CN207530305U - 一种串联多腔室灭弧防雷装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种串联多腔室灭弧防雷装置，包括与被保护电路绝缘子底部连接的安装金具和通过所述安装金具支撑的多腔室灭弧防雷本体，所述被保护电路绝缘子顶部设有穿刺线夹电极，所述穿刺线夹电极和所述多腔室灭弧防雷本体之间设有串联主间隙；所述多腔室灭弧防雷本体两端分别设有端部金具，且所述多腔室灭弧防雷本体内部设有多个内置电极，每相邻两个内置电极之间形成一气体腔室，其中两个位于端部的内置电极分别与其相邻的端部金具连接。与现有技术相比，本实用新型适用于低成本、适合大批量规模化生产；具有制作工艺简单、成本低、雷电防护性能强、运行维护稳定等特点，而且适于广泛推广；投入运行后维护成本极低，基本属于免维护。
Description
技术领域
本实用新型涉及过电压保护装置技术领域，具体涉及一种串联多腔室灭弧防雷装置，用于中压配电网雷电过电压的防护工作。
背景技术
当雷云对地放电过程中，放电通道周围空间电磁场的急剧变化，会在附近架空到线上产生感应过电压。雷云甚至可能直接击中配电架空线路，产生极高的雷电过电压。当雷电过电压超过一定数值时，就会导致配电线路的闪络甚至断线，造成供电网络的破坏，这将直接影响配电系统供电的可靠性。因此，需要对中压配电网系统的雷电过电压采取防护措施。目前，中压配电网系统的雷电过电压采取防护措施主要有两类：堵塞型防护措施可分为改善配电线路的雷电耐受绝缘特性，采用架空地线来拦截直击雷，降低导线上的感应过电压，以及安装线路避雷器来钳位被保护绝缘子两端的过电压；疏导型防护措施基本原理是疏导电弧，不让电弧灼烧导线。包括延长闪络路径、局部剥离绝缘导线、采用并联保护间隙（俗称招弧角）等。上述防护措施存在的问题：架空地线仍然存在较大的雷电绕击事故概率，且投入费用巨大；安装线路型金属氧化物避雷器是一种非常有效的办法，但是其安装复杂、运行维护成本高；安装并联保护间隙的核心出发点是提高雷击故障后的重合闸成功率，技术上允许一定雷击跳闸率，存在系统因自动重合闸而短暂断电的缺陷。
实用新型内容
为解决上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种串联多腔室灭弧防雷装置，设计合理，安装简单，投入和运行维护成本较低，能有效提高雷击故障后的重合闸成功率，保证避雷器的正常运行。
为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种串联多腔室灭弧防雷装置，包括与被保护电路绝缘子底部连接的安装金具和通过所述安装金具支撑的多腔室灭弧防雷本体，所述被保护电路绝缘子顶部设有穿刺线夹电极，所述穿刺线夹电极和所述多腔室灭弧防雷本体之间设有串联主间隙；所述多腔室灭弧防雷本体两端分别设有端部金具，且所述多腔室灭弧防雷本体内部设有多个内置电极，每相邻两个内置电极之间形成一气体腔室，其中两个位于端部的内置电极分别与其相邻的的端部金具连接；所述内置电极在所述多腔室灭弧防雷装置本体内部通过绝缘层封装，其中所述内置电极与所述气体腔室连接处裸露，使各相邻内置电极之间形成多个空气微间隙串联在一起。
优选的是，所述多腔室灭弧防雷本体内部在所述内置电极下方设有绝缘棒，所述绝缘棒两端分别与所述端部金具连接，为所述多腔室灭弧防雷本体提供机械强度。
所述多腔室灭弧防雷本体内部的空气微间隙数量不少于5个，且所述空气微间隙距离为0.5mm～5mm。
所述内置电极设为球形、圆柱形、或盘形，采用不锈钢、石墨、铜或钨钢材料制成。
所述内置电极采用球形的直径为4mm～12mm。
