CN101197204A - 避雷器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种避雷器(1、1a)，它有一个避雷器电流路径(5)。避雷器电流路径(5)被绝缘套(2、2a)围绕。绝缘套(2、2a)具有至少一个光学透明区域(4、2a)。

Description

避雷器

技术领域

本发明涉及一种避雷器，其包括避雷器电流路径和围绕该避雷器电流路径的绝缘套。

背景技术

例如由德国公开文件DE19728968A1已知一种此类避雷器。在那里介绍了一种高压或中压的避雷器，它在构成气密的封闭外壳的一个组成部分的绝缘套内部，有一个避雷器电流路径。在封闭外壳内设一个监测温度的传感器。为了从封闭外壳的内部传出信息，在此已知的结构中规定，将天线集成组合在避雷器电流路径内。天线与传感器配合作用。为了使传感器工作或为了借助天线传输信息，需要有辅助电源。传感器、天线以及用于辅助电源的装置意味着是比较复杂的电气结构。尽管经天线传输的信息可以例如在主系统中自动处理，但是在比较大量的应用中这是不必要的。确切地说，对于许多应用而言，规定对避雷器作简单的监控并得到有关避雷器状态的信息就足够了。

发明内容

因此本发明所要解决的技术问题是，提供一种前言所述类型的避雷器，它能低成本地从其内部传输信息。

按照本发明在一种前言所述类型的避雷器中为解决上述问题采取的措施是，令绝缘套具有至少一个光学透明区。

按照本发明的避雷器应用在输电网的许多网面内。例如避雷器可以使用于中压、高压和超高压范围内。在这里避雷器主要用于降低在输电网各自区段内产生的过电压。这种过电压可例如由于开关过程、雷击等引起。在避雷过程中在避雷器内部可能导致温度上升。这尤其通过电热效应造成。此外，避雷器还处于气候影响下，所以也可能因此使避雷器提前损坏。

本发明例如可以利用在这些避雷器上，其中避雷器的绝缘套是气密的封闭外壳的组成部分，为了绝缘的目的，在避雷器电流路径与绝缘套之间设有一个充填流体的容积。基于老化过程，流体可能有衰变现象，或经过一些年由于不密封性可在流体内侵入杂质。作为流体典型地使用负电性气体，如六氟化硫、氮或类似气体。但除此之外也可以采用液体，如绝缘油。通过在绝缘套内设置光学透明的区域，提供一种例如借助光学辅助手段考察所述流体的可能性。例如可以从外部以光学方式检测液态绝缘剂内的沉淀作用。此外例如还可以在使用气态绝缘剂时识别液体，例如冷凝水的积聚。

此外还提供用肉眼观察避雷器电流路径的方法。可以在避雷器电流路径上看到例如腐蚀现象、微裂纹等。穿过光学透明的区域可例如借助适用的记录仪器、例如照相机等以简单的方式对避雷器内部进行监测。在这里应规定，光学透明度处于作为光辐射已知的波长区的范围内。光学辐射理解为从紫外辐射经可见光直至红外辐射的辐射线。

尤其可以有利地规定，所述区域对于可见光是透明的。

使用一个对于可见光透明的区域，也就是说，使用一个对于有波长约为400nm至约700nm的电磁放射线透明的区域，允许用肉眼检测避雷器内部以及确定变化状况。由此也可以按习惯作法进行监测廉价的避雷器，无须预置昂贵的检验和监测设备。

