[發(fā)明專利]避雷器的熱爆式脫離器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910029079.X
• 申請(qǐng)日: 2009-01-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101477861A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆中華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 閆中華
• 主分類號(hào): H01C7/12
• 分類號(hào): H01C7/12;H01T1/14;H01T1/16
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 孫仿衛(wèi)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種避雷器的脫離器，通常與避雷器串聯(lián)使用，當(dāng)避雷器出現(xiàn)故障時(shí)能迅速動(dòng)作，使避雷器退出運(yùn)行。

背景技術(shù)

避雷器故障時(shí)均是熱破壞，利用避雷器破壞時(shí)增大的工頻電流熱能量來(lái)動(dòng)作。

熱爆式脫離器的普遍結(jié)構(gòu)為：一個(gè)放電間隙、與該間隙并聯(lián)的元件R，在間隙上端面或下端面放置熱爆管。避雷器在運(yùn)行時(shí)，持續(xù)工頻電流I_C全部從并聯(lián)元件R通過(guò)。而當(dāng)通過(guò)并聯(lián)電阻R的電流增大，或R的阻值變大，導(dǎo)致并聯(lián)電阻R兩端的壓降超過(guò)間隙放電電壓時(shí)，則通過(guò)間隙放電，故瞬態(tài)脈沖電流及工頻故障電流的絕大部分都從放電間隙通過(guò)。瞬態(tài)脈沖電流幅值雖大，但持續(xù)時(shí)間極短，不足以使熱爆管動(dòng)作。熱爆管主要通過(guò)間隙的工頻故障電流電弧來(lái)加熱而動(dòng)作，與瞬態(tài)脈沖電流相比，其幅值雖小但持續(xù)時(shí)間卻長(zhǎng)得多。

在正常運(yùn)行的情況下，流過(guò)避雷器芯體的持續(xù)工頻電流I_C通常不超過(guò)1mA。但在淋雨及污穢狀態(tài)下，流過(guò)避雷器外套的電流升至20多mA，并持續(xù)數(shù)天。上述電流全部經(jīng)并聯(lián)元件R入地，稱為脫離器的最大持續(xù)電流I_脫C。并聯(lián)元件R應(yīng)該保證能在I_脫C下長(zhǎng)期工作而不被擊穿，不發(fā)生熱損壞，參數(shù)不產(chǎn)生大的漂移。

并聯(lián)元件R若被擊穿或短路，會(huì)造成放電間隙不放電，熱爆管失去熱源導(dǎo)致脫離器拒動(dòng)。若并聯(lián)電阻R的阻值大造成較大的溫升，或功率小因而在較大的負(fù)載下斷路，則會(huì)造成并聯(lián)電阻R兩端的壓降增大，將放電間隙擊穿，從而形成電弧對(duì)熱爆管進(jìn)行加熱，造成脫離器的誤動(dòng)。

在正常運(yùn)行時(shí)，流經(jīng)避雷器外套的電流只會(huì)對(duì)脫離器產(chǎn)生影響，而不會(huì)對(duì)避雷器產(chǎn)生影響，避雷器保持熱平衡。當(dāng)避雷器發(fā)生故障，I_C達(dá)到5～10mA時(shí)，避雷器不能繼續(xù)保持熱平衡，開(kāi)始溫升。將此電流設(shè)為避雷器熱失衡電流I_失衡。與I_脫C相比，I_失衡具有突發(fā)性、短暫性、倍增性的特征。對(duì)脫離器而言，這兩種電流有可能同時(shí)出現(xiàn)。在I_脫C和I_失衡的作用下，避雷器開(kāi)始向不可逆的損壞發(fā)展，此時(shí)并聯(lián)電阻R應(yīng)保證不被擊穿，不發(fā)生熱損壞和短路。否則熱爆管將失去熱源，使得脫離器拒動(dòng)。不過(guò)可以允許并聯(lián)電阻R的阻值增大，因?yàn)檫@將促使放電間隙兩端的壓降也隨之增大，有利于間隙放電和脫離器的動(dòng)作。

避雷器的閥片為負(fù)溫度系數(shù)，電流增長(zhǎng)，溫度上升，本體電阻下降，電流進(jìn)一步增加。電流的增大使得并聯(lián)電阻R兩端的壓降增大，直至超過(guò)放電間隙的放電電壓，造成間隙持續(xù)放電，工頻故障電弧電流點(diǎn)燃熱爆管使脫離器脫離，此電流稱為脫離器的起始動(dòng)作電流I_{脫動(dòng)}。為確保避雷器已經(jīng)入不可逆的熱破壞進(jìn)程，該I_{脫動(dòng)}應(yīng)大于或至少等于I_避故與I_脫C之和的2倍。此時(shí)，并聯(lián)電阻R若斷路并不會(huì)影響間隙放電和脫離器的動(dòng)作，但卻不允許短路。

若I_避故設(shè)置得過(guò)大，則脫離器動(dòng)作無(wú)法開(kāi)斷避雷器的故障電流，會(huì)導(dǎo)致在脫離器動(dòng)作的同時(shí)，避雷器爆炸及線路跳閘。此時(shí)脫離器僅起到了使發(fā)生故障的避雷器不接地的作用，并且形成一個(gè)明顯的斷點(diǎn)，便于檢修。

通過(guò)幅值較大的瞬態(tài)脈沖電流時(shí)會(huì)燒毛放電間隙造成短路，使脫離器拒動(dòng)。故放電間隙距離不可能做的太小。但即便放電間隙只有0.5mm，其工頻放電電壓也達(dá)2～2.5kV。

并聯(lián)電阻R在I_脫C下會(huì)產(chǎn)生溫升和熱傳導(dǎo)，此溫升取決于R的阻值以及負(fù)載功率和額定功率的比值k。當(dāng)避雷器正常運(yùn)行、通過(guò)并聯(lián)電阻R的電流I_脫C較小時(shí)，若R的阻值和負(fù)載功率均較小，則有利于并聯(lián)電阻R的長(zhǎng)期運(yùn)行，其阻值不會(huì)發(fā)生漂移，不會(huì)發(fā)熱；但若并聯(lián)電阻R的阻值和負(fù)荷功率很大，則可能由于過(guò)熱而形成碳化通道而短路，造成拒動(dòng)，或由于溫升而造成超過(guò)熱爆管的起爆溫度，發(fā)生誤動(dòng)。

但當(dāng)電流大于I_脫C和I_失衡而小于I_{脫動(dòng)}時(shí)，并聯(lián)電阻R的阻值越小，負(fù)荷功率和k反而越大。