本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)防雷裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于空心陰極效應(yīng)的新型真空防雷間隙裝置。

背景技術(shù)：
目前，輸電線路防雷是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障方式之一。雷擊時產(chǎn)生的過電壓有可能造成電力設(shè)備閃絡(luò)，進(jìn)而產(chǎn)生工頻續(xù)流，嚴(yán)重危害電力設(shè)備安全及電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此電力部門一般采用在輸電線路或電力設(shè)備加裝并聯(lián)防雷間隙來實現(xiàn)保護(hù)效果?，F(xiàn)有的避雷器采用了多種不同的技術(shù)路線，其中常用的帶氣流噴射的防雷間隙和線路避雷器雖然應(yīng)用廣泛，但還存在許多明顯缺陷，例如：1.現(xiàn)有的帶氣流噴射的防雷間隙裝置，大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大，使用、維護(hù)成本高，易發(fā)生損壞并失效。并且，使用壽命短，受滅弧用氣丸數(shù)量限制，僅能工作幾次甚至一次，需要頻繁更換。2.現(xiàn)有的線路避雷器雖然價格便宜，抑制過電壓的能力強(qiáng)，但是發(fā)生故障時，它有可能不能自動脫離，危及電力系統(tǒng)的安全，而帶脫離器的避雷器，除造價高外，其脫離器也是一次性的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種基于空心陰極效應(yīng)的新型真空防雷間隙裝置；所述裝置包括真空間隙單元(1)和分壓回路單元(2)；所述真空間隙單元(1)與分壓回路單元(2)并聯(lián)連接，并聯(lián)后上端與高壓輸電線(11)相連接，下端接地。對比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)勢在于：1.使用壽命長，利用空心陰極效應(yīng)，對真空間隙單元內(nèi)部電極燒蝕輕微，可重復(fù)使用，壽命僅受限于裝置材料老化程度與氣密性，與雷擊次數(shù)關(guān)系不大；2.真空環(huán)境下，放電等離子體擴(kuò)散迅速，在工頻電流過零點能夠自然熄弧，及時、可靠地切斷工頻續(xù)流，從而降低線路的雷擊跳閘率；3.結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)成本低，室外使用時僅需要定期清理真空間隙單元表面，室內(nèi)使用時幾乎不需要維護(hù)。附圖說明圖1是本發(fā)明中一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；其中：1.真空間隙單元；2.分壓回路單元；3.高壓電極；4.陶瓷絕緣筒；5.接地電極；6.預(yù)電離電極；7.高壓端蓋板；8.接地端蓋板；9.電阻；10.電容；11.高壓端；12.真空電極。具體實施方式結(jié)合附圖1和具體實施例，對本發(fā)明進(jìn)一步說明，但是該實施例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在一個實施例中，本發(fā)明提供一種基于空心陰極效應(yīng)的新型真空防雷間隙裝置；所述裝置包括真空間隙單元(1)和分壓回路單元(2)；所述真空間隙單元(1)與分壓回路單元(2)并聯(lián)連接，并聯(lián)后上端與高壓輸電線(11)相連接，下端接地。本實施例所述的裝置結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，使用壽命極長，可靠性高，能夠迅速可靠滅弧。能夠降低電力系統(tǒng)的雷擊跳閘率及事故率，保護(hù)線路及電力設(shè)備安全，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性。在一個實施例中，所述真空間隙單元(1)包括高壓電極(3)、陶瓷絕緣筒(4)、接地電極(5)、預(yù)電離電極(6)、高壓端蓋板(7)和接地端蓋板(8)；所述高壓電極(3)與高壓端蓋板(7)相連接；所述接地電極(5)與接地端蓋板(8)相連接；所述高壓端蓋板(7)與接地端蓋板(8)通過陶瓷絕緣筒(4)相連接；所述預(yù)電離電極(6)與所述高壓端蓋板(7)相連接。在本實施例中，所述真空間隙單元(1)內(nèi)部為1～100Pa的低真空環(huán)境，其放電特性位于巴申曲線左半支，在生產(chǎn)時通過真空泵調(diào)整氣壓值，控制真空間隙單元(1)的擊穿電壓。在本實施例中，所述真空泵位于所述裝置的外部，用于調(diào)節(jié)真空間隙單元內(nèi)部的氣壓值。在一個實施例中，真空間隙單元還包括真空電極；所述預(yù)電離電極(6)通過真空電極(12)與高壓端蓋板(7)相連接。在本實施例中，所述真空電極用于傳遞所述預(yù)電離電極與高壓端蓋板之間的電信號。在一個實施例中，所述陶瓷絕緣筒(4)與高壓端蓋板(7)和接地端蓋板(8)采用陶瓷-金屬焊接方法密封連接。