一种单反冲对吹灭弧装置发明专利

专利名称：一种单反冲对吹灭弧装置

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202110444557.4

专利申请（专利权）人：南宁超伏电气科技有限公司
权利人地址：广西壮族自治区南宁市高新区高新二路1号广西大学科技园1号孵化楼1-346-1号房

专利发明（设计）人：王巨丰,王嬿蕾,卢杨,陈宇宁,谭思源,杨子童,李庆一,张镱义,黄萍,何琪文,郭克竹,闫仁宝

专利摘要：本发明公开了一种单反冲对吹灭弧装置，属于防雷灭弧技术领域，包括绝缘子串、上端固定装置、下端固定装置、上端反冲装置和下端反冲装置，上端固定装置和下端固定装置平行设置在绝缘子串的两端。本发明具有双向动态绝缘配合能力，确保在正常工作时不降低原有线路的绝缘强度和耐雷水平，在雷击条件下，反冲管绝缘配合距离自动降低，优先被击穿，避免发生绝缘子闪络，具有双反冲截断冲击电弧能力，经过反冲作用降低了雷击电流强度，弱化冲击电弧电离强度，增加电弧脆弱性和易短性，防雷的性价比提高。在发生恶性突变之前能够及时处理，避免雷击对避雷器的损坏，维修成本降低，对线路的保护程度提高。

