一种架空线路雷电保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种架空线路雷电保护装置，雷电保护装置包括外电极、内电极，内电极设于绝缘材料外套内并设有放电通道，放电通道设有灭弧室。架空线路设有多个塔杆，每个杆塔安装一个所述雷电保护装置，该雷电保护装置安装在架空线路的一相上，相邻的杆塔上的雷电保护装置错相安装，架空线路的导线线夹与外电极之间设有空气间隙。绝缘材料外套优选微米Si3N4与纳米AL2O3的复合硅胶材料。当架空线被雷电击中或遇感应雷时，两个电极间的电弧被拉长，达到冷却的效果。用于10kV，35kV架空线路的雷电保护装置。电弧的弧道电阻增大，整个雷电保护装置的电阻增加。故障电流在首次过零时被截断。

A Lightning Protection Device for Overhead Lines

The utility model discloses a lightning protection device for overhead lines. The lightning protection device comprises an outer electrode and an inner electrode. The inner electrode is arranged in an insulating material coat and is provided with a discharge channel, and the discharge channel is provided with an arc extinguishing chamber. The overhead line is equipped with a plurality of towers, and each tower is equipped with the lightning protection device, which is installed on one phase of the overhead line, the lightning protection device on the adjacent towers is installed in staggered phases, and the air gap is arranged between the conductor clamp of the overhead line and the external electrode. The composite silica gel material of micron Si3N4 and nano-AL2O3 is preferred for insulating material coat. When overhead lines are struck by lightning or encounter induction lightning, the arc between the two electrodes is elongated to achieve cooling effect. Lightning protection device for 10kV and 35kV overhead lines. The arc resistance of the arc increases, and the resistance of the whole lightning protection device increases. The fault current is cut off when it crosses zero for the first time.

