一种10kV零残压防雷保护装置及其保护方法与流程

本发明是一种10kv零残压防雷保护装置及其保护方法，属于防雷保护装置领域。

背景技术：

1、雷电放电，直击雷或感应雷在线路上产生过电压后，应当采取提高耐雷水平的措施：降低接地电阻、架设耦合地线和加强绝缘等；若当绝缘子串两端过电压超过其雷电冲击耐受水平时，绝缘子串会发生闪络，当工频电流流过经闪络形成的电弧通道时，会形成工频续流，因此应当采取降低工频建弧率的措施：如线路避雷器、加强绝缘水平等；一旦有工频电弧通道，电弧的持续燃烧会烧断导线，应当采取防断线措施；发生雷击闪络后单相接地故障，10kv线路会带故障运行2小时，此时应及时隔离故障，限定雷害区域，待故障点查到后恢复故障相供电。

2、目前10kv线路防雷措施一般采用两种方式，一是传统“疏导型”方式能有效地保护线路导线和线路绝缘子。但由于该方式是在电弧电流过零点自然熄弧，熄弧能力差、灭弧时间长，并有可能复燃，造成线路雷击跳闸率升高。二是传统“堵塞型”方式能够有效保护绝缘子不受电弧损伤，减少线路雷击跳闸率，但存在氧化锌电阻片高压电老化、电阻片密封失效受潮、串联间隙制作工艺复杂等缺陷。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种10kv零残压防雷保护装置及其保护方法，以解决现有的目前10kv线路防雷措施一般采用两种方式，一是传统“疏导型”方式能有效地保护线路导线和线路绝缘子。但由于该方式是在电弧电流过零点自然熄弧，熄弧能力差、灭弧时间长，并有可能复燃，造成线路雷击跳闸率升高。二是传统“堵塞型”方式能够有效保护绝缘子不受电弧损伤，减少线路雷击跳闸率，但存在氧化锌电阻片高压电老化、电阻片密封失效受潮、串联间隙制作工艺复杂等缺陷的问题。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种10kv零残压防雷保护装置,其结构包括装置外壳，所述装置外壳顶部外壁设有复合伞裙件，所述装置外壳底端接有连接软导线，所述装置外壳顶端接有接地底座，所述装置外壳底部一侧由上至下间隔设有若干个空气间隙腔体，所述空气间隙腔体内设有灭弧腔室，所述装置外壳顶部内至少设有一个阀片，所述装置外壳底部内设有绝缘芯棒，所述灭弧腔室内设有球形电极。

3、进一步地，所述空气间隙腔体为凸出的圆柱体结构。

4、进一步地，所述阀片具体为氧化锌阀片。

5、进一步地，所述阀片个数为1-4个。

6、进一步地，所述阀片设有2个。

7、进一步地，该10kv零残压防雷保护装置安装于架空线路。

8、进一步地，所述灭弧腔室一端具有透出空气间隙腔体的开口，所述灭弧腔室个数为10-40个。

9、进一步地，所述灭弧腔室个数为28个。

10、进一步地，还包括10kv零残压防雷保护装置的保护方法，该保护方法包括如下步骤：

11、步骤s1，雷击或冲击电流发生器作用于架空线路的10kv零残压防雷保护装置；

12、步骤s2，28个灭弧腔室间隙被雷电过电压击穿后，电弧在每个腔室间隙的球形电极间产生，加在灭弧腔室间隙上的工频电压会沿着电弧通道产生工频续流，而灭弧腔室间隙可以看成是一个多重灭弧室系统，将一段长电弧切割成很多小段，在每个灭弧腔室内对这些小电弧进行灭弧；

13、步骤s3,当电弧刚开始在两个电极之间产生时，电弧长度很短，而且在灭弧腔室内部燃烧，由此产生的高温会使灭弧室底部气体急剧膨胀，气压急剧增大，而灭弧腔室只是一端开口，气压会驱使电弧朝开口方向移动，而电弧起始点基本保持不变，电弧逐渐向外膨胀，直到电弧被吹到灭弧腔室之外，有效增强电弧等离子体去游离作用，实现快速熄弧，恢复线路绝缘强度；

