一种避雷器的制作方法

1.本发明涉及输电杆塔防雷技术领域，具体涉及一种避雷器。


背景技术：

2.在电力系统中的输电线路大部分为架空线路，容易遭受雷击跳闸。据统计，雷击引起的跳闸约占所有跳闸次数的80%，给迎峰度夏保电工作带来了极大的困难，也给国民经济造成了严重的损失。
3.输电线路现在普遍采用避雷线和接地防雷，难以防御绕击雷，防御雷电幅值较大的雷要求接地电阻比较小，接地网的建设及维护成本较高。避雷器能让雷电流泄放入地，避免工频电流持续短路引起跳闸。输电线路的长度通常在几十千米，甚至几百千米，但由于避雷器的保护范围只有300米左右，要避免输电线路雷击跳闸，就需要在全线杆塔安装避雷器。氧化锌避雷器对制造工艺要求比较高，造价高昂，整体笨重，运输安装困难，易发生损坏甚至爆炸，在使用过程中需要周期性试验，运维成本过高，导致氧化锌避雷器未能在输电线路上大面积推广。
4.通过在杆塔安装采用产气灭弧的防雷装置，可以实现低成本的防雷，但由于爆炸式喷出的高压气体会产生巨大的冲击作用力，对避雷器本体和安装支架的结构强度要求较高，对电压等级较高的线路灭弧难度较大。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种制造、安装和维护成本低廉，安全可靠，可以在输电线路大面积使用的避雷器，实现大幅降低输电线路的雷击跳闸率。
6.本发明的技术方案如下：包括绝缘管，两端以导电封头密封，所述绝缘管内填充石英砂，所述石英砂包裹一引弧线电性连接两端所述导电封头，所述避雷器一端经连接件固定连接于杆塔的接地端或带电端，另一端与带电端或接地端构成放电间隙，所述放电间隙小于绝缘子的空气间隙，当雷电过电压击穿所述放电间隙时，引弧线熔断引发电弧泄放雷电，所述电弧受所述石英砂抑制熄灭，避免线路跳闸。
7.相对于现有技术，本发明的有益效果在于：通过在线路接地端或带电端架构上安装本发明的避雷器，当该处线路遭受雷击时，由于放电间隙小于绝缘子空气间隙，雷电过电压选择击穿放电间隙，使得绝缘子串避免被击穿电弧烧蚀损坏，引弧线熔断生成电弧泄放雷电，该电弧受石英砂抑制控制电弧电流，提高电弧电压，在雷电流泄放后工频电弧在10毫秒内被熄灭，避免线路跳闸，引弧线熔断后避雷器变成绝缘体，放电间隙在串接上避雷器绝缘长度后大于绝缘子空气间隙，避雷器完成一次防雷保护后自动脱离。虽然雷击跳闸总体上占输电线路跳闸的80%左右，但由于挂线点数量庞大，具体到每一基杆塔的每一个挂线点，每年雷击引起跳闸的概率在千分之一到百分之一，一只避雷器重复被雷击是一个极少概率事件。本发明的避雷器一次性使用，制造和安装成本远远低于氧化锌避雷器，从经济上可以实现对输电线路的全覆盖安装，从而实现大幅度降低雷击跳闸率，甚至实现雷击零跳
闸。相比于产气避雷器，本发明的避雷器灭弧能力更强，是一种高分断能力的灭弧技术，可以对熄灭50~100 ka的工频短路电流，完全满足现有电网的配合要求；本发明的避雷器灭弧时不会产生冲击力，避免产气避雷器在较大的短路电流下存在产气过多造成爆炸和冲击的风险，而对于110kv以上的电压等级，产气管的长度达一米以上，超音速喷射的气流产生的冲击力对安装结构提出更高的要求，对附近设备和人员存在危害风险。
8.较佳的，所述引弧线包括铜、银、金、铁、铝其中之一或合金，或石墨烯构成。
9.较佳的，所述绝缘管是环氧树脂玻璃纤维管或陶瓷管。
10.较佳的，构成所述放电间隙一端的所述导电封头还经一熔丝连接一电极，当所述放电间隙被雷电过电压击穿时，所述熔丝熔断，所述电极脱离所述避雷器。
11.较佳的，所述熔丝周侧包括一管腔衔接所述绝缘管端部，所述管腔内壁包括产气材料，当熔丝熔断产生电弧高温使得产气材料产气，所述电极受高压气体冲击脱离所述避雷器。
12.较佳的，所述电极沿所述带电端的导线摆动周向延伸一预设长度，在所述带电端的导线摆动时保持所述放电间隙长度保持在预设区间。
13.较佳的，所述连接件包括第一夹块与第二夹块，经螺栓紧固形成一与所述接地端或带电端架构型钢截面匹配的夹持空间，所述第一夹块连接一活动夹块，所述活动夹块包括相垂直的第一连接块与第二连接块，所述第一连接块与所述第一夹块经长螺孔和螺栓可调式连接，所述第二连接块上开设若干组螺孔，所述避雷器一端经u型螺栓择一组螺孔连接在第二连接块上，实现所述避雷器安装满足所述放电间隙的要求。
14.较佳的，所述放电间隙等于所述线路带电体防雷电压间隙的70~90%。
15.较佳的，若干所述避雷器经所述导电封头轴向连接或形成所述放电间隙，组合成串联避雷器。
16.较佳的，所述绝缘管中部经绝缘拉线牵引连接至所述接地端架构。
附图说明
