專利名稱：帶外串間隙的避雷器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種架空線路的避雷器，尤其是一種防止10kV系統(tǒng)架空絕緣導(dǎo)線雷擊損壞的帶外串間隙的避雷器。
背景技術(shù)：
近年來，為了減少樹木、鳥害、雨雪等外部原因引起的架空配電線路 故障，提高供電可靠性，縮小線路走廊，國內(nèi)外的配電網(wǎng)架空線路中大量 采用絕緣導(dǎo)線，但架空絕緣導(dǎo)線因雷擊而斷線的問題卻十分突出，并隨著 絕緣導(dǎo)線線路長度增加而急劇上升，已成為嚴重威脅配電網(wǎng)線路安全運行 的主要問題。如何妥善解決雷擊斷線問題，確保配電網(wǎng)的安全運行已經(jīng)成 為一個十分迫切需要解決的重要問題。雷擊過電壓作用于裸導(dǎo)線引起閃絡(luò)時，工頻短路電流電弧在電磁場力 的作用下沿著導(dǎo)線向背離電源方向滑動，不會集中在某一點燒灼，所以不 會燒傷導(dǎo)線。而雷擊絕緣導(dǎo)線引起閃絡(luò)，導(dǎo)線絕緣層形成為一小針孔，接 續(xù)的工頻短路電流電弧受絕緣層的阻隔，弧根只能在集中在針孔處燃燒而 不能沿導(dǎo)線滑移，加之導(dǎo)線的張力，這樣在極短的時間內(nèi)導(dǎo)線就會被整齊 地燒斷，因此，架空絕緣導(dǎo)線的雷擊斷線故障率大大高于裸導(dǎo)線。目前絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的相應(yīng)防范措施大致為 1. 改進導(dǎo)線的材料、結(jié)構(gòu)形式，使金屬導(dǎo)體耐溫提高，散熱更好，股間不易滲水；2. 采用新型限流式開關(guān)， 一旦出現(xiàn)工頻短路電流，開關(guān)會自動限制工 頻續(xù)流，防止斷線；3. 絕緣子兩側(cè)導(dǎo)線局部采取加強絕緣、延長(雷擊后)工頻干弧閃絡(luò) 路徑、從而降低工頻續(xù)流建弧率；上述幾種措施在國外已有應(yīng)用，在我國尚待開發(fā)。4. 架空避雷線同桿架設(shè)架空避雷線，這是一種投資較大的傳統(tǒng)方法。 但是，由于配電線路的絕緣水平較低，雷擊架空避雷線后非常容易造成反 擊閃絡(luò)，仍然會引發(fā)工頻續(xù)流熔斷絕緣導(dǎo)線。根據(jù)架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線機理分析可以看出，限制雷電流引起的工 頻續(xù)流的幅值(限流)或防止工頻續(xù)流集中于擊穿的針孔處燃燒(分流)是防 止架空絕緣導(dǎo)線線路雷擊斷線事故的主要方法。(1)"分流"就是將絕緣子附近的絕緣導(dǎo)線剝開，局部裸露，在導(dǎo)線 剝離處裝有特制金具，使其與絕緣子橫擔處形成一個遠小于絕緣子干弧距 離的放電間隙。當雷擊時，會"優(yōu)先"擊穿此間隙，而不擊穿導(dǎo)線絕緣層， 使工頻電弧的弧根轉(zhuǎn)移或固定在特制金具上燃燒，從而保護導(dǎo)線免于燒毀。 例如，芬蘭在絕緣子與導(dǎo)線聯(lián)結(jié)處剝離絕緣層采用閃絡(luò)保護型線夾；瑞典 和美國將絕緣子兩側(cè)的絕緣導(dǎo)線剝離一段絕緣層并加裝防弧線夾；日本將 絕緣子處的導(dǎo)線絕緣層剝離，采用放電鉗位絕緣子；中國采用穿刺引弧線 夾等。 "分流"的方式局部剝開導(dǎo)線絕緣層，然后再加以遮蓋，存在眾多的 密封和絕緣缺陷，使一根原本完好的絕緣導(dǎo)線變得千瘡百孔，長期運行后， 水分會沿剝離處慢慢滲入至導(dǎo)線內(nèi)部，容易在線路弧垂最低點處產(chǎn)生積聚 水分并形成電化學腐蝕，運行至六、七年后會發(fā)生腐蝕斷線事故。由于放電間隙距離遠小于絕緣子的干弧距離，使增大絕緣子的爬距及 干弧距離變得毫無意義，而一旦遭雷擊線路變得更易擊穿閃烙和跳閘。同 時，由于沒有限流措施，工頻續(xù)流會嚴重燒損橫擔與特制金具，而使其成 為易耗 叫O(2)"限流"就是限制雷擊閃絡(luò)后工頻續(xù)流值而不起弧。a. 配電型無間隙型金屬氧化物避雷器近年來，人們利用氧化鋅電阻片非線性和快速阻斷工頻續(xù)流的特性， 廣泛應(yīng)用于線路以限制雷電過電壓，取得了較好的效果。但由于無間隙避雷器要與導(dǎo)線直接連接，須剝開絕緣導(dǎo)線，也破壞了 導(dǎo)線的絕緣和密封。避雷器故障時會造成系統(tǒng)死接地，影響線路的正常供 電，同時帶來年度維護工作量大及査找故障點困難的問題，因此在線路上 應(yīng)該慎用。b. 日本很早就大量采用過電壓保護器即帶外串環(huán)狀間隙金屬氧化物避 雷器，這在教科書上也有記載。避雷器由本體(由非線性電阻片組成)及 串聯(lián)放電間隙(圓環(huán)狀電極)組成，圓環(huán)狀電極套在針式絕緣子上，與導(dǎo)線 間并不直接聯(lián)接，(這樣不需剝開絕緣層)而是與導(dǎo)線間形成一定距離的 間隙。當雷擊導(dǎo)線時，外串環(huán)狀間隙首先放電。雷電流經(jīng)氧化鋅非線性電 阻片釋放，降低了導(dǎo)線和地之間的電位差，保證絕緣子不再閃絡(luò)，從而避
免線路跳閘停電，而雷電流過后，非線性電阻片等效電阻瞬間增大，工頻 續(xù)流則被截斷，因此不會燒損導(dǎo)線與放電間隙。但中國有中國的國情，適合日本的東西未必適合中國，首先是絕緣子 就不一樣國外圓環(huán)狀電極大多配用的是外表光傘，內(nèi)藏式大泄漏爬距的 針式絕緣子，圓環(huán)電極與絕緣子間的間隙調(diào)整方便。而我國絕緣架空線路采用PS-15/3.0或PS-15/5.0線路柱式絕緣子較多，外表并不是光傘裙， 也有用其它絕緣子的，傘徑、高度各不相同。圓環(huán)狀電極須套在絕緣子上， 與絕緣子的外形尺寸有關(guān)，適用范圍很小，安裝時須X、 Y、 Z三個方向調(diào) 整，較麻煩，且安裝后易受力變化而引起間隙變形，與絕緣子的傘裙距離 變小，易被短路，如冬天的冰雪。由此可見，這些措施都存在不同程度的缺點，不能有效解決絕緣導(dǎo)線 雷擊斷線的問題。公告日為2006年12月13日的授權(quán)公告號CN2847475Y 公開了一種保護絕緣導(dǎo)線用帶外串聯(lián)間隙金屬氧化物避雷器，采用了部分 裸露或刺穿絕緣導(dǎo)線并加裝放電電極的辦法，起到分散電弧、防止雷擊斷 線的作用，但這種方法需要剝開或刺穿絕緣導(dǎo)線再加裝放電電極，不但結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，操作繁瑣，而且影響線路的整體絕緣性能和二次利用。實用新型內(nèi)容本實用新型為解決目前絕緣導(dǎo)線的雷擊斷線問題提供了一種可以防止 絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的帶外串間隙的避雷器。本實用新型為達到上述技術(shù)目的所采用的具體技術(shù)方案為帶外串間 隙的避雷器，由絕緣子、架設(shè)于絕緣子上的絕緣導(dǎo)線及設(shè)置于絕緣子附近
