噴氣式并聯(lián)間隙裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種噴氣式并聯(lián)間隙裝置，該保護裝置屬于交、直流電力系統(tǒng)輸電線路的防雷保護間隙。該裝置并聯(lián)安裝于輸電線路絕緣子串兩端，不僅在雷擊時優(yōu)先于絕緣子串擊穿，保護絕緣子串及相應(yīng)輸電線路，而且能快速產(chǎn)生高速高壓氣流，作用于電弧抑制其形成和發(fā)展，讓電弧熄滅在暫態(tài)階段，降低電力系統(tǒng)雷擊跳閘率及雷擊事故率。本發(fā)明公開了一種噴氣式并聯(lián)間隙裝置，包括接地側(cè)和導(dǎo)線側(cè)的滅弧裝置、固定裝置安裝于線路絕緣子串兩端的并聯(lián)螺旋金具；接地側(cè)滅弧裝置和導(dǎo)線側(cè)滅弧裝置都分別包括滅弧粉劑儲藏室、電弧接閃環(huán)、絕緣產(chǎn)氣室和噴弧通道等。該裝置提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、有效減少斷路器帶負荷動作次數(shù)，延長變壓器等電力設(shè)備使用壽命，而且生產(chǎn)、運行、維護的成本很低。
【專利說明】噴氣式并聯(lián)間隙裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣體滅弧防雷保護裝置，具體涉及了一種噴氣式并聯(lián)間隙裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]輸電線路防雷一直都是電力部門防雷工作的重要內(nèi)容，雷電故障仍然是影響電網(wǎng)安全的重要因素之一。輸電線路發(fā)生雷擊時引起的沖擊閃絡(luò)，導(dǎo)致線路絕緣子閃絡(luò)，繼而產(chǎn)生很大的工頻續(xù)流，損壞絕緣子串及金具，導(dǎo)致線路斷線事故。傳統(tǒng)的“堵塞型”防雷保護方式，由于其局限性，不能根本解決雷擊問題。因此電力部門一般采用在輸電線路加裝并聯(lián)保護間隙或者線路避雷器來實現(xiàn)保護線。然而實際運行中，并聯(lián)保護間隙和線路避雷器都有其明顯的缺陷如下:
[0003]首先，當輸電線路發(fā)生雷擊時，并聯(lián)保護間隙優(yōu)先因雷擊引起的過電壓而擊穿，將雷電流泄入大地，從而起到保護輸電線路及電氣設(shè)備的作用。然而由于并聯(lián)保護間隙沒有滅弧能力，不能熄滅絕緣子串閃絡(luò)后引起的工頻續(xù)流，電弧在保護間隙間長時間灼燒，將造成絕緣子串損壞，嚴重時，可能造成輸電線路斷線，同時電弧會對電極造成燒蝕而降低其保護性能。最終依靠斷路器來熄滅電弧來實現(xiàn)保護輸電線路及設(shè)備，是犧牲“跳閘率”和“供電可靠性”換取“低事故率”的做法。
[0004]其次，線路避雷器價格昂貴，使用、維護成本高，泄露電流大，使用壽命短，更換頻繁，而且線路避雷器用的氧化鋅模塊在雷電沖擊下由于存在明顯的集膚效應(yīng)，大電流下容易爆炸，造成線路長期故障，不利于電網(wǎng)經(jīng)濟、安全、穩(wěn)定運行。
[0005]最后，雷擊短路事故造成斷路器帶負荷動作次數(shù)劇增，不但縮短了斷路器的壽命，也使其他重要電力設(shè)備如變壓器等受到威脅。
[0006]因此，市場上急需一種性能更加可靠、經(jīng)濟效益更好，能有效熄滅雷擊短路工頻續(xù)流電弧，降低雷擊跳閘率及雷擊事故率的防雷間隙保護裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種適用于各種電壓等級的架空輸電線路、能主動弱化電弧電流、防止間隙電極受電弧燒灼損壞、便于更換滅弧裝置、降低電力系統(tǒng)輸電線路雷擊跳閘率及事故率、提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、延長變壓器、斷路器等電力設(shè)備使用壽命以及降低電網(wǎng)安裝、運行維護成本的噴氣式并聯(lián)間隙裝置。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:一種噴氣式并聯(lián)間隙裝置，包括接地側(cè)滅弧裝置、導(dǎo)線側(cè)滅弧裝置、固定裝置安裝于線路絕緣子串兩端的并聯(lián)螺旋金具(2);接地側(cè)滅弧裝置和導(dǎo)線側(cè)滅弧裝置都分別包括滅弧粉劑儲藏室(4)、電弧接閃環(huán)