主权利要求：
1.一种单反冲对吹灭弧装置，其特征在于：包括绝缘子串(1A)、上端固定装置(2A)、下端固定装置(3A)、上端反冲装置(5A)和下端反冲装置(6A)，上端固定装置(2A)和下端固定装置(3A)平行设置在绝缘子串(1A)的两端，上端反冲装置(5A)设置在上端固定装置(2A)上，下端反冲装置(6A)设置在下端固定装置(3A)上，上端反冲装置(5A)和下端反冲装置(6A)设置同一条竖直线上，且反冲口相对设置；
上端反冲装置(5A)和下端反冲装置(6A)均包括陶瓷管体(1)、顶部套盖板(2)、固定装置(4)、底部套盖板(5)、绝缘覆盖层(6)和裙边(7)，顶部套盖板(2)设置在陶瓷管体(1)的顶部，底部套盖板(5)设置在陶瓷管体(1)的底部，固定装置(4)穿过顶部套盖板(2)和底部套盖板(5)，并固定设置，绝缘覆盖层(6)设置在陶瓷管体(1)的外侧，裙边(7)设置在绝缘覆盖层(6)的外侧，顶部套盖板(2)上设置有反冲喷孔(8)；
顶部套盖板(2)包括顶盖板套盖(2.1)和顶盖板沿边(2.2)，顶盖板套盖(2.1)设置为向上凹陷结构，顶盖板沿边(2.2)设置在顶盖板套盖(2.1)的底部侧边上；
底部套盖板(5)包括底盖板套盖(5.1)和底盖板沿边(5.2)，底盖板套盖(5.1)设置为向下凹陷结构，底盖板沿边(5.2)设置在底盖板套盖(5.1)的顶部侧边上，顶盖板套盖(2.1)套设在陶瓷管体(1)的顶部，底盖板套盖(5.1)套设在陶瓷管体(1)的底部，顶盖板沿边(2.2)和底盖板套盖(5.1)设置为圆形结构，且内径与陶瓷管体(1)的外径相同，绝缘覆盖层(6)设置为环氧树脂层，覆盖在绝缘螺杆、螺母(3)、顶盖板沿边(2.2)和底盖板套盖(5.1)上，并包合陶瓷管体(1)。
2.根据权利要求1所述的一种单反冲对吹灭弧装置，其特征在于：上端固定装置(2A)一端固定在绝缘子串(1A)的上端、下端固定装置(3A)的一端固定在绝缘子串(1A)的下端，且均与绝缘子串(1A)垂直设置。
3.根据权利要求2所述的一种单反冲对吹灭弧装置，其特征在于：上端反冲装置(5A)通过设置固定螺杆(4A)固定在上端固定装置(2A)的一端，下端反冲装置(6A)通过设置固定螺杆(4A)固定在下端固定装置(3A)的一端。
4.根据权利要求2所述的一种单反冲对吹灭弧装置，其特征在于：上端固定装置(2A)和下端固定装置(3A)均设置为金具，使用金属或者导电材料制成，上端反冲装置(5A)和下端反冲装置(6A)均设置为单反冲或者多级反冲装置，上端反冲装置(5A)和下端反冲装置(6A)的外部均设置有裙边。
5.根据权利要求1所述的一种单反冲对吹灭弧装置，其特征在于：陶瓷管体(1)内部设置为中空的圆柱结构，陶瓷管体(1)的内部中空孔与反冲喷孔(8)设置在同一条直线上。
6.根据权利要求1所述的一种单反冲对吹灭弧装置，其特征在于：固定装置(4)设置为绝缘螺杆，顶盖板沿边(2.2)和底盖板套盖(5.1)上均设置有相同数量和大小的螺孔，绝缘螺杆穿过螺孔并设置螺母(3)拧紧设置。
7.根据权利要求6所述的一种单反冲对吹灭弧装置，其特征在于：顶部套盖板(2)和底部套盖板(5)为钢板或者锌合金板，底部套盖板(5)的底盖板套盖(5.1)底部设置有固定墩(9)，固定墩(9)底部设置有内陷的螺丝孔，固定墩(9)使用导电材料制成并与底盖板套盖(5.1)一体设置。 说明书 : 一种单反冲对吹灭弧装置技术领域[0001] 本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种单反冲对吹灭弧装置。背景技术[0002] 雷电灾害是最严重的气象灾害之一，联合国教科文组织已经把雷击列为自然界破坏力排名第三的自然灾害，它会危及人类及动物的生命安全、毁坏各种建筑物，而且雷击已经对国民经济和人民生活的安全构成了严重威胁。[0003] 雷电对输电线路安全运行危害极大，常常造成绝缘子闪络事故。