专利名称：防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷金具的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力配电网领域，用于电力系统架空配电线路，主要用于防止架 空绝缘导线雷击断线，尤其适合在10kV架空绝缘导线上使用。
背景技术：
为了减少树木、鸟类、积雪等外部原因引起的架空配电线路故障，提高供电 可靠性，近几十年来国内外已经大量采用架空绝缘导线。绝缘导线确实解决了裸
导线所解决不了的走廊和安全问题，与电缆相比，它具有投资省、建设快的优点， 但其雷击断线问题却十分突出，它已经成为配电网系统中一个十分迫切需要解决
的重要问题。
经济发达国家采用架空绝缘导线输配电的时间较长，积累了大量运行经验， 先后采用了不少预防措施和方法，具体如下。
架空避雷线在空旷地区，同杆架设架空避雷线以对付配电架空绝缘线路感 应过电压，这是一种投资较大的传统方法。但是，由于配电线路设计的绝缘水平 较低，雷击架空避雷线后非常容易造成反击闪络，仍然会引发工频续流熔断绝缘 导线。故该方法国外目前较少采用。
氧化锌避雷器近年来，人们利用氧化锌避雷器非线性电阻特性和快速阻断 工频续流的特性，广泛应用于线路以限制雷电过电压，其保护范围有限，基本上 只能够保护本杆设备。日本、美国、加拿大等国家投入巨资对线路进行改造，在 每基电杆上安装三只(相)氧化锌避雷器后，雷击断线率由原来的93.3%降低到
2.7%,基本没有再发生雷击断线事故。但釆用该种方法，会大量使用避雷器，当
避雷器质量较差的时候，有可能会在运行中造成较多的线路事故，影响安全运行。
钳位绝缘子日本东京电力公司采用放电钳位绝缘子以防止绝缘导线雷击断 线。即在绝缘导线固定处剥离绝缘层，加装特殊设计的金属线夹，并设置引弧放 电间隙。当雷电闪络引发工频续流时，工频续流在该金属线夹上燃弧直至线路跳
闸以熄灭工频续流，从而避免烧伤绝缘子和熔断绝缘导线。
根据同一原理，芬兰Nokia公司研发的被覆线配电系统(SAX系统)，采用 悬垂线夹和其它装置作为闪络保护器，悬垂线夹承受工频电弧。但该装置抗震性 能较差，线路风吹舞动时，常发生故障。
增长闪络路径通过增长闪络路径，降低工频建弧率，是防止架空绝缘线路
雷击断线事故的另一思路。俄罗斯国家电力公司首先提出长闪络间隙保护方式。
在横担上安装一 U形绝缘闪络路径，使U形头部与绝缘导线之间的冲击放电电 压比绝缘子放电电压低。当雷电过电压时，该间隙先于绝缘子击穿闪络，并沿绝 缘闪络路径发展。设计该绝缘路径足够长，就可以阻止工频续流建弧，切断工频 续流。但这种方法也不成熟，没推广应用。
提高线路绝缘水平将配电线路中的瓷绝缘子更换成为硅橡胶绝缘横担，全
线提高线路绝缘水平，雷电引发的工频续流因爬距大而无法建弧。
为了减低线路造价，可采用架空绝缘导线加强局部绝缘的方式，即在绝缘导 线固定处加厚绝缘，也是一种尝试的办法，效果也不是很理想。
线路过电压保护器 一些多雷害国家如日本、澳大利亚、美国和欧洲等，近 年来在架空绝缘线路上大量推广应用线路过电压保护器，实际上就是带外间隙避 雷器。该装置利用外间隙，形成对氧化锌限流元件的外放电间隙，当线路出现雷 电过电压时，外间隙首先放电，雷电流经氧化锌限流元件释放，而工频续流则被 氧化锌限流元件截断，从而防止架空绝缘线路雷击断线事故的发生。该保护装置 在投入运行后，维护、检修工作量较大。
综上所述，上述几种方式虽然能够有效地防止雷击断线，但还存在以下一些 问题目前的一些防断线金具，有些在使用前，绝缘导线需剥离较长的长度，裸 露部分较大，这会对导线的密封和绝缘有一定的影响，并会严重影响导线的机械
强度和使用寿命；有些安装比较复杂，不便于在实际中使用。而使用避雷器和过
电压保护器，虽然防护效果好，但主要存在运行维护困难等问题。
发明内容
本发明的目的是向本领域提供防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷金 具，使其能解决同类产品尚未的解决技术问题。本发明是通过如下的技术方案来 实现的。
