一种低压系统多级反冲灭弧装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低压系统多级反冲灭弧装置及方法，属于低压系统防雷技术领域，两个及两个以上的反冲管，反冲管之间填充绝缘填充材料，反冲管与反冲管之间电气连接，反冲管设置为一端开口，另一端封闭的中空管道结构。本发明专利技术电弧路径严格管控，反冲管之间有引弧装置，即引弧电极环和引弧导线，第一级反冲管管口同样设有引弧装置，将电弧路径牢牢管控，多级反冲灭弧方法依靠闪络电弧自身能量熄灭电弧，且电弧闪络同时伴随反冲灭弧，装置动作迅速，灭弧时间极短。

【技术实现步骤摘要】
一种低压系统多级反冲灭弧装置及方法
本专利技术涉及低压系统防雷
，尤其涉及一种低压系统多级反冲灭弧装置及方法。
技术介绍
随着现代电力工业的进一步发展和用户供电服务要求的进一步提高，对低压侧(220V、380V)配电开关设备运行的安全性、可靠性、智能自动化等技术水平也提出了更高的要求。在低压配电系统中，配电设备的过电压故障较为常见，主要表现为大气过电压(雷电)和操作过电压两方面，会造成配电设备发生烧损、冲击破坏等，直接影响到配电设备供电和用户用电的安全可靠性。由于低压系统开关柜具有占地面积小、操作简单、安全可靠性较高等优点，可以安装在用户端用作终端控制开关，在低压系统规划设计中得到优选使用。配电系统中开关需经常开断各种配电网、电容器、电机等阻性、容性或感性负载。过电压会引起轻微发热，发热原因主要是过流、接触不良和涡流引起的。过电压的主要危害是破坏系统开关柜绝缘性能，造成短路。开关设备在操作过程中，在配电网负载侧和电源侧发生呈现高频振荡的重燃问题，其高频过电压的频率主要取决于连接电缆自身的电气特征参数和长度，这种高频过电压即便是其过电压幅值不太大，但其反复冲击对变电站、开关设备等也是有害的。虽然，MOA氧化锌避雷器、浪涌保护器可以很好地限制过电压的幅值，但是其达不到限制重燃过电压频率的效果。在切除配电网系统中的并联电抗器、高压电动机等感性负载过程中，因电抗器和高压电动机是典型的纯感性负载，且感量通常较大，在操作过程中会产生幅值较高的截流过电压。由于MOA氧化锌避雷器、浪涌保护器只能抑制过电压幅值，不能抑制重燃频率及断口间暂态恢复电压的上升速度，因此在抑制开关操作产生的重燃高频过电压方面的效果不是非常理想。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低压系统多级反冲灭弧装置及方法，解决现有抑制开关操作产生的重燃高频过电压的技术问题。一种低压系统多级反冲灭弧装置，两个及两个以上的反冲管，反冲管之间填充绝缘填充材料，反冲管与反冲管之间电气连接，反冲管设置为一端开口，另一端封闭的中空管道结构。进一步地，反冲管包括引弧电极、反冲管壁和接闪电极，所述接闪电极设置在反冲管壁的一端并密封设置，引弧电极设置在反冲管壁的另一端内。进一步地，反冲管与反冲管之间设置接闪导线电气连接，所述接闪导线一端连接一个反冲管的接闪电极，另一端连接另外一个反冲管的引弧电极。进一步地，反冲管与反冲管之间设置导电平台电气连接，所述导电平台包括接闪导圈和导电桥板，所述接闪导圈设置在反冲管内，接闪导圈与接闪导圈通过导电桥板连接。进一步地，本专利技术还包括引弧装置，所述引弧装置包括引弧杆和引弧导线，所述引弧杆设置在绝缘填充材料上，并通过引弧导线与其中一个反冲管的引弧电极连接。进一步地，反冲管垂直设置在绝缘填充材料内，且反冲管与反冲管之间正反向排布在绝缘填充材料内。进一步地，反冲管倾斜设置在绝缘填充材料内，反冲管与反冲管依次曲折排布，相邻两个反冲管的夹角为30°-60°。一种低压系统多级反冲灭弧方法，所述方法包括如下步骤：步骤1：当配电网负载侧或者电源侧发生高频振荡重燃电弧时，引弧装置通过库仑力或物理触碰牵引电弧使其进入第一个反冲管；步骤2：闪络电弧进入反冲管后，电弧发生弹性变形，电弧功率增大，温度升高，反冲管内热量升高；步骤3：反冲管与外部的压力差变大，当反冲管管内压力大于管外压力时，产生由内向外的定向电弧压爆效应，压爆效应造成电弧排放：一方面，管内电弧被迅速排空；另一方面，外电弧空腔效应，阻断外电弧能量的注入；步骤4：在反冲管的接闪电极上设置接闪导线与下一个反冲管的引弧电极连接，前一个反冲管内剩余的电弧依次经接闪导线和下一个反冲管的引弧电极进入下一个反冲管，电弧最终被完全熄灭。进一步地，所述步骤1中的引弧装置包括引弧杆和引弧导线，所述引弧杆设置在绝缘填充材料上，并通过引弧导线与其中一个反冲管的引弧电极连接。进一步地，所述步骤1中的反冲管的管壁由高强度耐高温耐高压的非导电材料制成，引弧组件设置为导电金属环，并且导电金属环的外侧壁紧贴于反冲管的内壁，接闪组件由导电材料制成。单个反冲管为一端开放、另一端封闭的半封闭结构，封闭端采用金属电极固定封堵。为了使电弧能完全进入反冲管内，可以在反冲管入口处增设引弧装置。将多个反冲管首尾连接形成多级反冲灭弧结构，连接处即为电弧喷口，连接方式可为垂直反冲或曲折反冲。为保证电弧能按照设定的路径发展，在相邻两个反冲管之间采用引弧装置实现电气连接。垂直反冲结构主要由多个反冲管依次正反向排布，垂直反冲管结构可封装在圆柱形或其他形状的固体绝缘材料中，为避免电弧沿面闪络，在柱形材料侧面加设裙边，增大爬弧距离。为使电弧顺利进入第一级反冲管，在第一级反冲管管口附近加设了引弧装置，引弧装置主要由引弧杆、导线、引弧电极组成。相邻两级反冲管之间采用引弧电极实现电气连接。垂直反冲的另一种结构是在相邻两个反冲单元之间设置了一个金属材质的小平台，小平台有一定厚度，且左右各有一个与反冲管内径等同的通孔。四个反冲管分别设置在小平台两孔上下方，一个反冲单元由两个反冲管组成，周围用高强度绝缘材料填充固定。在每个反冲单元中，位于反冲单元开口端的反冲管没有接闪电极，内部中空直通。反冲管材料为陶瓷或其他高强度耐高温绝缘材料。小平台的作用是让电弧能够在多个垂直反冲单元之间发展，实现多次多级灭弧。整体形状也可以为圆柱形或其他柱形，同样在侧面加设裙边。多级反冲结构主要由多个反冲管依次曲折排布，相邻两个反冲管构成一个反冲单元，其曲折夹角范围可在30°-60°之间。为了约束管控电弧，使其按照设定路径发展，在反冲管连接处都设有金属导线。多级反冲管排布可以呈“N”字形或“W”字形。多级反冲结构封装在柱形绝缘材料中，电弧喷口位于柱体上、下两面，柱体侧面增设裙边。本专利技术的基本原理：1.反冲管内发生弹性形变，电弧等离子体在进入反冲管入口时，首先物理形状发生改变，由粗电弧变成了极细的电弧，径向压力转成轴向压力，由于狭管反冲效应，在电弧反冲时喷出速度会加快。2.电弧温升效应加剧。电弧变细后，电弧横截面积减小，根据公式电弧电阻会大幅度上升。由于雷电弧在实际经验工作中常作为恒流源，根据公式W＝∫I2×RΔt可知，尽管冲击时时间仅有几微秒，但整体能量会增强，反冲管内敛性温度会升高。3.压爆效应急剧增加。当温度的逐步升高使得电弧积累性的增加，又进一步加剧了压爆效应，使电弧喷射力度更大。本专利技术采用了上述技术方案，本专利技术具有以下技术效果：本专利技术电弧路径严格管控，反冲管之间有引弧装置，即引弧电极环和引弧导线，第一级反冲管管口同样设有引弧装置，将电弧路径牢牢管控，多级反冲灭弧方法依靠闪络电弧自身能量熄灭电弧，且电弧闪络同时伴随反冲灭弧，装置动作迅速，灭弧时间极短。附图说明图1是第一种对冲式结构剖面图。图2是导电平台结构俯视图。图3是第二种对冲式结构剖面图。图4是对冲式结构俯视图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低压系统多级反冲灭弧装置，其特征在于：两个及两个以上的反冲管，反冲管之间填充绝缘填充材料(6)，反冲管与反冲管之间电气连接，反冲管设置为一端开口，另一端封闭的中空管道结构。/n

