CN110098564A - 一种带外串联间隙避雷器及避雷系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带外串联间隙避雷器及避雷系统。该避雷器包括：串联连接的避雷器本体和熄弧式间隙结构；其中，熄弧式间隙结构的绝缘外套内设有若干个间隔且并排设置的熄弧电极，任意相邻两个熄弧电极之间设有隔离气室；绝缘外套的两端均设有连接法兰；绝缘外套上设有与隔离气室一一对应且相连通的喷气口，用以使得熄弧电极和隔离气室裸露，以使各相邻熄弧电极之间形成多个串联的空气间隙。本发明通过在避雷器本体串联熄弧式间隙结构，熄弧式间隙结构的绝缘外套内设有若干个熄弧电极，相邻两个熄弧电极之间设有隔离气室，以便两个相邻熄弧电极和其之间的隔离气室组成非敞开式的空气间隙，以拥有千安量级遮断工频续流能力并避免遮断续流的稳定性受运行环境的影响。

Description

一种带外串联间隙避雷器及避雷系统

技术领域

本发明涉及避雷器技术领域，具体而言，涉及一种带外串联间隙避雷器及避雷系统。

背景技术

带外串联间隙金属氧化物避雷器(以下简称带外串联间隙避雷器)用于架空电力线路的雷电过电压防护，是一种较为理想的防雷保护装置，主体结构包括由金属氧化物电阻片和绝缘外套构成的避雷器本体，以及外串联间隙两个部分。其保护工作原理是利用金属氧化物电阻片的非线性特性，在高幅值雷电过电压下，外串联间隙击穿，避雷器本体呈现低阻抗，对地释放掉线路上的雷电能量；雷电冲击过后，避雷器本体承受工频电压瞬间恢复到高阻抗，抑制工频续流起弧，使外串联间隙绝缘强度得以恢复，线路重新回到正常运行状态。目前使用的外串联间隙分为两种形式，分别为：一种是纯空气间隙2'，参见图1，该外串联间隙由两个放电电极21'组成，一个放电电极21'固定在避雷器本体1'的高压端(如图1所示的下端)，另一个放电电极21'固定在线路导线3'上或者绝缘子串下端；另一种是带支撑件间隙4'，参见图2，复合绝缘支撑件5'的两端(如图2所示的上下两端)分别与避雷器本体1'的下端(如图2所示的上下两端)和线路导线3'相连接，其中，该外串联间隙4'由两个分别固定在复合绝缘支撑件5'两端(如图2所示的上下两端)的放电电极41'构成。以上两种形式带外串联间隙的雷电放电路径均是放电电极间的空气间隙。

外串联间隙的作用是降低线路正常运行状态下避雷器本体长期承担的工频电压，减缓电阻片的老化，减少运维工作量，只有雷电过电压击穿外串联间隙后，避雷器本体才有可能短时承受系统最大工频过电压(最严苛工况)。因此，对避雷器本体额定电压参数，按照最严苛工况下雷击动作后能够可靠遮断工频续流电弧这一原则选择。现行带外串联间隙避雷器技术标准GB/T 32520—2016《交流1kV以上架空输电和配电线路用带外串联间隙金属氧化物避雷器(EGLA)和DL/T 815—2012《交流输电线路用复合外套金属氧化物避雷器》中，避雷器本体额定电压选择遵循上述原则，以额定电压不小于(此时对应的工频续流在mA量级)、或者略小于(此时适当考虑了外串联间隙本身具有的灭弧能力，对应的工频续流约几个安培)标准规定的或者工程运行可接受的系统最大允许工频过电压值为具体选择条件，不同电压等级交流线路选用的带外串联间隙避雷器本体额定电压标准典型推荐值见表1。

