一种压缩固相合成灭弧防雷器的制作方法

本实用新型涉及灭弧防雷器技术领域，尤其是一种压缩固相合成灭弧防雷器。

背景技术：

雷电是影响输电线安全的重要因素，长期以来占据线路故障跳闸的首位，是大气活动的自然过程，迄今还不可控制。但我们可以通过对常发事故进行分析，寻找雷击规律，加强防范。如处于高山峻岭或峰顶的杆塔、处于水塘或水库附近的输电线路、跨越山岭或江河湖泊的杆塔和安装在接地电阻高的杆塔和岩石塔基及输电线等都是易遭雷击破坏重点。

雷电打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，架空线路中常见的过电压有雷击在架空线附近通过电磁感应在输电线上的过电压和雷电直接击打在导线上产生的过电压。雷击造成过电压，可能对绝缘子、输电线造成损伤；雷击引起绝缘子闪络放电，会对瓷质表面造成烧伤脱落或对玻璃绝缘子造成网状裂纹，使绝缘强度大幅降低；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。

输电线路防雷一直都是电力部门防雷工作的重要内容，雷电故障仍然是影响电网安全的重要因素之一。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。对此电力部门一般采用在输电线路加装线路防雷器来实现保护。

电弧是高温高导电率的游离气体,将电弧进行消灭，简称灭弧。灭弧有多种方法，大多是使用某种气体或者液体来承担主要灭弧工作。

防雷器是一种能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量，保护电工设备免受瞬时过电压危害，又能截断续流，避免引起系统接地短路的电器装置。

如专利号为201110090288.2公开的一种适用于10～35kV架空输电线路的10～ 35kV架空输电线路约束空间喷射气体灭弧防雷间隙装置，又如专利号为200710066259.6 公开的用于各电压等级输电线路的约束空间喷射气流灭弧防雷间隙装置，都是并联安装于线路绝缘子串两端，保护间隙之间的闪络电压小于被保护绝缘子串，从而在输电线路遭受雷击时优先于被保护绝缘子串击穿，击穿放电时，约束空间内部的产气材料被高温电弧急剧加热产生高压气体的同时，信号采集装置自动采集信号并启动喷射气体发生装置，瞬间产生高速气流沿纵向对电弧造成冲击、冷却至熄灭，其灭弧能力较弱。

如专利号为201310297789.7公开的一种不同电压等级分段灭弧防雷间隙装置仓，采用了圆盘状的灭弧储弹仓，可以放置大量的触发后可产生气体进行灭弧的弹丸，且通过平面涡卷弹簧的扭力作用使灭弧弹丸紧密排列在灭弧储弹仓I的储弹轨道里，使得当前灭弧弹丸触发掉落后，下一发能够自动进入弹丸触发位置，实现自动换弹。

以上的专利虽然对防雷起到了很好的作用，但是不能应对叠加雷和多重雷等复杂雷击的复杂情况。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可计数、灭弧效果好、适用性广的压缩固相合成灭弧防雷器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种压缩固相合成灭弧防雷器，灭弧防雷器主体分为上段灭弧间隙通道和下段灭弧筒，其特征在于：所述灭弧间隙通道分设有压缩灭弧多间隙通道和固相灭弧主间隙通道；

所述的固相灭弧主间隙通道主要由壳体、灭弧筒、引弧棒、引弧电极、感应线圈、上盖、圆环、第一卡位棒、第二卡位棒、圆盘、转轴、旋涡弹簧、计数指针、计数码盘和固相灭弧气丸组成；所述的壳体与灭弧筒固定安装在一起；所述壳体的内部设置有引弧棒，引弧棒的两端均设置有引弧电极，引弧棒一端的引弧电极与灭弧筒连接，引弧棒另一端的引弧电极与壳体连接；所述感应线圈套接在引弧棒上；所述壳体的上部设置有上盖，上盖盖合在壳体上；所述圆环设置在壳体的内部，所述的圆环内部嵌套设置有圆盘，所述的圆环和圆盘顶部分别设置有旋涡弹簧，所述圆环和圆盘的旋涡弹簧共同由转轴驱动，转轴的一端固定在上盖上；所述的圆环和圆盘均设置有固相灭弧气丸，圆环内设置有控制圆环内的固相灭弧气丸触发的第一卡位棒，圆盘的底部设置有控制圆盘内的固相灭弧气丸触发的第二卡位棒；圆盘的底部设置有计算圆盘内的固相灭弧气丸动作次数的计数指针，圆环的底部设置有计算圆环内的固相灭弧气丸动作次数的计数码盘；