输电线路发生雷击时引起的冲击闪络，导致线路绝缘子闪络，继而产生很大的工频续流，损坏绝缘子串及金具，严重时可能导致绝缘子串烧毁和架空导线断线事故。通常我们利用单反冲灭弧装置进行灭弧，目前单反冲灭弧装置能衰减部分雷电流，减小雷击强度。为了更快速的熄灭电弧，保证输电线路运行的安全性，故提出一种单反冲对吹灭弧的装置。发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种单反冲对吹灭弧装置，解决现有绝缘子缺乏快速灭弧能力、易发生线路绝缘子闪络，产生很大的工频续流，损坏绝缘子串及金具的弊端的技术问题。[0005] 一种单反冲对吹灭弧装置，包括绝缘子串、上端固定装置、下端固定装置、上端反冲装置和下端反冲装置，上端固定装置和下端固定装置平行设置在绝缘子串的两端，上端反冲装置设置在上端固定装置上，下端反冲装置设置在下端固定装置上，上端反冲装置和下端反冲装置设置同一条竖直线上，且反冲口相对设置。[0006] 进一步地，上端固定装置一端固定在绝缘子串的上端、下端固定装置的一端固定在绝缘子串的下端，且均与绝缘子串垂直设置。[0007] 进一步地，上端反冲装置通过设置固定螺杆固定在上端固定装置的一端，下端反冲装置通过设置固定螺杆固定在下端固定装置的一端。[0008] 进一步地，上端固定装置和下端固定装置均设置为金具，使用金属或者导电材料制成。[0009] 进一步地，上端反冲装置和下端反冲装置均设置为单反冲或者多级反冲装置，上端反冲装置和下端反冲装置的外部均设置有裙边。[0010] 上端反冲装置和下端反冲装置均包括陶瓷管体、顶部套盖板、固定装置、底部套盖板、绝缘覆盖层和裙边，顶部套盖板设置在陶瓷管体的顶部，底部套盖板设置在陶瓷管体的底部，固定装置穿过顶部套盖板和底部套盖板，并固定设置，绝缘覆盖层设置在陶瓷管体的外侧，裙边设置在绝缘覆盖层的外侧，顶部套盖板上设置有反冲喷孔。[0011] 进一步地，陶瓷管体内部设置为中空的圆柱结构，陶瓷管体的内部中空孔与反冲喷孔设置在同一条直线上。[0012] 进一步地，顶部套盖板包括顶盖板套盖和顶盖板沿边，顶盖板套盖设置为向上凹陷结构，顶盖板沿边设置在顶盖板套盖的底部侧边上。[0013] 进一步地，底部套盖板包括底盖板套盖和底盖板沿边，底盖板套盖设置为向下凹陷结构，底盖板沿边设置在底盖板套盖的顶部侧边上。[0014] 进一步地，固定装置设置为绝缘螺杆，顶盖板沿边和底盖板套盖上均设置有相同数量和大小的螺孔，绝缘螺杆穿过螺孔并设置螺母拧紧设置。[0015] 进一步地，顶盖板套盖套设在陶瓷管体的顶部，底盖板套盖套设在陶瓷管体的底部，顶盖板沿边和底盖板套盖设置为圆形结构，且内径与陶瓷管体的外径相同。[0016] 进一步地，绝缘覆盖层设置为环氧树脂层，覆盖在绝缘螺杆、螺母、顶盖板沿边和底盖板套盖上，并包合陶瓷管体。[0017] 进一步地，顶部套盖板和底部套盖板为钢板或者锌合金板。[0018] 进一步地，底部套盖板的底盖板套盖底部设置有固定墩，固定墩底部设置有内陷的螺丝孔，固定墩使用导电材料制成并与底盖板套盖一体设置。[0019] 本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：[0020] (1)本发明具有双向动态绝缘配合能力，确保在正常工作时不降低原有线路的绝缘强度和耐雷水平，在雷击条件下，反冲管绝缘配合距离自动降低，优先被击穿，避免发生绝缘子闪络，具有双反冲截断冲击电弧能力，经过反冲作用降低了雷击电流强度，弱化冲击电弧电离强度，增加电弧脆弱性和易短性，防雷的性价比提高。在发生恶性突变之前能够及时处理，避免雷击对避雷器的损坏，维修成本降低，对线路的保护程度提高；[0021] (2)反冲装置增强反冲灭弧结构的稳定性，增加了装置的气密性，避免在反冲过程中气体出现泄露，将反冲能量全部集中作用于电弧，更加有效的减小雷击电流，当电弧向反冲装置内逼近时，钢板表面会聚集起许多异号电荷而形成局部场区，通过库仑力起到引雷的作用，使电弧优先通过反冲通道放电。