表1带外串联间隙避雷器本体额定电压标准典型推荐值

虽然在避雷器本体额定电压的选择上已经适当考虑了外串联间隙本身的熄弧能力，但从表1可以得出，对于额定电压小于系统最大工频过电压的，最大偏离不超过最大工频过电压的5％，对应的遮断工频续流充其量在几个安培的程度，显然并没有深度利用外串联间隙的熄弧能力。究其原因，主要是受现阶段试验条件的限制，长间隙工频续流遮断试验无法开展，缺乏足够的灭弧试验数据支撑，自然也就无法实现精细化设计，其次是对于纯空气间隙和带支撑件间隙这种敞开式外串联间隙，熄弧能力受运行环境(风、温度、湿度、空气密度等因素)的影响大，熄弧性能不稳定决定装置可靠性差。上述原因决定了在现有带外串联间隙避雷器结构形式下，试图通过深度利用外串联间隙的熄弧能力裕度来降低避雷器本体的额定电压的技术路线无法实现。

带外串联间隙避雷器目前在工程应用中凸显的主要问题或者缺点是成本高、安装难度大，这限制了其在输配电架空线路中更大范围推广应用。避雷器本体额定电压高，意味着制造时需要更多的电阻片和绝缘外套材料，需要解决高度大带来的电位分布、机械强度、防爆性能等技术难题，装置的设计难度大，造成装置造价高，对应我国架空输电线路运营总里程接近200万公里、架空配电线路运营总里程超过400万公里(带外串联间隙避雷器已在输电线路上应用10万只以上，在配电线路上应用保守估计在500万只以上)的庞大体量，增加的防雷经济成本是显著的；避雷器本体额定电压高，意味着装置的体积和重量大，特别是对高电压等级的输电线路，雷击故障高发线路段往往处于山地丘陵等复杂地形下，需要杆塔的机械强度和塔窗空间预留足够，需要消耗更多的人力物力实施搬运和吊装，现场安装施工困难，在同塔双回输电线路及转角塔等特殊位置，由于避雷器整体长度过大甚至无法安装。

因此，现有带外串联间隙避雷器采用避雷器本体串联纯空气间隙或者带支撑件间隙的结构，受这类敞开式外串联间隙遮断工频续流稳定性先天不足和现阶段试验条件无法支撑开展长间隙工频续流遮断试验研究的限制，无法深度、精细化利用外串联间隙的熄弧能力，造成目前带外串联间隙避雷器整体造价高，装置体积大、重量大，带来工程防雷总体成本高、安装施工困难等不足，这限制了带外串联间隙避雷器更大规模的推广应用。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种带外串联间隙避雷器及避雷系统，旨在解决现有避雷器使用敞开式外串联间隙导致遮断续流能力低和稳定性差的问题。

一方面，本发明提出了一种带外串联间隙避雷器，该避雷器包括：串联连接的避雷器本体和熄弧式间隙结构；其中，所述熄弧式间隙结构的绝缘外套内设有若干个间隔且并排设置的熄弧电极，任意相邻两个熄弧电极之间设有隔离气室；所述绝缘外套的两端均设有连接法兰，用以连接所述避雷器本体和/或导线；所述绝缘外套上设有与所述隔离气室一一对应且相连通的喷气口，用以使得所述熄弧电极和所述隔离气室裸露，以使各相邻熄弧电极之间形成多个串联的空气间隙。

进一步地，上述带外串联间隙避雷器，所述绝缘外套内设有绝缘芯棒，其端部分别压接在所述连接法兰上。

进一步地，上述带外串联间隙避雷器，所述绝缘芯棒为环氧树脂玻璃纤维引拔棒，其横截面为圆形或方形结构。

进一步地，上述带外串联间隙避雷器，所述熄弧电极为铜电极或钢电极，其为实心球体或实心圆柱体。

进一步地，上述带外串联间隙避雷器，所述绝缘外套为硅橡胶复合外套，其外部并排设置有若干个伞裙。

另一方面，本发明还提出了一种10kV架空线路的避雷系统，该避雷系统输电导线、线路横担和上述带外串联间隙避雷器；其中，所述带外串联间隙避雷器的熄弧式间隙结构为柱状结构，并且，所述带外串联间隙避雷器通过安装支架与所述线路横担相连接；所述熄弧式间隙结构远离所述避雷器本体的端部通过所述熄弧式间隙结构端部设置的连接法兰与所述输电导线相连接，或，所述熄弧式间隙结构远离所述避雷器本体的端部与所述输电导线间隔设置。