【技术实现步骤摘要】
一种架空线路雷电保护装置
本技术涉及一种架空线路防雷技术，尤其涉及一种架空线路雷电保护装置。
技术介绍
目前在我国10KV电网多数采用消弧线圈或中性点不接地，在10KV线路防雷上主要是防止相间短路。防雷保护的方法有：中性点经消弧线圈接地，自动重合闸，提高线路绝缘子的绝缘水平，线路采用三角形排列，下两相绝缘性较强，顶端相绝缘性比较弱。在10KV架空线路中是不架设避雷线的因为10KV线路的绝缘水平比较低，假设避雷线容易反击，作用不大。电网的危害大部分(80％)是感应雷。10KV线路防雷主要在变电站的出线侧以及变压器的高低压出线侧加避雷器。架空线的线路中间是没有线路保护的。即便在出线处避雷器保护动作也是很难防止架空线路中雷击或者感应雷的过电压导致的线路绝缘子闪络。有些地方采用了个别杆塔装有氧化锌避雷器。但是氧化锌避雷器在长期使用中，阀片受潮会劣化，受电压的影响会老化，温度过高有功损耗增大，保护的能力十分降低的。35kV以下的中性点绝缘系统常采用混凝土或金属电杆，绝缘强度很低。任何一次击中架空地线的雷电能导致地线到导线的反击。因此在线路上只在进线和出线处安装一段避雷线，线路的防雷主要是依靠装设避雷针，避雷器以及保护间隙。在雷区较为频繁的线路应使用耦合架空地线。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种架空线路雷电保护装置。本技术的目的是通过以下技术方案实现的：本技术的架空线路雷电保护装置，所述雷电保护装置包括外电极、内电极，所述内电极设于绝缘材料外套内并设有放电通道，所述放电通道设有灭弧室。由上述本技术提供的技术方案可以看出，本技术实施例提供的架空线路雷电保护装置，当架空线被雷电击中或遇感应雷时，内电极之间的空间将被击穿，在架空线路雷电保护装置内部形成故障电流通过放电通道到达室外空气中，电弧喷到绝缘材料外部后，两个电极间的电弧被拉长，达到冷却的效果。附图说明图1为本技术实施例提供的架空线路雷电保护装置的运行原理图；图2a、图2b分别为本技术实施例提供的架空线路雷电保护装置的不同角度的结构原理图；图3为本技术实施例中10kV架空线路杆塔安装原理图；图4为本技术实施例中35kV架空线路杆塔安装原理图；图5为本技术实施例中硅橡胶复合材料的导热率与微米Si3N4纳米AL2O3比例变化关系；图6为本技术实施例中微米Si3N4硅橡胶介电常数随填料的变化图；图7为本技术实施例中微米AL2O3介电常数随填料的变化图；图8为本技术实施例中不同频率下复合硅胶介电常数随填料的变化图。具体实施方式下面将对本技术实施例作进一步地详细描述。本技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本技术的架空线路雷电保护装置，其较佳的具体实施方式是：所述雷电保护装置包括外电极、内电极，所述内电极设于绝缘材料外套内并设有放电通道，所述放电通道设有灭弧室。所述架空线路设有多个塔杆，每个杆塔安装一个所述雷电保护装置，该雷电保护装置安装在所述架空线路的一相上，相邻的杆塔上的雷电保护装置错相安装，所述架空线路的导线线夹与所述外电极之间设有空气间隙。所述空气间隙在50-100mm之间。所述内电极由金属材料制作。所述绝缘材料外套由硅橡胶复合绝缘材料制成。所述硅橡胶复合绝缘材料为微米Si3N4与纳米AL2O3的复合硅胶材料。本技术的架空线路雷电保护装置，将高热导率无机填料硅橡胶复合绝缘材料优点应用于雷电保护装置，当架空线被雷电击中或遇感应雷时，内电极之间的空间将被击穿，在架空线路雷电保护装置内部形成故障电流通过放电通道到达室外空气中，电弧喷到绝缘材料外部后，两个电极间的电弧被拉长，达到冷却的效果。用于10kV，35kV架空线路的雷电保护装置。并且通过仿真以及电路的调试，证明了这种装置在架空线路防雷技术中应用的可行性。具体实施例：基于线路保护装置原理：当架空线路被雷电击中时，产生浪涌。由于架空线路与架空线路的雷电保护装置之间的临界闪络电压(CFO)比架空线与绝缘子之间的临界闪络电压要低，线路雷电保护装置将发生闪络，部分浪涌(取决于接地电阻的大小)将通过架空线路保护以及杆塔流入大地。产生的故障电流会持续几个毫秒。如图1所示，这是正常运行下的架空线。线路由横担，杆塔，以及接地电阻组成。线路保护装置与架空线杆塔是断开的。当杆塔受到雷电冲击时，装置与架空线杆塔闭合。短路电流形成。在持续几个毫秒后。故障电流将会被线路雷电保护装置中断。架空线杆塔的导线绝缘子等设备不会受到损害。如图3、图4所示，每个杆塔安装一个雷电保护装置，并且只安装架空线一相，前后电杆错相安装导线线夹与装置外电极应有空气间隙。间隙大概在50-100mm之间由绝缘子闪络电压而定。架空线雷电保护装置的内部组成结构：如图2a、图2b所示，架空线雷电保护装置的内部结构由：硅橡胶复合材料外套、内电极部分、灭弧部分、放电通道部分。本装置是由高导热硅橡胶复合绝缘材包裹金属制成内电极。内电极之间有空隙与外部连接形成灭弧腔室。硅橡胶复合绝缘材料外套：采用硅橡胶复合绝缘材料、高热导率无机填料。硅胶具有较好的电气绝缘，抗寒，耐热等特性。广泛的应用于电子电气等行业。但是，由于纯粹的硅橡胶的导热率仅有(0.159W/mK)。导热率是很低的对于需要高导热的材料的电气设备这种普通材料是不适用的。本装置所涉及线路是10kV，35kV的架空线路。当架空线路收到雷击时，故障电流在气腔内的传导过程中，气腔内的空气将会受热膨胀。产生高压将电极间的频电弧喷射到橡胶外。因此对橡胶材料的导热性能要求比较高。本次复合硅胶材料是通过改变添加方式和添料粒径来提高硅橡胶的导热率。甲基乙烯基硅橡胶为主原材料：Mn＝36-65×104其中，乙烯基所占的0.13％-0.22％，密度为0.98g/cm3硫化2，5′二甲基′2，5′二(叔丁基过氧基)己烷(DBPMH)：导热填料为氧化铝AL2O3粒径为：13nm，0.5-3μm，热导率为：30W/m.K，密度为4g/cm3。氮化硅Si3N4它的密度是3.26g/cm3.热导率为20.9W/m.K.丙酮以及无水乙醇均为分析醇。样品制作：将哈克流变仪升温到70℃，将硅橡胶，硫化剂和导热材料分别加入哈客流变仪中。在转速为50r/min混炼30分钟。取出混料放入模具中。用压片机在180℃15MPa的环境中15min进行一次硫化，然后再将样品在190℃的鼓风箱中进行5小时的二次硫化。热导率测试：将样品裁成圆片。在40℃温度的环境下进行热导率的测定。击穿场强：利用球形电极测出击穿电压，结合样品的厚度计算出击穿场强。一个样品测试不少于20个点取平均值。热重分析测定：在热重分析仪上称3g样品500℃以每分钟10℃升温至800℃体积电阻的测定，将样品放入高阻仪中测试。介电常数的测定，将样品切成方块并在两面涂银层制干，利用阻抗仪IIP4294A在测定频率范围为：103-106HZ进行测定。图5中能看出添加AL2O3Si3N4的复合硅橡胶在击穿场和电阻率高于单一的硅胶材料。加入纳米颗粒能阻碍电数的增长。因为当添加的材料达到一定程度时，填料之间在基本单元体中容易实现导热网络。单一的硅橡胶导热率只有0.159W/m.K。采用微米Si3N4纳米A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种架空线路雷电保护装置，其特征在于，所述雷电保护装置包括外电极、内电极，所述内电极设于绝缘材料外套内并设有放电通道，所述放电通道设有灭弧室；所述架空线路设有多个塔杆，每个杆塔安装一个所述雷电保护装置，该雷电保护装置安装在所述架空线路的一相上，相邻的杆塔上的雷电保护装置错相安装，所述架空线路的导线线夹与所述外电极之间设有空气间隙。

【技术特征摘要】
1.一种架空线路雷电保护装置，其特征在于，所述雷电保护装置包括外电极、内电极，所述内电极设于绝缘材料外套内并设有放电通道，所述放电通道设有灭弧室；所述架空线路设有多个塔杆，每个杆塔安装一个所述雷电保护装置，该雷电保护装置安装在所述架空线路的一相上，相邻的杆塔上的雷电保护装置错相安装，所述架空线路的导线线夹...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘长志，康晓月，范道义，方向明，
申请(专利权)人：中铁第五勘察设计院集团有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11