一种结构化中压架空线路防雷装置

技术领域

本发明涉及防雷装置技术，特别涉及一种结构化中压架空线路防雷装置。

背景技术

多腔结构避雷装置多腔室间隙本体的复合外套在多次吹弧的高温高热作用下易被灼伤，吹弧性能会逐渐变差，影响了设备整体的使用寿命和可靠性；一般避雷装置在核心部件故障或损坏后需要整体更换整个避雷装置，不便于维护。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种结构化中压架空线路防雷装置，其灭弧结构单元采用独立灭弧腔室结构，具有良好的耐高温、隔热性能，能大大延长设备的使用寿命；另外该结构化中压架空线路防雷装置的灭弧结构单元采用结构化设计，在防雷产品中的作为独立组件，方便拆装，必要时可仅更换灭弧结构单元或独立灭弧腔室结构避免防雷装置整体更换，节约成本，便于维护。

本发明采用的技术方案为：

一种结构化中压架空线路防雷装置，该结构化中压架空线路防雷装置包括连接支架、支撑绝缘子和若干灭弧结构单元；所述支撑绝缘子为针式合成绝缘子，连接支架固定安装于针式合成绝缘子的顶部和底部，支撑绝缘子通过连接支架能够安装于中压架空线路上，若干灭弧结构单元中由高向低对称设置，位于最高处和位于最低处的灭弧结构单元安装在连接支架上，其余灭弧结构单元安装在支撑绝缘子上，每个灭弧结构单元均呈半圆形结构，灭弧结构单元上设有空气间隙外电极，灭弧结构单元与灭弧结构单元之间形成有外空气间隙。

进一步，所述灭弧结构单元包括支架连接配件、安装轨道和若干独立灭弧腔体；安装轨道为半圆形轨道，安装轨道的外侧设有配合独立灭弧腔体安装的开口槽，安装轨道的内侧与支架连接配件连接；若干独立灭弧腔体滑动安装于安装轨道的开口槽内，独立灭弧腔体与独立灭弧腔体之间通过金属电极连接且可拆卸；独立灭弧腔体的数量能够根据架空线路的电压等级进行调整。

进一步，所述独立灭弧腔体包括短间隙灭弧室和喷气室；所述短间隙灭弧室为陶瓷或高分子绝缘材料的长方体结构，其左端面、右端面和上端面均设有孔洞，其下端面为配合圆弧形轨道的圆弧面，三个孔洞之间光滑连通，左端面、右端面上的孔洞能够插入金属电极；所述喷气室为陶瓷或高分子绝缘材料的圆柱体结构，其固定安装于短间隙灭弧室上端面，喷气室上设有贯穿的喷气出口，喷气出口与短间隙灭弧室上端面上的孔洞连通。

进一步，由短间隙灭弧室左端面、右端面上孔洞插入的两个金属电极之间形成空气间隙，空气间隙位于两个金属电极插入端之间。

进一步，短间隙灭弧室左端面、右端面上的孔洞位于以安装轨道为圆心的同心圆上，短间隙灭弧室左端面、右端面上的孔洞在短间隙灭弧室内部贯通；短间隙灭弧室上端面上的孔洞的中心轴线与左端面、右端面的孔洞中心轴线垂直相交，且交点位于左端面、右端面的孔洞中心轴线的中心点；左端面、右端面和上端面的孔洞各自所处平面的中心位置，三孔内部光滑连通。

进一步，所述安装轨道外侧开口槽内设有配合短间隙灭弧室的定位槽，所述短间隙灭弧室的前后端面上设有能够在定位槽内滑动的定位销。

进一步，所述金属电极为高强度金属材料的圆弧形柱体，外表打磨光滑，其两端分别由相邻的两个短间隙灭弧室左端面、右端面上的孔洞插入相邻的两个短间隙灭弧室，其中间处露于两个短间隙灭弧室的外部。

进一步，若干独立灭弧腔体中位于两侧的独立灭弧腔体的外侧连接空气间隙外电极。

进一步，该结构化中压架空线路防雷装置通过调整灭弧结构单元或独立灭弧腔体的数量能够满足不同电压等级的架空线路的防雷需求。

本发明的有益效果是：

该结构化中压架空线路防雷装置的灭弧结构单元采用独立灭弧腔室结构，具有良好的耐高温、隔热性能，能大大延长设备的使用寿命；另外该结构化中压架空线路防雷装置的灭弧结构单元采用结构化设计，在防雷产品中的作为独立组件，方便拆装，必要时可仅更换灭弧结构单元或独立灭弧腔室结构避免防雷装置整体更换，节约成本，便于维护。此外，灭弧结构单元的独立灭弧腔室结构主体为陶瓷材料，有良好的耐高温、隔热性能，能很好的保护吹弧类避雷设备绝缘层被灼伤、大大延长防雷设备的使用寿命、增强防雷设备的可靠性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明灭弧结构单元的结构示意图；

