一种反冲灭弧绝缘子片的制作方法

本发明涉及输配电架空线路防雷技术领域，尤其涉及一种反冲灭弧绝缘子片。

背景技术：

在雷云聚集形成雷云与大地电位差时，总是在绝缘子处感应出极不均匀电场。研究表明，发生雷击时各绝缘子不同片数间的电场强度分布也很不均匀，表现为绝缘子串的两端绝缘子片的电场强度高、中间部位的电场强度低。由于首末两端绝缘子电场强度大，绝缘子中间部位电场强度低，雷击闪络电弧首先出现在绝缘子串的两端，然后从绝缘子串两端向中间部位发展。

如今电力线路中广泛采用的避雷器与并联间隙主要是在雷击发生时进行干预，传统避雷器存在诸多缺点，例如：维护困难、防雷效果低下、无法防护叠加雷击等。并联间隙也存在诸多缺点，例如：(1)并联间隙安装需附加金具，安装具有一定难度；(2)并联间隙的绝缘配合按绝缘子串首尾两片绝缘子最高击穿电压设计，由于局部放电首先出现在首末端，导致并联间隙的绝缘配合比需要很低才行，这样会降低线路的绝缘水平，导致雷击跳闸率升高；(3)并联间隙电极多次被工频续流电弧灼烧，会导致金属电极被烧蚀，降低并联间隙与绝缘子的绝缘配合能力。

针对避雷器和并联间隙存在的不足，现提出一种应用于输电线路防雷的反冲灭弧绝缘子片。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种反冲灭弧绝缘子片，以解决背景技术中存在的技术问题。

一种反冲灭弧绝缘子片，绝缘子片本体上设置有进弧口、若干个加速喷口、若干个反冲喷口、若干个反冲加速灭弧组件和l型灭弧组件；

所述进弧口设置在绝缘子片本体的上端，加速喷口和反冲喷口设置在绝缘子片本体的侧边上，所述若干个反冲加速灭弧组件和l型灭弧组件设置在绝缘子片本体的内部，l型灭弧组件与反冲加速灭弧组件通过设置连接线连接，反冲加速灭弧组件与反冲加速灭弧组件通过连接线连接，所述l型灭弧组件设置在进弧口的底部。

进一步地，所述l型灭弧组件包括竖直反冲管、l型折点接闪电极和底部加速喷管，所述竖直反冲管竖直设置在进弧口的底部，竖直反冲管与底部加速喷管垂直连接，所述l型折点接闪电极密封设置在竖直反冲管与底部加速喷管的连接处。

进一步地，所述竖直反冲管顶端的进弧口处设置有进弧电极，进弧电极设置为圆形金属片，圆形金属片的外径紧贴在进弧口的内径上，且通过导线与外部金属安装件连接，所述底部加速喷管与外部连接口与加速喷口连通，加速喷口上设置有底部加速喷管引弧电极，底部加速喷管引弧电极通过连接线与相邻的反冲加速灭弧组件连接。

进一步地，反冲加速灭弧组件包括v型灭弧反冲管、v型灭弧接闪电极、v型灭弧加速喷管、v型灭弧反冲管引弧电极和v型灭弧加速喷管引弧电极，v型灭弧反冲管与v型灭弧加速喷管连通，且构成“v”型结构，“v”型结构水平设置在绝缘子片本体的内部，v型灭弧接闪电极密封设置在v型灭弧反冲管与v型灭弧加速喷管的连接处，所述v型灭弧反冲管与反冲喷口连通，且反冲喷口的内侧设置有v型灭弧反冲管引弧电极，并通过连接线与前一个反冲加速灭弧组件或者l型灭弧组件连接，所述v型灭弧加速喷管与加速喷口连通，且加速喷口内部设置有v型灭弧加速喷管引弧电极，且v型灭弧加速喷管引弧电极通过连接线与下一个反冲加速灭弧组件连接。

进一步地，反冲加速灭弧组件包括组合型灭弧反冲管、组合型灭弧接闪电极、组合型灭弧加速喷管、组合型灭弧反冲管引弧电极、组合型灭弧加速喷管引弧电极，所述组合型灭弧反冲管与组合型灭弧加速喷管连通，且组合型灭弧接闪电极密封设置在组合型灭弧反冲管与组合型灭弧加速喷管的连接处，所述组合型灭弧反冲管设置为直管结构，组合型灭弧反冲管与反冲喷口连通，且组合型灭弧反冲管引弧电极设置在反冲喷口内，组合型灭弧反冲管引弧电极通过连接线与前一个反冲加速灭弧组件或者l型灭弧组件连接，所述组合型灭弧加速喷管设置为弧形管，组合型灭弧加速喷管与加速喷口连通，且组合型灭弧加速喷管引弧电极设置在加速喷口内，通过连接线与下一个反冲加速灭弧组件连接。

