CN101116153A - 用绝电外皮包裹变阻部件的方法及用于避雷器的变阻部件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用绝电外皮包裹避雷器的变阻部件的方法以及一种用于避雷器的变阻部件。变阻部件(1)由多个变阻元件(2a、2b、2c、2d)构成。围绕着变阻元件(2a、2b、2c、2d)设置绝电外皮(5，5a，5b)。绝电外皮(5，5a，5b)被直接放置在变阻部件(1)的表面上。在将该绝电外皮(5，5a，5b)敷设到变阻部件(1)上之前和/或期间从该外皮与变阻部件(1)之间的接合区域去除不希望存在的气体分子。

Description

用绝电外皮包裹变阻部件的方法及用于避雷器的变阻部件

技术领域

本发明涉及一种用绝电外皮包裹避雷器的变阻部件的方法以及一种可按照该方法制造的变阻部件。

背景技术

已公知，在输电网中要使用避雷器。过压例如是由于架空线被雷击引起的。避雷器用于在出现过压时使电压降低。为此，避雷器装有变阻部件。这些变阻部件与所加电压相关地具有极高或极低的阻抗。因此可以通过相应地选择和设计变阻部件分别根据输电网的电压平面控制放电电路。借助于流过放电电路的放电电流来降低过压。在达到非临界电压值之后变阻部件又具有一极高的阻抗，从而几乎完全阻断所述放电电路。

采用金属氧化物来构造避雷器的变阻部件。该金属氧化物被置于锭模中例如通过烧结方法或压制方法制成。受方法局限，变阻部件的表面具有一定的粗糙度。为了降低粗糙度以及为了使表面具有一定的机械强度，已知例如用塑料带紧密地缠绕变阻部件，以便包裹完整的变阻部件并仅仅留出将变阻部件连接到一个放电电路中所需的导电触点。

这种缠绕包裹必须用极高品质的塑料，因为变阻部件是应用在中、高压及极高压范围内。在此范围内产生使电绝缘承受强烈负荷的高电场。绝电外皮必须要小心地缠绕，以便在变阻部件上不会留有空隙。由于绝缘材料品质高、价格贵，因此要保持所采用的绝缘材料量尽可能低。

敷设绝电外皮相当费事，并且尽管在敷设外皮时加倍小心，但是还会有包裹质量的波动。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于，提供一种可以用绝电外皮快速包裹变阻部件的方法，同时该方法可以实现从变阻部件向绝电外皮的过渡的高质量。

按照本发明上述技术问题在本文开头所述类型的方法中是这样解决的，即，在将外皮敷设到变阻部件上之前和/或期间去除位于外皮与变阻部件之间的气体分子。

通过去除位于绝电外皮与变阻部件表面之间的气体分子，可以实现比较快地直接将绝电外皮敷设到变阻部件表面上。通过去除气体分子尽可能地防止了所不希望的在变阻部件与绝电外皮之间包封有气体分子的情况。因为现在在敷设绝电外皮期间不需要再考虑含有气体的问题，所以能够更快速地将绝电外皮敷设到变阻部件上。由此达到更快速地配套组装变阻部件。因此例如可以规定，在外皮与变阻部件表面之间建立负压。基于在边界区域内存在的负压现在例如可以容易地将绝缘带缠绕到变阻部件上。在接合位置外笼罩的过压将绝缘带压紧到变阻部件上。可以采用另一种有效的制造方法，即，将绝电外皮以软管形式围绕变阻部件设置。在采用这种结构时在原本将外皮敷设到变阻部件上之前就已经去除了贴合区域内的气体分子。除了去除气体分子外，当然必要时还需要从接合区域去除杂质、例如灰尘。绝电外皮有利地由硬化的或至少部分硬化的塑料制成。

在一项特别有利的扩展设计中规定，敷设所述外皮是在抽真空的腔室内进行的。

可以通过对一个完整的腔室抽真空达到特别有效地从绝电外皮在变阻部件上贴合的区域去除气体分子。在这种情况下例如在耐压容器内建立强烈的负压，也称为真空。由此确保，去除分布在接合区域内的气体和处于整个装置周围的气体。因此几乎不再可以出现不希望的气体分子回流到绝电外皮的贴合区的情况。