图3为本发明若干独立灭弧腔体的连接示意图；

图4为本发明独立灭弧腔体的内部结构示意图；

图5为本发明安装轨道与独立灭弧腔体的连接示意图；

图1—5中，1—连接支架，2—支撑绝缘子，3—灭弧结构单元，4—空气间隙外电极，5—外空气间隙，6—支架连接配件，7—安装轨道，8—独立灭弧腔体，9—开口槽，10—金属电极，11—短间隙灭弧室，12—喷气室，13—孔洞，14—喷气出口，15—空气间隙，16—定位槽，17—定位销。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例的附图，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付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。

本实施例公开了一种结构化中压架空线路防雷装置，如图1所示，该结构化中压架空线路防雷装置包括连接支架1、支撑绝缘子2和四个灭弧结构单元3；其中，支撑绝缘子2为针式合成绝缘子，连接支架1固定安装于针式合成绝缘子的顶部和底部，支撑绝缘子2通过连接支架1能够安装于中压架空线路上，四个灭弧结构单元3中由高向低对称设置，位于最高处和位于最低处的灭弧结构单元3安装在连接支架1上，其余两个灭弧结构单元3安装在支撑绝缘子2上，每个灭弧结构单元3均呈半圆形结构，灭弧结构单元3上设有空气间隙外电极4，灭弧结构单元3与灭弧结构单元3之间形成有外空气间隙5。

将该结构化中压架空线路防雷装置安装于35kV中压架空线路，位于最低处的灭弧结构单元3下方连接导电引流线，电弧由下向上通过空气间隙外电极4和外空气间隙5在四个灭弧结构单元3之间传递，每个灭弧结构单元3均利用固体介质吸收电弧的能量，以加速其冷却来熄弧，或使电弧迅速通过低温介质，与之紧密接触而冷却。此时在强烈的扩散和复合作用下，电离大为减弱，消电离大为增强，最后在某一灭弧结构单元3内完成灭弧。该结构化中压架空线路防雷装置的灭弧结构单元3采用结构化设计，在防雷产品中的作为独立组件，方便拆装，在面对不同电压等级的架空线路时，可调整灭弧结构单元3数量、灭弧结构单元3之间外空气间隙5的距离，从而满足不同电压等级的架空线路的防雷需求。另外必要时可仅更换灭弧结构单元3，避免防雷装置整体更换，节约成本，便于维护。

与现有防雷装置相比多个灭弧结构单元3由高向低设置方式最大的优势在于可根据不同运行环境调节外空气间隙5，以适应不同的线路需求，有效避免固定距离的外空气间隙5带来的防雷过程中起弧电压不足引起的拒动和间隙不足引起的经常误动问题。此外灭弧结构单元3中由高向低对称设置方式可以在气体喷射过程中增大电弧与外界冷空气接触长度和面积，更有利于电弧熄灭；同时平衡气体喷射过程中各方向上的气动力，使装置各方向受力均匀，确保避雷装置长期稳定运行。

进一步的灭弧结构单元3的具体结构和作用如下：

如图2和图5所示，每个灭弧结构单元3均包括支架连接配件6、安装轨道7和若干独立灭弧腔体8；安装轨道7为半圆形轨道，圆弧半径范围为200mm-300mm，安装轨道7的外侧设有配合独立灭弧腔体8安装的开口槽9，开口槽9宽度为8mm-23mm，安装轨道7的内侧与支架连接配件6连接；如图3所示，若干独立灭弧腔体8滑动安装于安装轨道7的开口槽9内，开口槽9内设有定位槽16，独立灭弧腔体8与独立灭弧腔体8之间通过金属电极10连接且可拆卸，若干独立灭弧腔体8中位于两侧的独立灭弧腔体8的外侧连接空气间隙外电极4。每个灭弧结构单元3通过支架连接配件6能够安装于绝缘子上，独立灭弧腔体8的数量能够根据架空线路的电压等级进行调整。