所述的压缩灭弧多间隙通道与固相灭弧主间隙通道共同使用壳体、灭弧筒、引弧棒、引弧电极、感应线圈、上盖；所述的压缩灭弧多间隙通道设置在壳体的外部并绕壳体一周，所述的压缩灭弧多间隙通道为由压缩管和“T”型管组成的“Z”形灭弧通道，所述的压缩管设置有压缩灭弧气丸；所述的压缩管靠近引弧电极一段为末位的压缩管并与引弧电极相连接。

工作原理：

上段为压缩灭弧多间隙通道，在电弧闪络主间隙的同时，电弧也进入与引弧电极串接的上段压缩灭弧多间隙通道中，此通道为呈“Z”形的灭弧路径(由于压缩灭弧多间隙通道中导弧球的引弧作用，上段电弧路径被规定在压缩灭弧多间隙通道中)，“Z”形灭弧通道由压缩管和“T”型管按照一定的方式有序排列。当电弧经过“Z”形的灭弧路径中每一段压缩管时，压缩管因高温产生强纵向气流，对电弧的拐点进行吹拉，使电弧更加容易被吹灭，同时冲击电弧在被压缩管强烈压缩、折弯后，在压缩管中产生极高的轴压力梯度，把电弧由压缩管内向外界喷出，使电弧在多点形成断口；当电弧经过压缩灭弧路径中每一段“T”型管时，因高温产生强横向气流，加速电弧冷却和去游离过程，使电弧断点更多更易熄灭。结合纵、横吹的两个效果形成整体灭弧结构中大尺度的分段电弧，这里所述的多点截断电弧、压缩电弧、在电弧拐点灭弧都是合理利用电弧自身性质采取的有效灭弧方式。

下段为固相部分(固相灭弧主间隙通道)，固相部分设计为圆环套圆盘的形式，圆环与圆盘上各自装有一定数量的灭弧气丸，在同一时刻保证有两发灭弧气丸(一发位于圆环，一发位于圆盘)同时对准灭弧筒同时处于触发位。两个位于触发位的灭弧气丸通过选择开关只有一个导通，暂定圆环上的气丸优先导通，圆盘上的气丸处于待导通状态。在雷电闪络灭弧通道电弧进入压缩固相合成灭弧防雷器的引弧电极后，由于引弧电极外套有一个感应线圈(感应线圈)，电弧的存在使感应线圈感应产生电流。感应线圈的感应电流触发位于已经导通的圆环上的灭弧气丸。灭弧气丸顺利动作，产生强冲击气流作用于电弧，使电弧迅速截断。位于圆环上的灭弧气丸一旦导通，选择开关马上接通圆盘上的灭弧气丸。假使此时存在第二重雷放电的情况，由于位于转盘上的灭弧气丸已经处于导通状态，电弧电流的陡然变化将再次激励感应线圈产生感应电流触发灭弧气丸，重复以上的灭弧动作，而经过第二次触发灭弧后圆环上的下一发灭弧气丸已经通过机械转动到达触发位，且第二发气丸(位于灭弧圆盘上)一旦触发，选择开关立即接通第三发气丸(位于灭弧圆环上)。假使此后又有第三重雷放电的情况，由于位于转盘上的灭弧气丸(第三发)已经处于导通状态，感应线圈产生感应电流又一次触发灭弧气丸，重复以上的灭弧动作。像这样无论后续还有几重雷电闪络通道，都可以像这样采取圆环与圆盘轮流导通灭弧的机制，以给彼此更多的时间通过机械转动到达触发位。双灭弧气丸同时处于触发位的设计专门用来应对重复雷的问题，圆环与圆盘都是靠发条驱动沿转轴作机械转动，虽然每次气丸触发后机械转动到下一气丸的转动行程很小，但是机械转动时间较重复雷的间隔时间还是稍大，双灭弧气丸同时处于触发位的设计使得气丸切换的时间由机械转动时间变为选择开关的切换时间，时间大大缩短，有利于充分应对重复雷重复建弧的问题。

固相灭弧气流的“尾气”和压缩灭弧机制对“钻空挡”的建弧过程形成“联合围剿”态势，形成对叠加雷和多重雷进行有效防治。上段压缩灭弧多间隙通道与下段固相双灭弧气丸的配合与协同作用使得整个灭弧装置对重复雷有着三位一体的防灭效果。

作为技术方案的进一步改进，以上所述的压缩管为陶瓷材料制成，两个压缩管之间形成一个小于90°的角。

作为技术方案的进一步改进，以上所述的压缩管在壳体的外部呈螺旋回型状排列。

作为技术方案的进一步改进，以上所述的凹槽为半圆凹槽。

作为技术方案的进一步改进，以上所述的灭弧筒采用三段式结构，即采用螺纹连接方式将三段灭弧筒连接而成。

作为技术方案的进一步改进，以上所述引弧棒由石墨材料所制成。

与现有技术相比，本实用新型有益效果：

1.本实用新型一种压缩固相合成灭弧防雷器，1、首次采用压缩灭弧多间隙与固相爆轰气流灭弧方式相结合的联动机制，以充分应对叠加雷和重复雷问题，提高了防雷器的灭弧效果和适用性。

