递进式逐级放电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公布一种递进式逐级放电装置。所述递进式逐级放电装置和带放电间隙的防雷绝缘子或防雷绝缘子耐张线夹串配套使用时，能够在受到雷击时快速熄灭雷电引发的工频电弧、保护线路不受雷击损坏、杜绝或减少雷击跳闸次数。所述递进式逐级放电装置由一个固体绝缘材料构成的放电仓、两个金属主电极，N(N≥2)个金属过渡电极组成。所述过渡电极在所述放电仓内沿内壁排列。任何两个相邻所述电极(包括主电极和过渡电极)的间距始终不大于所述两个电极中任何一个电极到除与其邻近的所述电极以外的其他任何电极之间的直线距离。两个主电极之间的放电是通过主电极和N个过渡电极之间的递进式逐级次级放电串联完成的。任何一级次级放电断开，两个主电极之间的放电就终止。

Progressive progressive discharge device

The utility model discloses a progressive progressive discharge device. When the progressive step-by-step discharge device is matched with the lightning-proof insulator or the lightning-proof insulator tension-proof wire clip string with a discharge gap, the power frequency arc caused by lightning can be quickly extinguished when lightning strikes, the line can be protected from lightning damage, and the lightning tripping times can be eliminated or reduced. The progressive step-by-step discharge device consists of a discharge bin composed of a solid insulating material, two metal main electrodes and N (N < 2) metal transition electrodes. The transition electrode is arranged along the inner wall in the discharge bin. The distance between any two adjacent electrodes (including the main electrode and the transition electrode) is always not greater than the linear distance between any one of the two electrodes and any other electrode except the adjacent one. The discharge between the two main electrodes is accomplished by a series of progressive secondary discharge between the main electrode and N transition electrodes. The discharge between the two main electrodes terminates when any secondary discharge is discharged.

【技术实现步骤摘要】
递进式逐级放电装置
本专利技术公布一种递进式逐级放电装置。所述递进式逐级放电装置和带放电间隙的防绝缘子或防雷绝缘子耐张线夹串配套使用时，能够在受到雷击时快速熄灭雷电引发的工频电弧、保护线路不受雷击损坏和减少雷击跳闸次数。
技术介绍