进一步地，反冲加速灭弧组件包括u型灭弧反冲管、u型灭弧接闪电极、u型灭弧加速喷管、u型灭弧反冲管引弧电极和u型灭弧加速喷管引弧电极，u型灭弧反冲管和u型灭弧加速喷管连通构成“u”型结构，“u”型结构开口指向绝缘子片本体的外侧，所述u型灭弧接闪电极密封设置在u型灭弧反冲管和u型灭弧加速喷管的连接处，u型灭弧反冲管与，u型灭弧反冲管引弧电极反冲喷口连通，且u型灭弧反冲管引弧电极设置在反冲喷口内，u型灭弧反冲管引弧电极通过连接线与前一个反冲加速灭弧组件(4)或者l型灭弧组件连接，所述u型灭弧加速喷管设置为半“u”型管，u型灭弧加速喷管与加速喷口连通，且u型灭弧加速喷管引弧电极设置在加速喷口内，通过连接线与下一个反冲加速灭弧组件连接。

进一步地，若干个反冲加速灭弧组件和l型灭弧组件的侧壁均采用高强度耐高温耐高压的非导电材料制成，非导电材料制为合金陶瓷、稀土陶瓷、石墨烯-陶瓷复合材料、有机陶瓷、合成硅橡胶、有机绝缘材料、合金玻璃、稀土玻璃、石墨烯玻璃或者有机玻璃，若干个反冲加速灭弧组件和l型灭弧组件的内径大小随输电线路电压等级升高而增大。

本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：

(1)本发明绝缘子灭弧时间提前，由传统的贯穿闪络绝缘配合提前到局部闪络绝缘配合，局部闪络后绝大多数绝缘没有击穿，仅仅出现沿面放电，此时灭弧对象只是极弱冲击电弧的流注，脆弱性高、灭弧难度低。

(2)灭弧更易，建弧通道属于未贯穿通道，阻尼巨大。

(3)重燃更难，弱建弧一旦被中断，介质恢复更快，电弧通道脆弱性更大，去游离区域更大。

(4)灭弧模块安全性优势，对于工频过电压引发的闪络也被熄灭在局放阶段。这就完全消除工频大电弧的出现，有效确保灭弧模块不会受到大能量的破坏，提高了灭弧模块抑制过电压的范围和自身耐用性，完全承受单纯工频过电压灭弧能力的需。

(5)将灭弧模块与绝缘子串做成一体化，安装简单，经济性高。

附图说明

图1为本发明绝缘子片外部结构示意图。

图2为本发明绝缘子片第一种结构剖面图。

图3为本发明绝缘子片第一种结构的内部结构图。

图4为本发明绝缘子片第一种结构的反冲加速灭弧组件结构示意图。

图5为本发明绝缘子片第二种结构的内部结构图。

图6为本发明绝缘子片第二种结构的反冲加速灭弧组件结构示意图。

图7为本发明绝缘子片第三种结构的内部结构图。

图8为本发明绝缘子片第三种结构的反冲加速灭弧组件结构示意图。

图9为本发明l型灭弧组件结构示意图。

图10为本发明反冲灭弧通道原理图。

图中：1-绝缘子片本体；1.1-进弧口；2-加速喷口；3-反冲喷口；4-反冲加速灭弧组件；5-l型灭弧组件；5.1-竖直反冲管；5.2-l型折点接闪电极；5.3-底部加速喷管；6-末端单反冲灭弧管；7-连接线；4.1a-v型灭弧反冲管；4.2a-v型灭弧接闪电极；4.3a-v型灭弧加速喷管；4.4a-v型灭弧反冲管引弧电极；4.5a-v型灭弧加速喷管引弧电极；4.1b-组合型灭弧反冲管；4.2b-组合型灭弧接闪电极；4.3b-组合型灭弧加速喷管；4.4b-组合型灭弧反冲管引弧电极；4.5b-组合型灭弧加速喷管引弧电极；4.1c-u型灭弧反冲管；4.2c-u型灭弧接闪电极；4.3c-u型灭弧加速喷管；4.4c-u型灭弧反冲管引弧电极；4.5c-u型灭弧加速喷管引弧电极。

具体实施方式

为使本发明的目的、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，对本发明进一步详细说明。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发明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发明的这些方面。

