一种线路避雷器的制作方法

1.本发明涉及线路防雷装置领域，具体涉及一种线路避雷器。


背景技术：

2.雷电造成的跳闸事故在输电线路跳闸事故中占有较大比例，针对输电线路面临的雷击事故威胁，通常采取安装避雷器等方式来降低线路跳闸率。常规避雷器分为间隙型避雷器和氧化锌避雷器，前者无法熄灭间隙击穿之后带来的工频续流，现已较少独立应用，后者则存在通流能力小、关键元件容易老化且存在漏电流、造价高等问题。特别是一些特殊地区，如南方雷州半岛地区，雷电电流幅值分布异常偏高，回击次数多，常规避雷器已无法保证线路安全稳定运行。因此输电线路雷电安全领域缺乏一种能够克服上述缺陷的新型避雷器。


技术实现要素：

3.针对现有的避雷器存在的问题，本发明提供了一种线路避雷器，实现雷电电涌泄放和工频电弧熄灭的双重功能。
4.本发明采用以下的技术方案：
5.一种线路避雷器，包括灭弧腔，当雷电击中避雷器时，利用雷电电涌能量将灭弧腔中的工频电弧熄灭。
6.优选地，所述灭弧腔腔的材料是树脂、硅橡胶、环氧板、电木板、二苯醚板或有机硅板。
7.优选地，灭弧腔内上下相对的设置有接地侧放电电极和高压侧放电电极，接地侧放电电极和高压侧放电电极之间形成放电间隙。
8.优选地，所述高压侧放电电极通过第一导线与高压导线相连，所述接地侧放电电极通过第二导线与杆塔支架相连。
9.优选地，当雷电击中避雷器时，放电间隙泄放雷电电涌。
10.优选地，在第一导线上设置有取能线圈，取能线圈连接有驱动装置，驱动装置与灭弧腔相连，所述驱动装置能将灭弧介质送入灭弧腔内。
11.优选地，所述取能线圈从雷电电涌中获取能量，为驱动装置提供电能和启动信号。
12.优选地，所述感应线圈从雷电电涌中获取能量，为驱动装置提供电能和启动信号。
13.优选地，所述取能线圈包括微分环感应线圈、储电电容、稳压隔离电路和保护调节电路，取能线圈能将雷电电涌转化为直流电。
14.优选地，所述驱动装置释放灭弧介质的灭弧动作是雷电电涌触发的，且反应时间小于输电系统跳闸继电保护整定时间。
15.优选地，所述灭弧介质为具有良好的电弧熄灭特性的油。
16.优选地，所述油为25号变压器油或40号变压器油。
17.优选地，所述灭弧介质为空气。
18.优选地，所述灭弧介质为六氟化硫。
19.本发明具有的有益效果是：
20.本发明利用放电间隙击穿后泄放的雷电电涌能量，触发驱动装置完成灭弧工作，解决了常规间隙型避雷器击穿后无法熄灭工频电弧的困扰，实现了雷电电涌泄放和工频电弧熄灭的双重功能，通流能力大，成本低效果好。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为线路避雷器的结构示意图。
23.图2为线路避雷器实施过程的示意图。
24.图3为微分环感应线圈示意图。
25.图4为取能线圈组成示意图。
26.图5为多栅格灭弧结构。
27.图6为多段微孔灭弧结构。
28.图7为路径弯曲灭弧结构。
29.1、杆塔支架，2、高压导线，3、灭弧腔，4、接地侧放电电极，5、高压侧放电电极，6、第一导线，7、第二导线，8、感应线圈，9、驱动装置。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
32.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
33.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.实施例1
35.结合图1至图5，一种线路避雷器，安装在杆塔支架1和高压导线2之间。
36.线路避雷器包括灭弧腔3，当雷电击中避雷器时，利用雷电电涌能量将灭弧腔中的工频电弧熄灭。
37.灭弧腔有利于电弧熄灭的内部结构，如图5所示，灭弧腔内有多栅格结构。