另一项有利的设计可以规定，相对于一条与所述区域相交的轴线，在绝缘套的面朝避雷器电流路径的那一侧设监测装置的指示器。

在绝缘套内侧，也就是说就一条与此区域相交的轴线而言，在绝缘套的面朝避雷器电流路径的那一侧，指示器可以更容易地觉察到在该绝缘套内部的变化。作为指示器可例如采用湿度指示器、温度指示器、压力指示器、振动指示器等。作为湿度指示器可例如在绝缘套内部布置一种过滤材料，它随着饱和度的增加有颜色变化。可以穿过所述区域察觉这种色变，从而可以推断出绝缘套内部的含湿量。在这种结构简单的情况下，指示器和监测装置合并。此外还可以规定，监测绝缘套内部的温度。为此作为指示器可以设置对温度敏感的涂层。这些涂层可例如直接施加在避雷器电流路径的区段上。根据温度可以实现指示器的不同显示。但是也可以规定，当达到极限温度时实现指示器持续的颜色改变。在最简单的情况下，避雷器电流路径在过热时可以在其表面有相应的结构变化，或在那里可以设相应的涂层。

尤其在运输期间针对振动的监测是有利的。使用于避雷器电流路径的材料可例如通过烧结过程成形。这种构件在有些情况下可能对断裂敏感，所以由于发生冲击可能危及避雷器电流路径的有效性。通过将相应的指示器设置在绝缘套内部，几乎不可能对指示器进行操作。此外，即使在工作期间这种指示器也可以长久留在避雷器内。因此在工作期间也可以监测作用在避雷器上的机械力。

除了所谓的无源监测装置和相应的指示器外还可以使用有源监测装置。有源监测装置可例如是电子电路，作为指示器它们有相应的光学警报器，如发光二极管或LCD显示器。有利地这种光学指示器本身可以是光学透明区的至少一部分，以及尤其气密地装在绝缘套内。

可以有利地规定，用监控装置监测避雷器电流路径周围介质的含湿量。

可以将具有一个避雷器电流路径和一个围绕该避雷器电流路径的绝缘套的避雷器的结构设计为，将绝缘套布置为离避雷器电流路径有一间距。为保证绝缘套与避雷器电流路径之间的绝缘强度，上述空隙可以如上面已说明的那样充填负电性的气体。在这种情况下绝缘套可以是气密的封闭式外壳的组成部分。尽管结构设计和制造过程是仔细认真实施的，但由于老化现象并不能完全排除水分侵入的可能性。入侵的水分对气体的绝缘能力有负面影响，从而危及避雷器的介电强度。因此特别有利的是，在这种结构中监测围绕避雷器电流路径的介质含湿量。

可以有利地规定，所述区域有一块装在绝缘套内的窥视孔玻璃。

窥视孔玻璃也可以在现有的结构上和现有的避雷器上提供一个光学透明区。这种窥视孔玻璃可例如镶入一个槽内并因而在避雷器内部开通一条视轴。在这里所述的窥视孔玻璃应尽可能气密地与绝缘套连接。为此可以使用适当的夹具。取决于避雷器的结构设计也可以在绝缘套内装上多块窥视孔玻璃。由此可以例如在绝缘套内部配置多个指示器，它们用于检测不同的物理参数。

按另一项有利的设计可以规定，绝缘套是光学透明的。

采用绝缘套光学透明的设计可以取消单独装入窥视孔玻璃。由此可以从外部看到避雷器内部更大的范围。于是除了监测物理参数外还提供通过绝缘套实施有关避雷器装配方面的质量控制的可能性。取决于使用目的，光学透明的绝缘套的吸收率可以不同。因此还可以规定，光学透明的绝缘套有比较高的吸收率，以及在光学透明的绝缘套的一些指定地点装上附加的吸收率较低的窥视孔玻璃。

此外可有利地规定，绝缘套至少部分由硅酮组成。

绝缘套可以由液态硅酮成形，它在达到其最终形状后固化。在这方面有利的是，应避免在绝缘套内夹杂气体。这种气泡可能会降低绝缘套的绝缘强度。通过采用一种相应的光学透明的硅酮可以从外部看出这类夹杂气体。由此附加地提供了监测绝缘套的加工质量的可能性。可以规定，将由硅酮制成的绝缘套安置在避雷器电流路径上。在这种情况下在避雷器内部在理想的情况下应绝对没有气泡。然而也可以规定，将绝缘套安置在支承件，例如一根玻璃纤维增强的管子上。在这种情况下可以规定，将指示器例如组合在此玻璃纤维增强的管子内。通过硅酮制成的绝缘套的相应的透明设计结构，可以从外部实现指示器的光学检测。

