙本体2连接，螺线间隙本体2通过中部绝缘芯棒5同低压固定金具1连接为整体结构。
所述低压固定金具1为表面经过钝化处理的铸铝材料，通过缩管扣压工艺与绝缘芯棒5紧固在一起。所述螺线间隙本体2由20～40级螺线间隙21串联形成(如图3所示)，通过硅橡胶硫化工艺包裹形成复合外套23，从上向下奇数级的螺线间隙21径向方向设置有增爬伞裙22，外延于本体之外。
请参阅图2，所述螺线间隙21由由相邻螺线电极211间隔形成空气间隙，所述螺线电极211整体呈圆平面状，平面厚度1.5mm～4mm，平面两侧对称设有直径为2mm～5mm的半圆柱体状的螺线体2111，螺线体2111的顶端为球头状。中部开设有固定孔2112，以固定孔2112为起点设置螺线体2111，螺线体2111凸起螺线呈阿基米德螺线形状，螺线体2111的顶端为球头状。螺线体2111表面为光滑表面，电极电荷分布均匀，保证雷电过电压击穿点分布均匀，不易发生意外击穿，避免在某一点频繁放电引起螺线电极的畸形。螺线体2111通过模具铸压加工而成，中心设有固定孔2112，固定孔(2111)可以设置为圆形、矩形或其它异形形状。在电弧放电时，采用阿基米德螺线形状的螺线体结构，放电弧道路径阻力最小，可提高电弧沿螺线体移动速度，更有利于电弧熄灭。螺线电极结构对放电电弧的冷却和消电离具有极强的促进作用。螺线电极211采用高比热容的导电材质制成，可有效降低螺线的温升，促进电弧热量迅速散发。所述均压环主间隙3由上下两个平行的均压环32构成，形成一个主放电空气间隙，间隙中间设置有伞裙31，用以确保放电路径发生在上下平行的两个均压环32之间的空气中。伞裙31、均压环32整体通过绝缘芯棒5贯穿扣压工艺紧固，并与螺线间隙本体2形成一个整体。高压紧固金具4为铸铝材料通过缩管扣压工艺紧固在绝缘芯棒5上。
固定孔所述低压固定金具1采用球头球窝结构，连接安装灵活。
下面对上述过电压保护装置工作原理进行说明：
输电线路过电压保护装置高压紧固金具4固定在架空输电线路上，当线路遭受雷击过电压时，高压紧固电极4将过电压引至均压环主间隙3，引起均压环主间隙3的空气间隙击穿放电，空气主间隙放电后雷击过电压施加在螺线间隙本体2上。通过螺线间隙本体2的伏秒特性设计，雷击过电压引起螺线间隙本体2上多重串联的螺线间隙21快速依次闪络。
螺线电极211具有边缘弧面结构，弧面结构可以避免边角处的尖端放电引起的误动作；放电电弧在沿着螺线体间产生一个横向磁场，避免这时电弧电流在电极间沿切线方向快速移动，从而降低了电极放电表面的温度；大体积、高比热容的螺线电极211的设计更有利于降低电极在过压燃弧时的温升，使电弧产生的热量散发，减少对放电电极的烧损；螺线电极211之间形成的金属间隙结构间放电电弧温度降低，放电电弧等离子体处于去游离状态，放电电弧电阻很大，使得电弧更容易熄灭；螺线电极间隙具有稳定放电性能，可保证输电线路遭受雷击过电压时能够稳定释放，保护输电线路安全。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种输电线路过电压保护装置，其特征在于：包括低压固定金具(1)、螺线间隙本体(2)、均压环主间隙(3)、高压紧固金具(4)和绝缘芯棒(5)，绝缘芯棒(5)贯穿螺线间隙本体(2)，高压紧固金具(4)用于与架空输电线路连接，通过绝缘芯棒(5)与均压环主间隙(3)的低压端连接，均压环主间隙(3)通过绝缘芯棒(5)与螺线间隙本体(2)连接，螺线间隙本体(2)通过中部绝缘芯棒(5)与低压固定金具连接为整体结构；所述螺线间隙本体(2)包括多级串联的螺线间隙(21)，所述螺线间隙(21)是由相邻的螺线电极(211)间隔形成的空气间隙。
2.根据权利要求1所述的输电线路过电压保护装置，其特征在于：所述螺线间隙本体(2)还包括多增爬伞裙(22)、复合外套(23)，所述螺线间隙(21)由复合外套(23)隔离覆盖，在奇数级的螺线间隙(21)径向的复合外套(23)设有增爬伞裙(22)。
3.根据权利要求2所述的输电线路过电压保护装置，其特征在于：所述空气间隙之外部分填充复合绝缘材料形成复合外套(23)，复合外套(23)的外缘与奇数级螺线间隙(21)相交位置设有所述增爬伞裙(22)。
4.根据权利要求1所述的输电线路过电压保护装置，其特征在于：所述螺线电极(211)由导电金属材料制成，所述螺线电极(211)整体呈圆平面状，表面为光滑表面，平面厚度1.5mm～4mm，平面两侧对称设计有直径为2mm～5mm的半圆柱体状的螺线体(2111)，螺线体(2111)的顶端为球头状。
5.根据权利要求4所述的输电线路过电压保护装置，其特征在于：所述螺线电极(211)的中部开设有固定孔(2112)，以固定孔(2112)为起点设置所述螺线体(2111)，所述螺线体(2111)凸起螺线呈阿基米德螺线状。
6.根据权利要求4或5所述的输电线路过电压保护装置，其特征在于：所述螺线体(2111)对称设于螺线电极(211)平面，分布于螺线电极(211)的上下两个平面上。
7.根据权利要求1所述的一种输电线路过电压保护装置，其特征在于：所述低压固定金具(1)和高压紧固金具(4)采用球头球窝结构，通过缩管扣压工艺分别紧固在绝缘芯棒(5)一端。
8.根据权利要求1所述的一种输电线路过电压保护装置，其特征在于：所述均压环主间隙(3)包括两个均压环(32)和位于两个均压环(32)之间的绝缘子伞裙(31)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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