2.本实用新型固相灭弧段采用圆环与圆盘的双灭弧气丸同时处于触发位的设计，使得气丸切换时间由机械转动时间变为选择开关的切换时间，后者通常只是前者的五分之一到三分之一。

3.本实用新型固相灭弧段采用圆环与圆盘的双灭弧气丸同时处于触发位的设计，虽已大大减小了气丸切换时间但仍是十几毫秒的时间间隔，但在两发气丸触发间隔仍有时间上的防雷空隙和漏洞，而压缩灭弧多间隙部分的存在有利于在时间形成补充，形成灭弧时间上的无缝化连接。

4.本实用新型固相灭弧段采用圆环与圆盘的双灭弧气丸同时处于触发位的设计，虽已大大减小了气丸切换时间但仍是十几毫秒的时间间隔，但在上一发气丸触发之后到下一发气丸触发之前，灭弧气流在强度上迅速衰减，而压缩灭弧多间隙部分的存在有利于在灭弧强度上形成补充，形成灭弧强度上的无缝化连接。

附图说明

图1为本实用新型固相灭弧主间隙通道示意图。

图2为本实用新型压缩灭弧多间隙通道示意图。

图中：1-灭弧防雷器主体；2-固相灭弧主间隙通道，201-壳体；202-灭弧筒；203-引弧棒；204-引弧电极；205-感应线圈；206-上盖；207-圆环；208-第一卡位棒；209-第二卡位棒；210-圆盘；211-转轴；212-旋涡弹簧；213-计数指针；214-计数码盘；215-固相灭弧气丸；3-压缩灭弧多间隙通道，331-压缩管，332-压缩灭弧气丸，333-“T”型管， 334“Z”形灭弧通道。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供如下实施例：

实施例1

一种压缩固相合成灭弧防雷器，包括灭弧防雷器主体(1)，灭弧防雷器主体(1)分为上段灭弧间隙通道和下段灭弧筒，所述灭弧间隙通道分设有压缩灭弧多间隙通道(3) 和固相灭弧主间隙通道(2)；

所述的固相灭弧主间隙通道(2)主要由壳体(201)、灭弧筒(202)、引弧棒(203)、引弧电极(204)、感应线圈(205)、上盖(206)、圆环(207)、第一卡位棒(208)、第二卡位棒(209)、圆盘(210)、转轴(211)、旋涡弹簧(212)、计数指针(213)、计数码盘(214)和固相灭弧气丸(215)组成；所述的壳体(201)与灭弧筒(202)固定安装在一起；所述壳体(201)的内部设置有引弧棒(203)，引弧棒(203)的两端均设置有引弧电极(204)，引弧棒(203)一端的引弧电极(204)与灭弧筒(202)连接，引弧棒(203)另一端的引弧电极(204)与壳体(201)连接；所述感应线圈(205)套接在引弧棒(203)上；所述壳体(201)的上部设置有上盖(206)，上盖(206)盖合在壳体 (201)上；所述圆环(207)设置在壳体(201)的内部，所述的圆环(207)内部嵌套设置有圆盘(210)，所述的圆环(207)和圆盘(210)顶部分别设置有旋涡弹簧(212)，所述圆环(207)和圆盘(210)的旋涡弹簧(212)共同由转轴(211)驱动，转轴(211) 的一端固定在上盖(206)上；所述的圆环(207)和圆盘(210)均设置有固相灭弧气丸 (215)，圆环(207)内设置有控制圆环(207)内的固相灭弧气丸(215)触发的第一卡位棒(9)，圆盘(210)的底部设置有控制圆盘(210)内的固相灭弧气丸(215)触发的第二卡位棒(209)；圆盘(210)的底部设置有计算圆盘(210)内的固相灭弧气丸(215) 动作次数的计数指针(213)，圆环(207)的底部设置有计算圆环(207)内的固相灭弧气丸(215)动作次数的计数码盘(214)；

所述的压缩灭弧多间隙通道(3)与固相灭弧主间隙通道(2)共同使用壳体(201)、灭弧筒(202)、引弧棒(203)、引弧电极(204)、感应线圈(205)、上盖(206)；所述的压缩灭弧多间隙通道(3)设置在壳体(201)的外部并绕壳体(201)一周，所述的压缩灭弧多间隙通道(3)为由压缩管(331)和“T”型管(333)组成的“Z”形灭弧通道(334)，所述的压缩管(331)设置有压缩灭弧气丸(332)；所述的压缩管(331) 靠近引弧电极(204)一段为末位的压缩管并与引弧电极(204)相连接。