14、步骤s4，在熄弧过程中，电弧长度的拉长使得弧道电阻增大，维持电弧燃烧的弧道压降增加，而经过多灭弧腔室间隙的串联叠加使得弧道压降增加显著，由电弧负的伏安特性可知，电弧电流迅速减小，同时由于系统电源电压一定，弧道压降的增加降低了系统回路中线路部分的压降，当线路阻抗一定时，工频续流幅值也会减小，即灭弧腔室间隙的吹弧，既提高了弧道压降也降低了工频续流，使得电弧的持续燃烧变得更加困难，且弧道压降的提高使得系统不会发生短路性跳闸；

15、步骤s5,28个灭弧腔室间隙的结构设计使电弧通道被分成多段，多段串联间隙的近阴极效应相叠加确保工频续流在过零后不发生重燃。

16、进一步地，所述灭弧腔室间隙遭受雷击后形成工频续流的概率小于50%，最大燃弧时间为工频半周时间10ms。

17、本发明的有益效果是：10kv零残压防雷保护装置，基于近阴极效应叠加、多级短间隙吹弧及灭弧技术基础上，形成配网线路雷电防护产品，突破传统的氧化锌避雷器的压敏特性，利用多腔室间隙吹弧熄弧原理和巧妙的结构设计，拉长电弧路径，达到抑制过电压、高效灭弧的目的。

技术特征：

1.一种10kv零残压防雷保护装置，其特征在于：其结构包括装置外壳（1），所述装置外壳（1）顶部外壁设有复合伞裙件（2），所述装置外壳（1）底端接有连接软导线（3），所述装置外壳（1）顶端接有接地底座（4），所述装置外壳（1）底部一侧由上至下间隔设有若干个空气间隙腔体（5），所述空气间隙腔体（5）内设有灭弧腔室（6），所述装置外壳（1）顶部内至少设有一个阀片（7），所述装置外壳（1）底部内设有绝缘芯棒（8），所述灭弧腔室（6）内设有球形电极（9），所述空气间隙腔体（5）为凸出的圆柱体结构。

2.根据权利要求1所述的10kv零残压防雷保护装置，其特征在于：所述阀片（7）具体为氧化锌阀片。

3.根据权利要求2所述的10kv零残压防雷保护装置，其特征在于：所述阀片（7）个数为1-4个。

4.根据权利要求3所述的10kv零残压防雷保护装置，其特征在于：所述阀片（7）设有2个。

5.根据权利要求1所述的10kv零残压防雷保护装置，其特征在于，该10kv零残压防雷保护装置安装于架空线路。

6.根据权利要求1所述的10kv零残压防雷保护装置，其特征在于：所述灭弧腔室（6）一端具有透出空气间隙腔体（5）的开口，所述灭弧腔室（6）个数为10-40个。

7.根据权利要求1所述的10kv零残压防雷保护装置，其特征在于：所述灭弧腔室（6）个数为28个。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的10kv零残压防雷保护装置的保护方法，其特征在于，该保护方法包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的10kv零残压防雷保护装置的保护方法，其特征在于：所述灭弧腔室（6）间隙遭受雷击后形成工频续流的概率小于50%，最大燃弧时间为工频半周时间10ms。

技术总结
一种10kV零残压防雷保护装置及其保护方法，属于防雷保护装置领域，其结构包括装置外壳，装置外壳顶部外壁设有复合伞裙件，装置外壳底端接有连接软导线，装置外壳顶端接有接地底座，装置外壳底部一侧由上至下间隔设有若干个空气间隙腔体，空气间隙腔体内设有灭弧腔室，装置外壳顶部内至少设有一个阀片，装置外壳底部内设有绝缘芯棒，灭弧腔室内设有球形电极，基于近阴极效应叠加、多级短间隙吹弧及灭弧技术基础上，形成配网线路雷电防护产品，突破传统的氧化锌避雷器的压敏特性，利用多腔室间隙吹弧熄弧原理和巧妙的结构设计，拉长电弧路径，达到抑制过电压、高效灭弧的目的。

技术研发人员：姚宇珊,李长林,姚玮滢,姚菀榕,王志鹏,郑国兴,林智文
受保护的技术使用者：泉州市亿胜电气设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/11