一种气体增压方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种气体增压方法及其应用，属于输电线路防雷保护装置领域，所述方法包括如下过程：在产气材料外侧设置包裹层，包裹层上开设有喷气孔，产气材料上设置有触发信号输入端子。高强度包裹层包裹整个产气材料，设计留有唯一未包裹小孔，且小孔面积大小可控，高强度包裹层与喷气孔的设置增大了临界气压；径向套件对气流进行径向约束，包裹层对气流进行轴向约束，包裹层内临界气压进一步增大，气压升高使产气材料燃速加快，燃烧完全度提高，最终产生超强、超快的气体压力脉冲。并且喷气的方向可控，同时喷气灭弧的时间更长，灭弧的反应时间更快，达到灭弧的效果更好。

【技术实现步骤摘要】
一种气体增压方法及其应用
本专利技术涉及输电线路防雷保护装置领域，尤其涉及一种气体增压方法及其应用。
技术介绍
输电线路防雷一直都是电力部门防雷工作的重要内容，雷电故障仍然是影响电网安全的重要因素之一。输电线路发生雷击，导致线路绝缘子闪络，随之而起的工频续流损坏绝缘子串及金具，导致绝缘子串烧毁及烧断导线事故。现有的输电线路防雷装置主要使用输电线路防雷保护间隙装置，但是现有的防雷保护间隙装置使用的防雷关键是使用气体发生器进行灭弧处理。但是现有的气体发生装置的灭弧效果不好，气体发生装置喷射的气体方向不可控，同时喷射气体压强不够高，喷射的时间短，气体生成材料不能完全燃烧，从而导致不能完全的把电弧喷灭。经过多年研究，经过在持续研究过程以及产品在实际应用中，发现对于一些特殊场合和更高的电压等级，需要更大的灭弧气体压力，因此提出了一种气体增压方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种气体增压方法及其应用，以解决现有气体发生装置灭弧效果不好的技术问题。一种气体增压方法，所述增压方法包括如下过程：在产气材料外侧设置包裹层，包裹层上开设有喷气孔，产气材料上设置有触发信号输入端子，触发信号输入端子输入触发信号，产气材料燃烧。高强度材料包裹整个产气材料，包裹强度大于最大气压，包裹层对产气材料产生的气体进行轴向约束和径向约束；设计留有唯一未包裹小孔，且小孔面积大小可控，喷气孔处的弯矩提高，临界弯矩小于最大气压，气体从喷气孔释放。设置高强度包裹与喷气孔使得包裹层内临界气压增大，气压升高使得硬质包裹层内产气材料燃速加快，燃烧完全度提高，最终产生超快、超强的气体压力脉冲。所述产气材料设置为气丸结构，气丸结构包括底座和气丸，触发信号输入端子设置在底座上且与气丸接触设置，气丸外侧套有径向套件，径向套件对气丸内产生的气流进行径向约束，包裹层对气丸内产生的气流进行轴向约束。所述气丸包括材料束缚层、火药和固氧或者液氧，所述火药和固氧或者液氧混合密封放置在材料束缚层内，材料束缚层破裂压力值远小于包裹层内压力增量值。所述触发信号输入端子与喷气孔分别设置在气丸结构的对立端。所述材料束缚层、径向套件和包裹层为同类金属材料制成，所述径向套件和包裹层厚度与火药的量成正比，高强度包裹层强度大于最大气压。所述喷气孔边缘处设置有密封垫圈，所述密封垫圈设置在气丸与包裹层接触处。所述喷气孔的大小为5-8mm，产气材料产生的气体从喷气孔喷出。设置喷气孔使得该处弯矩提高，临界弯矩小于最大气压，气体释放。所述包裹层设置为框体或者柱体结构，所述框体或者柱体结构设置为一体成型或者组合结构，所述包裹层为铝或者铜。所述底座上的触发信号输入端子通过设置若干根发热电阻丝与气丸内部的火药接触设置，若干根发热电阻丝并联设置，且与触发信号输入端子连接；触发信号输入端子输入电流信号，电阻丝发热，气丸内的火药燃烧产生高压气体，包裹层和径向套件对高压气体轴向和径向约束，包裹层内临界气压增大，气压升高使得硬质包裹层使产气材料燃速加快，燃烧完全度提高。燃烧速度加快，压力升高加快，压力波上升沿更陡峭；燃烧完全度提高，压力值与气体强度均提高，压力峰值更大，最终产生超快、超强的气体压力脉冲。一种气体增压方法的应用，上述气体增压方法用于输电线路防雷保护装置中进行喷灭电弧。本专利技术采用了上述技术方案，本专利技术具有以下技术效果：(1)本方法可以提升固相式灭弧防雷装置安全能力，因为在外部结构没有强化的条件下，不会损坏外部结构。(2)本方法通过提高产气单元的密封强度来增强气体压强，使产气材料燃料燃烧更充分，产气更集中且方向可控，进一步提升灭弧效果。(3)本方法通过高强度包裹层使产气材料燃速加快，燃烧完全度提高，燃烧更充分，产气材料完全燃烧后都不会产生爆轰，高强度径向套件对气流进行径向约束，包裹层对气流进行轴向约束，包裹层内的增量压力迅速增大，产气材料燃烧的速度更快，并且把喷气孔的孔径改小，喷气孔处的材料的弯矩提高，临界弯矩小于最大气压时，气体释放。并且喷气的方向可控，同时喷气灭弧的时间更长，灭弧的反应时间更快，达到灭弧的效果更好。附图说明图1为本专利技术增压对应结构剖面图。图2为本专利技术包裹层一结构示意图。图3为本专利技术包裹层另一结构示意图。图4为本专利技术增压流程图。图5为本专利技术灭弧效果和普通气体发生器灭弧效果对比图。图中：1-包裹层、2-触发信号输入端子、3-产气材料、4-径向套件、5-密封垫圈、6-喷气孔。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本专利技术进一步详细说明。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专利技术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专利技术的这些方面。一下是对本专利技术所用到的一些技术原理进行说明：弯矩是受力构件上的内力矩的一种。通俗的说法：弯矩是一种力矩。它的标准定义为:与横截面垂直的分布内力系的合力偶矩；计算公式：M＝θ·EI/L，θ为转矩，EI为转动刚度，L为杆件的有效计算长度。根据弯矩的特征，通过高强度包裹层使产气材料燃速加快，燃烧完全度提高，燃烧更充分。产气材料完全燃烧后都不会产生爆轰，高强度径向套件对气流进行径向约束，包裹层对气流进行轴向约束，包裹层内的增量压力迅速增大，产气材料燃烧的速度更快，并且把喷气孔的孔径改小，喷气孔处的材料的弯矩提高，临界弯矩小于最大气压时，气体释放。并且，可以通过控制未包裹的喷气孔面积大小来控制压力增量，使产气材料本身的基础压力与包裹层增量压力之和远远大于产气材料破裂的临界压力。燃速与压力的关系满足以下公式：un＝a+bPv；压力对燃速的影响最大，一定范围内，压力越大，燃速越大，压力大可能转为爆轰。炸药燃烧转爆轰机理：密封强度提高，燃烧产物来不及扩散，使反应区的压力不断增加，导致燃速也增加，当燃速达到临界值时，燃烧被破坏转变为爆轰。炸药燃烧过程是以燃烧反应波的形式传播的，燃烧波在传播中反应区的能量是通过热传导、辐射以及燃烧气体产物的扩散作用向外传播的，因此，燃烧传播速度与炸药性质、压力、装药直径和有无外壳等因素有关。炸药燃速随压力增大的原因：1、压力大，气相活化分子的碰撞机会大，气相反应速度大；2、压力大，气相高温产物向凝聚相炸药内部渗透作用增大。故此，在固相式灭弧防雷装置中可以通过控制气丸所在空间压强来控制气丸燃烧速度。根据上述的原理说明和参阅图1-图4对本专利技术实施例进一步说明：实施例1：本专利技术提供一种气体增压方法，所述增压方法包括如下过程：在产气材料3外侧设置包裹层1，包裹层1上开设有喷气孔6，产气材料3上设置有触发信号输入端子2，触发信号输入端子2输入触发信号，产气材料3燃烧。高强度材料包裹整个产气材料3，包裹强度大于最大气压，包裹层1对产气材料3产生的气体进行轴向约束和径向约束；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体增压方法，其特征在于，所述增压方法包括如下过程：/n在产气材料外侧设置包裹层，包裹层上开设有喷气孔，产气材料上设置有触发信号输入端子，触发信号输入端子输入触发信号，产气材料燃烧，硬质材料包裹层包裹整个产气材料，包裹强度大于产气材料的最大气压，包裹层对产气材料产生的气体进行轴向约束和径向约束，喷气孔设计为唯一未包裹小孔，且小孔面积大小可控，喷气孔处的弯矩提高，临界弯矩小于产气材料的最大气压，气体从喷气孔喷出，硬质材料包裹与喷气孔的组合结构进行轴向和径向约束增大包裹层内临界气压，包裹层内产气材料燃速度加快，从喷气孔产生气体压力脉冲进行灭电弧。/n