另一方面，本发明还提出了一种10kV～1000kV架空线路的避雷系统，该避雷系统输电导线、线路横担和上述带外串联间隙避雷器；其中，所述带外串联间隙避雷器的熄弧式间隙结构为至少两个间隔设置的环状单元节，并且，任意相邻两个所述环状单元节之间通过绝缘支柱连接；所述带外串联间隙避雷器通过安装支架挂设在所述线路横担上，并且，所述熄弧式间隙结构远离所述避雷器本体的端部通过所述熄弧式间隙结构端部设置的连接法兰与所述输电导线相连接。

进一步地，上述避雷系统，所述环状单元节上设有引弧电极，用以引导电压的传导，以击穿两个相邻所述环状单元节上引弧电极之间的空气，以实现两个相邻所述环状单元节之间的串联。

进一步地，上述避雷系统，所述环状单元节上设有若干个呈散射状排布的绝缘支架，起到支撑作用，以使所述环状单元节呈环状结构。

另一方面，本发明还提出了一种10kV～1000kV架空线路的避雷系统，该避雷系统输电导线、线路横担和上述带外串联间隙避雷器；其中，所述带外串联间隙避雷器的熄弧式间隙结构为若干个串联连接的柱状单元节；

所述带外串联间隙避雷器通过安装支架挂设在所述线路横担上，并且，所述熄弧式间隙结构远离所述避雷器本体的端部通过所述熄弧式间隙结构端部设置的连接法兰与所述输电导线相连接。

本发明提供的带外串联间隙避雷器及避雷系统，通过在避雷器本体串联熄弧式间隙结构，熄弧式间隙结构的绝缘外套内设有若干个间隔且并排设置的熄弧电极，任意相邻两个熄弧电极之间设有隔离气室，以便两个相邻熄弧电极和其之间的隔离气室组成空气间隙腔室，且空气间隙腔室采用非敞开式的空气间隙，以便形成遮断续流所需的高温高压条件，同时避免遮断续流的稳定性受运行环境的影响，甚至在绝缘外套表面和隔离气室结冰情况下，依然可以稳定遮断续流，并且，熄弧式间隙结构的有效动作次数可达几十次，完全能够满足配合避雷器本体动作的使用要求，同时，熄弧式间隙结构利用增强熄弧式间隙具有的较大的遮断工频续流能力(kA量级)，和稳定可靠的熄弧动作性能，以降低避雷器本体的额定电压，进而降低装置的造价，降低装置的体积和重量，从而实现低造价、小型化、轻量化的指标，以实现避雷器大规模的推广应用。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为现有技术中带外串联间隙避雷器的结构示意图；

图2为现有技术中带外串联间隙避雷器的又一结构示意图；

图3为本发明实施例提供的带外串联间隙避雷器的熄弧式间隙结构的局部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的10kV架空线路的避雷系统的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的10kV～1000kV架空线路的避雷系统的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的10kV～220kV架空线路的避雷系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