【技术特征摘要】
20190620 CN 20191053729101.一种低压系统多级反冲灭弧装置，其特征在于：两个及两个以上的反冲管，反冲管之间填充绝缘填充材料(6)，反冲管与反冲管之间电气连接，反冲管设置为一端开口，另一端封闭的中空管道结构。


2.根据权利要求1所述的一种低压系统多级反冲灭弧装置，其特征在于：反冲管包括引弧电极(3)、反冲管壁(4)和接闪电极(5)，所述接闪电极(5)设置在反冲管壁(4)的一端并密封设置，引弧电极(3)设置在反冲管壁(4)的另一端内。


3.根据权利要求2所述的一种低压系统多级反冲灭弧装置，其特征在于：反冲管与反冲管之间设置接闪导线(9)电气连接，所述接闪导线(9)一端连接一个反冲管的接闪电极(5)，另一端连接另外一个反冲管的引弧电极(3)。


4.根据权利要求1所述的一种低压系统多级反冲灭弧装置，其特征在于：反冲管与反冲管之间设置导电平台(7)电气连接，所述导电平台(7)包括接闪导圈(7.1)和导电桥板(7.2)，所述接闪导圈(7.1)设置在反冲管内，接闪导圈(7.1)与接闪导圈(7.1)通过导电桥板(7.2)连接。


5.根据权利要求2所述的一种低压系统多级反冲灭弧装置，其特征在于：还包括引弧装置，所述引弧装置包括引弧杆(1)和引弧导线(2)，所述引弧杆(1)设置在绝缘填充材料(6)上，并通过引弧导线(2)与其中一个反冲管的引弧电极(3)连接。


6.根据权利要求1所述的一种低压系统多级反冲灭弧装置，其特征在于：反冲管垂直设置在绝缘填充材料(6)内，且反冲管与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王巨丰，杨倩颖，张清河，王嬿蕾，骆耀敬，黄萍，王国锋，徐宇恒，庞智毅，李心如，张奇星，段小嬿，彭斐，李继强，
申请(专利权)人：南宁超伏电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45