[发明专利]一种多管反冲熄灭电弧等离子体的结构

说明书

本发明公开了一种多管反冲熄灭电弧等离子体的结构，属于引弧灭弧技术领域，包括若干个反冲单元，若干个反冲单元首尾依次连接，反冲单元设置为内部中空、一端开口、另一端封闭的半封闭管件。本结构可以提升防雷装置安全能力，因为它是通过阻断电弧注入实现的。防雷装置的空气介质的可恢复性，消除了“硬”短路的可能，因而，提高了电力系统安全能力；装置灭弧能力的提升降低了电力系统的短路发生的概率，在各种自然界扰动之前，所有闪络点都能有效的终止，电力系统发生恶性突变之前，消除它，防雷的性价比提高。

技术领域

本发明涉及引弧灭弧技术领域，尤其涉及一种多管反冲熄灭电弧等离子体的结构。

背景技术

目前，架空输配电线路、变电站和发电厂等区域雷击事故频繁，由雷击造成的事故给电力系统安全、稳定和可靠带来了极大的挑战，给国家经济发展和人民生活水平带来巨大的影响。电力设备中包含了断路器灭弧和防雷器灭弧等，断路器灭弧中常用的SF6气体用作灭弧气体，防雷器灭弧包括了固体灭弧和气体灭弧。

气体灭弧主要是利用气体作用于电弧并使其熄灭，也称为吹弧。气体灭弧中包含了外能式气体灭弧和内能式气体灭弧。其中内能式气体灭弧是利用雷电或工频的自身能量作用于电弧，主要分为热膨胀灭弧和压缩灭弧两种，热膨胀灭弧主要是在防雷器中设计多个金属电极，两两电极之间为空气小间隙，当电弧击穿空气小间隙之后，利用工频续流能量烘烤加热空气小间隙中的气体，使其产生热膨胀并作用于电弧实现横吹，在工频续流过零点时熄灭电弧。压缩灭弧是在防雷器中设置多个压缩管道，压缩管道中设置一个金属电极，当冲击电弧进入压缩管道后，使电弧被大尺度压缩，利用内外压力差和温度差在喷口出形成电弧压爆效应，同时产生喷射气流作用于电弧断口处，实现纵吹。而两两压缩管道之间又增加了三通管道，三通管两端设置金属电极，来冲击电弧进入三通管道后，产生横向喷射气体作用于电弧，实现横吹。纵吹与横吹相互结合，再加上压缩管道和三通管道间的空间结构设计，使电弧形成多断点压爆，并喷射，从而在冲击电弧阶段或工频续流早期熄灭电弧。

灭弧防雷器中由于电弧运动轨迹均是按照同一个方向进行，所以电弧的整体能量均沿着运动轨迹流过气体灭弧防雷器，此时就存在着通流能力有限的问题。同时，现有压缩灭弧管内的金属电极封堵在管内中间部位，压缩管内电弧前半段反冲，后半段电弧加速，灭弧效率有待提高。

针对上述问题，现提出一种多管反冲熄灭电弧等离子体的结构，使电弧在每个反冲管内均为全程反冲，从而提高灭弧效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多管反冲熄灭电弧等离子体的结构，以解决背景技术中所提到的技术问题。

一种多管反冲熄灭电弧等离子体的结构，包括若干个反冲单元，若干个反冲单元首尾依次连接，反冲单元设置为内部中空、一端开口、另一端封闭的半封闭管件。

首尾依次连接即为封闭端和不封闭端的连接，其中，每个反冲单元均是一端开口，一端封闭的结构，使得每个反冲单元均能构成反冲的基础单元结构。电弧等离子体发生弹性形变，电弧等离子体在进入反冲单元的入口时，首先物理形状发生改变，由粗电弧变成了极细的电弧，径向压力转成轴向压力，由于狭管反冲效应，在电弧反冲时喷出速度会加快。电弧温升效应加剧，电弧变细后，电弧横截面积减小，根据公式电弧电阻会大幅度上升。由于雷电弧在实际经验工作中常作为恒流源，根据公式W＝∫I²×RΔt可知，尽管冲击时时间仅有几微秒，但整体能量会增强，反冲管内敛性温度会升高。压爆效应急剧增加，当温度的逐步升高使得电弧积累性的增加，又进一步加剧了压爆效应，使电弧喷射力度更大。

进一步地，反冲单元与反冲单元通过设置接闪线连接，所述接闪线一端连接在反冲单元封闭端，另一端连接另一个反冲单元的开口端。

进一步地，若干个反冲单元均包括引弧组件、反冲管和接闪组件，所述引弧组件开口设置在反冲管的一端，所述接闪组件封闭设置在反冲管的另一端。