本发明专利技术公开了一种基于特斯拉阀原理的多间隙避雷器，包括芯棒和绝缘硅橡胶圆盘；芯棒顶端与上连接件相连接，底端与下连接件相连接，上连接件与芯棒顶端之间设置有上电极板，下连接件与芯棒底端之间设置有下电极板，上电极板底面设置有上球形电极，下电极板顶面设置有下球形电极；芯棒外部均匀套设有多个绝缘硅橡胶圆盘，绝缘硅橡胶圆盘两侧均设置有第一电极，绝缘硅橡胶圆盘内部设置有基于特斯拉阀原理的熄弧通道，熄弧通道内部设置有多个第二电极。本发明专利技术基于特斯拉阀原理在绝缘硅橡胶圆盘中建立熄弧通道，利用熄弧通道的自身结构削弱电流能量，熄灭避雷器中的电弧，实现了对输电线路雷电流的快速泄放，保障了输电线路的安全运行。运行。运行。
【技术实现步骤摘要】
一种基于特斯拉阀原理的多间隙避雷器
[0001]本专利技术涉及石油化工输电线路避雷器
，具体涉及一种基于特斯拉阀原理的多间隙避雷器。
技术介绍
[0002]随着我国社会经济的迅速发展，电力作为我国经济发展依赖的主要能源，电力系统交流架空线路覆盖面积越来越广，输电线路运行里程已位居世界前列。雷电对于输电线路网络可靠性的影响较大，2018年输电线路雷击事故占输电线路线路总事故的70.6％，输电线路中因雷击跳闸和绝缘子闪络等事故频频发生，造成了巨大的经济损失，严重威胁输电线路的安全运行。多数石化企业建设有较长的输电线路，雷电事故将直接导致石化企业输电线路断电，有可能随时出现设备停运甚至装置停车等严重事故，严重者甚至会造成装置损坏，引起人身财产事故，具有极大的安全隐患。因此，如何防范输电线路发生雷电灾害事故已成为石化企业亟需解决的重要问题。
[0003]目前，避雷器作为防范输电线路发生雷击事故的重要手段，通过将避雷器连接在输电线路的电网导线与地线之间，利用避雷器限制续流时间，避免电气设备受到高瞬态过电压危害，能够有效避免输电线路发生雷电灾害事故。常用于输电线路上的避雷器主要包括氧化锌型避雷器、保护间隙避雷器和新型的多间隙避雷器；氧化锌型避雷器存在长时间使用后易受潮导致非线性特征减弱的不足，且氧化锌电阻片成本较高、故障率高，检修维护困难；保护间隙避雷器在雷击保护动作后无法灭弧，无法有效解决因雷击引起的跳闸断线事故；新型多间隙避雷器多采用单一金属球形电极，金属球形电极经工频电弧多次烧蚀易融化造成间隙短接，且灭弧间隙串处于较为封闭的空间中，工频续流在过零熄弧后，介质绝缘不易恢复，电弧易重燃，同时新型多间隙避雷器结构复杂、生产困难，产品一致性差，工频放电、冲击放电不稳定。
[0004]特斯拉阀作为一种无须输入能量即可实现流体单向导通的单向导通阀，流体在其中正向流动与反向流动差别巨大，不需要内部进行任何机械运动，当流体从不同方向进入特斯拉阀内其所受到的阻力不同，从而特斯拉阀利用其自身结构的特殊性即可实现对于内部流质的单向导通，特斯拉阀的单向导通特性基于其自身的特殊结构，不仅适用于流体和气体，同样也适用于电流。因此，本专利技术提出了一种基于特斯拉阀原理的多间隙避雷器，增强了多间隙避雷器的灭弧效果，保证了输电线路的安全运行。
技术实现思路
[0005]针对多间隙避雷器灭弧效果差的现状，本专利技术提出了一种基于特斯拉阀原理的多间隙避雷器，基于特斯拉阀单向导通特性的建立熄弧通道，利用熄弧通道的自身结构增大对工频续流的阻力，既保证了多间隙避雷器对高压输电线路雷电流的快速泄放，熄灭高压输电线路的工频续流电弧，又避免了高压输电线路正常运行时对多间隙避雷器的击穿损伤，有利于保障高压输电线路的安全运行。
[0006]本专利技术具体采用如下技术方案：
[0007]一种基于特斯拉阀原理的多间隙避雷器，包括芯棒和多个套设于芯棒上的绝缘硅橡胶圆盘；
[0008]所述芯棒顶端与上连接件相连接，上连接件与芯棒顶端之间设置有上电极板，上电极板底面设置有上球形电极，芯棒底端与下连接件相连接，下连接件与芯棒底端之间设置有下电极板，下电极板顶面设置有下球形电极；
[0009]所述绝缘硅橡胶圆盘的顶面和底面上均设置有第一电极，绝缘硅橡胶圆盘的内部设置有熄弧通道；所述熄弧通道包括主通道和多个侧通道，主通道沿绝缘硅橡胶圆盘的直径设置，贯穿绝缘硅橡胶圆盘，主通道的首端设置于绝缘硅橡胶圆盘底面第一电极的上方，主通道的尾端位于绝缘硅橡胶圆盘顶面第一电极的下方，侧通道交叉分布于主通道的两侧，呈U形结构，侧通道的流入端和流出端均与主通道相连通；
[0010]所述主通道的首端和尾端处均设置有第二电极，侧通道的流入端和流出端也分别设置有第二电极。
[0011]优选地，所述侧通道的流入端和流出端与主通道之间的夹角均设置为45
°
。
[0012]优选地，所述主通道内至少设置有8个第二电极。
[0013]优选地，所述第一电极、第二电极、上球形电极和下球形电极均采用球头电极。