避雷器实施例：

参见图3至图4，其示出了本发明实施例提供的带外串联间隙避雷器的优选结构。如图所示，该带外串联间隙避雷器包括：避雷器本体1和熄弧式间隙结构2；其中，

避雷器本体1和熄弧式间隙结构2串联连接。具体地，避雷器本体1包含金属氧化物电阻片、绝缘套筒、硅橡胶复合材料伞套以及金属法兰等部件。其中，电阻片采用圆饼状或圆环状电阻片，叠装后通过弹簧机构挤压在环氧树脂玻璃纤维绝缘套筒内，或者通过紧固支架组装成一个整体后放入环氧树脂玻璃纤维绝缘套筒内，绝缘套筒内填充有绝缘硅脂或者微正压空气；硅橡胶护套、伞裙一次性模压成型，包覆住绝缘套筒形成外绝缘层；金属法兰用于密封绝缘套筒，并承担组装连接部件的作用。随着线路电压等级的升高，避雷器本体1也可分节设计成多个独立的短单元体，再经金属法兰组装成一体。避雷器本体1端部的金属法兰用以串联连接熄弧式间隙结构2，以利用熄弧式间隙结构2具有的较大的遮断工频续流能力(kA量级)，和稳定可靠的熄弧动作性能，来降低避雷器本体1的额定电压，进而降低该带外串联间隙避雷器的造价，降低带外串联间隙避雷器的体积和重量。另一端金属法兰用以连接支架等零部件。

熄弧式间隙结构2的绝缘外套21内设有若干个间隔且并排设置的熄弧电极22，任意相邻两个熄弧电极22之间设有隔离气室23。具体地，熄弧式间隙结构2包括内部中空的绝缘外套21、设置于绝缘外套21内部的熄弧电极22和熄弧电极22之间的隔离气室23；其中，熄弧电极22为至少两个，其在绝缘外套21内沿绝缘外套21的长度方向并排且间隔设置，并且，任意相邻两个熄弧电极22之间设有隔离气室23，使得两个相邻熄弧电极22和其之间的隔离气室23组成空气间隙腔室20，也就是说，绝缘外套21内设置有至少一个串联连接的空气间隙腔室20，空气间隙腔室20的串联数量与线路电压等级相关，电压等级越高，串联数量越多，熄弧电极22的数量则越多，空气间隙腔室20采用非敞开式的空气间隙，以便产生千安级别的续流遮断能力，并且遮断续流的稳定性几乎不受运行环境的影响，甚至在绝缘外套21表面和隔离气室23结冰情况下，依然可以稳定遮断续流，并且，熄弧式间隙结构2的有效动作次数可达几十次，完全能够满足配合避雷器本体1动作的使用要求。当然，隔离气室23亦可为两个相邻两个熄弧电极22之间形成的空腔腔室。为提高熄弧电极22之间放电间隙的稳定性，优选地，熄弧电极22之间等间距排布，以使各熄弧电极22之间的隔离气室23空间相同，进而确保各隔离气室23可同步击穿；进一步优选地，彼此相邻的两个熄弧电极22之间的最短距离取值范围为2mm～20mm，以进一步确保其隔离气室23击穿的稳定性。其中，绝缘外套21为硅橡胶复合外套，为提高避雷器沿面放电的距离，优选地，绝缘外套21的外部并排设置有若干个伞裙27，以增加爬距从而降低了放电的可能性。熄弧电极22可以为实心圆球体或实心圆柱体，当为圆球体时，球直径取值范围为8mm～18mm，当为圆柱体时，圆截面直径取值范围为5mm～15mm，满足其耐受电弧灼烧等要求，其中，熄弧电极22可以为铜电极或钢电极。

绝缘外套21的两端均设有连接法兰24，用以连接避雷器本体1和/或输电导线3。具体地，绝缘外套21的左右两端均设置有连接法兰24，图3中以熄弧式间隙结构2的局部为例进行说明，其未示出的右端亦设有连接法兰24。其中，连接法兰24为钢材，其表面镀锌处理，或者为铜材，并且，连接法兰24的具体结构可根据实际情况确定，利用其作用为用作安装金具或放电电极，本实施例中对其不做任何限定。

