持續(xù)間隙電弧保護(hù)出處

《電氣工程名詞》。 2100433B

1998年，經(jīng)全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定發(fā)布。

無(wú)續(xù)流電弧防雷間隙保護(hù)裝置專利目的

《無(wú)續(xù)流電弧防雷間隙保護(hù)裝置》的目的在于針對(duì)2012年9月前技術(shù)的不足，提供了一種適用于各種電壓等級(jí)的架空輸電線路、能主動(dòng)弱化電弧電流、防止導(dǎo)線斷線和間隙電極受電弧燒灼損壞、便于更換滅弧裝置、降低電力系統(tǒng)輸電線路雷擊跳閘率及事故率、提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、延長(zhǎng)變壓器、斷路器等電力設(shè)備使用壽命的無(wú)續(xù)流電弧防雷間隙保護(hù)裝置。

無(wú)續(xù)流電弧防雷間隙保護(hù)裝置技術(shù)方案

一種無(wú)續(xù)流電弧防雷間隙保護(hù)裝置，包括接地側(cè)滅弧裝置、分別通過(guò)固定裝置安裝于線路絕緣子串兩端的接地側(cè)金具和導(dǎo)線側(cè)金具；所述接地側(cè)滅弧裝置安裝在接地側(cè)金具的一端；所述接地側(cè)滅弧裝置包括雷電脈沖采集裝置、絕緣密封殼體、氣體發(fā)生裝置和滅弧腔，氣體發(fā)生裝置置于絕緣密封殼體內(nèi)；其中，所述接地側(cè)滅弧裝置還包括使用非金屬導(dǎo)電材料制作的管形接地極，所述管形接地極一端內(nèi)嵌于滅弧腔，另一端與絕緣密封殼體相連接；所述接地側(cè)金具的另一端設(shè)有連接細(xì)管；所述接地側(cè)滅弧裝置通過(guò)Z形連接金具與接地側(cè)金具上的連接細(xì)管鑲嵌連接，Z形連接金具的另一端通過(guò)穿過(guò)雷電脈沖采集裝置的連接線與管形接地極相連接。

上述的接地側(cè)滅弧裝置還設(shè)有使用非金屬導(dǎo)電材料制作的L形接地極，L形接地極的一端與Z形連接金具相連接，L形接地極的另一端穿過(guò)雷電脈沖采集裝置，并與管形接地極相連接。即使用L形接地極替代連接線將Z形連接金具和管形接地極相連接。

采用Z形連接金具進(jìn)行鑲嵌連接，實(shí)現(xiàn)了滅弧裝置的簡(jiǎn)易更換。該裝置運(yùn)用非金屬導(dǎo)電材料的管形接地極作為接閃電弧的一端，這樣雷電擊穿后柱形電弧就能主動(dòng)發(fā)散接閃至管形接地極上，使電弧的高溫弧柱在通過(guò)非金屬導(dǎo)電材料的管形接地極時(shí)消失，從而能有效降低電弧的溫度；非金屬導(dǎo)電材料的管形接地極使用的冷陰極材料，能有效的降低接閃點(diǎn)的電離度，起到明顯弱化電弧的效果。雷電脈沖采集裝置是一種可以采集到雷電脈沖信號(hào)的裝置，即可采集當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí)通過(guò)L形接地極的雷電脈沖信號(hào)。對(duì)于非金屬導(dǎo)電材料制作的管形接地極、L形接地極，它們可以一體澆鑄而成，也可以為單獨(dú)的兩個(gè)部件，其中非金屬導(dǎo)電材料L形接地極的形狀為L(zhǎng)形，這樣更加便于非金屬導(dǎo)電材料L形接地極和非金屬導(dǎo)電材料管形接地極緊密接觸。L形接地極與Z形連接金具的連接方式可以采用螺栓固定安裝方式，即Z形連接金具的一端設(shè)有通孔，L形接地極的一端鑄空，并內(nèi)設(shè)連接螺紋，螺栓通過(guò)Z形連接金具的通孔，再與L形接地極螺紋連接，便可以簡(jiǎn)單快捷使Z形連接金具與L形接地極固定連接在一起了。