根据上述的原理说明和参阅图1对本发明实施例进一步说明：

一种反冲灭弧绝缘子片，如图1所示，包括绝缘子片本体1，其特征在于，绝缘子片本体1上设置有进弧口1.1、若干个加速喷口2、若干个反冲喷口3、若干个反冲加速灭弧组件4和l型灭弧组件5。进弧口1.1设置在绝缘子片本体1的上端，加速喷口2和反冲喷口3设置在绝缘子片本体1的侧边上，所述若干个反冲加速灭弧组件4和l型灭弧组件5设置在绝缘子片本体1的内部，l型灭弧组件5与反冲加速灭弧组件4通过设置连接线7连接，反冲加速灭弧组件4与反冲加速灭弧组件4通过连接线7连接，所述l型灭弧组件5设置在进弧口1.1的底部。

雷击后，雷电从导线传导进弧口1.1，然后经l型灭弧组件5和反冲加速灭弧组件4进行反冲和加速喷出，使得多级反冲对冲，同时往外部空气多点加速喷出，更好的对电弧进行削弱，可以达到更好的灭弧的效果。接闪电极均是为一个金属球形体结构，具有导电的作用。

如图3和图9所示，所述l型灭弧组件5包括竖直反冲管5.1、l型折点接闪电极5.2和底部加速喷管5.3。竖直反冲管5.1竖直设置在进弧口1.1的底部，竖直反冲管5.1与底部加速喷管5.3垂直连接。l型折点接闪电极5.2密封设置在竖直反冲管5.1与底部加速喷管5.3的连接处。所述竖直反冲管5.1顶端的进弧口1.1处设置有进弧电极，进弧电极设置为圆形金属片，圆形金属片的外径紧贴在进弧口1.1的内径上，且通过导线与外部金属安装件连接，所述底部加速喷管5.3与外部连接口与加速喷口2连通，加速喷口2上设置有底部加速喷管引弧电极，底部加速喷管引弧电极通过连接线7与相邻的反冲加速灭弧组件4连接。

雷击时，高电压经导线传导进弧电极，然后在进弧电极形成电弧在竖直反冲管5.1内形成反冲对冲，具体原理如图10所示。一部分的电弧经l型折点接闪电极5.2传导到底部加速喷管5.3，然后电弧在底部加速喷管5.3内形成一个加速的过程，然后电弧一部分从底部加速喷管5.3的加速喷口2喷出，剩余的一部分经过导线传导到反冲加速灭弧组件4。

若干个反冲加速灭弧组件4和l型灭弧组件5的侧壁均采用高强度耐高温耐高压的非导电材料制成，非导电材料制为合金陶瓷、稀土陶瓷、石墨烯-陶瓷复合材料、有机陶瓷、合成硅橡胶、有机绝缘材料、合金玻璃、稀土玻璃、石墨烯玻璃或者有机玻璃，若干个反冲加速灭弧组件4和l型灭弧组件5的内径大小随输电线路电压等级升高而增大。

如图2-4所示，反冲加速灭弧组件4包括v型灭弧反冲管4.1a、v型灭弧接闪电极4.2a、v型灭弧加速喷管4.3a、v型灭弧反冲管引弧电极4.4a和v型灭弧加速喷管引弧电极4.5a，v型灭弧反冲管4.1a与v型灭弧加速喷管4.3a连通，且构成“v”型结构，“v”型结构水平设置在绝缘子片本体1的内部，v型灭弧接闪电极4.2a密封设置在v型灭弧反冲管4.1a与v型灭弧加速喷管4.3a的连接处，所述v型灭弧反冲管4.1a与反冲喷口3连通，且反冲喷口3的内侧设置有v型灭弧反冲管引弧电极4.4a，并通过连接线7与前一个反冲加速灭弧组件4或者l型灭弧组件5连接，所述v型灭弧加速喷管4.3a与加速喷口2连通，且加速喷口2内部设置有v型灭弧加速喷管引弧电极4.5a，且v型灭弧加速喷管引弧电极4.5a通过连接线7与下一个反冲加速灭弧组件4连接。

反冲加速灭弧组件4的末端还设置有末端单反冲灭弧管6，末端单反冲灭弧管6一端开口，一端封闭设置，封闭端设置有接闪电极，使得经过多层削弱的电弧再经过末端单反冲灭弧管6的末端反冲进行把电弧熄灭。

电弧经过l型灭弧组件5削弱后进入到“v”型结构的反冲加速灭弧组件4进行一个个的削弱。每个反冲加速灭弧组件4都是进行反冲对冲，然后在经过加速喷出，形成每个反冲加速灭弧组件4都是二级灭弧的效果。v型灭弧反冲管4.1a和v型灭弧加速喷管4.3a均是设置为直管结构，使得在v型灭弧反冲管4.1a内进行反冲对冲，具体反冲过程入图10所示。