按另一项有利的设计可以规定，绝缘套在背对避雷器电流路径的那一侧设有筋条。

通过在绝缘套外面设置筋条，使避雷器准备用于安装在露天条件下。通过加设筋条，在表面上加长或阻断可能形成的漏泄电流的漏电距离。在这里筋条可例如由许多沿轴向有间距的肋构成。然而也可以采用单个肋按螺旋线的方式绕绝缘套循环。

在这里可以有利地规定，绝缘套有一种管状结构。

绝缘套的管状结构使得可以设计一种细长的避雷器电流路径并用绝缘套同轴地包裹。采用这种结构形成一种有利的介电装置。

此外可以有利地规定，绝缘套是一个固有稳定体。

一个固有稳定体可例如通过使用最终固化的材料，例如瓷料或树脂构成。但也可以规定，使用有适当厚度的持续弹性的材料如硅酮、橡胶等，从而使它保持弹性并与此同时构成一个基本稳定的成形体。

通过采用固有稳定体可以使避雷器整体结构稳定化。此外，这种绝缘套可用于对避雷器电流路径定位。

还可以有利地规定，避雷器电流路径有至少一个变阻器元件。

避雷器通常装配在一个接地的电流路径中，该电流路径从一个在输电网内部用于传输电能的电导体延伸到地电位。为了避免构成持续的接地电流路径，可以使用变阻器元件，以便按需要接通避雷器电流路径。现在取决于相应选择的极限电压，避雷器可以按一种阀的方式允许避雷器电流流动或阻断避雷器电流。由此可以在输电网内部配置一个系统，它对于产生的过电压自动反应并通过引发避雷器电流而降低过电压。在过电压持续降低后切断接地的电流路径。

附图说明

下面在附图中示意性表示并接着详细说明本发明的实施例。其中：

图1表示带窥视孔玻璃的避雷器第一种方案的外观；

图2表示带窥视孔玻璃的避雷器第一种方案的剖面图；

图3表示避雷器的第二种方案的外观；以及

图4表示避雷器的第二种方案的剖面图。

具体实施方式

图1表示避雷器第一种方案的外观图。避雷器1有一个绝缘套2。在本例中此绝缘套2由用瓷料制造的固有稳定体构成。但也可以规定，使用塑料复合体代替瓷料。这种塑料复合体可例如有一个玻璃纤维增强的支承管，在支承管上施加由必要时光学透明的硅酮组成的护套。

绝缘套2设计为基本上旋转对称的并在其内部有一个圆柱形安装腔。绝缘套的端侧设有连接配件3a、3b。连接配件3a、3b用导电材料例如铝铸件或铜铸件加工而成，以及用于与接地点或避雷器芯线电触点接通。绝缘套2径向贯通，在绝缘套2内装入一块窥视孔玻璃4。窥视孔玻璃4借助框架气密地装在绝缘套2内。由此不破坏绝缘套2的气密性。和窥视孔玻璃与绝缘套2气密地连接一样，连接配件3a、3b气密地封闭绝缘套2。由此在绝缘套2内部所提供的安装腔气密地隔离外部影响。

图2表示在图1所示的避雷器第一种方案的剖面图。在连接配件3a、3b之间设置避雷器电流路径5。此避雷器电流路径5具有多个变阻器元件，它们借助弹簧弹性元件夹紧在连接配件3a、3b之间。通过窥视孔玻璃4能够看到安装腔内部。因此首先可以观察避雷器电流路径5周围的绝缘介质，此外还可以用肉眼观察至少避雷器电流路径5本身的部分区段。在本例中还设置一个包括指示器的监测装置6，它同样可以通过用作光学透明区的窥视孔玻璃4看到。在本例中监测装置6与指示器一起固定在绝缘套2内。但也可以规定采用不同的固定方式。例如监测装置6可以直接安装在避雷器电流路径5上。借助一个或多个监测装置6可以监测避雷器2内部不同的物理参数。在这里作为范例可列举湿度、温度和压力。