(7)、絕緣產(chǎn)氣室(8)和噴弧通道(9)。
[0009]雷電繞擊輸電線路時，工頻續(xù)流電弧流過的通道大致為:導(dǎo)線側(cè)并聯(lián)螺旋金具
(2)-導(dǎo)線側(cè)滅弧裝置的電弧接閃環(huán)(7)-導(dǎo)線側(cè)噴弧通道(9)-空氣主間隙一接地側(cè)噴弧通道-接地側(cè)滅弧裝置的電弧接閃環(huán)(7)-接地側(cè)并聯(lián)螺旋金具(2);如果是雷擊桿塔這順序倒過來。
[0010]并聯(lián)螺旋金具(2)由導(dǎo)電金屬制造，加工成螺旋形狀。雷擊短路時，相當于給短路回路增加了電抗值。因此它既能吸收短路容性電流，減小短路電流有效值；同時又能有效減緩短路電流的上升速度，延長短路電流的暫態(tài)過程。這就相當于給滅弧裝置爭既取了時間，又使電負性氣體作用于相對小的電弧，利于電弧的最終熄滅。
[0011]電弧接閃環(huán)(7)采用非金屬導(dǎo)電材料制作，具有冷陰極作用，能有效減少了電弧通道的金屬電弧離子數(shù)量，以及降低電弧弧根溫度；運用非金屬導(dǎo)電材料的電弧接閃環(huán)作為接閃電弧的一端，這樣雷電擊穿空氣主間隙后柱形電弧就能自動發(fā)散至環(huán)形接閃極上，使電弧的弧柱在通過非金屬導(dǎo)電材料環(huán)形接閃極時消失從而能有效降低電弧的溫度使熱電離度降低，而且可使周圍的電弧性氣體強力作用于未消失的電弧，成功增大了滅弧氣體與電弧的相互作用面積和效率。
[0012]噴弧通道(9)內(nèi)電弧接閃環(huán)(7)之間有若干個空氣次間隙。雷電擊穿時，空氣次間隙按空氣電弧電阻起分壓作用，能有效降低空氣主間隙的工頻恢復(fù)電壓，空間間隙絕緣恢復(fù)強度不變的情況下，工頻恢復(fù)電壓下降，不僅易于電弧熄滅而且使電弧重燃的概率下降
[0013]絕緣產(chǎn)氣室(8)和滅弧粉劑儲藏室(4)內(nèi)的產(chǎn)氣材料(5)皆是由在高溫高壓條件下能快產(chǎn)生電負性氣體的材料制造。
[0014]滅弧裝置產(chǎn)生大量電負性氣體的速度很快。本滅弧裝置不存在電弧檢測裝置，只要雷電擊穿并建弧成功，電弧流過滅弧裝置的噴弧通道(9)，在電弧的高溫高壓條件作用下絕緣產(chǎn)氣室(8)的內(nèi)壁以及滅弧粉劑儲藏室(4)內(nèi)的產(chǎn)氣材料(5)就會快速的產(chǎn)生高壓強的電弧性氣體。這樣工頻續(xù)流電弧就會受到四面八方的高壓強電負性氣體作用，并從噴弧通道(9)噴出，增加了電弧空間的散熱系數(shù)，使電弧成功熄滅；而且因為不存在相關(guān)的電弧檢測裝置，所以不存在滅弧裝置誤動作問題。
[0015]并聯(lián)螺旋金具(2) —端與線路絕緣子串兩端的球頭和掛板可靠固定，不會發(fā)生明顯位移；另一端開內(nèi)螺牙，與接地側(cè)滅弧裝置或?qū)Ь€側(cè)滅弧裝置上所焊接的螺桿(3)可靠連接；這樣實現(xiàn)了以下目的:輸電線路停電檢修時，并聯(lián)螺旋金具(2)無需更換，只需把接地側(cè)滅弧裝置或?qū)Ь€側(cè)滅弧裝置擰下來，再更換新的滅弧裝置即可，更換操作簡易，可大大縮短了停電時間。
[0016]滅弧粉劑儲藏室(4)與絕緣產(chǎn)氣室也是通過螺桿連接，不存在復(fù)雜的加工程序，大大降低了噴氣式并聯(lián)間隙裝置的生產(chǎn)成本。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點:
[0018]本發(fā)明相對于現(xiàn)有的并聯(lián)間隙和線路避雷器具有明顯的優(yōu)勢，在線路正常運行時無續(xù)流，產(chǎn)生雷擊工頻續(xù)流時可以迅速啟動，“疏導(dǎo)”雷電流的同時可靠滅弧，且能在輸電線路繼電保護動作之前將電弧熄滅，從而避免線路跳閘發(fā)生，從而有效地保護電力設(shè)備，提高供電可靠性；且可重復(fù)動作，氣體發(fā)生裝置可以帶電更換；由于電弧持續(xù)的時間極短，電極材料基本無燒蝕，可長期穩(wěn)定運行。
[0019]1.非金屬導(dǎo)電材料電弧接閃環(huán)可以采用非金屬導(dǎo)電材料，(如C元素、Si元素等導(dǎo)電材料)，具有冷陰極作用，能抑制電弧的能量從而利于熄滅。當然也可以直接采用金屬導(dǎo)電材料制作。運用非金屬導(dǎo)電材料的電弧接閃環(huán)作為接閃電弧的一端，這樣雷電擊穿后柱形電弧就能自動發(fā)散至管形電極上，使電弧的弧柱在通過非金屬導(dǎo)電材料管形接地極時消失從而能有效降低電弧的溫度及電離度，而且可使滅弧氣丸從縱橫向強力作用于未消失的電弧，成功增大了滅弧氣體與電弧的相互作用面積和效率。
[0020]2.該裝置的并聯(lián)螺旋金具(2)由導(dǎo)電金屬制造，加工成螺旋形狀。雷擊短路時，相當于給短路回路增加了電抗值。因此它既能吸收短路容性電流，減小短路電流有效值；同時又能有效減緩短路電流的上升速度，延長短路電流的暫態(tài)過程。這就相當于給滅弧裝置爭既取了時間，又使電負性氣體作用于相對小的電弧，利于電弧的最終熄滅。
[0021]3.該裝置的噴弧通道(9)相當?shù)募毿?，電弧通過時，產(chǎn)生少量的氣體就可以使在半封閉的細小空間內(nèi)可產(chǎn)生足夠壓力的電負性氣體把電弧驅(qū)趕出通道，有利于電弧的熄滅。
[0022]4.該裝置噴弧通道(9)內(nèi)的工頻續(xù)流電弧不僅受到絕緣產(chǎn)氣室(8)內(nèi)表面產(chǎn)生的電負性氣體作用，同時另一個方向也受到產(chǎn)氣材料(5)產(chǎn)生的從管壁噴氣孔(6)噴出的電負性氣體的作用，兩面夾擊有利于電弧的快速熄滅。
[0023]5.導(dǎo)線側(cè)或接地側(cè)滅弧裝置與金具通過內(nèi)外螺紋連接，有利于滅弧筒的簡易更換，提高了跟換效率。
[0024]6.降低電力系統(tǒng)輸電線路雷擊跳閘率及事故率、提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、延長變壓器、斷路器等電力設(shè)備使用壽命，大大節(jié)約了設(shè)備成本以及系統(tǒng)的檢修、維護成本。
[0025]7.噴弧通道(9)相當?shù)募毿?，有利于滅弧劑快速產(chǎn)氣，使絕緣產(chǎn)氣室(8)的內(nèi)部絕緣強度迅速恢復(fù)，有效的防止和抑制電弧重燃。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2是本發(fā)明一實施例的滅弧裝置的示意圖。
[0028]圖3是本發(fā)明一實施例的滅弧粉劑儲藏室和產(chǎn)氣材料的示意圖。
[0029]附圖標記:線路絕緣子串1，絕緣子并聯(lián)螺旋金具2，焊接螺桿3，滅弧粉劑儲藏室4，產(chǎn)氣粉末材料5，管壁噴氣孔6，電弧接閃環(huán)7，絕緣產(chǎn)氣室8，噴弧通道9，螺桿通道10。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0031]實施例1:
[0032]如附圖1所示，一種噴氣式并聯(lián)間隙裝置，包括接地側(cè)滅弧裝置、導(dǎo)線側(cè)滅弧裝置、固定裝置安裝于線路絕緣子串兩端的并聯(lián)螺旋金具(2);接地側(cè)滅弧裝置和導(dǎo)線側(cè)滅弧裝置都分別包括滅弧粉劑儲藏室(4)、電弧接閃環(huán)(7)、絕緣產(chǎn)氣室⑶和噴弧通道(9)；雷電繞擊輸電線路時，工頻續(xù)流電弧流過的通道大致為:導(dǎo)線側(cè)并聯(lián)螺旋金具(2)-導(dǎo)線側(cè)滅弧裝置的電弧接閃環(huán)(7)-導(dǎo)線側(cè)噴弧通道(9)-空氣主間隙-接地側(cè)噴弧通道-接地側(cè)滅弧裝置的電弧接閃環(huán)(7)-接地側(cè)并聯(lián)螺旋金具(2);如果是雷擊桿塔這順序倒過來。