[0014]优选地，所述球头电极采用不锈钢、钨铜或铜制成。
[0015]优选地，球头电极的直径设置为10～30mm。
[0016]优选地，所述绝缘硅橡胶圆盘的直径设置为100～500mm，相邻绝缘硅橡胶圆盘之间的距离为30～100mm。
[0017]优选地，所述芯棒采用硅橡胶材料制成。
[0018]优选地，所述上连接件和下连接件均采用金属材料制成。
[0019]优选地，所述上连接件和下连接件上均设置有多个螺栓孔。
[0020]优选地，所述螺栓孔的直径设置为12～15mm。
[0021]优选地，所述上电极板和下电极板均采用不锈钢制成。
[0022]优选地，所述上电极板和下电极板的长度设置为50～500mm，厚度设置为2～10mm。
[0023]本专利技术具有的有益效果是：
[0024](1)本专利技术基于特斯拉阀的结构特点，在多间隙避雷器中建立了单向导通、反向受阻的熄弧通道，通过将电弧从主通道的尾端引入绝缘硅橡胶圆盘的熄弧通道中，电流沿主通道的尾端流入当遇到侧通道时，电流分为两路，一路继续延主通道流动，另一路经侧通道的流入端流入侧通道后，经侧通道的流出端流回主通道，从侧通道流出端流出的电流与沿主通道流动电流的流动方向相反，利用熄弧通道自身的结构特点实现了对其内部电流能量的削弱，从而熄灭多间隙避雷器中的电弧。
[0025](2)本专利技术基于特斯拉阀原理提出的多间隙避雷器还能够有效降低高压输电线路产生的工频续流，本专利技术多间隙避雷器绝缘硅橡胶圆盘中的熄弧通道不仅具有熄灭电弧的功能，还能有效减少多间隙避雷器中绝缘硅橡胶圆盘的数量以及各绝缘硅橡胶圆盘中第二电极的数量，缩减了多间隙避雷器的重量和体积，大幅度降低了多间隙避雷器的制造成本和安装风险，有利于减轻高压输电线路塔杆所承受的机械应力，避免了因多间隙避雷器过重对高压输电线路塔杆的损坏。
[0026](3)本专利技术基于特斯拉阀原理提出的多间隙避雷器适用于110kV高压输电线路，具有通流容量大、雷电流泄放充分的特点，相比于常用的金属氧化物避雷器更加安全，有效保障了高压输电线路的安全运行，提升了石化企业高压输电线路的雷电防护水平。
附图说明
[0027]图1为本专利技术多间隙避雷器的示意图。
[0028]图2为本专利技术绝缘硅橡胶圆盘内部结构的示意图。
[0029]其中，1、芯棒，2、绝缘硅橡胶圆盘，3、上连接件，4、下连接件，5、上电极板，6、下电极板，7、第一电极，8、上球形电极，9、下球形电极，10、主通道，11、侧通道，12、侧通道的流入端，13、侧通道的流出端，14、第二电极，15、螺栓孔。
具体实施方式
[0030]下面结合附图以及具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明：
[0031]一种基于特斯拉阀原理的多间隙避雷器，如图1所示，包括芯棒1和多个套设于芯棒1上的绝缘硅橡胶圆本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于特斯拉阀原理的多间隙避雷器，其特征在于，包括芯棒和多个套设于芯棒上的绝缘硅橡胶圆盘；所述芯棒顶端与上连接件相连接，上连接件与芯棒顶端之间设置有上电极板，上电极板底面设置有上球形电极，芯棒底端与下连接件相连接，下连接件与芯棒底端之间设置有下电极板，下电极板顶面设置有下球形电极；所述绝缘硅橡胶圆盘的顶面和底面上均设置有第一电极，绝缘硅橡胶圆盘的内部设置有熄弧通道；所述熄弧通道包括主通道和多个侧通道，主通道沿绝缘硅橡胶圆盘的直径设置，贯穿绝缘硅橡胶圆盘，主通道的首端设置于绝缘硅橡胶圆盘底面第一电极的上方，主通道的尾端位于绝缘硅橡胶圆盘顶面第一电极的下方，侧通道交叉分布于主通道的两侧，呈U形结构，侧通道的流入端和流出端均与主通道相连通；所述主通道的首端和尾端处均设置有第二电极，侧通道的流入端和流出端也分别设置有第二电极。2.根据权利要求1所述的一种基于特斯拉阀原理的多间隙避雷器，其特征在于，所述侧通道的流入端和流出端与主通道之间的夹角均设置为45
°
。3.根据权利要求1所述的一种基于特斯拉阀原理的多间隙避雷器，其特征在于，所述主通道内至少设置有8个第二电极。4.根据权利要求3所述的一种基于特斯拉阀原理的多间隙避雷器，其特征在于，所述第一电极、第二电极、上球形电极和下球形电极均采...
【专利技术属性】
技术研发人员：张英杰，姜辉，毕晓蕾，刘宝全，陶彬，张长秀，刘璇，
申请(专利权)人：中石化安全工程研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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