所述气体腔室呈圆柱形或长方体，且所述气体腔室具有单端开口，所述单端开口设于所述多腔室灭弧防雷本体表面。
所述绝缘层采用高温模压或注射工艺硫化成型，使用高温硫化硅橡胶、液体硅橡胶、聚乙烯、聚氯乙烯、或尼龙材料制成。
所述绝缘棒为玻璃纤维增强环氧树脂棒、玻璃纤维增强不饱和聚酯棒、或玻璃纤维增强尼龙棒。
所述绝缘棒两端分别与所述端部金具采用压接连接或螺纹连接。
所述多腔室灭弧防雷本体的两端金具采用铸钢、铝合金或不锈钢材料。
本实用新型在所述多腔室灭弧防雷本体中分别设置串联主间隙和多个空气微间隙，当本实用新型安装在配电线路上并与被保护线路绝缘子并联运行时，配电系统的电压施加到串联主间隙和多个空气微间隙上，因为主间隙的等值电容量远小于内置间隙，所以系统电压主要作用在主间隙上，当系统遭受的雷电过电压超过一定数值时，间隙（包括串联主间隙和空气微间隙）击穿，工频续流将流过间隙（依次流过串联主间隙和空气微间隙），电弧将在内置电极之间建立起来，电弧建立初期，长度较短，且在内置微间隙之间燃烧，由此产生的高温会使腔室底部气体急剧膨胀，气压急剧增大；由于腔室为单端开口结构，在高气压横吹作用下，冷却了电弧并且电弧被拉长至内置微间隙以外，弧道阻抗变大，工频续流在半个工频周波内被熄弧切断。此外，电压过零时内置微间隙电极附近存在“近阴极效应”，串联多腔室结构使得多个近阴极效应叠加，提高了介质绝缘强度恢复速度与电压上升速度之比，更有利于抑制电弧重燃。
本实用新型采用主间隙和多个内置微间隙串联的结构，可以根据装置使用的系统电压等级的大小，增加或减少串联主间隙的距离以及增加或减少多个空气微间隙的个数，以使整个装置适应使用的电压等级。例如用于我国10kV配电架空输电线路的串联多腔室灭弧防雷装置：主间隙的距离为50mm～60mm，内置微间隙的个数为,40个左右（单个间隙距离0.8mm～1.2mm）。
本实用新型采用的绝作为串联多腔室灭弧防雷装置本体的外绝缘，绝缘层使用材料（例如硅橡胶）具有优异的绝缘性能、耐气候老化性能、耐电弧灼烧性能和耐污秽性能，可以保护本体的内部元件。
本实用新型采用内置的多个气体腔室，腔室由绝缘材料经过高温模压或注射硫化而成形，这样设计的腔室可以形成一个良好的气体腔室环境，有效地保护内部微间隙及内置电极免受环境的侵蚀和污染。
本实用新型基于磁流体动力学原理，采用串联多腔室气吹灭弧技术，可以在半个工频周波（10ms）内切断雷击引起的工频续流而熄灭电弧，抑制线路绝缘子两端过电压水平，有效地保护中压配网线路免受雷击危害。
与现有技术相比，本实用新型适用于低成本、适合大批量规模化生产；具有制作工艺简单、成本低、雷电防护性能强、运行维护稳定等特点，而且适于广泛推广；投入运行后维护成本极低，基本属于免维护。
附图说明
下面根据附图及实施例，对本实用新型的结构和特征作进一步描述。
图1是本实用新型的机构示意图。
图2是本实用新型中所述多腔室灭弧防雷本体的内部结构示意图。
图3是本实用新型中两个内置电极相邻设置的结构示意图。
附图1、图2及图3中，1.多腔室灭弧防雷本体，2.穿刺线夹电极，3.串联主间隙，4.安装金具，5.内置电极，6.腔室，8.绝缘层，9.空气微间隙。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，对本实用新型的结构作进一步描述。
实施例：10kV配电架空线路用串联多腔室灭弧防雷装置。
参看图1，多腔室灭弧防雷本体1、穿刺线夹电极2、串联主间隙3以及安装金具4，其中串联主间隙（空气间隙）的距离为50mm±5mm，穿刺线夹电极2通过线夹穿刺与绝缘架空导线的内导线进行电气连接，多腔室灭弧防雷本体1安装在安装金具4上，安装金具可以进行调整，使多腔室灭弧防雷本体上电极与穿刺线夹电极之间的主间隙距离满足50mm±5mm的要求。
