一种动态绝缘配合的升压电离装置的制作方法

本实用新型涉及升压电离技术领域，尤其涉及一种动态绝缘配合的升压电离装置。

背景技术：

雷击会给电力设施带来不同形式的损伤和破坏，雷云放电在电力系统中会引起雷击过电压，分为直接雷击过电压和感应雷击过电压。雷击过电压可能对绝缘子、输电线造成损伤；输电线路发生雷击时引起的冲击闪络，导致线路绝缘子闪络，继而产生很大的工频续流，损坏绝缘子串及金具，导致线路事故；雷电击打在输电线或避雷线上，可能会引起断股甚至断裂，使输电工作无法进行。

现有的架空输配电线路雷电防护体系是“阻塞型”防雷模式为主，主要措施为架设避雷线和耦合地线、降低杆塔接地电阻、增强线路绝缘和安装线路避雷器等，其主要目的为限制雷击过电压，减少雷击跳闸。但是由于“阻塞型”防雷模式受到其有效性、安全性以及经济性的制约，仅能防护单次的弱雷击，对巨大雷击和多重雷击防护存在巨大空白，使雷击跳闸率一直“居高不下”。

现有的“疏导型”防雷模式作为“阻塞型”防雷模式的补充，主要是在绝缘子(串)两端安装并联保护间隙，其结构简单、安装方便，但由于其没有灭弧功能模块，使系统中持续流入短路电流，只能依靠断路器切断短路电流，以“跳闸率换取事故率”，在一定程度上会使得雷击跳闸率有所提高，易造成线路巨大安全事故。同时因为短路电流的烧蚀作用，使得并联保护间隙绝缘配合失效，失去应用的功能。

基于“阻塞型”和“疏导型”防雷模式原理，在并联保护间隙的基础上研发了主动灭弧式并联间隙，通过固定金具并联安装于绝缘子(串)两端。当雷电过电压波袭来时，并联间隙的击穿电压低于绝缘子(串)，前者优先击穿，形成冲击闪络通道的同时，利用雷电冲击脉冲触发主动灭弧式装置动作产生高速高压灭弧气体，作用于建弧通道，达到截断电弧并抑制后续工频续流的效果。

但主动式灭弧并联间隙的电场大多属极不均匀电场，其伏秒特性很陡，难以与被保护绝缘的伏秒特性取得良好的配合。在固定绝缘配合中，如果进一步减小固定的绝缘配合比，即缩短并联间隙的距离，并联间隙的静态击穿电压就会整定的过低，使主动式灭弧装置在内过电压，甚至在工作过电压下频繁动作。因此针对固定绝缘配合的问题，本实用新型在主动灭弧式并联间隙的基础上，增加一个电离装置，实现动态绝缘配合，确保在雷击时，将闪络通道控制在并联间隙(即灭弧通道)，保护绝缘子(串)雷击绝缘不闪络，但又不至于在工频过电压和操作过电压下使间隙被击穿，造成误动作。这解决了伏秒特性凸起造成的绝缘配合存在无效区的难题。

电离装置可使保护范围扩大。即使雷击点在档距中央，电离放电控制间隙优先闪络，把杆塔零电位提前送达至档距中央，使导线在雷击时接地并形成完全负反射产生绕击电位钳位，通过提前放电引发相间等电位并传导到雷击点，消除相间闪络。当雷击档距中央避雷线时，电离放电可以使导线提前接地，释放到达杆塔的反击过电压，抑制雷击点电位的提升，阻断横向闪络，使绝缘配合范围由绝缘体扩大到全档距。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种动态绝缘配合的升压电离装置，以解决背景技术中所提到的技术问题。

一种动态绝缘配合的升压电离装置，包括闭环磁芯、两个线圈、两个变压器和两个预电离电极，两个线圈分别缠绕在闭环磁芯的两侧，两个变压器的线圈绕法相反或者闭环磁芯上的线圈环绕的方向相反，两个变压器3的输出端均与两个线圈的输出端连接，两个预电离电极分别与两个变压器的输出端连接，两个预电离电极相间设置。