绝缘外套21上设有与隔离气室23一一对应且相连通的喷气口25，用以使得熄弧电极22和隔离气室23裸露，以使各相邻熄弧电极22之间形成多个空气间隙串联在一起。具体地，设置于绝缘外套21端部的熄弧电极22分别与其相邻的连接法兰24连接，以便将电弧引至绝缘外套21内，电弧4产生的高温迅速加热空气间隙腔室20内的空气，气体膨胀与外界形成气压差，沿喷气口25喷出，由于电弧弧根始终维持在熄弧电极22表面，热气流将电弧弧柱一起带出空气间隙腔室20，使电弧整体在轴向上拉伸变长；同时，电弧弧柱处于线路电流产生的磁场中，还受到电磁推力作用；电弧弧柱被推出空气间隙腔室20外，直接与外界的空气接触，加强了电弧中等离子体的扩散和热量的耗散，加速了电弧的去游离过程。在工频续流电弧起始阶段，电弧通道因为粒子游离尚不充分，弧道电阻较大，随着电弧发展，弧道电阻逐渐降低，当弧道电阻降低到最小值时电弧电流上升到最大值，此后，被推出空气间隙腔室20的电弧的去游离过程对弧道电阻起支配作用，电弧电流随着弧道电阻的重新增大转而下降，此过程不可逆持续发展，直到弧道电阻升高到足够大使得电弧电流降低到零，通常工频续流先于电压过零点。其中，喷气口25可以为倒锥台状结构，以便于绝缘外套21内的电弧的熄灭。喷气口25的径向截面(如图3所示的水平方向的截面)可以为圆形，其直径取值范围为2mm～6mm，以便将电弧自喷气口25内引出，进而达到灭弧的效果。

为增加熄弧式间隙结构2的整体机械强度，在绝缘外套21的内部贯穿设置绝缘芯棒26，其端部分别压接在两个连接法兰24上，以作为安装金具或者放电电极用。具体地，绝缘芯棒26为环氧树脂玻璃纤维引拔棒，其横截面可为圆形或方形结构，横截面截面为圆形时，直径取值范围为8mm～30mm，横截面为方形时即长方形或正方形，边长取值范围为5mm～30mm。

本实施例提供的带外串联间隙避雷器的动作保护过程：

架空线路遭受雷击，当雷电过电压幅值超过带外串联间隙避雷器的放电动作电压(该放电动作电压小于线路绝缘子或塔窗最小间隙放电电压，一般前者至少低于后者15％)后，熄弧式间隙结构2内部的熄弧电极22之间的空气击穿，避雷器本体1承受雷电过电压，瞬间呈现低阻抗特性，雷电能量沿着带增强熄弧式外串联间隙避雷器通道对地释放，同时工频续流电弧沿雷电冲击放电通道形成，此时彼此独立的空气间隙腔室20将工频电弧分割成多个短电弧。电弧产生的高温迅速加热空气间隙腔室20内的空气，气体膨胀与外界形成气压差，沿喷气口25喷出，由于电弧弧根始终维持在熄弧电极22表面，热气流将电弧弧柱一起带出空气间隙腔室20，使电弧整体在轴向上拉伸变长；同时，电弧弧柱处于线路电流产生的磁场中，还受到电磁推力作用。电弧弧柱被推出空气间隙腔室20外，直接与外界的空气接触，加强了电弧中等离子体的扩散和热量的耗散，加速了电弧的去游离过程。在工频续流电弧起始阶段，电弧通道因为粒子游离尚不充分，弧道电阻较大，随着电弧发展，弧道电阻逐渐降低，当弧道电阻降低到最小值时电弧电流上升到最大值，此后，被推出空气间隙腔室20的电弧的去游离过程对弧道电阻起支配作用，电弧电流随着弧道电阻的重新增大转而下降，此过程不可逆持续发展，直到弧道电阻升高到足够大使得电弧电流降低到零，通常工频续流先于电压过零点。研究显示，与设计参数相关，熄弧式间隙结构2的最大可遮断工频续流峰值可达到1kA～3kA，并且，由于是非敞开式空气间隙，遮断续流的稳定性几乎不受运行环境的影响，甚至在绝缘外套21表面和隔离气室23结冰情况下，依然可以稳定遮断续流，并且，熄弧式间隙结构2的有效动作次数可达几十次，完全能够满足配合避雷器本体1动作的使用要求；