如图5-6所示，反冲加速灭弧组件4包括组合型灭弧反冲管4.1b、组合型灭弧接闪电极4.2b、组合型灭弧加速喷管4.3b、组合型灭弧反冲管引弧电极4.4b、组合型灭弧加速喷管引弧电极4.5b，所述组合型灭弧反冲管4.1b与组合型灭弧加速喷管4.3b连通，且组合型灭弧接闪电极4.2b密封设置在组合型灭弧反冲管4.1b与组合型灭弧加速喷管4.3b的连接处，所述组合型灭弧反冲管4.1b设置为直管结构，组合型灭弧反冲管4.1b与反冲喷口3连通，且组合型灭弧反冲管引弧电极4.4b设置在反冲喷口3内，组合型灭弧反冲管引弧电极4.4b通过连接线7与前一个反冲加速灭弧组件4或者l型灭弧组件5连接，所述组合型灭弧加速喷管4.3b设置为弧形管，组合型灭弧加速喷管4.3b与加速喷口2连通，且组合型灭弧加速喷管引弧电极4.5b设置在加速喷口2内，通过连接线7与下一个反冲加速灭弧组件4连接。

组合型灭弧反冲管4.1b的反冲灭弧过程与v型灭弧反冲管4.1a的反冲对冲灭弧的过程相同。组合型灭弧加速喷管4.3b设置为弧形结构，使得电弧在弧形管内与侧壁更多挤压和碰撞，使得温度升高得更快，产生的喷出口的喷力更大。

如图7-8所示，反冲加速灭弧组件4包括u型灭弧反冲管4.1c、u型灭弧接闪电极4.2c、u型灭弧加速喷管4.3c、u型灭弧反冲管引弧电极4.4c和u型灭弧加速喷管引弧电极4.5c，u型灭弧反冲管4.1c和u型灭弧加速喷管4.3c连通构成“u”型结构，“u”型结构开口指向绝缘子片本体1的外侧，所述u型灭弧接闪电极4.2c密封设置在u型灭弧反冲管4.1c和u型灭弧加速喷管4.3c的连接处，u型灭弧反冲管4.1c与，u型灭弧反冲管引弧电极4.4c反冲喷口(3)连通，且u型灭弧反冲管引弧电极4.4c设置在反冲喷口3内，u型灭弧反冲管引弧电极4.4c通过连接线7与前一个反冲加速灭弧组件4或者l型灭弧组件5连接，所述u型灭弧加速喷管4.3c设置为半“u”型管，u型灭弧加速喷管4.3c与加速喷口2连通，且u型灭弧加速喷管引弧电极4.5c设置在加速喷口2内，通过连接线7与下一个反冲加速灭弧组件4连接。

u型灭弧反冲管4.1c和u型灭弧加速喷管4.3c均是设置为半“u”结构，则是，则均为弧形结构，使得电弧在进入时，与侧壁之间的摩擦和碰撞的次数更多，温度升高更快，积累更多的能量，使得在u型灭弧反冲管4.1c内形成的反冲对冲更加的激烈，在u型灭弧加速喷管4.3c内进行反冲对冲的速度更快，灭弧的效果更好。

如图10所示，本申请中，可定义外电弧在入口处速度为v0，压强为p0，密度为ρ0，温度为t0。外电弧进入反冲组件后，形成的入口电弧速度v1，压强为p1，密度为ρ1，温度为t1。经过引弧组件后出口电弧速度v2，压强为p2，密度为ρ2，温度为t2。外电弧通过入口进入反冲组件形成了内电弧，内电弧受到反冲组件壁的限制，直径被大尺度机械压缩，使得内电弧温度、密度、压强和速度均上升。不考虑电弧能量流失和摩擦作用，当入口电弧经过压缩电极实现弹性碰撞瞬间，认为v1＝-v2，即入口电弧速度大小与出口速度大小相等，方向相反。考虑电弧能量流失和摩擦作用，入口电弧经过压缩电极碰撞后，认为∣v2∣＜∣v1∣，即出口速度大小比入口速度小，方向相反。出口电弧受到入口电弧的阻碍作用，出口电弧直径比入口电弧直径小，使出口电弧的密度、温度和压强均比入口电弧的大，即ρ2＞ρ1，t2＞t1，p2＞p1，这些共同作用，使v2增速大于v1增速，即a2＞a1。随着出口电弧直径不断被压缩，使得出口电弧密度、温度和压强不断增大，最终形成v2＞v1，促使出口电弧从入口处冲出反冲组件。出口电弧以冲出反冲组件后，对外电弧形成空腔效应，破坏电弧连续性，削弱电弧能量，加速其截断和熄灭。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明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发明。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，本发明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发明内。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。

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