的避雷器本體和放電電極組成，絕緣導(dǎo)線用金屬線捆扎在絕緣子頂部，放 電電極設(shè)置在絕緣導(dǎo)線的下方并與避雷器本體的高壓端相連，避雷器本體 的地端通過安裝板與安裝絕緣子的橫擔相連，放電電極與絕緣導(dǎo)線之間設(shè) 有空氣間隙。由于在避雷器本體上設(shè)置了空氣間隙，運行電壓加載在空氣 間隙上，由于間隙距離足夠大，因此運行電壓可以長期施加而不擊穿，因 此在正常情況下避雷器本體不承載工頻運行電壓，因此避雷器本體不存在 運行老化問題，使用壽命較長，即使由于某種原因造成避雷器本體擊穿， 也不會造成死接地，影響線路正常運行。而因雨雪、人為等原因造成間隙 被短路，因避雷器本體采用無間隙避雷器的參數(shù)，因而也可長期運行，從 而實現(xiàn)雙保險。當絕緣導(dǎo)線遭受雷擊時，放電電極與絕緣導(dǎo)線間的空氣間 隙會擊穿，雷電流通過放電電極、避雷器本體、安裝板、橫擔入地。雷擊 過電壓過后，避雷器本體迅速遮斷電弧電流，恢復(fù)到正常運行狀態(tài)，避免 絕緣導(dǎo)線因工頻電弧電流長時灼燒而斷線，由此對電網(wǎng)中的絕緣導(dǎo)線起到 了保護作用。作為優(yōu)選，放電電極與避雷器本體的高壓端之間設(shè)有伸縮螺桿，調(diào)節(jié) 伸縮螺桿，放電電極與避雷器本體的高壓端之間的距離隨之改變。調(diào)節(jié)伸 縮螺桿旋入避雷器本體上部螺孔的深度可方便地改變放電電極與避雷器本 體高壓端之間的距離，從而調(diào)整放電電極與絕緣導(dǎo)線之間的空氣間隙的距 離，以適應(yīng)各種線路結(jié)構(gòu)對空氣間隙的要求，這是間隙距離安裝現(xiàn)場的粗 調(diào)。作為優(yōu)選，放電電極為開口向上u形電極。u形放電電極與絕緣導(dǎo)線之間的空氣間隙距離應(yīng)隨不同絕緣子的雷電沖擊閃絡(luò)電壓而改變?？諝忾g隙
距離大則雷電沖擊閃絡(luò)電壓高，反之則低?？諝忾g隙過小，很低的過電壓(并 未威脅到絕緣子的安全)就被擊穿是不妥的?？諝忾g隙的雷電沖擊閃絡(luò)電壓是絕緣子的50%-85%為宜，以確保雷電過電壓降臨時，是空氣間隙并通過避 雷器本體先放電，而不是絕緣子放電或兩者同時放電，因為這樣就起不到 保護作用。由于不同線路中的絕緣子高度、雷電沖擊閃絡(luò)電壓及導(dǎo)線的弧 垂是不同的，因此必須通過現(xiàn)場調(diào)節(jié)空氣間隙的距離以達到要求。作為優(yōu)選，避雷器本體的軸心線與絕緣子的軸心線是互為夾角的結(jié)構(gòu)， 其夾角為10至30度，且避雷器本體的高壓端較地端遠離絕緣子，絕緣子 可以是針式瓷絕緣子、柱式瓷絕緣子或柱式復(fù)—合絕緣子。夾角的大小可因 不同型號絕緣子的高度而改變，絕緣子結(jié)構(gòu)高，夾角小，反之夾角就大。 當避雷器本體及避雷器本體上部的U型放電電極高度一定時，改變夾角的 大小實際改變U型放電電極與絕緣導(dǎo)線間的空氣間隙的距離，這是針對使 用不同絕緣子的線路的設(shè)計調(diào)整。作為優(yōu)選，安裝板上設(shè)有滑動槽，避雷器本體通過螺栓固定在滑動上。 安裝板和橫擔為金屬件，并通過導(dǎo)線接地。滑動槽的設(shè)置可以使避雷器本 體在安裝板上的一定范圍內(nèi)移動，以適應(yīng)各種線路結(jié)構(gòu)對避雷器本體的安 裝要求。調(diào)整避雷器本體在安裝板滑槽的位置，可以調(diào)節(jié)避雷器本體上部 的U型放電電極與絕緣導(dǎo)線間的空氣間隙的距離，這是間隙距離安裝現(xiàn)場 的微調(diào)。作為優(yōu)選，避雷器本體為氧化鋅非線性電阻片組成，設(shè)置在絕緣子負 荷側(cè)。氧化鋅避雷器具有響應(yīng)特性快，無續(xù)流等特點，可以在過電壓過后 迅速遮斷電弧電流。同時實踐表明，在電磁力和熱應(yīng)力的綜合作用下，工