图2所示，多腔室灭弧防雷本体1内设置多个腔室6，每相邻二个内置电极5之间形成一个气体腔室6，共有40个腔室，气体腔室6为单端开口，每个气体腔室内具有一个由内置电极5构成的空气微间隙9，空气微间隙9距离g=0.8mm～1.2mm；内置电极5为耐电灼烧的导电材料（如：不锈钢、石墨、铜或钨钢），内置电极5的直径D=8mm～10mm，多腔室灭弧防雷本体1位于端部的内置电极5a、5b，分别与端部金具7a、7b电气连接。
如图2所示，绝缘棒10两端连接金具7a、7b，为装置1提供机械强度。绝缘层8将绝缘棒10、内置电极5进行封装，为多腔室灭弧防雷本体装置1提供环境保护和外绝缘。
10kV配电架空线路用串联多腔室灭弧防雷装置的技术参数：
本实施例中，本实用新型制造方法简单，而且制作出来的装置成本低、体积小利于运输。与传统的串联间隙金属氧化物避雷器相比较，装置采用多腔室灭弧技术而没有采用金属氧化物非线性电阻片，使装置性能更加稳定性，更不存在因吸收能量过高的爆炸的危险；该装置具有造价低、安装方便、运行维护成本低等特点，特别是适合配电网防雷中大规模推广应用。
需说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种串联多腔室灭弧防雷装置，其特征在于：包括与被保护电路绝缘子底部连接的安装金具和通过所述安装金具支撑的多腔室灭弧防雷本体，所述被保护电路绝缘子顶部设有穿刺线夹电极，所述穿刺线夹电极和所述多腔室灭弧防雷本体之间设有串联主间隙；所述多腔室灭弧防雷本体两端分别设有端部金具，且所述多腔室灭弧防雷本体内部设有多个内置电极，每相邻两个内置电极之间形成一气体腔室，其中两个位于端部的内置电极分别与其相邻的的端部金具连接；所述内置电极在所述多腔室灭弧防雷装置本体内部通过绝缘层封装，其中所述内置电极与所述气体腔室连接处裸露，使各相邻内置电极之间形成多个空气微间隙串联在一起。
2.根据权利要求1所述的串联多腔室灭弧防雷装置，其特征在于：所述多腔室灭弧防雷本体内部在所述内置电极下方设有绝缘棒，所述绝缘棒两端分别与所述端部金具连接，为所述多腔室灭弧防雷本体提供机械强度。
3.根据权利要求1所述的串联多腔室灭弧防雷装置，其特征在于：所述多腔室灭弧防雷本体内部的空气微间隙数量不少于5个，且所述空气微间隙距离为0.5mm～5mm。
4.根据权利要求1所述的串联多腔室灭弧防雷装置，其特征在于：所述内置电极设为球形、圆柱形、或盘形，采用不锈钢、石墨、铜或钨钢材料制成。
5.根据权利要求4所述的串联多腔室灭弧防雷装置，其特征在于：所述内置电极采用球形的直径为4mm～12mm。
6.根据权利要求1所述的串联多腔室灭弧防雷装置，其特征在于：所述气体腔室呈圆柱形或长方体，且所述气体腔室具有单端开口，所述单端开口设于所述多腔室灭弧防雷本体表面。
7.根据权利要求1所述的串联多腔室灭弧防雷装置，其特征在于：所述绝缘层采用高温模压或注射工艺硫化成型，使用高温硫化硅橡胶、液体硅橡胶、聚乙烯、聚氯乙烯、或尼龙材料制成。
8.根据权利要求2所述的串联多腔室灭弧防雷装置，其特征在于：所述绝缘棒为玻璃纤维增强环氧树脂棒、玻璃纤维增强不饱和聚酯棒、或玻璃纤维增强尼龙棒。
9.根据权利要求1所述的串联多腔室灭弧防雷装置，其特征在于：所述绝缘棒两端分别与所述端部金具采用压接连接或螺纹连接。
10.根据权利要求1所述的串联多腔室灭弧防雷装置，其特征在于：所述多腔室灭弧防雷本体的两端金具采用铸钢、铝合金或不锈钢材料。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |