一种带可摆臂电极的并联间隙防雷保护装置制造方法
【专利摘要】本发明一种带可摆臂电极的并联间隙防雷保护装置，属于电力架空线路的防雷保护【技术领域】；所要解决的技术问题是提供一种带可摆臂电极的高压架空线路绝缘子串的环形并联间隙防雷保护装置，可根据工频电弧的短路情况自动旋转，加大间隙长度，尽快熄灭工频电弧，并有效减少雷击断线事故；采用的技术方案是：引流环为导电金属环且其紧密套装在导线剥去绝缘层的裸露导体上，导线侧电极和接地侧电极均为球形棒状电极，导线侧电极和接地侧电极均有一端为密度较大的球形金属，导线侧电极的另一端与引流环固定连接，接地侧电极的另一端设有转盘并与固定支架的一端相铰接，固定支架的另一端固定在绝缘子的下端，固定支架的中部还安装有自摆装置。
【专利说明】一种带可摆臂电极的并联间隙防雷保护装置
【技术领域】
[0001]本发明一种带可摆臂电极的并联间隙防雷保护装置，属于电力架空线路的防雷保护【技术领域】，具体涉及35KV及以下电力架空线路的防雷保护装置。
【背景技术】
[0002]由于雷击造成的输电线路故障，是架空输电线路的主要故障类型之一，往往会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。架空输电线路的防雷工作经过不断的研究探索，虽然取得了一定成效，但是电网中由雷击引起的故障仍占很大比例。对于35KV及以下的配电网，由于配网络结构复杂、设计绝缘水平低，因此位于郊区野外的配电线路一旦遭受雷击就有很高的概率引起雷击跳闸，致使绝缘子损坏、导线断线，导致停电事故，成为维护配网线路安全运行的一大难题。
[0003]架空线路的防雷保护措施主要有“堵塞”型和“疏导”型两种形式。我国目前主要采用的还是基于“堵塞”型的防雷保护措施，如架设避雷线、降低杆塔接地电阻、加强绝缘、加装耦合地线、安装线路避雷器等。这些方式在电源点少、电网网架较薄弱的情况下是合适的，但“堵塞”型雷击闪络意味着需要巨额投资，且技术上难以实施。虽然“堵塞”型防雷保护确实发挥着巨大作用，但随着我国电网的快速发展，网架结构越来越强，以及大量SF6开关、微机化继电保护和重合闸装置的普遍使用，“堵塞”型防雷保护已显得保守和片面。这时“疏导式”防雷保护已成为“堵塞式”防雷措施的有力补充，可用较少的投入解决线路的小概率雷击问题。
[0004]“疏导型”防雷保护是指是允许线路有一定的雷击跳闸率，采用间隙装置与绝缘子串并联，接闪雷电，疏导工频电弧，虽有雷击闪络，但无永久性故障，重合闸能够成功动作，从而有效地防止绝缘子损坏，避免雷击事故发生。现有的架空线路绝缘子串的并联间隙防雷保护装置，具有以下主要缺点:①该并联间隙防雷保护装置只适用于110KV和220KV的架空线路防雷保护，而不适合在35KV及以下配电网中使用；②并联间隙两侧电极均是固定结构，不能自动调整间隙尺寸而尽快疏导工频电弧。
【发明内容】
[0005]本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供一种带可摆臂电极的高压架空线路绝缘子串的环形并联间隙防雷保护装置，可根据工频电弧的短路情况自动旋转，加大间隙长度，尽快熄灭工频电弧，并有效减少雷击断线事故。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:一种带可摆臂电极的并联间隙防雷保护装置，包括导线侧电极、接地侧电极、引流环、固定支架和自摆装置，引流环为导电金属环且其紧密套装在导线剥去绝缘层的裸露导体上，所述的导线侧电极和接地侧电极均为球形棒状电极，导线侧电极和接地侧电极均有一端为密度较大的球形金属，导线侧电极的另一端与引流环固定连接，接地侧电极的另一端设有转盘并与固定支架的一端相铰接，固定支架的另一端固定在绝缘子的下端，固定支架的中部还安装有自摆装置； 所述自摆装置包括气室、插销、移动板、蓄能弹簧、齿轮组和风机扇叶，气室底部通过固定金具安装在固定支架上，气室与绝缘子之间的固定支架上安装有相啮合的齿轮组，所述齿轮组的大齿轮轴体一端固定安装有风机扇叶，气室内通过一个隔层板分为两个腔室，上腔室内放置有插销，所述插销为圆锥体上部设有翼板的结构，其圆锥本体尖端向下贯穿隔层板伸入下腔室内，插销翼板下方的隔层板上设有多个膨胀气孔，中部设有圆孔的移动板位于下腔室内且圆孔与插销的下尖端相对应，移动板的两端各自通过一根蓄能弹簧分别与齿轮组的小齿轮、转盘的圆周面相连接，所述气室的上部设有至少一个通气孔与外部连通。