38.多栅格灭弧结构利用多金属栅格对电弧进行物理切割，是物理弧道拉伸并快速冷却。
39.灭弧腔内上下相对的设置有接地侧放电电极4和高压侧放电电极5，接地侧放电电极和高压侧放电电极之间形成放电间隙。
40.灭弧腔腔的材料是树脂、硅橡胶、环氧板、电木板、二苯醚板或有机硅板等。
41.高压侧放电电极5通过第一导线6与高压导线2相连，接地侧放电电极4通过第二导线7与杆塔支架1相连。
42.在第一导线6上设置有取能线圈8，取能线圈8连接有驱动装置9，驱动装置与灭弧腔相连。
43.取能线圈从雷电电涌中获取能量，为驱动装置提供电能和启动信号。
44.取能线圈包括微分环感应线圈、储电电容、稳压隔离电路和保护调节电路，主要功能是将雷电电涌转化为直流电，如图3所示，i表示雷电流。微分环感应线圈具有多环多层结构，采用非接触方式安装于高压侧放电电极附近，在不拆解线路引下线的情况下实现较大的取电效率。
45.根据图4对参数的标注，当微分环取能线圈的层数为n时，其产生的感应电动势为：
[0046][0047]
其中，线圈左右两侧与雷电流通道距离分别为ai、bi，线圈中心距离导线为h，μ0是真空磁导率，μ0＝4π
×
10-7
h/m。
[0048]
m为线环之间的互感，公式如下。
[0049][0050]
其中s是积分线圈面积。
[0051]
驱动装置能将灭弧介质送入灭弧腔内。
[0052]
灭弧介质为具有良好的电弧熄灭特性的油。
[0053]
油为25#变压器油或40#变压器油。
[0054]
该避雷器实现线路防雷功能的过程类似于常规避雷器，避雷器绝缘强度小于线路绝缘子，雷击发生时，雷电电涌优先选择从避雷器泄入大地，防止线路绝缘子击穿导致的线路跳闸事故。该避雷器的接地侧放电电极和高压侧放电电极组成放电间隙，当雷电过电压来临时该放电间隙泄放雷电电涌，实现常规间隙型避雷器的防雷保护功能。并且还具有利用雷电电涌能量熄灭工频电弧的能力，放电间隙击穿后，感应线圈通过互感原理从雷电电涌中获取能量，为驱动装置提供电能和启动信号，驱动装置释放具有良好的电弧熄灭特性的油主动熄灭放电间隙之间的工频电弧，最终实现雷电电涌泄放和工频电弧熄灭的双重功能。
[0055]
驱动装置释放灭弧介质的时间小于输电系统跳闸继电保护整定时间。
[0056]
实施例2
[0057]
结合图1至图4、图6，一种线路避雷器，安装在杆塔支架1和高压导线2之间。
[0058]
线路避雷器包括灭弧腔3，当雷电击中避雷器时，利用雷电电涌能量将灭弧腔中的工频电弧熄灭。
[0059]
灭弧腔有利于电弧熄灭的内部结构，如图6所示，灭弧腔内有多段微孔结构。
[0060]
多段微孔灭弧结构通过对电弧放电主通道的结构进行分段处理，使主电弧被切割成多段，然后灭弧介质对小段的电弧单独进行吹弧，灭弧难度大幅降低。
[0061]
灭弧腔内上下相对的设置有接地侧放电电极4和高压侧放电电极5，接地侧放电电极和高压侧放电电极之间形成放电间隙。
[0062]
灭弧腔腔的材料是树脂、硅橡胶、环氧板、电木板、二苯醚板或有机硅板等。
[0063]
高压侧放电电极5通过第一导线6与高压导线2相连，接地侧放电电极4通过第二导线7与杆塔支架1相连。
[0064]
在第一导线6上设置有取能线圈8，取能线圈8连接有驱动装置9，驱动装置与灭弧腔相连。
[0065]
取能线圈从雷电电涌中获取能量，为驱动装置提供电能和启动信号。
[0066]
取能线圈包括微分环感应线圈、储电电容、稳压隔离电路和保护调节电路，主要功能是将雷电电涌转化为直流电，如图3所示。微分环感应线圈具有多环多层结构，采用非接触方式安装于高压侧放电电极附近，在不拆解线路引下线的情况下实现较大的取电效率。
[0067]
根据图4对参数的标注，当微分环取能线圈的层数为n时，其产生的感应电动势为：
[0068][0069]
其中，线圈左右两侧与雷电流通道距离分别为ai、bi，线圈中心距离导线为h，μ0是真空磁导率，μ0＝4π