在另一项有利的扩展设计中，所述外皮在热能作用下变形。

尤其在采用真空腔室的情况下有利的是，外皮在热能作用下变形并且在此产生的形变可用于变阻部件与绝电外皮之间的传力连接。其具有的优点是，不再需要在接合区域引入附加的增附剂，因为基于形变而在绝电外皮与变阻部件之间形成足够的抗弯(winkelsteif)连接。也可以规定，在接合区域附加地引入诸如熔融粘接剂、油脂等增附剂。

另外有利的是，作为外皮至少部分采用收缩软管。

不同规格的收缩软管作为按标准长度生产并销售的商品(Meterware)可以经济地购买到。因为除了其导电触点之外，几乎要完全用绝电外皮包裹变阻部件，所以收缩软管特别适合于构成变阻部件上的无缝表面。另外，收缩软管可以简单地通过热能作用变形。同时它产生相当高的力矩。由此有助于变阻部件的机械稳定性。此外，由收缩软管形成的力可以用于固定和定位其他元件、例如用于在变阻部件上构成连接点的附件体。在选择适合的收缩软管时可以这样选择壁厚，即，使得收缩软管本身为一种围绕变阻部件的缓冲层形式。由此可以实现，使构成变阻部件的相对脆性的金属氧化物免遭机械损伤。因此具有在方便运输变阻部件方面的其他优点。

本发明要解决的另一个技术问题在于，提供一种可以用于避雷器的变阻部件，其中避雷器具有由绝电材料构成的外皮。变阻部件要具有高度的机械稳定性以及应该良好地抵抗外部作用的机械力。

按照本发明，上述技术问题在上述类型的变阻部件中是这样得以解决的，即，所述外皮直接贴合在变阻部件的表面上以及在将该外皮敷设到变阻部件上之前和/或期间去除位于该外皮与变阻部件之间的气体分子。

将所述绝电外皮直接贴合在变阻部件的表面上可以使其免受机械负荷。所产生的力通过外皮衰减以及分布到更大的表面区域。通过从绝电外皮与变阻部件之间的贴合区域去除气体分子来避免存在空隙。除了机械地稳固变阻部件外，还实现了变阻部件与绝电外皮之间的介电稳定的连接。通过绝电外皮几乎无混杂气体地贴合在变阻部件的外表面上来抑制局部放电的发生。这种局部放电在变阻部件的长期使用过程中可能会导致，不利地影响其电学特性以及可能还会电击穿绝电外皮。这类电击穿在输电网中可能意味着对地短路，这是不允许的。

在另一项有利的扩展设计中，变阻部件具有多个相互相继接合的变阻元件，它们的接合位置至少部分被所述外皮覆盖。

变阻部件例如由多个变阻元件组合而成。这些子件例如可以全部由相同的金属氧化物制成或者也可以由不同的金属氧化物组成，以便获得特定的变阻部件电阻特性。此外可以规定，还在由多个变阻元件组合而成的变阻部件中嵌装金属块或其他导电的元件。为了在各元件之间产生尽可能小的电阻，必须以大的作用力将这些元件相互压紧。对变阻元件的压紧可以有利地由绝电外皮施加。通过用绝电外皮覆盖接合位置防止各变阻元件相对侧向移动，从而在敷设外皮后得到一种紧凑的由多个元件和绝缘外皮组成的结构。通过对接合位置的覆盖也遮盖了在那里通常存在的缝隙和突起而形成平滑的外表面。尤其在各变阻元件的接合位置处重要的是，要及时去除所不希望存在的气体分子，使得绝缘外皮紧密地贴合在变阻部件的表面上。