[0007]所述导线侧电极与导线的水平夹角为15-30°，正常工作状态下接地侧电极与导线侧电极相对称设置，且所述导线侧电极和接地侧电极间的短接距离为40-100mm。
[0008]所述的导线侧电极和接地侧电极的制作材料为耐高温高强度的碳素钢。
[0009]所述气室为导热性能好的金属材料制成。
[0010]所述引流环的长度为50-80 mm。
[0011]所述引流环在导线上的安装位置距离绝缘子的轴线200-250 mm。
[0012]本发明同现有技术相比所具有的有益效果是:通过风机扇叶旋转，使齿轮卷着弹簧拉动转盘转动，从而控制接地侧电极的位置，根据并联间隙间电弧续流情况自动摆动，使并联间隙距离可调节；并联空气间隙间若有工频电弧电流，流过固定支架，由于电流的热效应，气室内气体膨胀，插销弹开，接地侧球形棒状电极由于重力下垂，增大间隙距离，及时熄弧，防止绝缘子灼伤，有效保护绝缘子；由风机扇叶把风能转化为弹簧势能，无需从线路引线，可根据实际燃弧情况自动调节，方便、快捷、有效，可重复操作，适用于多种不同电压等级的输电线路绝缘子。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0014]图1为本发明的结构示意图。
[0015]图2为本发明中气室的内部结构示意图。
[0016]图中:1为导线侧电极,2为接地侧电极,3为引流环,4为固定支架,5为导线,6为绝缘子，7为自摆装置,8为气室,9为插销，10为移动板,11为蓄能弹簧，12为齿轮组,13为风机扇叶，14为固定金具，15为隔层板,16为通气孔,17为转盘。
【具体实施方式】
[0017]如图1-2所示，本发明一种带可摆臂电极的并联间隙防雷保护装置，包括导线侧电极1、接地侧电极2、引流环3、固定支架4和自摆装置7，引流环3为导电金属环且其紧密套装在导线5剥去绝缘层的裸露导体上，所述的导线侧电极I和接地侧电极2均为球形棒状电极，导线侧电极I和接地侧电极2均有一端为密度较大的球形金属，导线侧电极I的另一端与引流环3固定连接，接地侧电极2的另一端设有转盘17并与固定支架4的一端相铰接，固定支架4的另一端固定在绝缘子6的下端，固定支架4的中部还安装有自摆装置7 ；
所述自摆装置7包括气室8、插销9、移动板10、蓄能弹簧11、齿轮组12和风机扇叶13，气室8底部通过固定金具14安装在固定支架4上，气室8与绝缘子6之间的固定支架4上安装有相啮合的齿轮组12，所述齿轮组12的大齿轮轴体一端固定安装有风机扇叶13，气室8内通过一个隔层板15分为两个腔室，上腔室内放置有插销9，所述插销9为圆锥体上部设有翼板的结构，其圆锥本体尖端向下贯穿隔层板15伸入下腔室内，插销9翼板下方的隔层板15上设有多个膨胀气孔，中部设有圆孔的移动板10位于下腔室内且圆孔与插销9的下尖端相对应，移动板10的两端各自通过一根蓄能弹簧11分别与齿轮组12的小齿轮、转盘17的圆周面相连接，所述气室8的上部设有至少一个通气孔16与外部连通。
[0018]所述导线侧电极I与导线5的水平夹角为15-30°，正常工作状态下接地侧电极2与导线侧电极I相对称设置，且所述导线侧电极I和接地侧电极2间的短接距离为40_100mm。
[0019]所述的导线侧电极I和接地侧电极2的制作材料为耐高温高强度的碳素钢。
[0020]所述气室8为导热性能好的金属材料制成。
[0021]所述引流环3的长度为50-80 mm。
[0022]所述引流环3在导线5上的安装位置距离绝缘子6的轴线200-250 mm。
[0023]工作过程
正常运行情况下，风吹动风机扇叶13旋转带动相啮合的齿轮组12转动，并拉动蓄能弹簧11，把风能转化为弹簧的势能，当移动板10被蓄能弹簧11拉动至中心圆孔正对插销9下端时，插销9自动落入移动板10的圆孔中阻止其继续移动，此时蓄能弹簧11长度固定，不再变动；
当并联间隙间发生工频电弧续流时，电流通过固定支架4，加热气室8下腔室内的空气，空气受热膨胀，通过隔层板15上的膨胀气孔喷出，为插销9的翼板施加向上的动能，带动插销9向上移动，与移动板10分离，此时接地侧电极2没有了弹簧的拉力，在自身重力作用下下垂，并联空气间隙距离增大，进而拉长至熄灭电弧；