一种防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷金具，该防雷金具包括金具 底盘、金具顶帽、半环型耳夹、硅橡胶绝缘护套、力矩螺母、螺杆、绝缘子、带 穿刺的电极、架空绝缘导线、外六角螺栓、绝缘子下端金属电极、延伸电极A、 延伸电极B，其要点是直接安装在绝缘子的上端，该金具的上部金具顶帽内有带 穿刺的电极，直接穿透绝缘导线的绝缘层，与绝缘导线内部的导体紧密电接触， 将电直接引至由上部金具顶帽与金具底盘，构成裸露的绝缘子上部金属电极。
一个设计方案是所述的金具顶帽中设有带穿刺结构的金属电极；另一个设计 方案是所述的金具底盘中设有带穿刺结构的金属电极；还有一个设计方案是在金 具顶帽和金具底盘中同时设有带穿刺结构的金属电极。
所述的防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷金具，方案一是金具底盘设 有向两边延伸的电极。方案二是金具底盘不设有向两边延伸的电极
所述的防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷金具，方案一是绝缘子的下 端金属电极设有向两边延伸的电极。方案二是绝缘子的下端金属电极不设有向两 边延伸的电极。
所述的防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷金具，方案一是金具底盘与 绝缘子连为一体的。方案二是金具底盘与绝缘子不连为一体的。
在雷电过电压的作用下，与导体紧密接触的穿刺刀片，将雷电过电压引至位 于绝缘子上部金属电极，使雷电过电压直接加在上部金属电极和绝缘子下部金属 电极之间，造成绝缘子表面击穿。这样将绝缘导线变成了类似的裸露导线结构， 使它不易被工频续流烧坏，从而保护了架空绝缘导线在雷击过程中不会断线。该 金具运行过程中免维护，尤其适合在10kV架空绝缘导线上应用，适用于铜、铝 架空绝缘导线。
金具底盘增加向两边延伸的电极，绝缘子的下端金属电极增加向两边延伸电 极，是为了使绝缘子瓷表面免受电弧烧灼，避免在雷击情况下造成绝缘子烧坏。 在这种情况下，由于负荷电流或短路电流的作用，电弧会受到电动力向延伸电极 外面飘去。这样，电弧在空气间隙中燃烧，不在绝缘子表面燃烧，从而保护了绝 缘子表面免遭烧灼损坏。
该防雷金具采用力矩螺母来控制穿刺刀片的切入深度，确保刀片与导体之间 实现良好电接触，同时又不伤及导线。
该防雷金具的外部加装绝缘罩，以保证绝缘。 其优点在于-
(1) 安装简便，不必剥去绝缘导线的绝缘层，安装时没有上下左右的尺寸 要求；
(2) 具有雷击短路事故指示功能(雷击烧弧后外绝缘罩底部有明显颜色变 化，由黑色变为白色)；
(3) 免维护，耐烧灼性能突出；
(4) 金具安装与负荷流向无关；
(5) 对线路绝缘的击穿电压影响小；
(6) 装置可重复利用性能优越；
(7) 保护绝缘子表面免遭电弧烧灼损坏；
(8) 免接地。
该防雷金具具有防雷击断线、不剥离导线绝缘层、施工简单、附带绝缘罩、 运行安全，可靠性高、运行过程中免检修维护。
图1是金具底盘与绝缘子不连为一体的结构示意图2是图l侧面示意图3是金具底盘与金具顶帽结构示意图4是带穿刺的电极与架空绝缘导线之间的穿刺示意图5是金具底盘与绝缘子不连为一体、且带延伸电极的结构示意图。
图6是金具底盘与绝缘子连为一体、且带延伸电极的结构示意图。
以上附图的序号及名称1、金具底盘，2、金具顶帽，3、半环型耳夹，4、
硅橡胶绝缘护套，5、力矩螺母，6、螺杆，7、绝缘子，8、带穿刺的电极，9、
架空绝缘导线，10、外六角螺栓，11、绝缘子的下端金属电极，101、电极A，
111、电极B。
具体实施例方式
金具底盘与绝缘子不连为一体的穿刺型防雷金具实施方式(一)根据图l
至图5，安装步骤如下。
(1)将金具顶帽2上的两枚外六角螺栓10旋出，卸下金具顶帽2;
(2) 将金具底盘1套入绝缘子7颈部，使金具底盘1的U型槽与绝缘子 7顶部U型槽完全切合，然后将架空绝缘导线9放入金具底盘1的U 型槽中；
(3) 将半环型耳夹3插入绝缘子7的颈部，两端卡入金具底盘1的两边侧 槽中，双手均匀用力将半环型耳夹3尽力向上拉，然后拧紧半环型耳 夹3两端的螺母；
(4) 装上金具顶帽2，拧紧顶帽上的两枚外六角螺栓10;
(5) 使用专用力矩扳手，拧紧力矩螺母5，直至拧断为止；