同时，反冲管下端的钢板起到良导体作用，能把衰减后的电流顺利导入接地极，通过前后两个金属板套设，可以大大的增强反冲管的强度，避免在反冲过程出现破裂的情况，提供了实用寿命。附图说明[0022] 图1为本发明结构示意图。[0023] 图2为本发明反冲装置结构的剖面图。[0024] 图3为本发明反冲装置结构没有安装裙边和环氧树脂的俯视图。[0025] 图4为本发明反冲装置结构的顶部套盖板结构示意图。[0026] 图5为本发明反冲装置结构的底部套盖板结构示意图。[0027] 图6为本发明反冲装置结构用在单反冲结构剖面图。[0028] 图中标号：1A‑绝缘子串；2A‑上端固定装置；3A‑下端固定装置；4A‑固定螺杆；5A‑上端反冲装置；6A‑下端反冲装置；1‑陶瓷管体；2‑顶部套盖板；2.1‑顶盖板套盖；2.2‑顶盖板沿边；2.3‑顶盖板沿边固定孔；3‑螺母；4‑固定装置；5‑底部套盖板；5.1‑底盖板套盖；5.2‑底盖板沿边；5.3‑底盖板沿边固定孔；6‑绝缘覆盖层；7‑裙边；8‑反冲喷孔；9‑固定墩；10‑螺孔。具体实施方式[0029] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。[0030] 一种单反冲对吹灭弧装置，如图1所示，包括绝缘子串1A、上端固定装置2A、下端固定装置3A、上端反冲装置5A和下端反冲装置6A，上端固定装置2A和下端固定装置3A平行设置在绝缘子串1A的两端，上端反冲装置5A设置在上端固定装置2A上，下端反冲装置6A设置在下端固定装置3A上，上端反冲装置5A和下端反冲装置6A设置同一条竖直线上，且反冲口相对设置。[0031] 本发明实施例中，上端固定装置2A一端固定在绝缘子串1A的上端、下端固定装置3A的一端固定在绝缘子串1A的下端，且均与绝缘子串1A垂直设置。[0032] 本发明实施例中，上端反冲装置5A通过设置固定螺杆4A固定在上端固定装置2A的一端，下端反冲装置6A通过设置固定螺杆4A固定在下端固定装置3A的一端。[0033] 本发明实施例中，上端固定装置2A和下端固定装置3A均设置为金具，使用金属或者导电材料制成。[0034] 本发明实施例中，上端反冲装置5A和下端反冲装置6A均设置为单反冲或者多级反冲装置，上端反冲装置5A和下端反冲装置6A的外部均设置有裙边。[0035] 单反冲装置顶端为一反冲管，工频条件下反冲管内没有充盈等离子导电体，反冲管为绝缘体，不会影响绝缘子串的耐雷水平。雷击条件下，反冲管绝缘配合距离自动降低，雷击闪洛距离在全档距范围内最短，击穿时间最快，击穿电压最低，雷电优先通过反冲通道放电。[0036] 通过反冲灭弧机制截断形成冲击电弧阶段的间歇放电，破坏建弧通道的完整性并抑制建弧过程。进入到反冲管内部的冲击电弧会大幅度衰减，其原因是：[0037] 电弧变细与反冲力产生的同步性：伴随电弧灌注到反冲细管的同时就发生电弧形态变细同步产生轴向压力提高并反弹由管内冲出入口产生电弧截断。电弧变细与欧姆功率温升的同步性：伴随电弧变细的同步发生的是电弧阻值变大和欧姆功率值和热量值的同步升高，温差和压力差导致的电弧定向反冲量也同步产生。电弧变细导致的摩擦发热增加：摩擦发热具有延迟性和巨大性，能够持续和长久低提供高压力和高温热源并产生强烈的定向反冲力。电弧与管内壁高压力摩擦发热增加：变细电弧与防城港内壁高强度压力下的高速摩擦产生巨大热量，形成高温膨胀反冲力。包裹性温升严重；反冲管内高温电弧的辐射、传导和对流通道除了入口外全部封闭，形成电弧包裹性温升并助力反冲力。定向反冲气流对出口外电弧的空腔效应：反冲电弧的巨大推力大尺度掏空出口外电弧形成外电弧大尺度粉碎性断裂。在以上六种力的叠加作用下，形成了快、中、慢力的组合灭弧作用。[0038] 雷击杆塔时，由于反冲管管口等离子体的积聚，电弧必然会进入反冲管构成的灭弧通道。