頻續(xù)流電弧是偏離電源側(cè)燃燒的，因此，避雷器本體安裝在絕緣子的負荷 側(cè)，其避雷效果更好。本實用新型的有益效果是它有效地解決了目前絕緣導(dǎo)線受雷擊易斷 線的問題并有以下優(yōu)點1. 本實用新型具有無間隙氧化鋅避雷器的優(yōu)點，動作響應(yīng)快，無續(xù)流， 保護殘壓水平低。2. 由于本實用新型具有外串間隙，避雷器本體平時不承載系統(tǒng)運行電 壓，使避雷器本體不存在運行老化問題，所以壽命較長，即使避雷器本體 損壞時，因有間隙隔離工頻電壓，也不存在送不上電的問題。3. 避雷器本體直接采用無間隙避雷器的參數(shù)。這樣當間隙被雨雪及外 物短路時避雷器也可長期運行。由于上述的設(shè)計，本實用新型可適用于使用不同絕緣子的許多線路。 安裝時只須在一個方向調(diào)節(jié)放電電極與絕緣導(dǎo)線間的空氣間隙距離達到規(guī) 定要求即可。具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝簡易、放電分散性小及間隙距離調(diào)節(jié)方 便的特點，適用于10kV針式、柱式或復(fù)合的各種絕緣子的架空絕緣導(dǎo)線線 路。


以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步的說明。 附圖1是本實用新型帶外串間隙的避雷器的一種結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖2是附圖1的右視圖。
具體實施方式
實施例1在如圖1圖2所示的實施例1中，帶外串間隙的避雷器由柱式瓷絕緣 子1、架設(shè)于絕緣子1上的絕緣導(dǎo)線3及設(shè)置于絕緣子1附近的避雷器本體 2和放電電極6組成，絕緣導(dǎo)線3用鋁線4捆扎在絕緣子1頂部。放電電極 6設(shè)置在絕緣導(dǎo)線3的下方，為開口向上U形電極，U形電極的兩端設(shè)有向 下的小圓弧，放電電極6與絕緣導(dǎo)線3之間設(shè)有空氣間隙。空氣間隙的雷 電沖擊閃絡(luò)電壓是絕緣子的75%,間距約50毫米。放電電極6的底部連接 伸縮螺桿5，伸縮螺桿5的下端與避雷器本體2上的高壓端螺接，避雷器本 體2的地端通過扁鐵制作的安裝板8與安裝絕緣子1的角鋼橫擔7相連， 橫擔7上設(shè)有接地導(dǎo)線。安裝板8上設(shè)有滑動槽，避雷器本體2通過螺栓 固定在滑動槽上。避雷器本體2為氧化鋅非線性電阻片組成，工作電壓10kV， 設(shè)置在絕緣子1的負荷側(cè)。避雷器本體2的軸心線與絕緣子1的軸心線是 互為夾角的結(jié)構(gòu)，其夾角為20度，且避雷器本體2的高壓端較地端遠離絕 緣子l。線路正常運行時，由于空氣間隙的存在與絕緣導(dǎo)線3外皮的絕緣作用， 避雷器本體2不承載系統(tǒng)運行電壓，空氣間隙被雨雪及異物短路時，絕緣 導(dǎo)線3外皮的絕緣作用以及避雷器本體2本身可以承受運行電壓，因此可 以保證線路的正常運行。雷擊發(fā)生時，線路的電壓上升，當上升到足以對 線路絕緣造成威脅時，絕緣導(dǎo)線3以及避雷器本體2上方的空氣間隙被擊 穿，其放電路徑為絕緣導(dǎo)線3或絕緣導(dǎo)線3上的捆綁鋁線4與放電電極6、 避雷器本體2、安裝板8、橫擔7及地之間。由于氧化鋅避雷器本體2具有
