一种具有防脉冲电弧污染的触发型过电压保护间隙的智能组合防护组件，由具有防污结构的触发型过电压保护间隙与氧化锌避雷器单元串联而成；触发型过电压保护间隙的上、下电极以及环状触发电极密闭在气体或真空环境下，环状触发电极和下电极之间的触发方式为绝缘介质材料触发且具有防脉冲电弧污染结构。由于触发型过电压保护间隙的触发器具有较强的初始触发载流子释放能力，使得触发型过电压保护间隙在不影响直流耐受电压的同时，降低过电压保护间隙的脉冲击穿电压且具有极快的雷电过电压响应特性；环状触发电极和下电极之间的触发方式为表面放电触发，且表面闪络放电的界面与主电极表面垂直，可以大大提高触发型过电压保护间隙的使用寿命。护间隙的使用寿命。护间隙的使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
一种具有防脉冲电弧污染结构的触发型过电压保护间隙的智能组合防护组件
[0001]本专利技术涉及一种电力、高速信息化铁路输电等领域的高性能带外串过电压保护间隙的避雷器，特别涉及一种具有防脉冲电弧污染结构的触发型过电压保护间隙的智能组合防护组件。
技术介绍
[0002]外串间隙的避雷器是交直流输电、高速信息化铁路系统重要的、新型过电压防护器件，国内外外串间隙避雷器的放电间隙大多采用工作在大气环境中，由于大气环境的放电间隙的缺点是冲击击穿电压高、分散性大，且易受环境影响，尤其是在空气湿度较大或雨水天气时，例如10kV输电系统，外串间隙避雷器的保护间隙距离约在30
‑
50mm，脉冲放电电压达高达100kV，这就对10kV系统电力设备的耐压提出了比较高的要求；110kV输电系统，外串间隙避雷器的保护间隙距离约在500mm，其脉冲放电电压高达500kV以上。因而在实际运行过程中，经常出现雷击时外串间隙避雷器不动作的状况，致使电力设备(诸如，绝缘子)发生击穿(或沿面闪络)而引发电力事故。
[0003]随着电力、高速信息化铁路等的发展需求，对带外串间隙的避雷器提出了更高的要求，主要包括要求：(1)外串间隙的交流/直流耐受电压高、而冲击击穿/闪络电压低。(2)外串间隙避雷器有足够强的后续工频或直流电弧抑制能力；(3)外串间隙避雷器有较高的雷电冲击保护水平，与保护对象具有良好的绝缘配合特性。目前，外串间隙避雷器还不能满足上述性能要求，其性能指标还有待提升。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种高性能的具有防脉冲电弧污染结构的触发型过电压保护间隙的智能组合防护组件，这种外串间隙避雷器具有较高的交/直流耐受电压、较低的冲击击穿电压、快速的雷电过电压响应速度，与被保护电力设备配合效果好以及能够对脉冲电弧污染进行有效防护能力的显著特点。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：由具有防污染结构的触发型过电压保护间隙与氧化锌避雷器单元串联而成；
[0006]所述的具有防污结构的触发型过电压保护间隙是一个具有环状触发电极的触发型表面放电过电压保护间隙，包括上绝缘壳体、下绝缘壳体、上端法兰和下端法兰构成的气压为100～103Pa或者104～5
×
105Pa的密闭腔体，在腔体内设置有通过上、下导流杆安装在上、下端法兰上的上电极和下电极，上电极和下电极之间构成放电间隙，在上绝缘壳体和下绝缘壳体之间安装有环状触发电极，环状触发电极有一伸出的连接端子，用于连接雷电感应过电压或操作过电压通过主动耦合触发电路耦合过来的雷电能量，环状触发电极与下电极之间安装有起绝缘隔离作用的环状表面放电绝缘介质材料，环状触发电极覆盖在环状表面放电绝缘介质材料的上表面，环状触发电极、环状表面放电绝缘介质材料和下电极之间
构成触发型过电压保护间隙的表面放电触发器即形成表面闪络放电界面，下电极的上表面低于环状表面放电绝缘介质材料的上表面，表面闪络放电界面与下电极的上表面垂直或成锐角，同时在上电极、下电极周围的上绝缘壳体内安装有屏蔽罩；
[0007]所述的氧化锌避雷器单元由多个氧化锌非线性电阻片串联而成，通过绝缘填充胶固定安装在绝缘套中，在串联的电阻片上、下端均设置有通过避雷器上、下法兰与串联的电阻片电连接的避雷器上、下电极，串联的电阻片外侧安装有绝缘伞裙外套；
[0008]具有防脉冲电弧污染结构的触发型过电压保护间隙的下电极与氧化锌避雷器的上电极相连，触发型过电压保护间隙的上电极与被保护电力设备的上端相连，氧化锌避雷器的下电极与被保护电力设备的下端相连。
[0009]所述的环状触发电极的下表面与环状表面放电绝缘介质材料的上表面紧密接触，环状触发电极的内径小于或等于环状表面放电绝缘介质材料的内径。
[0010]所述的环状触发电极的内径小于环状表面放电绝缘介质材料的内径1.5mm。
[0011]所述的环状触发电极安装在上、下绝缘壳体的结合处，其厚度为3
‑
5mm。
[0012]所述的环状表面放电绝缘介质材料采用环宽为5
‑
15mm的聚四氟乙烯、半导体或陶瓷材料。
[0013]所述的表面闪络放电界面与主电极的上表面的锐角为300～700。