《無(wú)續(xù)流電弧防雷間隙保護(hù)裝置》進(jìn)一步可以：

所述氣體發(fā)生裝置包括滅弧氣丸和氣丸絕緣底座；在滅弧氣丸上設(shè)有觸發(fā)電極和短路環(huán)；氣丸絕緣底座在與觸發(fā)電極相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有固定電極，固定電極與雷電脈沖采集裝置的電極相連接。滅弧氣丸通過(guò)套裝橡膠圈即可塞入氣丸絕緣底座中，這樣即可實(shí)現(xiàn)滅弧氣丸固定安裝在氣丸絕緣底座中而不會(huì)脫落出來(lái)。氣體發(fā)生裝置中可以放入若干個(gè)（發(fā)）由相應(yīng)的滅弧氣丸和氣丸絕緣底座組成的滅弧氣彈，具體數(shù)量視產(chǎn)品生產(chǎn)情況而定。

所述的滅弧氣丸包括電熱轉(zhuǎn)換裝置和固體產(chǎn)氣材料裝置；電熱轉(zhuǎn)換裝置把雷電脈沖采集裝置傳遞過(guò)來(lái)的電脈沖轉(zhuǎn)化為熱能；固體產(chǎn)氣材料裝置在高溫高壓條件下產(chǎn)生大量氣體。

所述接地側(cè)滅弧裝置的氣體發(fā)生裝置在絕緣密封殼體內(nèi)沿軸向疊加布置且每一個(gè)氣體發(fā)生裝置內(nèi)部均裝有內(nèi)嵌鐵片；所述接地側(cè)滅弧裝置的絕緣密封殼體設(shè)有強(qiáng)磁體和切換金屬片；在輸電線路發(fā)生一次雷擊時(shí)，第一氣體發(fā)生裝置啟動(dòng)進(jìn)行滅弧，然后自動(dòng)脫離接地側(cè)滅弧裝置，第二氣體發(fā)生裝置下落至之前第一氣體發(fā)生裝置的位置，第三氣體發(fā)生裝置下落至之前第二氣體發(fā)生裝置的位置，第二氣體發(fā)生裝置的內(nèi)嵌鐵片與強(qiáng)磁體吸合，第二氣體發(fā)生裝置的觸發(fā)電極與雷電脈沖采集裝置的電極形成可靠連接，完成一次雷擊滅弧。強(qiáng)磁體吸合氣體發(fā)生裝置上內(nèi)嵌鐵片，可以增強(qiáng)氣體發(fā)生裝置的觸發(fā)電極與雷電脈沖采集裝置的電極的相互緊密接觸。切換金屬片的作用主要是在氣體發(fā)生裝置未啟動(dòng)時(shí)，對(duì)氣體發(fā)生裝置起到一定支撐作用，防止氣體發(fā)生裝置下落、脫落；當(dāng)氣體發(fā)生裝置啟動(dòng)時(shí)，切換金屬片的受力失衡，氣體發(fā)生裝置即可下落到相應(yīng)的位置。

所述的絕緣密封殼體上設(shè)有抵消氣體發(fā)生裝置啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的后座力的卡槽。該卡槽不僅可以抵消氣體發(fā)生裝置啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的后座力，并且可以促使氣體發(fā)生裝置向下掉落，脫離接地側(cè)滅弧裝置，讓下一個(gè)氣體發(fā)生裝置順利進(jìn)入準(zhǔn)備動(dòng)作的位置及狀態(tài)，完成氣體發(fā)生裝置的自動(dòng)更換?？ú鄣奈恢每梢砸暁怏w發(fā)生裝置的外形構(gòu)造設(shè)置，只要可以起到抵消其后座力的效果即可，一般在氣體發(fā)生裝置的后面設(shè)置卡槽，如果在氣體發(fā)生裝置的外殼的中間或前端設(shè)有凸塊，那么可以在絕緣密封殼體與凸塊相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置卡槽。

所述的接地側(cè)滅弧裝置內(nèi)置有一個(gè)以上的氣體發(fā)生裝置，并且氣體發(fā)生裝置的前端具有相應(yīng)的數(shù)碼標(biāo)記。以此可以觀察裝置相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作次數(shù)，在桿塔下就能觀察所剩氣體發(fā)射器的數(shù)量，利于及時(shí)更換檢修該裝置。

所述滅弧腔的噴氣口處設(shè)有內(nèi)置金屬引弧環(huán)；滅弧腔外側(cè)設(shè)有外波紋。內(nèi)置金屬引弧環(huán)可以將電弧幾乎100%引入滅弧室內(nèi)，起吸引電弧及有均壓功能。外波紋起到增加爬電距離，使誤擊穿概率進(jìn)一步減小。