反冲管的反冲作用在电弧上，使电弧在反冲管内停留时间延长，增加能量释放的时间，降低瞬时大电流对电子设备、建筑物产生的危害。[0039] 单反冲装置由反冲管，伞裙以及固定螺杆组成。反冲灭弧管以高强度耐高温耐高压的非导电材料构成，是实现反冲过程的核心模块。伞裙增加了电弧爬距，确保了雷击闪络路径与反冲灭弧通道重叠。固定螺杆与金具连接，安装在杆塔上。[0040] 如图1所示，设计了能够反冲灭弧的反冲灭弧路径。在绝缘子串两端各并联一单反冲装置，雷击条件下，反冲管口通过雷电波电晕形成等离子体并充盈反冲管内，起到“伸长”下电极并改变绝缘配合的作用，降低间隙的绝缘强度，使反冲对吹通道的放电电压低于绝缘子(串)的放电电压，反冲灭弧通道优先击穿放电，确保电弧路径处于灭弧通道。反冲管的反冲作用在电弧上，使电弧在反冲管内停留时间延长，电弧在经过反冲管后能量大幅度衰减。[0041] 如图2‑3所示，上端反冲装置5A和下端反冲装置6A均包括陶瓷管体1、顶部套盖板2、固定装置4、底部套盖板5、绝缘覆盖层6和裙边7，顶部套盖板2设置在陶瓷管体1的顶部，底部套盖板5设置在陶瓷管体1的底部，固定装置4穿过顶部套盖板2和底部套盖板5，并固定设置，绝缘覆盖层6设置在陶瓷管体1的外侧，裙边7设置在绝缘覆盖层6的外侧，顶部套盖板2上设置有反冲喷孔8。陶瓷管体1内部设置为中空的圆柱结构，陶瓷管体1的内部中空孔与反冲喷孔8设置在同一条直线上。[0042] 固定装置4设置为绝缘螺杆，顶盖板沿边2.2和底盖板套盖5.1上均设置有相同数量和大小的螺孔，绝缘螺杆穿过螺孔并设置螺母3拧紧设置。顶盖板套盖2.1套设在陶瓷管体1的顶部，底盖板套盖5.1套设在陶瓷管体1的底部，顶盖板沿边2.2和底盖板套盖5.1设置为圆形结构，且内径与陶瓷管体1的外径相同。绝缘覆盖层6设置为环氧树脂层，覆盖在绝缘螺杆、螺母3、顶盖板沿边2.2和底盖板套盖5.1上，并包合陶瓷管体1。顶部套盖板2和底部套盖板5为钢板或者锌合金板。[0043] 首先在反冲管的上下两端用环氧树脂分别紧密粘合一带凹槽的圆形钢板，其中反冲管上端的钢板中心有开孔，大小与反冲管的孔径大小一致。在钢板上还有4个能安装绝缘螺栓的圆孔，均匀分布在钢板外围。8个螺母分别用在4个绝缘螺杆的上下端，起到固定反冲管位置的作用。为避免雷击时，钢板之间距离太近而发生闪洛，将绝缘螺杆、陶瓷管及螺母用环氧树脂全封装起来。伞裙位于封装后环氧树脂筒的最外边。[0044] 如图4所示，顶部套盖板2包括顶盖板套盖2.1和顶盖板沿边2.2，顶盖板套盖2.1设置为向上凹陷结构，顶盖板沿边2.2设置在顶盖板套盖2.1的底部侧边上。顶部套盖板2主要是固定陶瓷管体1的上端，然后顶盖板套盖2.1的顶部裸露时，可以直接使用作为引弧电极，实现固定和引弧电极作用，实现双作用，同时这个引弧电极的实用寿命会非常好，具有固定性，厚度够厚，电弧多次烧后，磨损后一样可以正常工作。[0045] 如图5所示，底部套盖板5包括底盖板套盖5.1和底盖板沿边5.2，底盖板套盖5.1设置为向下凹陷结构，底盖板沿边5.2设置在底盖板套盖5.1的顶部侧边上。底部套盖板5主要是用于套住固定陶瓷管体1的底部，包住底部，不会出现破裂的情况，同时底盖板套盖5.1用作为接闪电极，把反冲剩余的电能往后传，解决原来接闪电极难固定，使用寿命不长的技术问题。[0046] 如图6所示，底部套盖板5的底盖板套盖5.1底部设置有固定墩9，固定墩9底部设置有内陷的螺丝孔，固定墩9使用导电材料制成并与底盖板套盖5.1一体设置。固定墩9主要是用于将整个反冲装置固定在外部结构上，实现快速的固定。[0047] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

专利地区：广西

专利申请日期：2021-04-23

专利公开日期：2024-11-22

专利公告号：CN113470904B