气室8的上部设有通气孔16，可使气室8内上腔室气压保持为大气压，也有利于气室8在正常情况下空气的流通传热，防止误操作；
当接地侧电极2弹开，切断并联间隙间工频续流电弧后，风机扇叶13继续旋转带动相啮合的齿轮组12转动，移动板10被蓄能弹簧11拉动至中心圆孔正对插销9下端时，插销9自动落入移动板10的圆孔中阻止其继续移动；
至此一次操作结束，直到下次发生间隙电弧击穿时再次动作。
[0024]本发明的实施效果:
50%雷电冲击放电试验:目的是要检验绝缘子两端安装本发明后，雷电冲击放电是否发生在并联间隙端部之间，能否有效地定位工频电弧路径；通过观察，雷电波闪络路径基本定位于并联间隙试品的端部，间隙距离和放电电压值之间有较好的线性关系。
[0025]雷电冲击伏秒特性试验:目的是要研究雷电冲击波的陡度变化对于环形并联间隙的闪络电压及放电时间的影响，根据绝缘子串和环形并联间隙的绝缘配合原则，从雷电冲击特性试验可知并联间隙对绝缘子串起到了较好的保护作用。
[0026]上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
【权利要求】
1.一种带可摆臂电极的并联间隙防雷保护装置，其特征在于:包括导线侧电极(I)、接地侧电极(2)、引流环(3)、固定支架(4)和自摆装置(7)，引流环(3)为导电金属环且其紧密套装在导线(5)剥去绝缘层的裸露导体上，所述的导线侧电极(I)和接地侧电极(2)均为球形棒状电极，导线侧电极(I)和接地侧电极(2)均有一端为密度较大的球形金属，导线侧电极(I)的另一端与引流环(3)固定连接，接地侧电极(2)的另一端设有转盘(17)并与固定支架(4)的一端相铰接，固定支架(4)的另一端固定在绝缘子(6)的下端，固定支架(4)的中部还安装有自摆装置(7); 所述自摆装置(7)包括气室(8)、插销(9)、移动板(10)、蓄能弹簧(11)、齿轮组(12)和风机扇叶(13)，气室(8)底部通过固定金具(14)安装在固定支架(4)上，气室(8)与绝缘子(6 )之间的固定支架(4)上安装有相啮合的齿轮组(12 )，所述齿轮组(12 )的大齿轮轴体一端固定安装有风机扇叶(13)，气室(8)内通过一个隔层板(15)分为两个腔室，上腔室内放置有插销(9)，所述插销(9)为圆锥体上部设有翼板的结构，其圆锥本体尖端向下贯穿隔层板(15)伸入下腔室内，插销(9)翼板下方的隔层板(15)上设有多个膨胀气孔，中部设有圆孔的移动板(10)位于下腔室内且圆孔与插销(9)的下尖端相对应，移动板(10)的两端各自通过一根蓄能弹簧(11)分别与齿轮组(12)的小齿轮、转盘(17)的圆周面相连接，所述气室(8)的上部设有至少一个通气孔(16)与外部连通。
2.根据权利要求1所述的一种带可摆臂电极的并联间隙防雷保护装置，其特征在于:所述导线侧电极(I)与导线(5)的水平夹角为15-30°，正常工作状态下接地侧电极(2)与导线侧电极(I)相对称设置，且所述导线侧电极(I)和接地侧电极(2)间的短接距离为40_100mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种带可摆臂电极的并联间隙防雷保护装置，其特征在于:所述的导线侧电极(I)和接地侧电极(2)的制作材料为耐高温高强度的碳素钢。
4.根据权利要求1或2所述的一种带可摆臂电极的并联间隙防雷保护装置，其特征在于:所述气室(8)为导热性能好的金属材料制成。
5.根据权利要求1或2所述的一种带可摆臂电极的并联间隙防雷保护装置，其特征在于:所述引流环(3)的长度为50-80 mm。
6.根据权利要求1或2所述的一种带可摆臂电极的并联间隙防雷保护装置，其特征在于:所述引流环(3)在导线(5)上的安装位置距离绝缘子(6)的轴线200-250 mm。
【文档编号】H01B17/46GK104361960SQ201410716620
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年12月2日 优先权日:2014年12月2日
【发明者】郭润生, 何彩红, 马晶晶, 柴志强, 王焕明, 薛宇 申请人:国家电网公司, 国网山西省电力公司朔州供电公司