一种用于保护电气设施或输电线的元件的避雷器包括由固体电介质制成的绝缘体、机械连接到所述绝缘体上的两个主电极以及两个或更多个中间电极，其中所述绝缘体优选为条状、带状或圆柱体形状。制成条状或圆柱体形状的中间电极设置在所述主电极之间，使得所述中间电极沿所述绝缘体的纵轴或者沿螺旋线相互偏移，并且可以在相邻电极之间形成放电通道。此外，所述电极位于所述绝缘体内，并且通过绝缘层与所述绝缘体的表面隔开。向所述绝缘体的表面开口的不通的或通的放电腔设置在各对相邻电极之间。腔的尺寸被选择为使得容易从所述腔到所述绝缘体的表面吹熄放电，从而提高放电电流熄灭的效率。在优选的变型中，避雷器具有用于降低放电电压的附加电极。还公开了使用所述避雷器的输电线的结构的不同变型。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于保护电子设备和高压电力线(HEPL)免受雷电过电压危害的避雷器。这种避雷器例如可以用于保护高压装置、绝缘子和其他HEPL元件，还可以用于保护各种电气设施。
技术介绍
已知存在一种用于限制电力线中的过电压的所谓的管型避雷器(参见High voltage techniques. Ed. D. V. Razevig, Moscow, “ Energiya/r Publishing House，1976， p. 287)。该避雷器的主要元件通过由绝缘产气材料制成的管形成的。管的一端用金属盖堵住，金属盖上具有紧固到其上的内部棒电极。环形电极位于管的开口端。棒电极和环形电极之间的间隙被称为内间隙或灭弧间隙。一个电极接地，而第二个电极通过外部火花放电间隙(external sparkover gap)连接到电力线的导体。雷电过电压导致两个间隙全都被击穿，从而冲击电流被分流到大地。在通过避雷器的过电压冲击终止之后，持续电流继续流动，使得火花通道(spark channel)转化为电弧通道。由于管内的替代电弧电流通道中的高温，发生剧烈放气，造成很强的升压。通过流向管的开口端，气体产生纵向吹风，从而电弧在第一次通过其零值时被熄灭。在避雷器多次动作之后，管的放电腔消耗殆尽。避雷器停止正常运行，需要更换， 这意味着维护成本增加。已知还存在一种用于限制电力线中的过电压的避雷器，该避雷器基于两个金属棒之间形成的保护火花放电空气间隙的使用(参见High voltage techniques. Ed. D. V. Razevig,Moscow, “ Energiya" Publishing House，1976，p. 285)。该现有技术避雷器中的一个棒连接到电力线的高压导体上，而第二个棒连接到接地结构，例如电力线支撑物(例如电塔或电线杆)。在过电压的情况下，火花放电间隙击穿，从而雷电过电压电流被分流到大地，施加到设备上的电压迅速下降。以这种方式，既实现了雷电流的分流，又实现了过电压的限制。但是，单一间隙的灭弧能力很小，所以在过电压终止之后，电弧持续电流继续通过火花放电间隙流动。因此，必须启用断路装置来切断电流，这种切断是从该电力线接收电力的消费者非常不希望的发生的。还存在一种已知的避雷器，其与上文所述的避雷器的不同之处在于，在第一主棒电极和第二主棒电极之间设置有第三中间棒电极(例如参见美国专利No. 4，665，460,HOlT 004/02,1987)。因此，不是形成单一的火花放电空气间隙，而是形成两个这样的间隙。该特征可以在某种程度上提高避雷器的灭弧能力，且在单相接地短路的情况下，可以在避雷器的辅助下，确保熄灭中等强度的持续电流(几十安培数量级)。但是这种避雷器不能熄灭超过100A的电流，该电流是在雷电过电压情况下两相接地短路或三相接地短路的典型电流。可以介绍一种作为本专利技术最接近的现有技术的避雷器，其用于电气设施的元件或电力线的雷电防护，并且具有RU 2299508，H02H 3/22，2007中公开的所谓的多电极系统 (MES)。该现有技术避雷器包括由固体电介质制成的绝缘体、机械连接到该绝缘体的两个主电极以及两个或更多的中间电极。设置在主电极之间的中间电极至少沿绝缘体的纵轴相互位移(mutually displaced)。其被配置为能够使每个主电极和邻近所述每个主电极的中间电极之间以及相邻的中间电极之间发生流注放电(streamer discharge) 0由于将主电极之间的距离分成多个火花放电间隙，与具有单一放电间隙或只具有几个这种间隙的设备相比，该避雷器具有更高的灭弧能力(例如参见A. C. Taev. Electric arc in low voltage apparatuses, Moscow, " Energiya" Publishing House" ,1965, p. 85)。