在本實施例中，所述陶瓷-金屬焊接方法包括激光焊接、電子束焊接、固相焊接等其他方法。在一個實施例中，所述高壓電極(3)和接地電極(5)為中心帶孔、后方為空腔的圓柱體結(jié)構(gòu)，二者同軸布置。在本實施例中，所述高壓電極和接地電極二者同軸布置是因為只有兩個電極前端平行且小孔同軸的條件下，才可以在放電時產(chǎn)生空心陰極效應(yīng)。在一個實施例中，所述分壓回路單元(2)由電阻(9)與電容(10)串聯(lián)構(gòu)成；所述電阻(9)并聯(lián)在預(yù)電離電極(6)和高壓端蓋板(7)之間，所述電容(10)并聯(lián)在高壓端蓋板(7)與接地端蓋板(8)之間。在本實施例中，工頻下正常工作時，由于所述電阻和電容的分壓效果，大部分電壓降落在所述高壓端蓋板和接地端蓋板上，即所述高壓電極和接地電極之間。所述預(yù)電離電極和高壓電極之間承擔(dān)的電壓很小，二者之間不會放電，所述高壓電極和接地電極之間的主間隙不會擊穿。當(dāng)雷電沖擊或者操作沖擊過電壓到來時，由于所述電阻和電容的分壓效果，大部分電壓降落在所述預(yù)電離電極和高壓電極之間，二者之間的間隙首先擊穿，進(jìn)而所述高壓電極和接地電極之間的主間隙放電，泄放沖擊電流。沖擊過電壓消失之后，主間隙在工頻電流的過零點自然熄弧，由于所述真空間隙單元內(nèi)部為低真空環(huán)境，放電通道等離子體迅速消散，電流截止。在一個實施例中，所述真空間隙單元(1)內(nèi)部為帕斯卡量級的低真空環(huán)境，其放電特性位于巴申曲線左半支，通過調(diào)整氣壓值，控制真空間隙單元(1)的放電特性。在本實施例中，所述真空間隙單元的放電電壓隨著氣壓與間隙距離的乘積減小而增大，所以其放電特性位于巴申曲線左半支；通過在試驗中逐步調(diào)整真空間隙氣壓值，來控制真空間隙的放電特性。在一個實施例中，所述預(yù)電離電極(6)與高壓電極(3)布置在同一軸線上。在本實施例中，將預(yù)電離電極布置在高壓電極軸線上是為了使預(yù)電離電極(6)對高壓電極(3)各個點的放電概率相同，避免只在高壓電極(3)的同一點放電，造成嚴(yán)重?zé)g，進(jìn)而影響高壓電極(3)的性能及壽命。在一個實施例中，利用陶瓷-金屬焊接方法密封連接時要滿足漏氣率<10-8Pa·L/s的要求。在本實施例中，滿足漏氣率<10-8Pa·L/s的要求，主要是為了保證放電間隙裝置內(nèi)部氣壓在壽命周期內(nèi)(1～2年)，氣壓變化微小，使得其放電電壓穩(wěn)定性良好。在一個實施例中，所述高壓電極(3)和接地電極(5)之間的距離控制在3～5mm。在本實施例中，高壓電極和接地電極的距離控制在3-5mm是因為放電電壓是由距離所控制的，設(shè)置在該距離區(qū)間段能夠使得真空間隙裝置的放電電壓在30～40kV。在一個實施例中，公開了一種基于空心陰極效應(yīng)的新型真空防雷間隙裝置，包括真空間隙單元1和分壓回路單元2。所述真空間隙單元1，組成部分包括高壓電極3、陶瓷絕緣筒4、接地電極5、預(yù)電離電極6、高壓端蓋板7和接地端蓋板8。所述陶瓷絕緣筒4與高壓端蓋板7和接地端蓋板8采用陶瓷-金屬焊接方法密封連接，滿足漏氣率<10-8Pa·L/s的要求。所述高壓電極3和接地電極5為中心帶孔、后方為空腔的圓柱體結(jié)構(gòu)，二者同軸線平行布置，距離控制在毫米量級。所述預(yù)電離電極6通過真空電極12與高壓端蓋板7相連接，布置在高壓電極3的軸線上。所述分壓回路單元2由電阻9與電容10串聯(lián)構(gòu)成。所述真空間隙單元1與分壓回路單元2并聯(lián)連接，上端與高壓輸電線11相連接，下端接地。所述預(yù)電離電極6與高壓端11相連接，所述電阻9并聯(lián)在預(yù)電離電極6和高壓端蓋板7之間，所述電容10并聯(lián)在高壓端蓋板7與接地端蓋板8之間。所述真空間隙單元1內(nèi)部為帕斯卡量級的低真空環(huán)境，其放電特性位于巴申曲線左半支，通過調(diào)整氣壓值，控制真空間隙單元1的放電特性。工頻下正常工作時，由于所述電阻9和電容10的分壓效果，大部分電壓降落在所述高壓端蓋板7和接地端蓋板8上，即所述高壓電極3和接地電極5之間。所述預(yù)電離電極6和高壓電極3之間承擔(dān)的電壓很小，二者之間不會放電，所述高壓電極3和接地電極5之間的主間隙不會擊穿。當(dāng)雷電沖擊或者操作沖擊過電壓到來時，由于所述電阻9和電容10的分壓效果，大部分電壓降落在所述預(yù)電離電極6和高壓電極3之間，二者之間的間隙首先擊穿，進(jìn)而所述高壓電極3和接地電極5之間的主間隙放電，泄放沖擊電流。沖擊過電壓消失之后，主間隙在工頻電流的過零點自然熄弧，由于所述真空間隙單元1內(nèi)部為低真空環(huán)境，放電通道等離子體迅速消散，電流截止。上述實施例僅示例性說明本發(fā)明的原理及其功效，優(yōu)選實施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實施方式。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，任何基于本發(fā)明技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。