在影响输配电安全的各种因数中，雷击对输配电架空线路造成的损坏情况最为严重。这种损坏具体表现为1)雷电弧和后续引发的工频电弧直接烧断输配电导线或击毁绝缘子，2)由雷电引发的工频续流造成线路跳闸。长久以来，防雷技术一直是输配电行业研究的重点课题之一。美国等国采用木质绝缘横担的方法提高架空线路的绝缘等级，这种方法能防止一些比较弱的雷击。但是推广木质的绝缘横担需要消耗大量的森林资源，这不符合我国的基本国情。因此，疏导雷电能量的无害释放而不是强行硬堵就成为我国输配电设备防雷的主要技术路线。目前国内最普遍的办法是使用金属氧化物避雷器，这是一种防止雷电对架空线路造成损坏的一种常用电气设备。但金属氧化避雷器易老化，使用寿命比较短。在每根电杆上都加装避雷器还都需要再加装良好的接地设施，这样不仅工程量大，成本也将大幅提高，增添的诸多设备又增加了潜在的故障点，客观上增加了故障风险。近年来，带放电间隙的防雷绝缘子在输配电架空线路的防雷运用中有着广泛的使用。防雷绝缘子将架空线路受到雷击后的雷电压引到无导线处放电，这样就避免了导线直接参与电弧放电的过程，基本上解决了雷电弧和工频电弧直接烧断输配电导线或击毁绝缘子的问题，起到保护导线和绝缘子的作用。但防雷绝缘子不能完全消除雷电弧引发的工频续流。在一些情况下，比如雷电感应电压比较高，通过一次引弧放电不能让将架空线上的感应电压下降到可能再次触发次级雷电弧的水平以下，或电杆接地绝缘性能不佳，在这些情况下，工频续流可能持续比较长的时间，因而引发线路跳闸。由于工频续流的本质是空气被高电压击穿后的电弧放电，因此被击穿处的空气的温度、压力、气流稳定性等因素对击穿电弧的持续能力有非常明显的影响。空气的体积膨胀将导致空气密度和带电粒子密度的降低，空气的快速流动将导致放电电弧处空气的温度快速下降和带电粒子流的漂移，放电电弧的稳定性应电弧形状急剧变化而被破坏，这些因素的发生都有利于工频续流的切断。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种应用在输配电架空线路上的递进式逐级放电装置，用于输配电导线、绝缘子和耐张线夹串在受到雷击时能够快速切断由雷击引发的工频续流，保护相关电气设备不受雷击损坏，杜绝或减少线路跳闸次数。本专利技术的技术原理是这样的：递进式逐级放电装置由一个固体绝缘材料构成的管状放电仓、两个金属主电极，N(N≥2)个金属过渡电极组成，和带放电间隙的防雷绝缘子或防雷耐张线夹串或其他电力金具构成完整的防雷工作组。两个主电极连接在放电仓的两端。N个过渡电极按规律排列在两个主电极之间的放电仓内壁上。过渡电极在放电仓内沿内壁的排列可以是沿主电极之间轴向的直线排列，也可以是沿放电仓内壁围绕主电极之间轴向的螺旋线排列。在任何排列方式中，任何两个相邻电极组成一个次级放电对子，放电对子之间形成一个放电通道。任何两个相邻电极的间距始终不大于这两个电极中的任何一个电极到除与其邻近的电极以外的其他任何电极之间的直线距离，以保证放电现象只在相邻的两个电极之间发生，进而保证两个主电极之间的放电是通过主电极和过渡电极之间的递进式逐级串联放电完成的。管状放电仓是圆形管。在过渡电极是按直线或螺旋线排列时，圆形管状放电仓对加工工艺的要求最低，圆形管状放电仓对各放电对子之间的影响的差异性也最小。园管状放电仓可以是轴向匀称的管材，也可以是轴向不匀称的管材。管状放电仓可以是管壁厚度各向一致的管材，管壁厚度h(x)＝Ch，x是放电仓轴向上的一个位置，Ch是一个常数；也可以是管壁厚度各向不一致的管材，这时管壁厚度h(x，α)＝R2(x，α)-R1(x，α)，α是管壁厚度上一个位置所在处径向的指示夹角，R2(x，α)是放电仓x位置处外壁至中轴的距离，R1(x，α)是放电仓x位置处内壁至中轴的距离。在圆形管的情况下，R2(x，α)＝r2，r2是圆形管外径，R1(x，α)＝r1，r1是圆形管内径。管状放电仓可以是直形的，或是弯曲的管材。没有过渡电极存在时，发生在主电极之间雷电弧和后续引发的工频电弧是直线电弧。当有过渡电极存在时，发生在主电极之间雷电弧和工频电弧是由各相邻过渡电极之间的放电电弧串联连接形成的，完整的雷击电弧和工频电弧的走向是由过渡电极的排列决定的。在需要的时候就可以使用非直形的管材作为放电仓。放电仓可以是单层结构，也可以是多层结构。在多层结构的情况下，各层之间是紧密接触的。递进式逐级放电装置的主电极是安置在放电仓的两端的。对两个主电极没有形态上的具体要求。递进式逐级放电装置的过渡电极的放电部位是半球形电极或半椭球形的。在半球形电极情况下产生电弧放电时，相邻两个过渡电极之间的电场强度的最大值可以近似表达为：U是分落在这两个过渡电极上的电压差，d是两个半球之间的距离，r是半球形电极的半径，A≤1是和半球形电极的埋置方式和周边环境状态相关的常数。