工作原理：

上段为压缩灭弧多间隙通道，在电弧闪络主间隙的同时，电弧也进入与引弧电极串接的上段压缩灭弧多间隙通道中，此通道为呈“Z”形的灭弧路径(由于压缩灭弧多间隙通道中导弧球的引弧作用，上段电弧路径被规定在压缩灭弧多间隙通道中)，“Z”形灭弧通道由压缩管和“T”型管按照一定的方式有序排列。当电弧经过“Z”形的灭弧路径中每一段压缩管时，压缩管因高温产生强纵向气流，对电弧的拐点进行吹拉，使电弧更加容易被吹灭，同时冲击电弧在被压缩管强烈压缩、折弯后，在压缩管中产生极高的轴压力梯度，把电弧由压缩管内向外界喷出，使电弧在多点形成断口；当电弧经过压缩灭弧路径中每一段“T”型管时，因高温产生强横向气流，加速电弧冷却和去游离过程，使电弧断点更多更易熄灭。结合纵、横吹的两个效果形成整体灭弧结构中大尺度的分段电弧，这里所述的多点截断电弧、压缩电弧、在电弧拐点灭弧都是合理利用电弧自身性质采取的有效灭弧方式。

下段为固相部分(固相灭弧主间隙通道)，固相部分设计为圆环套圆盘的形式，圆环与圆盘上各自装有一定数量的灭弧气丸，在同一时刻保证有两发灭弧气丸(一发位于圆环，一发位于圆盘)同时对准灭弧筒同时处于触发位。两个位于触发位的灭弧气丸通过选择开关只有一个导通，暂定圆环上的气丸优先导通，圆盘上的气丸处于待导通状态。在雷电闪络灭弧通道电弧进入压缩固相合成灭弧防雷器的引弧电极后，由于引弧电极外套有一个感应线圈(感应线圈)，电弧的存在使感应线圈感应产生电流。感应线圈的感应电流触发位于已经导通的圆环上的灭弧气丸。灭弧气丸顺利动作，产生强冲击气流作用于电弧，使电弧迅速截断。位于圆环上的灭弧气丸一旦导通，选择开关马上接通圆盘上的灭弧气丸。假使此时存在第二重雷放电的情况，由于位于转盘上的灭弧气丸已经处于导通状态，电弧电流的陡然变化将再次激励感应线圈产生感应电流触发灭弧气丸，重复以上的灭弧动作，而经过第二次触发灭弧后圆环上的下一发灭弧气丸已经通过机械转动到达触发位，且第二发气丸(位于灭弧圆盘上)一旦触发，选择开关立即接通第三发气丸(位于灭弧圆环上)。假使此后又有第三重雷放电的情况，由于位于转盘上的灭弧气丸(第三发)已经处于导通状态，感应线圈产生感应电流又一次触发灭弧气丸，重复以上的灭弧动作。像这样无论后续还有几重雷电闪络通道，都可以像这样采取圆环与圆盘轮流导通灭弧的机制，以给彼此更多的时间通过机械转动到达触发位。双灭弧气丸同时处于触发位的设计专门用来应对重复雷的问题，圆环与圆盘都是靠发条驱动沿转轴作机械转动，虽然每次气丸触发后机械转动到下一气丸的转动行程很小，但是机械转动时间较重复雷的间隔时间还是稍大，双灭弧气丸同时处于触发位的设计使得气丸切换的时间由机械转动时间变为选择开关的切换时间，时间大大缩短，有利于充分应对重复雷重复建弧的问题。

固相灭弧气流的“尾气”和压缩灭弧机制对“钻空挡”的建弧过程形成“联合围剿”态势，形成对叠加雷和多重雷进行有效防治。上段压缩灭弧多间隙通道与下段固相双灭弧气丸的配合与协同作用使得整个灭弧装置对重复雷有着三位一体的防灭效果。

实施例2

与实施例1不同的地方在于：所述的压缩管(331)为陶瓷材料制成，两个压缩管(331) 之间形成一个小于90°的角。

实施例3

与实施例2不同的地方在于：所述的压缩管(331)在壳体(201)的外部呈螺旋形状排列。

实施例4

与实施2不同的地方在于：所述的灭弧筒(202,31)采用三段式结构，即采用螺纹连接方式将三段灭弧筒连接而成。实施例5

与实施例2不同的地方在于：所述的凹槽(213)为半圆凹槽。

实施例5

与实施例1不同的地方在于：所述的引弧电极(204，336)由石墨材料所制成。

综上所述：本实用新型一种压缩固相合成灭弧防雷器，设置的上段压缩灭弧多间隙通道与下段双灭弧气丸的配合与协同作用使得整个灭弧装置对重复雷有着三位一体的防灭效果。

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。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。