非線性、響應(yīng)特性快，無續(xù)流等特點，在雷擊過電壓過后避雷器本體2迅 速遮斷電弧電流，又恢復(fù)到正常運行狀態(tài)。這樣絕緣導(dǎo)線3就不會因電弧 電流長時灼燒而斷線，由此對電網(wǎng)中的絕緣導(dǎo)線起到了保護作用。
權(quán)利要求1.一種帶外串間隙的避雷器，由絕緣子、架設(shè)于絕緣子上的絕緣導(dǎo)線及設(shè)置于絕緣子附近的避雷器本體和放電電極組成，其特征是絕緣導(dǎo)線(3)用金屬線(4)捆扎在絕緣子(1)頂部，放電電極(6)設(shè)置在絕緣導(dǎo)線(3)的下方并與避雷器本體(2)的高壓端相連，避雷器本體(2)的地端通過安裝板(8)與安裝絕緣子(1)的橫擔(7)相連，放電電極(6)與絕緣導(dǎo)線(3)之間設(shè)有空氣間隙。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶外串間隙的避雷器，其特征在于所述的放 電電極(6)與避雷器本體(2)的高壓端之間設(shè)有伸縮螺桿(5)，調(diào)節(jié)伸 縮螺桿(5)，放電電極(6)與避雷器本體(2)的高壓端之間的距離隨之 改變。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶外串間隙的避雷器，所述的放電電極(6) 為開口向上U形電極。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶外串間隙的避雷器，其特征在于所述的避 雷器本體(2)的軸心線與絕緣子(1)的軸心線是互為夾角的結(jié)構(gòu)，其夾 角為10至30度，且避雷器本體(2)的高壓端較地端遠離絕緣子(1)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶外串間隙的避雷器，其特征在于所述的安 裝板(8)上設(shè)有滑動槽，避雷器本體(2)通過螺栓固定在滑動槽的上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的帶外串間隙的避雷器，其 特征在于安裝板(8)和橫擔(7)為金屬件，并通過導(dǎo)線接地。
專利摘要本實用新型公開了一種帶外串間隙的避雷器，避雷器由絕緣子、架設(shè)于絕緣子上的絕緣導(dǎo)線及設(shè)置于絕緣子附近的避雷器本體和放電電極組成，絕緣導(dǎo)線用金屬線捆扎在絕緣子頂部，放電電極設(shè)置在絕緣導(dǎo)線的下方并與避雷器本體的高壓端相連，避雷器本體的地端通過安裝板與安裝絕緣子的橫擔相連，放電電極與絕緣導(dǎo)線之間設(shè)有空氣間隙。它有效地解決目前絕緣導(dǎo)線受雷擊易斷線的問題，具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝簡易、放電分散性小及間隙距離調(diào)節(jié)方便的特點，適用于10kV針式、柱式或復(fù)合的各種絕緣子的架空絕緣導(dǎo)線線路。
文檔編號H02G13/00GK201051641SQ20072011055
公開日2008年4月23日 申請日期2007年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月13日
發(fā)明者成 江, 閻中華 申請人:杭州永德電器有限公司