在雷电冲击过后，避雷器本体1最严苛的工况是承受系统最大工频过电压，此时避雷器本体1瞬间恢复到高阻抗状态，在现行技术标准推荐额定电压取值下，避雷器本体1自身即可将工频续流抑制在最大几个安培的水平，直接遮断续流，本发明降低避雷器本体1的额定电压取值，利用熄弧式间隙结构2的熄弧能力来遮断回路中因避雷器本体1额定电压降低而增大的工频续流；因此，只需合理选择避雷器本体1的额定电压，使回路中的工频续流峰值不超过熄弧式间隙结构2的熄弧能力，工频续流即可被有效遮断；对于避雷器本体额定电压的取值范围，以现阶段典型工艺下的金属氧化物电阻片伏安特性曲线来分析，电阻片直径从28mm到100mm，涵盖10kV～1000kV线路等级，操作冲击残压试验结果见表2，对应冲击电流为1kA～3kA的压比范围约在1.3～1.5，避雷器本体1额定电压按此比例缩小，相比现行标准推荐值(见表1)，可降低约23％～33％，降低幅度明显，支持实现良好的低造价、小型化和轻量化设计目标。

表2典型金属氧化物电阻片操作冲击残压试验结果

综上，本实施例提供的带外串联间隙避雷器，通过在避雷器本体1串联熄弧式间隙结构2，熄弧式间隙结构2绝缘外套21内设有若干个间隔且并排设置的熄弧电极22，任意相邻两个熄弧电极22之间设有隔离气室23，以便两个相邻熄弧电极22和其之间的隔离气室23组成空气间隙腔室20，且空气间隙腔室20采用非敞开式的空气间隙，以便产生千安级别的续流遮断能力，避免遮断续流的稳定性受运行环境的影响，甚至在绝缘外套21表面和隔离气室23结冰情况下，依然可以稳定遮断续流，并且，熄弧式间隙结构2的有效动作次数可达几十次，完全能够满足配合避雷器本体1动作的使用要求，同时，熄弧式间隙结构2利用增强熄弧式间隙具有的较大的遮断工频续流能力(kA量级)，和稳定可靠的熄弧动作性能，以降低避雷器本体的额定电压，进而降低装置的造价，降低装置的体积和重量，从而实现低造价、小型化、轻量化的指标，以实现避雷器大规模的推广应用。

10kV架空线路的避雷系统实施例：

继续参见图4，本实施例中还提出了一种10kV架空线路的避雷系统，其包括：输电导线3、线路横担5和上述带外串联间隙避雷器；其中，

带外串联间隙避雷器的熄弧式间隙结构2为柱状结构，并且，带外串联间隙避雷器通过安装支架6与线路横担5相连接。具体地，当搭配10kV架空线路柱式和针式绝缘子使用时，熄弧式间隙结构2为柱式结构，熄弧式间隙结构2靠近避雷器本体1的端部(如图4所示的下端)上设置的连接法兰24与避雷器本体1相连接，以组装为整体，并通过安装支架6将组合体即带外串联间隙避雷器安装到线路横担5上，即可以通过避雷器本体1远离熄弧式间隙结构2的端部(如图4所示的下端)通过避雷器本体1上设置的金属法兰与安装支架6相连接，以便通过安装支架6安装至线路横担5上。

熄弧式间隙结构2远离避雷器本体1的端部(如图4所示的上端)通过熄弧式间隙结构2端部设置的连接法兰24与输电导线3相连接，或，熄弧式间隙结构2远离避雷器本体1的端部与输电导线3间隔设置。具体地，安装时，熄弧式间隙结构2靠近输电导线3设置但与导线不直接电气连接，或者通过熄弧式间隙结构2远离避雷器本体1的端部通过熄弧式间隙结构2端部设置的连接法兰24与输电导线3电气连接。

