一种保护绝缘导线用带外串联间隙金属氧化物避雷器制造技术

一种保护绝缘导线用带外串联间隙金属氧化物避雷器，涉及防止架空绝缘导线的雷击断线。避雷器本体设置在安装金具上，上电极固定在绝缘导线上，避雷器本体上具有下电极，上电极和下电极对应设置，二者之间为空气间隙；安装金具和线路绝缘子都安装到杆塔横担上。上电极由固定件、导弧脚和绝缘外罩三部分构成，上电极的安装可采用剥线式和穿刺式两种方式。可与１０ｋＶ架空线路常用的三种绝缘子配合使用。在间隙距离占绝缘子绝缘距离的（４０～９０）％范围内，放电闪络路径均发生在间隙上，避雷器动作可靠，能够有效地抑制工频续流，可有效防止绝缘导线因雷电过电压而损坏。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及配电网的避雷器，针对配电网10kV系统架空绝缘导线的雷击断线问题，可有效防止绝缘导线因雷电过电压而损坏。
技术介绍
在配电网当中，采用绝缘导线解决了裸导线所解决不了的走廊和安全问题，与电缆相比，采用绝缘导线投资省、建设快，优点十分明显。国外发达国家从20世纪60年代后期已逐渐采用架空绝缘导线。但绝缘导线也有其自身的弱点，即雷击断线问题，所谓雷击必断线。根据绝缘导线遭雷击断线的机理，相应的防范措施有“疏导式”和“堵塞式”两种方式。所谓“疏导式”就是将绝缘子附近的绝缘导线局部裸线化，使工频电弧弧根转移到特制金具上燃烧，从而保护导线免于烧损。已出现的产品如芬兰在绝缘子与导线联结处剥离绝缘层安装闪络保护型线夹；瑞典和美国将绝缘子两侧的绝缘导线剥离一段绝缘层加装防弧线夹；日本将绝缘子处的导线绝缘层剥离，安装放电箝位绝缘子等。“疏导式”的方式操作简单、投资少，但导线局部裸露，存在密封和绝缘缺陷。所谓“堵塞式”就是阻止雷击闪络后工频续流起弧，从根本上排除了导线烧损的因素。相应的措施有架设避雷线、降低杆塔接地电阻、加强绝缘、安装线路型避雷器等。安装线路型避雷器是目前为止比较理想的措施，已出现的产品有日本的带串联环型外间隙金属氧化物避雷器。另外，俄罗斯还提出了长闪络间隙方式，即通过增长闪络路径以达到降低工频建弧率的目的，但实现手段尚不成熟，且与绝缘导线相间距离呈减小趋势相矛盾。相比“疏导式”，“堵塞式”方式防护效果更好，缺点是施工相对复杂，成本较高。我国从80年代起开始对城市架空配电网实施绝缘化改造试点，90年代加快了步伐。近年来，随着配电网中绝缘导线覆盖面的增大，雷击断线问题也日益明显起来。我国对绝缘导线雷击断线问题的研究起步晚，目前还处在摸索的阶段。
技术实现思路
为了克服现有技术当中存在的上述缺陷和不足，本技术的目的是提供一种采用上述“堵塞式”的原理研制出的一种新型外串联间隙结构金属氧化物避雷器，可与现有技术的10kV架空线路常用的针式瓷绝缘子、柱式瓷绝缘子、柱式复合绝缘子配合使用。本技术的技术方案是一种新型保护绝缘导线用带外串联间隙结构金属氧化物避雷器，由安装金具4、避雷器本体5、上电极7、下电极6、以及上电极7和下电极6之间的空气间隙所组成。避雷器本体5设置在安装金具4上，上电极7固定在绝缘导线1上，避雷器本体5上具有下电极6，上电极7和下电极6对应设置，二者之间为空气间隙；安装金具4和线路绝缘子2都安装到杆塔横担3上。上电极7由固定件9、导弧脚8和绝缘外罩10三部分构成，固定件9与导线1固定安装，导弧脚8设置在固定件9下方，导弧脚8的一对弯脚分别朝向电源侧和负荷侧，固定件9和导弧脚8外包覆有绝缘外罩10。上电极7的安装可采用剥线式和穿刺式两种方式。在电网正常运行时，间隙隔离工频电压，避雷器本体几乎不承受电压；在直击雷或感应雷产生的雷电过电压作用下，空气间隙被击穿，避雷器本体呈现低阻抗，将雷电流泄放入地；雷电冲击过后，工频电压加在避雷器本体上，避雷器本体的电阻瞬间变大，通过的电流即电弧电流被抑制在较低数值，空气间隙弧压降增大，空气间隙的绝缘迅速恢复，电弧在极短时间内自然熄灭，工频续流被完全遮断。由于采用了上述的技术方案，本技术具有的优点有(1)利用“堵塞”方式原理解决雷击断线问题，较理想的产品就是日本研制的带串联环型外间隙金属氧化物避雷器，目前已处于实用阶段。本技术的方案与其比较，在避雷器本体完好的情况下，二者的保护性能是近似的；但日本的产品在避雷器本体已损坏的情况下，如果此时线路遭受直击雷或感应雷过电压，在雷电冲击过后，工频续流得不到抑制，将稳定燃烧。带串联环型外间隙金属氧化物避雷器此时起不到任何保护作用，绝缘导线依然会烧损烧断。而本技术的方案，因为在绝缘导线1上加装了上电极7，相当于加固了绝缘导线1击穿点的金属部分，使电弧弧根由导线1转移到电极7上，从而烧损电极，避免了导线的损坏。从这层意义上来说，本技术的方案结合了“堵塞式”和“疏导式”两种方式的思想，对绝缘导线的保护效果更好。