×
10-7
h/m。
[0070]
m为线环之间的互感，公式如下。
[0071][0072]
其中s是积分线圈面积。
[0073]
驱动装置能将灭弧介质送入灭弧腔内。
[0074]
灭弧介质为六氟化硫。
[0075]
该避雷器实现线路防雷功能的过程类似于常规避雷器，避雷器绝缘强度小于线路绝缘子，雷击发生时，雷电电涌优先选择从避雷器泄入大地，防止线路绝缘子击穿导致的线路跳闸事故。该避雷器的接地侧放电电极和高压侧放电电极组成放电间隙，当雷电过电压来临时该放电间隙泄放雷电电涌，实现常规间隙型避雷器的防雷保护功能。并且还具有利用雷电电涌能量熄灭工频电弧的能力，放电间隙击穿后，感应线圈通过互感原理从雷电电涌中获取能量，为驱动装置提供电能和启动信号，驱动装置释放空气主动熄灭放电间隙之间的工频电弧，最终实现雷电电涌泄放和工频电弧熄灭的双重功能。
[0076]
驱动装置释放灭弧介质的时间小于输电系统跳闸继电保护整定时间。
[0077]
实施例3
[0078]
结合图1至图4、图7，一种线路避雷器，安装在杆塔支架1和高压导线2之间。
[0079]
线路避雷器包括灭弧腔3，当雷电击中避雷器时，利用雷电电涌能量将灭弧腔中的工频电弧熄灭。
[0080]
灭弧腔有利于电弧熄灭的内部结构，如图7所示，灭弧腔内有路径弯曲结构。
[0081]
路径弯曲灭弧结构通过对电弧放电主通道进行弯曲处理，人为改变电弧形态，使之由初始的近直线形变为弯曲形态，灭弧介质从不同方向对电弧弯曲节点进行吹弧，提高了灭弧能力。
[0082]
灭弧腔内上下相对的设置有接地侧放电电极4和高压侧放电电极5，接地侧放电电极和高压侧放电电极之间形成放电间隙。
[0083]
灭弧腔腔的材料是树脂、硅橡胶、环氧板、电木板、二苯醚板或有机硅板等。
[0084]
高压侧放电电极5通过第一导线6与高压导线2相连，接地侧放电电极4通过第二导线7与杆塔支架1相连。
[0085]
在第一导线6上设置有取能线圈8，取能线圈8连接有驱动装置9，驱动装置与灭弧腔相连。
[0086]
取能线圈从雷电电涌中获取能量，为驱动装置提供电能和启动信号。
[0087]
取能线圈包括微分环感应线圈、储电电容、稳压隔离电路和保护调节电路，主要功能是将雷电电涌转化为直流电，如图3所示。微分环感应线圈具有多环多层结构，采用非接触方式安装于高压侧放电电极附近，在不拆解线路引下线的情况下实现较大的取电效率。
[0088]
根据图4对参数的标注，当微分环取能线圈的层数为n时，其产生的感应电动势为：
[0089][0090]
其中，线圈左右两侧与雷电流通道距离分别为ai、bi，线圈中心距离导线为h，μ0是真空磁导率，μ0＝4π
×
10-7
h/m。
[0091]
m为线环之间的互感，公式如下。
[0092][0093]
其中s是积分线圈面积。
[0094]
驱动装置能将灭弧介质送入灭弧腔内。
[0095]
灭弧介质为空气。
[0096]
该避雷器实现线路防雷功能的过程类似于常规避雷器，避雷器绝缘强度小于线路绝缘子，雷击发生时，雷电电涌优先选择从避雷器泄入大地，防止线路绝缘子击穿导致的线路跳闸事故。该避雷器的接地侧放电电极和高压侧放电电极组成放电间隙，当雷电过电压来临时该放电间隙泄放雷电电涌，实现常规间隙型避雷器的防雷保护功能。并且还具有利用雷电电涌能量熄灭工频电弧的能力，放电间隙击穿后，感应线圈通过互感原理从雷电电涌中获取能量，为驱动装置提供电能和启动信号，驱动装置释放六氟化硫主动熄灭放电间隙之间的工频电弧，最终实现雷电电涌泄放和工频电弧熄灭的双重功能。
[0097]
驱动装置释放灭弧介质的时间小于输电系统跳闸继电保护整定时间。
[0098]
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的
保护范围。