其中，带外串联间隙避雷器的具体实施过程参见上述说明即可，本实施例在此不再赘述。

由于带外串联间隙避雷器具有上述效果，所以具有该带外串联间隙避雷器的10kV架空线路的避雷系统也具有相应的技术效果。

10kV～1000kV架空线路的避雷系统实施例：

参见图5，其为本发明实施例提供的10kV～1000kV架空线路的避雷系统的结构示意图。如图所示，10kV～1000kV架空线路的避雷系统包括：输电导线3、线路横担5和上述带外串联间隙避雷器；其中，

带外串联间隙避雷器的熄弧式间隙结构2为至少两个间隔设置的环状单元节250，并且，任意相邻两个环状单元节250之间通过绝缘支柱251连接。具体地，带外串联间隙避雷器中在避雷器本体1的一端设有若干个间隔设置的环状单元节250，各个环状单元节250串联连接，其串联数量与线路电压等级相关，电压等级越高，串联数量越多，即环状单元节250的数量与线路电压等级正相关。其中，环状单元节250沿避雷器本体1的长度方向设置，且任意相邻两个环状单元节250之间通过绝缘支柱251连接，以实现环状单元节250之间的隔离。也就是说，当搭配10kV～1000kV架空线路悬式瓷绝缘子串或悬式复合绝缘子使用时，熄弧式间隙结构2为环式结构，环状单元节250之间采用串联连接，并通过绝缘支柱251连接并隔离，避免雷电过电压沿环状单元节250串联通道以外的路径击穿放电。为提高环状单元节250的稳定性，优选地，环状单元节250上设有若干个呈散射状排布的绝缘支架252，起到支撑作用，以使环状单元节250呈环状结构，同时实现环状单元节250与绝缘支柱251之间的连接和固定。环状单元节250的端部均设有间隙电极253，其与环状单元节250内相邻的熄弧电极电连接，用以传导电弧；其中一个间隙电极253沿环状单元节250的径向设置，另一个沿环状单元节250的轴向设置，以实现电弧的传导，图5中箭头表示其电弧传导方向，即沿各环状单元节250顺时针传导。环状单元节250之间通过绝缘支柱251连接为整体，并且，最上端设置的环状单元节250与避雷器本体1相连接，以组装成一个整体。

带外串联间隙避雷器通过安装支架6挂设在线路横担5上，并且，熄弧式间隙结构2远离避雷器本体1的端部通过熄弧式间隙结构2端部(如图5所示的下端)设置的连接法兰24与输电导线3相连接。具体地，安装时避雷器本体1经安装支架6悬挂在杆塔横担5上，熄弧式间隙结构2靠近输电导线3的端部(如图5所示的下端)通过连接法兰24与输电导线3电气连接。

其中，带外串联间隙避雷器的具体实施过程参见上述说明即可，本实施例在此不再赘述。

由于带外串联间隙避雷器具有上述效果，所以具有该带外串联间隙避雷器的10kV～1000kV架空线路的避雷系统也具有相应的技术效果。

10kV～220kV架空线路的避雷系统实施例：

参见图6，其为本发明实施例提供的10kV～220kV架空线路的避雷系统的结构示意图。如图所示，10kV～220kV架空线路的避雷系统包括：输电导线3、线路横担5和上述带外串联间隙避雷器；其中，

带外串联间隙避雷器的熄弧式间隙结构2为若干个串联连接的柱状单元节260，并且，带外串联间隙避雷器通过安装支架6与线路横担5相连接。具体地，当与10kV～220kV架空线路悬式瓷绝缘子串或悬式复合绝缘子配合使用时，熄弧式间隙结构2为柱式结构，其可采用多个柱单元节260串联的形式，柱单元节260之间通过其端部设置的连接法兰24相连接，靠近避雷器本体1的柱单元节260靠近避雷器本体1的端部(如图6所示的左端)上设置的连接法兰24与避雷器本体1相连接，并通过安装支架6将组合体即带外串联间隙避雷器安装到线路横担5上，即可以通过避雷器本体1远离熄弧式间隙结构2的端部(如图6所示的上端)通过避雷器本体1上设置的金属法兰与安装支架6相连接，以便通过安装支架6安装至线路横担5上。