在半椭球形电极且半椭球的短轴互为相邻的情况下，也可以用上述公式近似表达，r是半椭球形电极的短轴距离。每个过渡电极可以是几何外形和尺寸都一致的，也可以是几何外形或尺寸不一致的。过渡电极是半埋在放电仓内壁上的，半球形或半椭球形的顶端朝向放电仓中轴。过渡电极距离放电仓中轴可以是等距离的，也可以是不等距离的。在不等距离的情况下，排列要保证比较突出的过渡电极至除相邻过渡电极以外的其他任何过渡电极之间的距离不小于该过渡电极至相邻过渡电极之间的距离，以保证放电仅在相邻的过渡电极之间发生。在管状放电仓外侧覆置复合硅橡胶伞裙可以提高递进式逐级放电装置外侧的爬电距离。递进式逐级放电装置的主电极在和放电仓的两个端口连接时，需要有一个端口是开放式连接的。如果采用两端都封闭的密封连接，需要在放电仓侧面开孔或开槽贯通内外侧，开孔是圆形的；开槽可以是直线槽，也可以是弯曲槽。开孔或开槽可以是内侧外侧尺寸一致的直线孔或直线槽，也可以是内侧小外侧大的圆锥形孔或截面为梯形的槽。在产生雷电弧和工频电弧时，电弧和被加热的空气一起通过开孔或开槽向外喷射，工频电弧的强烈形变会严重改变过渡电极之间的电场强度和电弧稳定性，导致息弧。附图说明图1递进式逐级放电装置结构示意图图2递进式逐级放电装置放电仓内部过渡电极按螺旋线排列的位置说明图图3-1递进式逐级放电装置外部包敷复合硅橡胶伞裙保护层后的外观俯视图图3-2递进式逐级放电装置外部包敷复合硅橡胶伞裙保护层后的外观侧视图图4带放电间隙的递进式逐级放电装置和输配电导线的连接示意图图5递进式逐级放电装置和带放电间隙的支柱绝缘子的连接示意图图6递进式逐级放电装置和防雷耐张绝缘子的连接示意图其中1-放电仓内层，2-过桥电极，3-放电仓上端主电极、放电仓顶端放电部位，4-放电仓上端主电极，放电仓内部主电极放电部位，5放电仓外部保护层、硅橡胶伞裙，6-放电仓下端主电极、放电仓钢脚底座，6.1-放电仓喷弧口，6.2-钢脚固定孔。具体实施方式圆管型绝缘材料做成的放电仓1(图1)，在其侧面围绕轴线的螺旋线上，等距离埋置一系列的钢球作为过渡电极2(图1)。放电仓内径R的选择由一圈螺旋线上安置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种递进式逐级放电装置，其特征在于，所述递进式逐级放电装置由一个固体绝缘材料构成的管状放电仓、两个金属主电极，N(N≥2)个金属过渡电极组成，所述过渡电极在所述放电仓内沿内壁有规律排列，所述排列沿所述主电极轴向作直线排列或螺旋线排列，任何两个相邻所述电极的间距始终不大于所述两个电极中任何一个电极到除与其邻近的所述电极以外的其他任何电极之间的直线距离。

【技术特征摘要】
1.一种递进式逐级放电装置，其特征在于，所述递进式逐级放电装置由一个固体绝缘材料构成的管状放电仓、两个金属主电极，N(N≥2)个金属过渡电极组成，所述过渡电极在所述放电仓内沿内壁有规律排列，所述排列沿所述主电极轴向作直线排列或螺旋线排列，任何两个相邻所述电极的间距始终不大于所述两个电极中任何一个电极到除与其邻近的所述电极以外的其他任何电极之间的直线距离。2.根据权利要求1所述的递进式逐级放电装置，其特征在于，所述管状放电仓是圆形管。3.根据权利要求1所述的递进式逐级放电装置，其特征在于，所述管状放电仓可以是轴向匀称的管材，也可以是轴向不匀称的管材。4.根据权利要求1所述的递进式逐级放电装置，其特征在于，所述管状放电仓可以是管壁厚度一致的管材，所述管壁厚度h(x)＝Ch，x是所述放电仓轴向上的一个位置，Ch是一个常数；所述管状放电仓也可以是管壁厚度不一致的管材，这时所述管壁厚度h(x，α)＝R2(x，α)-R1(x，α)，α是所述管壁厚度上一个位置所在径向的指示夹角，R2(x，α)是所述放电仓外壁至中轴的距离，R1(x，α)是所述放电仓内壁至中轴的距离。5.根据权利要求1所述的递进式逐级放电装置，其特征在于，所述管状放电仓是直形的，或是弯曲的管材。6.根据权利要求1所述的递进式逐级放电装置，其特征在于，所述放电仓可以是单层结构，也可以使多层结构，在多层结构的情况下，各层之间是紧密接触的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王哲斐，王臻，王明邦，应必光，胡根富，吴兴武，
申请(专利权)人：上海兆邦电力器材有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31