申请/专利权人：南宁超伏电气科技有限公司

申请日：2022-04-20

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN115548882B

主分类号：H01T1/08

分类号：H01T1/08;H01B17/46

优先权：["20210423 CN 2021104433079"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2023.01.20#实质审查的生效;2022.12.30#公开

摘要：本发明提供一种组合液电效应灭弧方法及装置，属于防雷灭弧技术领域，包括绝缘子串，绝缘子串的上下两端分别设置有上金具和下金具，还包括两个组合灭弧装置或者一个组合灭弧装置和电极，如果包括两个组合灭弧装置时，一个组合灭弧装置设置在上金具的下端，另一个组合灭弧装置设置在下金具的上端，若果包括一个组合灭弧装置和电极时，一个组合灭弧装置设置在上金具的下端，电极设置在下金具的上端，上金具和下金具间的绝缘度大于或者等于绝缘子串的绝缘度，组合灭弧装置上设置有预电离放电装置。本发明全封闭液电灭弧腔室和开放液电灭弧腔室组合结构，可以利用雨水灌入开放灭弧腔室后增加液电灭弧腔室的空间尺度，增强灭弧能力。

主权项：1.一种组合液电效应灭弧装置的灭弧方法，所述组合液电效应灭弧装置包括绝缘子串14，绝缘子串14的上下两端分别设置有上金具15和下金具17，其特征在于：还包括两个组合灭弧装置16或者一个组合灭弧装置16和电极，如果包括两个组合灭弧装置16时，一个组合灭弧装置16设置在上金具15的下端，另一个组合灭弧装置16设置在下金具17的上端，若果包括一个组合灭弧装置16和电极时，一个组合灭弧装置16设置在上金具15的下端，电极设置在下金具17的上端，上金具15和下金具17间的绝缘度大于或者等于绝缘子串14的绝缘度，组合灭弧装置16上设置有预电离放电装置；当雷击在杆塔或杆塔附近时，设置在杆塔上的预电离放电装置感知雷电，预电离放电装置预电离放电，产生自由电子，上金具15和下金具17之间的绝缘度比侧边的绝缘子串的绝缘度低，优先被雷电击穿，雷电弧进入到反冲管装置1时，先发生反冲效应将电弧熄灭，剩余的电弧进入到密封液电灭弧管2时，在密封液电灭弧管2内的液体介质10上形成放电通道，产生液电效应、反射冲击波叠加效应和帕斯卡效应，形成冲击波，以冲量或者冲击压力的方式作用于放电通道，冲击波冲击侧壁后反冲电弧中心将电弧熄灭，实现反冲和液电效应双重灭弧，将间隙电弧熄灭；液电效应的具体过程为：液体介质10采用油和水的乳化混合液，油被水分割后被裹在内，油颗粒外表通过水连成一片，构成完整的水介质放电通道，保留单纯水介质的击穿特性，电弧沿水介质放电过程中，电弧等离子体又受到绝缘油包裹产生的不可压缩性制约，产生压强和衰减冲击波传导压强，由于雷电弧冲击时间短，液体无法瞬时发生变形和位移，此时可将混合液视为自身不会被压缩的激波传递介质，且比普通单一液体更难压缩的一种介质，混合液粘度更高、表面张力更大，故乳化混合液在维持自身原有状态的力会变大，在电弧占位击穿混合液产生的压力作用下，在电弧和乳化混合液的接触面会同步产生数百兆帕级的压强，百兆帕级同步压强反作用于电弧并遮断电弧，以消除电弧的占位，确保高粘度混合液体不可压缩性，同时高粘度液体可以吸收更多的传导冲击波的能量，衰减压力强度，降低对反冲灭弧结构的冲击力；反射冲击波叠加效应的具体过程为：冲击波和反射冲击波相遇叠加，发生干涉现象，使得振动加强，振动的能量增大，当电弧进入含有乳化混合液的灭弧通道时，液相放电所产生的等离子体温度高达1500-3000K，通道内产生的高温、高压无法及时向外泄漏，冲击波在灭弧通道的内壁面上来回反射，内壁面反射波相互叠加使超压峰值增大；若乳化剂是离子型的表面活性剂，则在界面上，由于电离还有吸附作用，使得乳状液的液滴带有电荷，其电荷大小依电离强度而定；而对非离子表面活性剂，则由于吸附还有摩擦作用，使得液滴带有电荷，其电荷大小与外相离子浓度及介电常数和摩擦常数有关，带电的液滴靠近时，产生排斥力，使得难以聚结，因而提高乳状液的稳定性，乳状液的带电液滴在界面的两侧构成双电层结构，双电层的排斥作用由此产生力学效应，在绝缘管内部产生反射冲击压力，作用于电弧；产生帕斯卡效应的具体过程为：密封管结构中的静止流体的某一部分发生的压强变化，将大小不变地向各个方向传递，则从绝缘管管内的放电通道开始，以更大的作用力冲击四周的液体介质，该作用力在碰到绝缘管壁后发生反弹，形成方向指向绝缘管中心的作用力，增强液电效应中产生冲击压力以及占位压强峰值，双重的压力源共同被放大力的作用，截断电弧，且在绝缘管中的电弧越长，对绝缘管壁的作用力也就越大，反过来截断电弧的冲击压力也就越大，阻止了电弧的二次重燃；密封液电灭弧管2内设置有弹性层9，弹性层9增大受力面积，减小管内压强，设置在绝缘管内的弹性层9的弹性材料在其表面具有小凹坑，增大绝缘管内壁的受力面积，同时也提高表面的粗糙程度，由于压力与面积之间满足关系为：P＝FS，即受力面积与压强之间成反比，在密封管结构的密封液电灭弧管2内增加弹性层9后，密封液电灭弧管2内部在受到电弧冲击作用下，管内最大压强比未增加弹性材料前低，避免管内压强过大，造成绝缘管爆炸的状况；弹性层9还反射液电效应的激波，使得激波作用在电弧通道上，电弧更容易熄灭，减少了管壁承受的瞬间压力，避免绝缘管炸裂；同时避免因帕斯卡效应产生的作用力直接冲击绝缘管，管内冲击波首先对弹性绝缘材料形成冲击作用力，减小作用在绝缘管内表面的反作用力，避免绝缘管因直接受到反作用力的冲击而发生断裂；组合灭弧装置16包括反冲管装置1和密封液电灭弧管2，反冲管装置1设置在密封液电灭弧管2的上端，反冲管装置1的底部与密封液电灭弧管2上端设置导电介质体连通，反冲管装置1和密封液电灭弧管2的外侧均设置有裙边5；密封液电灭弧管2包括上密封板6、密封管管体8、液体介质10和下密封板11，上密封板6和下密封板11密封设置在密封管管体8的两端，液体介质10设置在密封管管体8内，上密封板6和下密封板11均为金属板；密封管管体8的内壁上设置有弹性层9，弹性层9设置在密封管管体8的内壁与液体介质10之间。

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