其中，带外串联间隙避雷器的具体实施过程参见上述说明即可，本实施例在此不再赘述。

由于带外串联间隙避雷器具有上述效果，所以具有该带外串联间隙避雷器的10kV架空线路的避雷系统也具有相应的技术效果。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种带外串联间隙避雷器，其特征在于，包括：串联连接的避雷器本体和熄弧式间隙结构；其中，

所述熄弧式间隙结构的绝缘外套内设有若干个间隔且并排设置的熄弧电极，任意相邻两个熄弧电极之间设有隔离气室；

所述绝缘外套的两端均设有连接法兰，用以连接所述避雷器本体和/或导线；

所述绝缘外套上设有与所述隔离气室一一对应且相连通的喷气口，用以使得所述熄弧电极和所述隔离气室裸露，以使各相邻熄弧电极之间形成多个串联的空气间隙。

2.根据权利要求1所述的带外串联间隙避雷器，其特征在于，

所述绝缘外套内设有绝缘芯棒，其端部分别压接在所述连接法兰上。

3.根据权利要求2所述的带外串联间隙避雷器，其特征在于，

所述绝缘芯棒为环氧树脂玻璃纤维引拔棒，其横截面为圆形或方形结构。

4.根据权利要求1至3任一项所述的带外串联间隙避雷器，其特征在于，

所述熄弧电极为铜电极或钢电极，其为实心球体或实心圆柱体。

5.根据权利要求1至3任一项所述的带外串联间隙避雷器，其特征在于，

所述绝缘外套为硅橡胶复合外套，其外部并排设置有若干个伞裙。

6.一种10kV架空线路的避雷系统，其特征在于，包括：输电导线、线路横担和如权利要求1至5任一项所述的带外串联间隙避雷器；其中，

所述带外串联间隙避雷器的熄弧式间隙结构为柱状结构，并且，所述带外串联间隙避雷器通过安装支架与所述线路横担相连接；

所述熄弧式间隙结构远离所述避雷器本体的端部通过所述熄弧式间隙结构端部设置的连接法兰与所述输电导线相连接，或，所述熄弧式间隙结构远离所述避雷器本体的端部与所述输电导线间隔设置。

7.一种10kV～1000kV架空线路的避雷系统，其特征在于，包括：输电导线、线路横担和如权利要求1至5任一项所述的带外串联间隙避雷器；其中，

所述带外串联间隙避雷器的熄弧式间隙结构为至少两个间隔设置的环状单元节，并且，任意相邻两个所述环状单元节之间通过绝缘支柱连接；

所述带外串联间隙避雷器通过安装支架挂设在所述线路横担上，并且，所述熄弧式间隙结构远离所述避雷器本体的端部通过所述熄弧式间隙结构端部设置的连接法兰与所述输电导线相连接。

8.根据权利要求7所述的避雷系统，其特征在于，

所述环状单元节上设有引弧电极，用以引导电压的传导，以击穿两个相邻所述环状单元节上引弧电极之间的空气，以实现两个相邻所述环状单元节之间的串联。

9.根据权利要求8所述的避雷系统，其特征在于，

所述环状单元节上设有若干个呈散射状排布的绝缘支架，起到支撑作用，以使所述环状单元节呈环状结构。

10.一种10kV～220kV架空线路的避雷系统，其特征在于，包括：输电导线、线路横担和如权利要求1至5任一项所述的带外串联间隙避雷器；其中，

所述带外串联间隙避雷器的熄弧式间隙结构为若干个串联连接的柱状单元节；

所述带外串联间隙避雷器通过安装支架挂设在所述线路横担上，并且，所述熄弧式间隙结构远离所述避雷器本体的端部通过所述熄弧式间隙结构端部设置的连接法兰与所述输电导线相连接。