17.图1为本发明一种避雷器的其中一实施结构剖视图；图2为本发明实施例一的安装结构示意图；图3为本发明实施例一连接件装配示意图；图4为本发明实施例二分段连接示意图；图5为本发明实施例三安装结构示意图。
具体实施方式
18.以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
19.实施例一请参阅图1~3，本实施例提供了一种避雷器1，包括绝缘管31，两端以导电封头34密封，绝缘管31内填充石英砂32，石英砂32包裹一引弧线33电性连接两端导电封头34，避雷器1一端经连接件7与杆塔的接地端架构8固定连接，另一端与线路带电体4构成一放电间隙3，线路带电体4可以是导线，也可以是在导线上附加的电极（未图示），放电间隙3小于绝缘子6空气间隙5，当雷电过电压击穿放电间隙3时，引弧线33熔断引发电弧泄放雷电，电弧受石英砂
32抑制熄灭，避免线路跳闸。引弧线33采用铜线或铜线增加防腐表层构成，直径介于0.1~0.3mm，在制造工艺满足的情况下，采用较细的线径可以减少金属离子的数量，有利于熄灭电弧。引弧线33也可以采用石墨烯线，在电弧作用下生成绝缘的二氧化碳气体，提高绝缘性能。绝缘管31根据应用场合选用内径20~30mm壁厚2~10mm的环氧树脂玻璃纤维管，内径的大小考虑填充石英砂对灭弧的效果，壁厚考虑产生电弧时管内压力和绝缘管的抗风受力强度等因素。石英砂32直径介于0.1~0.5mm，优先采用均匀直径0.2~0.3mm的石英砂32密实填充。构成放电间隙3一端的导电封头34还经一熔丝37连接一电极2，当放电间隙3被雷电过电压击穿时，熔丝37熔断，电极2脱离避雷器1。电极2包括熔丝37，以及熔丝37周侧的管腔38衔接绝缘管31端部，管腔38内壁包括尼龙等高分子产气材料，当熔丝37熔断产生电弧高温使得产气材料产气，电极2受高压气体冲击脱离避雷器1。电极2还包括横向电极体39，横向电极体39沿线路带电体4摆动周向延伸，长度200~300mm，在线路带电体4摆动时保持放电间隙3长度保持在预设区间。放电间隙3等于线路带电体4防雷电压间隙的70~90%，优选80%，对于110kv线路，放电间隙3长850mm。
20.连接件7包括第一夹块11与第二夹块10，经螺栓16紧固形成一与接地端或带电端架构8型钢截面匹配的夹持空间，第一夹块11连接一活动夹块，活动夹块包括相垂直的第一连接块12与第二连接块13，第一连接块12与第一夹块11经长螺孔和螺栓可调式连接，第二连接块13上开设若干组螺孔14，避雷器1一端经u型螺栓15择一组螺孔14连接在第二连接块13上，实现避雷器1安装满足放电间隙3的要求。对于220kv以上电压等级，避雷器1的长度较长，通常大于2米，较佳的，绝缘管31中部经绝缘拉线9牵引连接至接地端架构8，可以提升避雷器的安装稳定性。
21.实施例二如图4所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，本实施例中，避雷器3的长度较长，为了运输安装方便，避雷器3可以分段制造、运输，在安装时由避雷器21和避雷器22经导电封头23和导电封头24轴向连接形成串联避雷器。避雷器21和避雷器22处于串联连接，本实施例串联避雷器的原理与上述实施例的原理相同，因此不作复述。
22.实施例三如图5所示，本实施例与实施例二的相同之处在于，本实施例中，避雷器3的长度较长，为了运输安装方便，避雷器3可以分段制造、运输，不同之处在于在安装时由避雷器21和避雷器22经连接件7分别安装在接地端8与带电端4，避雷器21和避雷器22的各一端形成放电间隙3，避雷器21和避雷器22经放电间隙3连接形成串联避雷器。放电间隙3小于绝缘子6空气间隙5，当雷电过电压击穿放电间隙3时，避雷器21和避雷器22内的引弧线33熔断引发电弧泄放雷电，电弧受石英砂32抑制熄灭，避免线路跳闸。本实施例可以便于与绝缘子一体安装，节省连接结构成本，在导线风摆时可以保持放电间隙3长度稳定不变。
23.从以上实施例可以看出，本发明的避雷器相比现有技术具有截面小，重量轻，长度可以根据安装现场的需要制造和组装，在雷击动作时不会产生高速气体冲击力，本发明的避雷器串接了放电间隙，在运行状态引弧线没有电流通过，引弧线的截面可以不考虑负荷电流因素，截面小，灭弧能力更强，在制造、运输、安装、运行等环节总体成本大幅降低，从而使得避雷器可以大面积甚至全覆盖安装在架空输电线路上，实现大幅度降低雷击跳闸率，以至于最终实现输电设备雷击“零跳闸”同时具有技术和经济上的可行性和实用性。
24.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。