进一步地，缠绕线圈的闭环磁芯设置在导线、避雷线或者横担上。

进一步地，两个预电离电极设置在外部固相灭弧装置灭弧筒喷口内部的相对两侧。

进一步地，两个升压电离装置分别设置在绝缘子的两端，一个设置在防雷线上，另一个设置在导线上。

进一步地，所述升压电离装置放置避雷线或导线上。

本实用新型采用了上述技术方案，本实用新型具有以下技术效果：

(1)本实用新型可以改变固定绝缘配合比，确保在正常工作时不降低原有线路的绝缘强度和耐雷水平。有雷时，通过电离放电增加间隙自由电子，降低间隙的绝缘强度，使间隙的放电电压低于绝缘子(串)的放电电压，间隙优先击穿放电，确保闪络时间提前和电弧路径处于灭弧通道，使灭弧更具有主动性和可控性，解决了在灭弧通道之外的地方闪络导致灭弧失效的难题。

(2)本实用新型电离产生自由电子，使得间隙击穿不依赖于雷电流陡度和幅值的影响，伏秒特性更为平缓，从而使间隙动作后线路中入侵雷电波幅值和陡度得到削减，确保发电厂和变电站等雷击防护安全。

附图说明

图1为本实用新型方法的感应升压电离装置结构图。

图2为本实用新型方法的电离装置安装一种应用示意图。

图3为本实用新型方法的电离装置安装另一种应用示意图。

图中：1-闭环磁芯；2-线圈；3-变压器；4-引弧杆；5-灭弧单元；6-灭弧转盘；7-灭弧筒；8-高压电极；9-预电离电极。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

根据上述的原理说明和参阅图1-3对本实用新型实施例进一步说明：

一种动态绝缘配合的升压电离装置，如图1-3所示，包括闭环磁芯1、两个线圈2、两个变压器3和两个预电离电极9，两个线圈2分别缠绕在闭环磁芯1的两侧，两个变压器3的线圈绕法不同或者闭环磁芯1上的线圈2环绕的方向相反，两个变压器3的输出端均与两个线圈2的输出端连接，两个预电离电极9分别与两个变压器的输出端连接，两个预电离电极9相间设置。

缠绕线圈的闭环磁芯1设置在导线、避雷线或者横担上。两个预电离电极9设置在外部固相灭弧装置灭弧筒喷口内部的相对两侧。两个升压电离装置分别设置在绝缘子的两端，一个设置在防雷线上，另一个设置在导线上。升压电离装置可以单独放一个在避雷线或导线上，也可同时放置。

当雷击档距中央或避雷线时，雷击过电压从雷击点向两端的杆塔传导，流经闭环磁芯1时，穿过闭环磁芯1的磁通量发生变化，由电磁感应原理，闭环磁芯1上的感应的线圈2感应出感应电流，生成感应电动势，同时，两侧导线分别与升压变压器3相连，将感应电动势通过升压变压器3升压，由于升压变压器3的线圈绕法不同或者闭环磁芯1上的线圈2环绕的方向相反，导致输出电压两预电离电极9极性不同。当线圈2的感应电动势经过变压器3的升压作用，两预电离电极9之间电势差增加，一旦等离子通道短接了两个电极，即发生电离放电，大幅度提高自由电子浓度，由此改变绝缘配合比，降低了并联间隙的绝缘强度，确保在并联间隙闪络释放雷击过电压，即为优先放电通道。

本实用新型可以应用于固相灭弧避雷器并联间隙的预电离电极9，环绕线圈2的闭环磁芯1套在避雷线上，与置于固相灭弧装置内部的升压变压器3与导线连接，接地引脚接在预电离电极9，即横担上，该装置在雷击前期电离产生大量正电荷与雷云下部的负电荷感应，形成流注，进而成为雷电通道。

本实用新型可以应用于固相灭弧避雷器并联间隙的高压电极，环绕线圈2的闭环磁芯1套在导线上，与置于高压电极8上的升压变压器3导线连接，接地引脚接在预电离电极，即横担上，该装置在雷击前期电离产生大量正电荷与雷云下部的负电荷感应，形成流注，进而成为雷电通道。

本实用新型可将两组电离装置同时应用于固相灭弧避雷器并联间隙，其中一组感应线圈2的闭环磁芯1套在避雷线上，与置于固相灭弧装置内部的升压变压器3导线连接，另一组感应线圈2的闭环磁芯1套在导线上，与置于高压电极上的升压变压器3导线连接，接地引脚接在预电离电极9，即横担上。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。