不过，这种现有技术避 雷器的灭弧能力还不够高，因此其应用局限于电压等级 6-10kV的HEPL的雷电防护。在更高电压等级的HEPL的雷电防护中，因为中间电极的数量和避雷器尺寸变得过大，因此难以使用这种避雷器。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种具有高可靠性、低制造和维护成本、低闪络电压 (flashover voltage)和高电流灭弧效力的避雷器。这些特征可以使本专利技术的避雷器应用于更高电压等级的(20至35kV以及更高)HEPL的雷电防护，还可以提高电压等级3_10kV 的避雷器的技术和经济特性。换言之，本专利技术旨在提高可靠性并且简化避雷器的设计。通过提供一种用于电气设施或电力线的雷电防护的避雷器来实现上文所指出的目的，所述避雷器包括由固体电介质制成的绝缘体、机械连接到所述绝缘体上的两个主电极以及两个或更多个中间电极，所述中间电极被配置为使每个主电极和与所述每个主电极相邻的中间电极之间能够发生放电(例如流注放电)，其中所述相邻电极位于所述主电极之间并且至少沿所述绝缘体的纵轴相互位移。在一些实施例中，相互位移的中间电极沿其排列的线可以与所述绝缘体的纵轴重合。根据本专利技术的避雷器的特征在于，所述中间电极位于所述绝缘体内部，并且通过具有超过所述放电通道的预先计算的直径Dk的厚度的绝缘层与所述绝缘体的表面隔开，其中相邻的中间电极之间形成多个放电腔(或凹洞)，所述放电腔向所述绝缘体的表面开口，其中所述放电腔在放电通道形成区域中的横截面面积S被选择为满足条件S < Dk · g，其中g为相邻的中间电极之间的最小距离。取决于特殊避雷器实施例和所选择的避雷器制造技术，所述放电腔可以被配置为在所述绝缘体中形成的凹洞或通孔。这种凹陷或孔的横截面(即与放电腔的轴垂直的平面截出的截面)可以具有各种合适的形状，即圆形、长方形、狭缝形等等，使所述放电腔能够执行其功能(下文将会描述)。在一些实施例中，所述放电腔的横截面可以具有沿所述腔的深度变化的尺寸(即在绝缘体的表面方向上增加的尺寸)。确保实现本专利技术的上述目的的重要条件在于所述放电腔尺寸的最优选择。更具体而言，应该根据避雷器的特殊应用来优选地选择决定相邻电极之间的最小距离g的放电腔长度，因为应用决定了避雷器的参数，例如要保护的结构类型、电压等级等等。例如，在用于保护中等电压等级的HEPL (6至35kV)免受雷击的避雷器中，可以在Imm至5mm的范围内选择g的值，而如果本专利技术的避雷器应该用于保护高电压等级和超高电压等级的HEPL，则应该增加g的值，并且优选地在5mm至20mm的范围内进行选择。在一些避雷器实施例中，所述避雷器可以另外具有在每个主电极和与所述每个主电极相邻的中间电极之间形成的放电腔。就配置绝缘体而言，优选地(特别是为了确保易于制造)将其形成为条状、带状或圆柱体的形状。通过由于所述绝缘体在所述放电腔向所述绝缘体的表面开口的区域中具有凸出部分而使用需要较少材料的避雷器实施例，可以额外地改进所述避雷器的成本参数。 这种方案可以只在围绕所述放电腔的区域中提供所需的绝缘层厚度，而在这种区域之间的部分中，可以充 分降低所述层的厚度。为了确保避雷器易于制造，优选地将所述中间电极形成为平板或圆柱体的形状， 例如由金属、石墨或碳纤维制成。为了满足根据本专利技术的避雷器的低闪络电压本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于电气设施或电力线的元件的雷电防护的避雷器，所述避雷器包括由固体电介质制成的绝缘体、机械连接到所述绝缘体上的两个主电极以及设置在所述主电极之间并且至少沿所述绝缘体的纵轴相互位移的两个或更多个中间电极，所述中间电极被配置为使每个主电极和与所述每个主电极相邻的中间电极之间以及相邻的中间电极之间能够发生放电，其特征在于，所述中间电极位于所述绝缘体内部，并且通过具有超过所述放电的通道的预先计算的直径Ｄｋ的厚度的绝缘层与所述绝缘体的表面隔开，其中相邻的中间电极之间形成多个放电腔，所述放电腔向所述绝缘体的表面开口，其中所述放电腔在放电通道形成区域中的横截面面积Ｓ被选择为满足条件Ｓ＜Ｄκ·ｇ，其中ｇ为相邻的中间电极之间的最小距离。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：G·V·波德波金，
申请(专利权)人：NPO流光开放式股份公司，
类型：发明
国别省市：RU
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