(2)本技术的上电极7安装时，针对剥线或穿刺两种安装方式，前者增加了专门的密封设计，后者利用自身的结构优点，都很好解决了绝缘导线局部裸露导致的密闭问题。(3)同时，上电极7外表面加装了一个阻燃、耐高温的绝缘外罩，解决了绝缘导线局部裸露，存在绝缘缺陷的问题。以下结合附图对本技术进行详细描述。附图说明图1是本技术一种保护绝缘导线用带外串联间隙金属氧化物避雷器的结构图。图2是本技术一种保护绝缘导线用带外串联间隙金属氧化物避雷器的三种典型下电极的结构图，分别是半球电极(a)，板电极(b)和棒电极(c)。图3是本技术一种保护绝缘导线用带外串联间隙金属氧化物避雷器的上电极的结构的主视图和俯视图。图4是本技术一种保护绝缘导线用带外串联间隙金属氧化物避雷器的典型安装示意图(自上而下依次表示半球形电极，板形电极和棒形电极的安装)。图5-图7是本技术一种保护绝缘导线用带外串联间隙金属氧化物避雷器的半球形、板形和棒形三种典型电极安装到避雷器本体，分别与针式瓷绝缘子、柱式瓷绝缘子和柱式复合绝缘子配合组装的示意图。具体实施方式参见图1，一种保护绝缘导线用带外串联间隙结构金属氧化物避雷器，由安装金具4、避雷器本体5、固定在绝缘导线上的上电极7、避雷器本体上的下电极6，以及上电极7和下电极6之间的空气间隙所组成。图1中可见避雷器本体5设置在安装金具4上，上电极7固定在10KV绝缘导线1上，避雷器本体5上具有下电极6，上电极7和下电极6对应设置，二者之间为空气间隙；安装金具4和线路绝缘子2都安装到杆塔横担3上。图4为本技术典型安装下的示意图。本技术的安装金具4可通过长孔上下调节间隙距离，现场安装时，根据实际情况适量调整，以满足安装要求。通过大量的雷电冲击放电试验，验证了在上电极轴线到绝缘子2轴线距离在150～400mm范围内，串联间隙距离占绝缘子绝缘距离H的40％～90％时，在不同陡度雷电过电压下，闪络路径均发生在串联间隙上，避雷器动作可靠，可有效保护绝缘导线免于损坏。避雷器本体采用复合外绝缘线路避雷器，额定电压为13kV，选用D35阀片，具体参数详见下表 本技术的下电极6起到均匀电场的作用，因此下电极6表面应尽可能圆滑，表面各点到导线的距离尽可能一致。可将下电极6形状设计成半球形、板形和棒形，三种典型电极结构见图2。三种典型电极安装到避雷器本体与线路绝缘子(依次为针式瓷绝缘子、柱式瓷绝缘子、柱式复合绝缘子)配合组装示意图见附图5-7。上电极7的构造是本技术技术方案的一个核心设计。参见图3，上电极7整体由固定件9、导弧脚8和绝缘外罩10三部分构成，固定件9与导线1固定安装，导弧脚8设置在固定件9下方，导弧脚8的一对弯脚分别朝向电源侧和负荷侧，固定件9和导弧脚8外包覆有绝缘外罩10。上电极7其安装分为剥线式和穿刺式两种方式。剥线式安装即将绝缘子负荷侧的导线1剥离一段绝缘层，先在裸露的线芯表面包裹2～3层铝包带，然后将固定件9一分为两半按原对应位置抱在线芯上，通过紧固螺母紧固。固定件9内表面光滑，与铝包带层紧密接触，保证接触电阻维持在很小值。固定件9与导线1的绝缘层、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保护绝缘导线用带外串联间隙金属氧化物避雷器，其特征在于：避雷器本体（５）设置在安装金具（４）上，上电极（７）固定在绝缘导线（１）上，避雷器本体（５）上具有下电极（６），上电极（７）和下电极（６）对应设置，二者之间为空气间隙；安装金具（４）和线路绝缘子（２）都安装到杆塔横担（３）上。

【技术特征摘要】
1.一种保护绝缘导线用带外串联间隙金属氧化物避雷器，其特征在于避雷器本体(5)设置在安装金具(4)上，上电极(7)固定在绝缘导线(1)上，避雷器本体(5)上具有下电极(6)，上电极(7)和下电极(6)对应设置，二者之间为空气间隙；安装金具(4)和线路绝缘子(2)都安装到杆塔横担(3)上。2.根据权利要求1所述的一种保护绝缘导线用带外串联间隙金属氧化物避雷器，其特征在于上电极(7)由固定件(9)、导弧脚(8)和绝缘外罩(10)三部分构成，固定件(9)与导线(1)固定安装，导弧脚(8)设置在固定件(9)下方，导弧脚(8)的一对弯脚分别朝向电源侧和负荷侧，固定件(9)和导弧脚(8)外包覆有绝缘外罩(10)。3.根据权利要求2所述的一种保护绝缘导线用带外串联间隙金属氧化物避雷器，其特征在于上电极(7)与导线(1)的安装方式为剥线式，绝缘子负荷侧的导线(1)剥离一段绝缘层，在裸露的线芯表面包裹有2～3层铝包带，固定件(9)一分为两半按原对应位置与线芯相抱，并通过紧固螺母紧固；固定件(9)内表面光滑，与铝包带层紧密...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈维江，沈海滨，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]