所述的接地側(cè)金具和/或?qū)Ь€側(cè)金具與線路絕緣子串的連接方式采用雙螺母結(jié)構(gòu)連接方式。雙螺母結(jié)構(gòu)連接方式可以確保金具與線路絕緣子串穩(wěn)固連接安裝，不會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，并且有著雙重“保險(xiǎn)”的效果，即當(dāng)外側(cè)的螺母使用使用過(guò)長(zhǎng)，或是由于線路絕緣子串上的連接片的應(yīng)力作用導(dǎo)致外側(cè)螺母栓不緊時(shí)，還可以通過(guò)內(nèi)側(cè)的螺母對(duì)金具與線路絕緣子串進(jìn)行加固。

所述的接地側(cè)金具和/或?qū)Ь€側(cè)金具的連接片與線路絕緣子串接觸的一面設(shè)有凸塊。凸塊同樣可以起到接地側(cè)金具和/或?qū)Ь€側(cè)金具與線路絕緣子串穩(wěn)固連接，不易出現(xiàn)松動(dòng)、滑脫等現(xiàn)象。用于防止保護(hù)間隙使用期間由于氣候變化或者金具老化變形而導(dǎo)致的間隙變寬從而失去應(yīng)有的效果等現(xiàn)象。凸塊的尺寸設(shè)計(jì)可以根據(jù)絕緣子串球頭和線夾尺寸的不同而設(shè)計(jì)不同的尺寸。

所述的接地側(cè)金具上設(shè)有套裝在接地側(cè)金具外表面的產(chǎn)氣材料管；所述產(chǎn)氣材料管內(nèi)置有被動(dòng)滅弧間隙和噴氣孔。

所述滅弧腔的噴氣口處設(shè)有內(nèi)置金屬引弧環(huán)；所述滅弧腔外側(cè)設(shè)有外波紋；所述的管形接地極和導(dǎo)線側(cè)金具組成保護(hù)間隙。

在《無(wú)續(xù)流電弧防雷間隙保護(hù)裝置》中使用的非金屬導(dǎo)電材料一般為石墨。

該裝置的滅弧氣丸噴射方向正對(duì)未消失的電弧弧柱中心，可使高速滅弧氣體從縱向及橫向同時(shí)強(qiáng)力作用于電弧弧柱中心，使電弧中心開(kāi)花。縱向氣體可使電弧遠(yuǎn)離非金屬導(dǎo)電材料管形接地極，使絕緣距離迅速擴(kuò)張；橫向可熄滅殘留的電弧離子；滅弧氣丸噴射高速氣體，驅(qū)趕電弧離開(kāi)滅弧腔后，還能使滅弧腔形成暫時(shí)的真空狀態(tài)，真空的絕緣強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣的絕緣強(qiáng)度。其綜合結(jié)果就是防止電弧電弧重燃，且成功增大了滅弧氣體與電弧的相互作用面積和效率。

該裝置還運(yùn)用了被動(dòng)滅弧間隙結(jié)構(gòu)，該被動(dòng)滅弧間隙的產(chǎn)氣材料管是由在高溫高壓條件下可以產(chǎn)生電負(fù)性氣體的材料制造。被動(dòng)間隙在滅弧裝置彈藥充足時(shí)，起到分壓作用，降低主間隙的擊穿恢復(fù)電壓；被動(dòng)間隙在滅弧裝置彈藥用盡工頻續(xù)流不能自熄的情況下，產(chǎn)氣材料管電弧的燒灼之下產(chǎn)生電負(fù)性氣體通過(guò)噴氣孔將電弧離子驅(qū)趕出電弧通道，既減少了電弧通道的電弧離子數(shù)量，又降低電弧溫度且增加了電弧空間的散熱系數(shù)，從而被動(dòng)的將電弧切斷；而且噴氣孔的數(shù)量可以增加。

在《無(wú)續(xù)流電弧防雷間隙保護(hù)裝置》中絕緣密封殼體及滅弧腔外側(cè)還可以設(shè)置憎水性裙邊，這樣可以有效防止雨天發(fā)生沿絕緣殼體表面的閃絡(luò)。

