[发明专利]避雷器的热爆式脱离器

说明书

技术领域

本发明涉及一种避雷器的脱离器，通常与避雷器串联使用，当避雷器出现故障时能迅速动作，使避雷器退出运行。

背景技术

避雷器故障时均是热破坏，利用避雷器破坏时增大的工频电流热能量来动作。

热爆式脱离器的普遍结构为：一个放电间隙、与该间隙并联的元件R，在间隙上端面或下端面放置热爆管。避雷器在运行时，持续工频电流I_C全部从并联元件R通过。而当通过并联电阻R的电流增大，或R的阻值变大，导致并联电阻R两端的压降超过间隙放电电压时，则通过间隙放电，故瞬态脉冲电流及工频故障电流的绝大部分都从放电间隙通过。瞬态脉冲电流幅值虽大，但持续时间极短，不足以使热爆管动作。热爆管主要通过间隙的工频故障电流电弧来加热而动作，与瞬态脉冲电流相比，其幅值虽小但持续时间却长得多。

在正常运行的情况下，流过避雷器芯体的持续工频电流I_C通常不超过1mA。但在淋雨及污秽状态下，流过避雷器外套的电流升至20多mA，并持续数天。上述电流全部经并联元件R入地，称为脱离器的最大持续电流I_脱C。并联元件R应该保证能在I_脱C下长期工作而不被击穿，不发生热损坏，参数不产生大的漂移。

并联元件R若被击穿或短路，会造成放电间隙不放电，热爆管失去热源导致脱离器拒动。若并联电阻R的阻值大造成较大的温升，或功率小因而在较大的负载下断路，则会造成并联电阻R两端的压降增大，将放电间隙击穿，从而形成电弧对热爆管进行加热，造成脱离器的误动。

在正常运行时，流经避雷器外套的电流只会对脱离器产生影响，而不会对避雷器产生影响，避雷器保持热平衡。当避雷器发生故障，I_C达到5～10mA时，避雷器不能继续保持热平衡，开始温升。将此电流设为避雷器热失衡电流I_失衡。与I_脱C相比，I_失衡具有突发性、短暂性、倍增性的特征。对脱离器而言，这两种电流有可能同时出现。在I_脱C和I_失衡的作用下，避雷器开始向不可逆的损坏发展，此时并联电阻R应保证不被击穿，不发生热损坏和短路。否则热爆管将失去热源，使得脱离器拒动。不过可以允许并联电阻R的阻值增大，因为这将促使放电间隙两端的压降也随之增大，有利于间隙放电和脱离器的动作。

避雷器的阀片为负温度系数，电流增长，温度上升，本体电阻下降，电流进一步增加。电流的增大使得并联电阻R两端的压降增大，直至超过放电间隙的放电电压，造成间隙持续放电，工频故障电弧电流点燃热爆管使脱离器脱离，此电流称为脱离器的起始动作电流I_脱动。为确保避雷器已经入不可逆的热破坏进程，该I_脱动应大于或至少等于I_避故与I_脱C之和的2倍。此时，并联电阻R若断路并不会影响间隙放电和脱离器的动作，但却不允许短路。

若I_避故设置得过大，则脱离器动作无法开断避雷器的故障电流，会导致在脱离器动作的同时，避雷器爆炸及线路跳闸。此时脱离器仅起到了使发生故障的避雷器不接地的作用，并且形成一个明显的断点，便于检修。

通过幅值较大的瞬态脉冲电流时会烧毛放电间隙造成短路，使脱离器拒动。故放电间隙距离不可能做的太小。但即便放电间隙只有0.5mm，其工频放电电压也达2～2.5kV。

并联电阻R在I_脱C下会产生温升和热传导，此温升取决于R的阻值以及负载功率和额定功率的比值k。当避雷器正常运行、通过并联电阻R的电流I_脱C较小时，若R的阻值和负载功率均较小，则有利于并联电阻R的长期运行，其阻值不会发生漂移，不会发热；但若并联电阻R的阻值和负荷功率很大，则可能由于过热而形成碳化通道而短路，造成拒动，或由于温升而造成超过热爆管的起爆温度，发生误动。

但当电流大于I_脱C和I_失衡而小于I_脱动时，并联电阻R的阻值越小，负荷功率和k反而越大。