[发明专利]一种消除档距中央闪络和工频绝缘强度损失的方法及系统

权利要求书

1.一种消除档距中央闪络和工频绝缘强度损失的方法，其特征在于，所述方法包括如下过程：

步骤1：在杆塔上设置预电离放电系统感知雷电，在杆塔上设置升压电离装置感应工频突变电压；

步骤2：当雷击在档距中央或者档距中央附近时，雷电过电压从雷击点向两端的杆塔传导；

步骤3：预电离放电系统感知雷电，预电离放电系统预电离放电和/或升压电离装置感应雷电升压电离放电，产生自由电子和/或者火花；

步骤4：预电离间隙通道优先被雷电击穿，同时触发灭弧装置吹气灭弧，避雷线和导线等电位并传导到雷击点，雷击点也等电位，避免档距中央闪络产生；

步骤5：当出现工频突变电压时，升压电离装置感应突变电压，并将感应的电流进行升压电离放电，同时触发灭弧装置吹气灭弧，消除绝缘度低，工频突变电压跳闸；

所述步骤1中预电离放电系统包括雷电感应模块、触发控制模块、储能模块和预电离模块，设置于杆塔绝缘子两端的雷电感应模块感知雷电的电场强度，并输出信号给触发控制模块，触发控制模块接收到电场强度信号后进行判断，当电场强度大于阈值时，对储能模块发出开启信号，储能模块接收到开启信号后对预电离模块提供预电离能量，预电离能量在预电离模块中形成高电压电离放电，产生大量自由电子和/或火花放电，触发控制模块与灭弧装置的触发电极连接；

所述雷电感应模块安装在输电线路、避雷线或横担上，用于感应周围的电场强度，触发控制模块对接收到的信号进行判断，决定是否开启储能模块，储能模块用于存储产生预电离的能量；预电离模块利用储能模块中的能量进行预电离放电，产生大量自由电子或者出现电离火花放电；

所述步骤1中升压电离装置包括闭环磁芯、两个线圈、两个变压器和电极，两个线圈分别缠绕在闭环磁芯的两侧，且两个线圈的一端均接地，两个线圈的缠绕方向相反，变压器与线圈的输出端连接，一个变压器的输出端与电极连接，变压器的输出端与灭弧装置的触发电极连接。

2.根据权利要求1所述的一种消除档距中央闪络和工频绝缘强度损失的方法，其特征在于：所述杆塔上的绝缘子上端设置有连接低压端的上电极，底部设置有连接高压端的下电极，上电极和下电极之间的距离为绝缘子的长度的0.5倍-1倍，升压电离装置的另一个变压器与上电极或者下电极连接，电极设置在上电极或者下电极的水平一侧。

3.根据权利要求1所述的一种消除档距中央闪络和工频绝缘强度损失的方法，其特征在于：所述步骤3中，在绝缘配合中，无雷情况下，绝缘配合比0.5-1，当雷击档距中央或者档距中央的附近时，雷电过电压从雷击点向杆塔传导，预电离放电系统工作后空气间隙中的自由电子增加，形成优先放电通道，产生火花放电，确保间隙的放电电压低于绝缘子或者绝缘子串的放电电压，实际绝缘配合比小于0.5，预电离通道近似短路。

4.根据权利要求3所述的一种消除档距中央闪络和工频绝缘强度损失的方法，其特征在于：雷击档距中央时，电弧在避雷线与导线之间发生短路的时间大于雷电过电压从雷击点沿避雷线或导线传导到杆塔的时间，预电离通道优先击穿后，避雷线与导线等电位，并立即传导到档距中央雷击点，使雷击点也等电位，避免档距中央发生闪络。

5.根据权利要求4所述的一种消除档距中央闪络和工频绝缘强度损失的方法，其特征在于：所述步骤5中的具体过程为：

使用一闭环磁芯，两侧分别缠绕导线，设置在导线、避雷线或者横担上，且分别接地，出现工频突变电压时，磁芯上的感应线圈感应出感应电流，生成感应电动势，同时，两侧导线分别与升压变压器相连，将感应电动势通过变压器升压，两侧导线输出极性相反的电流，经过变压器的升压作用，电极与上电极或者下电极之间电势差增加，一旦等离子通道短接了两个电极，即发生电离放电，提高自由电子浓度，空气间隙短路导通，同时触发灭弧装置吹气灭弧，在跳闸反应时间内，电弧被吹灭，不会发生工频突变电压跳闸。

6.一种消除档距中央闪络和工频绝缘强度损失的系统，其特征在于：包括上电极、下电极、预电离放电系统和升压电离装置，所述上电极和下电极分别设置在绝缘子或者绝缘串两端，所述上电极和下电极之间构成空气间隙，空气间隙的距离为绝缘子或者绝缘串的长度的0.5倍-1倍，预电离放电系统设置在上电极或者下电极上，且分别与输电线路或者避雷线连接，预电离放电系统感知雷电，预电离放电系统预电离放电，产生自由电子和/或者火花，空气间隙短路放电；

所述预电离放电系统是由雷电感应模块、触发控制模块、储能模块和预电离模块，雷电感应模块安装在输电线路、避雷线或横担上，用于感应周围的电场强度；触发控制模块对接收到的信号进行判断，决定是否开启储能模块；储能模块用于存储产生预电离的能量；预电离模块利用储能模块中的能量进行预电离放电，产生大量自由电子，甚至出现电离火花放电；

升压电离装置包括闭环磁芯、两个线圈、变压器和电极，两个线圈分别缠绕在闭环磁芯的两侧，且两个线圈的一端均接地，两个线圈的缠绕方向相反，变压器与线圈的输出端连接，电极与一个变压器的输出端连接，另一个变压器的输出端与上电极或者下电极连接，电极设置在上电极或者下电极的一侧。