为了使变阻部件具有高的机械强度，另外可以规定，在该变阻部件的相互背离端设置端部件，所述端部件具有被外皮覆盖的凸肩。

在相互背离端设置的端部件上有利地设有凸肩，而凸肩同样被绝电外皮覆盖。这尤其在采用收缩软管时是有利的，因为收缩软管也可以以多个尺寸具有收缩效应，一方面用于将收缩软管贴合到变阻部件的表面，另一方面收缩效应用于夹紧由不同变阻元件组合而成的变阻部件。作为变阻部件的端部件例如可以采用用于构成触点的端部配件，该触点用于将变阻部件连接到一个放电电路中。另外通过覆盖凸肩确保全方位地包裹变阻部件，从而防止杂质或潮气侵入。

在此，可以优选地规定所述外皮至少部分由收缩软管构成。

至少部分采用收缩软管、尤其是用收缩软管完全地热压套装变阻部件，达到顺利地敷设绝电外皮。

附图说明

下面在附图中简略地表示出本发明的具体实施例并随后对其予以详细阐述。附图中：

图1表示带有直接在其表面上敷设的绝电外皮的变阻部件的剖面图；

图2表示在按照第一种方法敷设绝电外皮时的变阻部件；

图3表示在按照第二种方法敷设绝电外皮时的变阻部件。

具体实施方式

图1表示变阻部件1的剖面图。该变阻部件1具有多个变阻元件2a、2b、2c、2d。这些变阻元件2a、2b、2c、2d例如构造成圆柱形以及以其圆柱轴线与变阻部件主轴线3同心地布设。变阻元件2a、2b、2c、2d的端面分别相互贴靠地布设。例如可以采用烧结的金属氧化物块作为变阻元件2a、2b、2c、2d。此外也可以在变阻元件2a、2b、2c、2d之间嵌装金属块或金属外壳。视所采用的金属氧化物情况，这些变阻元件可以具有不同的尺寸。借助于在变阻部件1中插入的金属块可以实现对整个变阻部件1的长度补偿。另外金属块可以用作散热件。另外在变阻元件2a、2b、2c、2d之间也可以装入外壳组件，在这些外壳组件中装入用于监视变阻部件1温度的监控装置。在变阻部件1的相互背离端分别设置端部件4a、4b。端部件4a、4b构造为连接配件，也就是说，它们构造为具有接通点的导电体，借助于接通点可以将变阻部件引入到一个放电电路中。整个变阻部件1被绝电外皮5包绕。绝电外皮5例如由大量的带子捆扎形成或者如在图1所示的本实施例中由收紧软管构成。绝电外皮5直接处于变阻部件1的外表面上，也就是说，在变阻部件1与绝电外皮5的接合区域没有气体侵入或者未设置其他物体。为了将绝电外皮5紧密地附着在变阻部件1上可以在那里附加地布设例如无混杂气体的液态粘接剂等的增附剂。

端部件4a、4b沿变阻部件主轴线3具有相互背对的凸肩。这些凸肩通过端部件4a、4b相对于变阻部件主轴线3锥形地缩小来形成。绝电外皮环绕包裹端部件4a、4b的凸肩，使得端部件4a、4b和变阻元件2a、2b、2c、2d被绝电外皮5相互压紧。

通过绝电外皮5使变阻部件1免遭外部机械作用的影响。另外变阻部件1的表面通过绝电外皮5对外变得平滑以及变阻元件2a、2b、2c、2d之间的接缝位置通过绝电外皮5覆盖。

在图2和图3中表示了两种用于将绝电外皮5敷设到变阻部件1上的方法。如在图1中那样，在这两幅图中作用相同的组件以相同的附图标记标注。

在图2中变阻部件1设有绝电外皮5a。该绝电外皮5a由大量的缠绕到变阻部件1上的带匝(Windungen)构成。为此将绝缘带6牢固地缠绕到变阻部件1上。在该方案中绝缘带6也包裹端部件4a、4b的凸肩以及因此表示端部件4a、4b与变阻元件2a、2b、2c、2d之间的紧密连接。为了确保使绝电外皮5尽可能紧密地贴合在变阻部件1的表面上，在绝缘带6的缠绕区的相邻区域产生一强烈的负压。通过灵活地设置大量的绝缘带6以及相应的有效技术可以在绝缘带6的缠绕区的相邻区域内达到去除不希望存在的气体分子。由此在那里相对于外部环境形成负压，从而使绝缘带6张紧地压紧到变阻部件1的表面上。