《無(wú)續(xù)流電弧防雷間隙保護(hù)裝置》是針對(duì)中國(guó)多雷地區(qū)架空輸電線路的實(shí)際情況，進(jìn)行的大量探索性實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出了一種可用于各種電壓等級(jí)的架空輸電線路的懸垂絕緣子串（瓷、玻璃）和耐張絕緣子串的無(wú)續(xù)流電弧防雷間隙保護(hù)裝置，該裝置在輸電線路發(fā)生雷擊時(shí)，不但能優(yōu)先于被保護(hù)絕緣子串擊穿，而且具有很強(qiáng)的弱化大電弧及約束空間強(qiáng)氣流主動(dòng)滅弧功能，在保護(hù)裝置擊穿，雷電流流過(guò)后，管形電極能使溫度最高的電弧弧柱消失，而且使氣丸氣體作用于電弧弧柱，大大提高了氣體與電弧的相互作用效率，達(dá)到快速消除雷擊接地或短路故障的目的，且滅弧時(shí)間小于繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，從而有效確保供電的可靠性。

無(wú)續(xù)流電弧防雷間隙保護(hù)裝置改善效果

《無(wú)續(xù)流電弧防雷間隙保護(hù)裝置》相對(duì)于2012年9月前的并聯(lián)間隙和線路避雷器具有明顯的優(yōu)勢(shì)，在線路正常運(yùn)行時(shí)無(wú)續(xù)流，發(fā)生雷擊過(guò)電壓時(shí)可以迅速啟動(dòng)，“疏導(dǎo)”雷電流的同時(shí)可靠滅弧，且能在輸電線路繼電保護(hù)動(dòng)作之前將電弧熄滅，從而避免線路跳閘發(fā)生，從而有效地保護(hù)電力設(shè)備，提高供電可靠性；且可重復(fù)動(dòng)作，氣體發(fā)生裝置可以帶電更換；由于電弧持續(xù)的時(shí)間極短，電極材料基本無(wú)燒蝕，可長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

1.非金屬導(dǎo)電材料管形接地極可以采用非金屬導(dǎo)電材料，（如C元素、Si元素等導(dǎo)電材料），具有冷陰極作用，能抑制電弧的能量從而利于熄滅。當(dāng)然也可以直接采用金屬導(dǎo)電材料制作。運(yùn)用非金屬導(dǎo)電材料的非金屬導(dǎo)電材料管形接地極作為接閃電弧的一端，這樣雷電擊穿后柱形電弧就能自動(dòng)發(fā)散至管形電極上，使電弧的弧柱在通過(guò)非金屬導(dǎo)電材料管形接地極時(shí)消失從而能有效降低電弧的溫度及電離度，而且可使滅弧氣丸從縱橫向強(qiáng)力作用于未消失的電弧弧柱中心，使電弧中心開(kāi)花，成功增大了滅弧氣體與電弧的相互作用面積和效率。

2.該裝置還運(yùn)用了被動(dòng)滅弧間隙結(jié)構(gòu)，該被動(dòng)滅弧間隙的產(chǎn)氣材料管是由在高溫高壓條件下可以產(chǎn)生電負(fù)性氣體的材料制造。被動(dòng)間隙在滅弧裝置彈藥充足時(shí)，起到分壓作用，降低主間隙的擊穿恢復(fù)電壓；被動(dòng)間隙在滅弧裝置彈藥用盡工頻續(xù)流不能自熄的情況下，產(chǎn)氣材料管電弧的燒灼之下產(chǎn)生電負(fù)性氣體通過(guò)噴氣孔將電弧離子驅(qū)趕出電弧通道，既減少了電弧通道的電弧離子數(shù)量，又降低電弧溫度且增加了電弧空間的散熱系數(shù)，從而被動(dòng)的將電弧切斷；而且噴氣孔的數(shù)量可以增加。這樣就使的保護(hù)間隙電極只受電弧短時(shí)燒灼不易損壞。而且因?yàn)槌晒缁×耍圆粫?huì)出現(xiàn)導(dǎo)線被電弧燒斷的現(xiàn)象。

3.裝置內(nèi)氣體發(fā)生器具有數(shù)碼標(biāo)記，能在桿塔下觀察所剩氣體發(fā)射器的數(shù)量，利于及時(shí)更換檢修該裝置。

4.改進(jìn)了滅弧裝置與金具的連接關(guān)系，有利于滅弧筒的簡(jiǎn)易更換，提高了跟換效率。

5.降低電力系統(tǒng)輸電線路雷擊跳閘率及事故率、提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、延長(zhǎng)變壓器、斷路器等電力設(shè)備使用壽命，大大節(jié)約了設(shè)備成本以及系統(tǒng)的檢修、維護(hù)成本。

《無(wú)續(xù)流電弧防雷間隙保護(hù)裝置》涉及一種氣體滅弧防雷保護(hù)裝置，具體涉及了一種無(wú)續(xù)流電弧防雷間隙保護(hù)裝置。