灭弧结构单元3设计为圆弧形相比直线型灭弧结构，在吹弧后的电弧的长度和表面积更大，可更快速拉长电弧，有利于冷却电弧和带电质点的扩散，加快介质强度的恢复，在灭弧效果上更有优势。其次，灭弧结构单元3设计为圆弧形，占用空间小，更加紧凑，尤其是利用多片该灭弧结构组合成更高电压等级防雷装置时，圆弧型结构在空间布局上会更有优势。另外，考虑到避雷装置运行在户外，一般风速都较大，安装后圆弧形结构相比直线型结构受风力作用影响小，更能提高避雷装置本身的稳定性。

进一步的独立灭弧腔体8的具体结构和作用如下：

如图4和图5所示，独立灭弧腔体8包括短间隙灭弧室11和喷气室12；短间隙灭弧室11为陶瓷或高分子绝缘材料的长方体结构，长度范围13mm-15mm、宽度范围9mm-11mm、厚度范围8mm-23mm，短间隙灭弧室11的左端面、右端面和上端面均设有孔洞13，左端面、左端面、右端面上的孔洞13直径为11mm-15mm，短间隙灭弧室11的下端面为配合圆弧形轨道的圆弧面，圆弧面弧度为120°-270°，三个孔洞13之间光滑连通，左端面、右端面上的孔洞13能够插入金属电极10，短间隙灭弧室11前后端面上设有能够在定位槽16内滑动的定位销17。喷气室12为陶瓷或高分子绝缘材料的圆柱体结构，长度范围为23mm-28mm，喷气室12固定安装于短间隙灭弧室11上端面，喷气室12上设有贯穿的喷气出口14，喷气出口14直径范围为3mm-5mm，喷气出口14与短间隙灭弧室11上端面上的孔洞13连通，喷射口朝向圆弧水平面向下倾斜角度范围5°-30°。短间隙灭弧室11左端面、右端面上的孔洞13位于以安装轨道7为圆心的同心圆上，短间隙灭弧室11左端面、右端面上的孔洞13在短间隙灭弧室11内部贯通；短间隙灭弧室11上端面上的孔洞13的中心轴线与左端面、右端面的孔洞13中心轴线垂直相交，且交点位于左端面、右端面的孔洞13中心轴线的中心点；左端面、右端面和上端面的孔洞13各自所处平面的中心位置，三孔内部光滑连通。左端面、右端面和上端面的孔洞13各自所处平面的中心位置，三孔内部光滑连通；左端面、右端面上的孔洞13能够插入金属电极10，以便于若干独立灭弧腔体8之间能够通过金属电极10串联在一起，短间隙灭弧室11上端面上的孔洞13与喷气室12的喷气出口14连通，以便于排出灭弧时的高温高热；另外每个独立灭弧腔体8中由短间隙灭弧室11左端面、右端面上孔洞13插入的两个金属电极10之间形成空气间隙15，空气间隙15位于两个金属电极10插入端之间，该空气间隙15用于灭弧。金属电极10为高强度金属材料的圆弧形柱体，外表打磨光滑，其两端分别由相邻的两个短间隙灭弧室11左端面、右端面上的孔洞13插入相邻的两个短间隙灭弧室11，其中间处露于两个短间隙灭弧室11的外部。

每个独立灭弧腔体8的短间隙灭弧室11和喷气室12采用陶瓷或高分子绝缘材料在灭弧过程中体积不会瞬时高温高压膨胀，因而短间隙灭弧室11内气体压强更大；更大压强在灭弧过程中可高温气体吹弧，拉长电弧，同时加强带电粒子的复合和扩散，把弧隙中的带电粒子吹散,达到冷却电弧减弱热游离,迅速恢复介质的绝缘强度的作用；与现有的灭弧腔体相比，首先灭弧结构单元3中的每个灭弧腔体是相互独立的，可拆分和调整数量，其次每个独立灭弧腔体8的灭弧时间更短、效率更高。

综上所述，该结构化中压架空线路防雷装置的灭弧结构单元3采用独立灭弧腔室结构，具有良好的耐高温、隔热性能，能大大延长设备的使用寿命；另外该结构化中压架空线路防雷装置的灭弧结构单元3采用结构化设计，在防雷产品中的作为独立组件，方便拆装，必要时可仅更换灭弧结构单元3或独立灭弧腔室结构避免防雷装置整体更换，节约成本，便于维护；此外，灭弧结构单元3的独立灭弧腔室结构主体为陶瓷材料，有良好的耐高温、隔热性能，能很好的保护吹弧类避雷设备绝缘层被灼伤、大大延长防雷设备的使用寿命、增强防雷设备的可靠性；结合以上优势，该结构化中压架空线路防雷装置通过调整灭弧结构单元3或独立灭弧腔体8的数量能够满足不同电压等级的架空线路的防雷需求。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。