CN201075637Y - 防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷器。包括绝缘子、架空绝缘导线，穿刺线夹、穿刺延伸导体和弧形屏蔽电极。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下部金属电极对侧的弧形屏蔽电极上，使雷电过电压直接加在该弧形屏蔽电极和绝缘子下部金属电极之间，造成弧形屏蔽电极和绝缘子下部金属电极之间的空气间隙击穿。这样，在雷电冲击后，工频续流电弧将在该空气间隙中燃烧，从而保护了架空绝缘导线在雷击过程中不会断线。该防雷间隙运行过程中免维护，运行安全，可靠性高，尤其适合在10kV架空绝缘导线上应用。

Description

防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷器

技术领域

本实用新型涉及防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷器，属于电力配电网技术领域。

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。但采用该种方法，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

本实用新型的目的是为克服现有技术的缺陷，提供一种防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷器。

本实用新型的防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷器，包括绝缘子、架空绝缘导线，其特征是架空绝缘导线上安装有穿刺线夹、穿刺线夹连接有穿刺延伸导体，穿刺延伸导体端部设有弧形屏蔽电极，在穿刺延伸导体和弧形屏蔽电极上套有绝缘护套，其中，套在弧形屏蔽电极上的绝缘护套端头开口，弧形屏蔽电极的弧面向着绝缘子下部金属电极，弧形屏蔽电极和绝缘子下部金属电极构成一对放电间隙。

本实用新型的穿刺型防雷器的穿刺线夹直接穿透架空绝缘导线的绝缘层，与绝缘导线内部的导体紧密电接触，从而将绝缘导线的电位直接引至穿刺延伸导体和弧形屏蔽电极上。在雷电过电压的作用下，与导体紧密接触的穿刺刀片，通过穿刺延伸导体将雷电过电压引至弧形屏蔽电极上，使雷电过电压直接加在该弧形屏蔽电极和绝缘子下部金属电极之间的放电间隙，造成弧形屏蔽电极和绝缘子下部金属电极之间的空气间隙击穿。这样，在雷电冲击后，工频续流电弧将在该空气间隙中燃烧，从而保护了架空绝缘导线在雷击过程中不会断线。

本实用新型的进一步特征，弧形屏蔽电极的端部呈微凸扁平面，侧面呈弧形。这样，弧形屏蔽电极可以起到使电极表面电场均匀化的作用。绝缘子下部金属电极是一个直径较大的圆柱面，它表面的电场也相对比较均匀，可以使弧形屏蔽电极和绝缘子下部金属电极在水平方向处于面对面状态，从而构成一对比较均匀的电场间隙，它可以使放电电压更加可靠稳定。

通常，弧形屏蔽电极和绝缘子下部金属电极之间的空气放电间隙的距离在10～20cm之间，从而可以保证间隙在雷电过电压的作用下能够先于绝缘子发生击穿，起到保护作用。

该防雷器采用标准的穿刺线夹来穿刺架空绝缘导线。在穿刺延伸导体和弧形屏蔽电极外部加装绝缘套，可以保证绝缘。

本实用新型的防雷器的优点在于：

(1)安装简便，不必剥去绝缘导线的绝缘层；

(2)免维护，耐烧灼性能突出；

(3)防雷器安装与负荷流向无关；

(4)保护绝缘子表面免遭电弧烧灼损坏；

(5)免接地，运行安全，可靠性高，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。

附图说明

图1是本实用新型防雷器的一种具体结构示意图；

图2是弧形屏蔽电极的弧面示意图。

具体实施方式

参照图1，防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷器，包括绝缘子5、架空绝缘导线6，在架空绝缘导线上安装有穿刺线夹1、穿刺线夹1连接有穿刺延伸导体2，穿刺延伸导体2端部设有弧形屏蔽电极3，在穿刺延伸导体2和弧形屏蔽电极3上套有绝缘护套7，其中，套在弧形屏蔽电极3上的绝缘护套端头开口，弧形屏蔽电极3的弧面向着绝缘子下部金属电极4，弧形屏蔽电极3和绝缘子下部金属电极4构成一对放电间隙。

图2给出的弧形屏蔽电极，其端部呈微凸扁平面，侧面是起电场均匀屏蔽的弧形，可以使电场间隙均匀化。

Claims (3)

1.防止架空绝缘导线雷击断线的穿刺型防雷器，包括绝缘子(5)、架空绝缘导线(6)，其特征是架空绝缘导线上安装有穿刺线夹(1)、穿刺线夹(1)连接有穿刺延伸导体(2)，穿刺延伸导体(2)端部设有弧形屏蔽电极(3)，在穿刺延伸导体(2)和弧形屏蔽电极(3)上套有绝缘护套(7)，其中，套在弧形屏蔽电极(3)上的绝缘护套端头开口，弧形屏蔽电极(3)的弧面向着绝缘子下部金属电极(4)，弧形屏蔽电极(3)和绝缘子下部金属电极(4)构成一对放电间隙。

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器，其特征是弧形屏蔽电极(3)和绝缘子下部金属电极(4)之间的放电间隙的间距在10～20cm。

3.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器，其特征是弧形屏蔽电极(3)的端部呈微凸扁平面，侧面是起电场均匀屏蔽的弧形。

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