[0014]所述的屏蔽罩采用无氧铜制作。
[0015]本专利技术将具有防脉冲电弧污染结构的触发型过电压保护间隙与氧化锌非线性电阻单元串联组成带外串触发型间隙的避雷器，触发型过电压保护间隙的上、下电极以及环状触发电极密闭在气体或真空环境下，环状触发电极和下电极之间的触发方式为绝缘介质材料触发且具有防脉冲电弧污染结构。显著的优点包括：(1)由于触发型过电压保护间隙的触发器具有较强的初始触发载流子释放能力，使得触发型过电压保护间隙在不影响直流耐受电压的同时，可以大幅度降低过电压保护间隙的脉冲击穿电压且具有极快的雷电过电压响应特性；(2)环状触发电极和下电极之间的触发方式为表面放电触发，且表面闪络放电的界面与主电极表面垂直，而与主电极之间的脉冲电弧的路径平行，可以防止过电压脉冲电弧产生的金属蒸汽沉积在绝缘介质表面，大大提高了触发型过电压保护间隙的使用寿命；(3)特别重要的是，由于触发型过电压保护间隙具有直流击穿电压高、冲击击穿电压低的显著特征，可以确保正常工作条件下，氧化锌避雷器单元无需承受长期的工频/直流电压，不存在长期工频/直流泄漏电流而导致性能劣化的缺陷，因而氧化锌避雷器单元可以设计为具有直流参考电压、雷电冲击电压均较低的特征，从而使带外串间隙的智能组合防护组件的过电压保护水平大大提高。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的整体结构示意图。
[0017]图2是本专利技术具有防脉冲电弧污染结构的触发型过电压保护间隙的结构示意图。
[0018]图3是本专利技术具有防脉冲电弧污染结构的触发型过电压保护间隙的另一种结构示意图。
[0019]图4为本专利技术氧化锌避雷器单元的结构示意图。
[0020]图5为本专利技术具有防脉冲电弧污染结构的触发型过电压保护间隙的触发电路原理
图。
[0021]图中，1上绝缘壳体，2下绝缘壳体，3上电极，4下电极，5上端法兰，6下端法兰，7环状触发电极，8环状表面放电绝缘介质材料，9屏蔽罩9，10表面闪络放电界面，11上导流杆，12下导流杆，13避雷器上法兰，14避雷器上电极，15绝缘伞裙，16电阻片，17填充胶，18避雷器下电极，19避雷器下法兰.。
具体实施方式
[0022]下面结合附图及实施例对本专利技术的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
[0023]参见图1、图2、图3、图4和图5。本专利技术由具有防脉冲电弧污染结构的触发型过电压保护间隙与氧化锌避雷器单元串联而成；
[0024]其中，具有防脉冲电弧污染结构的触发型过电压保护间隙的结构如图2、或图3所示，氧化锌避雷器单元结构如图4所示。触发型过电压保护间隙的下电极与氧化锌避雷器单元上电极相连，触发型过电压本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有防脉冲电弧污染结构的触发型过电压保护间隙的智能组合防护组件，其特征在于：由触发型过电压保护间隙与氧化锌避雷器单元串联而成；所述的具有防脉冲电弧污染结构的触发型过电压保护间隙是一个具有环状触发电极的触发型表面放电过电压保护间隙，包括上绝缘壳体(1)、下绝缘壳体(2)、上端法兰(5)和下端法兰(6)构成的气压为100～103Pa或者104～5
×
105Pa的密闭腔体或真空度为10
‑1～10
‑5Pa的密闭腔体，在腔体内设置有通过上、下导流杆(11、12)安装在上、下端法兰(5、6)上的上电极(3)和下电极(4)，上电极(3)和下电极(4)之间构成放电间隙，在上绝缘壳体(1)和下绝缘壳体(2)之间安装有环状触发电极(7)，环状触发电极(7)有一伸出的连接端子，用于连接雷电感应过电压或操作过电压通过主动耦合触发电路耦合过来的雷电能量，环状触发电极(7)与下电极(4)之间安装有起绝缘隔离作用的环状表面放电绝缘介质材料(8)，环状触发电极(7)覆盖在环状表面放电绝缘介质材料(8)的上表面，环状触发电极(7)、环状表面放电绝缘介质材料(8)和下电极(4)之间构成触发型过电压保护间隙的表面放电触发器即形成表面闪络放电界面(10)，下电极(4)的上表面低于环状表面放电绝缘介质材料(8)的上表面，表面闪络放电界面(10)与下电极(4)的上表面垂直或成锐角，同时在上电极(3)、下电极(4)周围的上绝缘壳体(1)内安装有屏蔽罩(9)；所述的氧化锌避雷器单元由多个氧化锌非线性电阻片(16)串联而成，通过绝缘填充胶(17)固定安装在绝缘套中，在串联的电阻片(16)上、下端均设置有通过避雷器上、下法兰(13、19)与串联的电阻片(16)电连...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚学玲，雷望龙，孙晋茹，陈景亮，乐杨晶，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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