但是除了用单条绝缘带6缠绕变阻部件1外该方法也可以应用于采用收缩软管的用途中。在那里在收缩软管的内部产生相应的负压以及将该软管热压套装到变阻部件1上。但是在这种设计中变阻元件2a、2b、2c、2d与端部件4a、4b之间的各连接位置均完全被绝电外皮5a包绕。

为了防止在敷设外皮期间相互贴合的变阻元件2a、2b、2c、2d以及还有端部件4a、4b相互分离，可以将它们相互粘接或者也可以将它们固定在一个相应的夹紧装置内。在此可以规定，在用绝电外皮5a完全包裹之后去除该夹紧装置以及使夹紧力完全由绝电外皮5a承担。

图3表示另一种敷设绝电外皮5b的方法。在这种情况下变阻部件1设置在一个抽除气体分子的腔室8的内部。可借助于真空泵9从该腔室8内排除不希望存在的气体分子。在此可以规定，在向变阻部件1上敷设外皮期间进行所述抽真空和/或该抽真空也可以在开始敷设绝缘外皮之前进行。在抽真空的腔室8内部按已知结构设置变阻部件1。该变阻部件1由收缩软管5b包绕，该收缩软管5b代表绝电外皮。由于对真空腔室8抽真空，所以在该腔室内仅存在数量可忽略不计的气体分子。在通过加热装置10提供热量时完成热压套装收缩软管5b。该收缩软管5b在此可以直接紧靠在变阻部件1的表面上。基于在真空腔室8内存在的真空几乎排除在收缩软管5b之间含有空隙。在此将收缩软管5b的长度设计为，使得其超过端部件4a、4b的凸肩以及将端部件4a、4b在变阻元件2a、2b、2c、2d处于中间位置情况下相对压紧。由此形成一种机械结构稳固的具有平滑外表面的部件。为了使变阻部件1的端部件4a、4b以及变阻元件2a、2b、2c、2d在用收缩软管5热压套装前保持位置固定，可以相应地采用附加的固定装置，或者为了装配实施单个变阻元件2a、2b、2c、2d和端部件4a、4b的粘接。

除了采用收缩软管外还可以在抽真空的腔室8内采用其他用于敷设绝电外皮5的制造方法。由此也可以在抽真空的腔室8内设置卷绕装置，用于将绝缘带围绕变阻部件1缠绕以及由此形成绝电外皮。

Claims (8)

1.一种用绝电外皮(5，5a，5b)包裹避雷器的变阻部件(1)的方法，其特征在于，在将所述外皮(5，5a，5b)敷设到变阻部件(1)上之前和/或期间去除位于该外皮(5，5a，5b)与变阻部件(1)之间的气体分子。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，敷设所述外皮(5，5a，5b)是在抽真空的腔室(8)内进行的。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述外皮(5，5a，5b)在热能作用下变形。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，作为外皮至少部分采用收缩软管。

5.一种用于避雷器的变阻部件(1)，其具有由绝电材料构成的外皮(5，5a，5b)，其特征在于，所述外皮(5，5a，5b)直接贴合在变阻部件(1)的表面上以及在将该外皮(5，5a，5b)敷设到变阻部件(1)上之前和/或期间去除位于该外皮与变阻部件(1)之间的气体分子。

6.如权利要求5所述的变阻部件，其特征在于，该变阻部件(1)具有多个相互相继接合的变阻元件(2a、2b、2c、2d)，它们的接合位置至少部分被所述外皮(5，5a，5b)覆盖。

7.如权利要求5或6所述的变阻部件，其特征在于，在该变阻部件(1)的相互背离端设置端部件(4a、4b)，所述端部件(4a、4b)具有被外皮(5，5a，5b)覆盖的凸肩。

8.如权利要求5至7中任一项所述的变阻部件，其特征在于，所述外皮(5，5a，5b)至少部分由收缩软管构成。

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