图3和4中表示的避雷器1a的第二种方案具有与第一种方案相比不同的结构。在避雷器1a的第二种设计方案中，避雷器电流路径5a构成一个有机械承力强度的芯体，它被绝缘套2a围绕。由图4的剖面图可以看出，避雷器电流路径5a仍具有多个变阻器元件，在端侧设有连接配件3c、3d。在一般情况下，连接配件3c、3d通过夹紧件互相连接，这些夹紧件在避雷器电流路径5a的变阻器元件作为中间层的情况下彼此压紧。由此形成一个固有稳定的芯体。在避雷器电流路径5a上尽可能无夹杂物地施加一个绝缘套2a。绝缘套2a主要由透明的硅酮构成，从而如图3所示可透过绝缘套2a看到避雷器电流路径5a和连接配件3c、3d被绝缘套2a围绕的部分。为提高耐大气作用，绝缘套2a设有筋条。

在绝缘套2a支靠在避雷器电流路径5a上的区域内设置监测装置6a。监测装置6a例如在避雷器电流路径5a用绝缘套2a围铸期间被埋入绝缘套2a内。在这里监测装置6a可以监测不同的物理参数，如针对避雷器1的第一种方案已说明的那样。因为绝缘套2a用透明硅酮制成，所以监测装置6a可以从不同的视角观察。由此可以为监测装置6a定位和可以将指示器定位在监测装置上不同的地点。如已针对避雷器1的第一种方案说明的那样，可以使用结构类型完全不同的监测装置。在这里既可以使用具有相应指示器的有源的(需要辅助能量的)监测装置也可以使用无源的监测装置。

Claims (11)

1.一种避雷器(1、1a)，其具有避雷器电流路径(5、5a)和围绕该避雷器电流路径(5、5a)的绝缘套(2、2a)，其特征为：所述绝缘套(2、2a)具有至少一个光学透明区域(4、2a)。

2.按照权利要求1所述的避雷器(1、1a)，其特征为，所述区域(4、2a)对于可见光是通透的。

3.按照权利要求1或2所述的避雷器(1、1a)，其特征为，相对于一条与所述区域(4、2a)相交的轴线，在所述绝缘套(2、2a)的面朝避雷器电流路径(5、5a)的那一侧，设置监测装置(6、6a)的指示器。

4.按照权利要求3所述的避雷器(1、1a)，其特征为，所述监测装置(6、6a)监测所述避雷器电流路径(5、5a)周围的介质的含湿量。

5.按照权利要求1至4之一所述的避雷器(1、1a)，其特征为，所述区域(4)具有一块装在所述绝缘套(2)内的窥视孔玻璃。

6.按照权利要求1至5之一所述的避雷器(1、1a)，其特征为，所述绝缘套(2a)是光学透明的。

7.按照权利要求1至6之一所述的避雷器(1、1a)，其特征为，所述绝缘套(2、2a)至少局部由硅酮组成。

8.按照权利要求1至7之一所述的避雷器(1、1a)，其特征为，所述绝缘套(2、2a)在背对所述避雷器电流路径(5、5a)的那一侧设有筋条。

9.按照权利要求1至8之一所述的避雷器(1、1a)，其特征为，所述绝缘套(2、2a)具有管状的结构。

10.按照权利要求1至9之一所述的避雷器(1、1a)，其特征为，所述绝缘套(2、2a)是固有稳定体。

11.按照权利要求1至10之一所述的避雷器(1、1a)，其特征为，所述避雷器电流路径(5、5a)具有至少一个变阻器元件。

Images