[0033]如附圖2所示，滅弧裝置的滅弧粉劑儲藏室(4)與絕緣產(chǎn)氣室(8)通過螺桿通道
(10)用螺桿螺母簡易可靠的連接；絕緣產(chǎn)氣室(8)內(nèi)嵌若干電弧接閃環(huán)(7)，各電弧接閃環(huán)之間是空氣此間隙。在靠近滅弧粉劑儲藏室(4) 一側(cè)，焊接螺桿(3)焊接在電弧接閃環(huán)上并穿過絕緣產(chǎn)氣室，伸出的部分將于并聯(lián)螺旋金具(4)可靠連接。[0034]如附圖3所示，內(nèi)粉末狀的產(chǎn)氣材料(5)充滿了滅弧粉劑儲藏室⑷內(nèi)部，并可以自上往下自然下落，當下面的產(chǎn)氣材料用完后可自動填充下去。
【權(quán)利要求】
1.一種噴氣式并聯(lián)間隙裝置，包括接地側(cè)滅弧裝置、導(dǎo)線側(cè)滅弧裝置、固定裝置安裝于線路絕緣子串兩端的并聯(lián)螺旋金具(2);接地側(cè)滅弧裝置和導(dǎo)線側(cè)滅弧裝置都分別包括滅弧粉劑儲藏室(4)、電弧接閃環(huán)(7)、絕緣產(chǎn)氣室(8)和噴弧通道(9)。其特征在于:所述并聯(lián)螺旋金具(2) —端與線路絕緣子串兩端可靠固定，不會發(fā)生明顯位移，另一端開內(nèi)螺牙，與接地側(cè)滅弧裝置或?qū)Ь€側(cè)滅弧裝置上所焊接的螺桿(3)可靠連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴氣式并聯(lián)間隙裝置，其特征在于:所述并聯(lián)螺旋金具(2)加工成螺旋式形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴氣式并聯(lián)間隙裝置，其特征在于:所述滅弧粉劑儲藏室(4)有能與絕緣產(chǎn)氣室(8)可靠連接的若干內(nèi)螺牙，并在下半部分密集的分布著管壁噴氣孔(6);滅弧粉劑儲藏室(4)內(nèi)部充滿產(chǎn)氣粉末材料(5)，在電弧的高溫燒灼下能產(chǎn)生大量電負性氣體從管壁噴氣孔(6)噴射而出作用于工頻續(xù)流電弧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴氣式并聯(lián)間隙裝置，其特征在于:所述的絕緣產(chǎn)氣室(8)有能與滅弧粉劑儲藏室(4)可靠連接的若干內(nèi)螺牙，并在管的內(nèi)部焊接上若干導(dǎo)電的電弧接閃環(huán)(7);焊接螺桿(3) —端擰入并聯(lián)螺旋金具(2)的內(nèi)螺牙，另一端與電弧接閃環(huán)(7)焊接；絕緣產(chǎn)氣室(8)的內(nèi)壁在電弧的高溫燒灼下能產(chǎn)生大量電負性氣體與從管壁噴氣孔(6)噴射而出的氣體兩面夾擊作用于工頻續(xù)流電弧。
5.根據(jù)權(quán)利要求3-4任一所述的噴氣式并聯(lián)間隙裝置，其特征在于:所述滅弧粉劑儲藏室(4)和絕緣產(chǎn)氣室(8)能通過螺桿通道(10)用螺桿簡單而可靠的連接；在滅弧粉劑儲藏室(4)和絕緣產(chǎn)氣室(8)間存在噴弧通道(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4任一所述的噴氣式并聯(lián)間隙裝置，其特征在于:噴弧通道(9)內(nèi)電弧接閃環(huán)(7)之間存在若干個空氣次間隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴氣式并聯(lián)間隙裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)線側(cè)電弧接閃環(huán)和接地側(cè)電弧接閃環(huán)之間組成保護主間隙。
【文檔編號】H01B17/48GK103730834SQ201210389771
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月15日
【發(fā)明者】閆仁寶, 李世民, 韋紅鮮, 曾益 申請人:閆仁寶, 李世民