【技术特征摘要】
1.一种气体增压方法，其特征在于，所述增压方法包括如下过程：
在产气材料外侧设置包裹层，包裹层上开设有喷气孔，产气材料上设置有触发信号输入端子，触发信号输入端子输入触发信号，产气材料燃烧，硬质材料包裹层包裹整个产气材料，包裹强度大于产气材料的最大气压，包裹层对产气材料产生的气体进行轴向约束和径向约束，喷气孔设计为唯一未包裹小孔，且小孔面积大小可控，喷气孔处的弯矩提高，临界弯矩小于产气材料的最大气压，气体从喷气孔喷出，硬质材料包裹与喷气孔的组合结构进行轴向和径向约束增大包裹层内临界气压，包裹层内产气材料燃速度加快，从喷气孔产生气体压力脉冲进行灭电弧。


2.根据权利要求1所述的一种气体增压方法，其特征在于：所述产气材料设置为气丸结构，气丸结构包括底座和气丸，触发信号输入端子设置在底座上且与气丸接触设置，气丸外侧套有径向套件，径向套件对气丸内产生的气流进行径向约束，包裹层对气丸内产生的气流进行轴向约束。


3.根据权利要求2所述的一种气体增压方法，其特征在于：所述气丸包括材料束缚层、火药和固氧或者液氧，所述火药和固氧或者液氧混合密封放置在材料束缚层内，材料束缚层破裂压力值远小于包裹层内压力增量值。


4.根据权利要求2所述的一种气体增压方法，其特征在于：所述触发信号输入端子与喷气孔分别设置在气丸结构的对立端。


5.根据权利要求3所述的一种气体增压方法，其特征在于：所述材料束缚层、径向套件和包裹层为同类金属材料制...

【专利技术属性】
技术研发人员：王嬿蕾，王巨丰，王国锋，黄萍，周勇军，
申请(专利权)人：段小嬿，
类型：发明
国别省市：广西;45