[发明专利]一种10kV多级短弧位降电压叠加过电压防护装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统架空线路过电压防护领域，具体涉及一种10kV多级短弧位降电压叠加过电压防护装置。

背景技术

电力系统架空输电线路雷害治理一直是众多科研单位和管理部门重要目标，由于雷电造成的线路断线、跳闸故障是影响电力系统安全可靠运行的重要因素，其根本原因是由于雷击过电压造成线路绝缘子沿面闪络或相间空气击穿，形成低阻态闪络通道，电网工频网压顺着低阻态闪络通道持续放电形成持续时间较长、幅值较高的工频续流，继而引起线路导线烧断或线路继电保护动作引起跳闸保护。

现在架空输电线路防雷除了架设避雷线、负角保护针、降低杆塔接地电阻等主要手段外，另一个重要技术手段就是安装线路过电压保护器，目前的过电压保护器主要有金属氧化物避雷器、并联保护间隙以及将两者特点结合在一起的带串联间隙金属氧化物避雷器，近年来出现一种多间隙避雷器，属于较新颖的过电压防护装置。

其中，金属氧化物避雷器利用了金属物优异的压敏特性，目前大量使用在输电线路上。但由于受到金属氧化物电压梯度、通流容量、价格和体积重量等多方面的限制，使得应用成本居高不下，同时由于高压电老化原因造成线路检测、运维成本不菲。

而线路绝缘子并联保护间隙的方法，在过电压下容易建弧，无法自主切断工频续流引起线路跳闸，只能配合重合闸装置使用或者用于较低等级的供电场所。

为了解决这一问题，现有技术中采取了如下的方式：

中国专利(公开日：2013年11月27日、公开号：CN 203312737 U)公开了一种应用于高压架空线路的多间隙避雷器，采取的是长硅橡胶条内压制多个金属电极形成多个间隙，其工作原理是将雷击闪络电弧切割多段后利用工频电流过零点自然熄弧来实现的。但由于长硅橡胶条结构在淋雨条件下会形成雨水连线，在雷击过电压作用下极易发生沿面闪络现象而造成线路跳闸故障。

中国专利(公开日：2009年7月1日、公开号：CN 101471542A)公开了用于过电压保护系统的多间隙组合防护器件，该组合防护器件利用多个类似羊角对称的电极形成放电间隙，通过设置在放电间隙上的照射装置促使放电稳定，并通过羊角型电极将电弧拉长，增大弧阻从而实现灭弧功能。该发明结构复杂，制作工艺复杂，其拉长电弧主要依靠弧根在电动力作用下向“羊角”顶端移动形成的自然熄弧方式，由于熄弧时间过长，且不能确保在电流过零点后重燃的情况发生，容易引起电极烧损和线路跳闸事故的发生。

中国专利(公开日：2014年2月19日、公开号：CN 103594210 A)公开了一种多间隙自膨胀强气流纵吹灭弧防雷保护装置。其工作原理为利用灭弧装置的主体体积，把电弧由直线转变为螺旋立体环状，从而拉长电弧，利用电弧烘烤多产气材料产生强气流在多处同时纵向切断电弧。主要缺陷为螺旋状灭弧管结构精巧复杂，在陶瓷管里内置铜电极和金属球，并螺旋状布局与灭弧装置主体内的结构不太容易实现，从降低产品成本和制造工艺角度考虑量产很困难，同时产气材料的使用寿命有限，严重限制装置的使用寿命。

因此，急需一种能够抑制雷电流的幅值，并限制雷击过后工频续流幅值的快速增长，实现快速熄弧，切断工频续流并恢复线路绝缘水平的过电压防护装置。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种能抵消10kV工频网压、抑制雷电流的幅值并限制雷击过后工频续流幅值快速增长的10kV多级短弧位降电压叠加过电压防护装置，能够快速熄弧、切断工频续流并恢复线路绝缘水平。

为实现上述目的，本发明所设计的10kV多级短弧位降电压叠加过电压防护装置，包括绝缘本体、设置在绝缘本体一端部的高压电极及设置在绝缘本体另一端部的低压电极，以及同轴套置在所述绝缘本体上的两个绝缘盘，每个所述绝缘盘的圆周面上均布置有多级短弧位降电压叠加室，且所述多级短弧位降电压叠加室分布在所述绝缘盘二分之一至四分之三的圆周面上；所述多级短弧位降电压叠加室包括沿所述绝缘盘圆周面均匀镶嵌的若干个电极，每相邻两个所述电极之间有第一放电间隙；所述绝缘盘圆周面上正对着每个所述第一放电间隙位置处开有与所述第一放电间隙连通的通孔，且所述通孔与外界连通。

优选地，所述第一放电间隙的距离为0.4～0.6mm，所述通孔的孔径大于所述第一放电间隙的距离且小于所述电极的最大宽度。

优选地，每个所述第一放电间隙底部向内凹陷有气腔，且每个所述通孔端部边沿向外延伸有凸起。

优选地，所述多级短弧位降电压叠加室中的电极均为由两个弧度相同的弧面对合形成的电极。