(6) 盖好硅橡胶绝缘护套4。
金具底盘与绝缘子连为一体的穿刺型防雷金具实施方式(二)根据图6，
安装步骤如下。
(O将导线放入金具底盘l的U型槽中；
(2) 装上金具顶帽2，拧紧金具顶帽2上的两枚外六角螺栓10;
(3) 使用专用力矩扳手，拧紧力矩螺母5，直至拧断为止；
(4) 盖好硅橡胶绝缘护套4。
权利要求
1、一种防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷金具，该防雷金具包括金具底盘(1)、金具顶帽(2)、半环型耳夹(3)、硅橡胶绝缘护套(4)、力矩螺母(5)、螺杆(6)、绝缘子(7)、带穿刺的电极(8)、架空绝缘导线(9)、外六角螺栓(10)、绝缘子下端延伸电极(11)，其特征是直接安装在绝缘子(7)的上端，该金具的上部金具顶帽(2)内有带穿刺的电极(8)，直接穿透绝缘导线的绝缘层，与绝缘导线(9)内部的导体紧密电接触，将电直接引至由上部金具顶帽(2)与金具底盘(1)，构成裸露的绝缘子上部金属电极。
2、 根据权利要求1所述的防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷金具， 其特征是在金具顶帽中设有带穿刺结构的金属电极(8)。
3、 根据权利要求2所述的防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷金具， 其特征是在金具底盘中设有带穿刺结构的金属电极(8)。
4、 根据权利要求2所述的防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷金具， 其特征是在金具顶帽和金具底盘中分别设有带穿刺结构的金属电极(8)。
5、 根据权利要求1所述的防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷金具， 其特征是金具底盘(1)设有向两边延伸的电极A (101)。
6、 根据权利要求5所述的防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷金具， 其特征是金具底盘(1)不设有向两边延伸的电极A (101)。
7、 根据权利要求1所述的防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷金具， 其特征是绝缘子的下端金属电极(11)设有向两边延伸的电极B (111)。
8、 根据权利要求7所述的防止架空绝缘导线雷击断线的穿剌型防雷金具， 其特征是绝缘子的下端金属电极(11)不设有向两边延伸的电极B (111)。
9、 根据权利要求1所述的防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷金具， 其特征是金具底盘(1)与绝缘子(7)连为一体的。
10、 根据权利要求9所述的防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷金具， 其特征是金具底盘(1)与绝缘子(7)不连为一体的。
全文摘要
涉及电力配电网领域的防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷金具。该金具设计要点是直接安装在绝缘子的上端，金具的上部金具顶帽内有带穿刺的电极，直接穿透绝缘导线的绝缘层，与绝缘导线内部的导体紧密电接触，将电直接引至由上部金具顶帽与金具底盘，构成裸露的绝缘子上部金属电极。在雷电过电压的作用下，与导体紧密接触的穿刺刀片，将雷电过电压引至位于绝缘子上部金属电极，使雷电过电压直接加在上部金属电极和绝缘子下部金属电极之间，造成绝缘子表面击穿。这样将绝缘导线变成了类似的裸露导线结构，使它不易被工频续流烧坏，从而保护了架空绝缘导线在雷击过程中不会断线。该金具运行过程中免维护，尤其适合在10kV架空绝缘导线上应用。
文档编号H01B17/42GK101105991SQ20071006920
公开日2008年1月16日 申请日期2007年6月5日 优先权日2007年6月5日
发明者浩 周, 陈熙君 申请人:浙江大学;宁波奉金电力金具有限公司