CN101661820A - 实芯复合外套避雷器压力释放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实芯复合外套避雷器压力释放装置。所述实芯复合外套避雷器压力释放装置包括敷设于避雷器半导体电阻片外围的防爆筒、敷设于所述防爆筒外围的环氧玻璃丝及于所述环氧玻璃丝轴向侧面上敷设的若干条压力释放沟漕。本发明的实芯复合外套避雷器压力释放装置在电流的初始阶段(＜5ms)可靠动作；当发生故障时，可将短路电流全部弧道或部分弧道引出避雷器本体之外，避雷器本体不发生粉碎性爆破，整体结构不破坏；保证故障避雷器周围的电器设备安全运行、巡视人员安全。

Description

实芯复合外套避雷器压力释放装置

技术领域

本发明涉及输变电系统的安全运行设备领域，特别涉及一种实芯复合外套避雷器压力释放装置。

背景技术

避雷器是输变电系统的主要设备之一。避雷器投入系统运行之后，由于某种原因避雷器发生内部故障，故障避雷器流过短路电流，避雷器可能发生爆炸，危及输变电设备及运行人员安全，为此，避雷器需设压力释放装置。传统的瓷套避雷器内腔是空气介质，内部故障时，是通过每节避雷器上下端安装压力释放装置释放压力。传统避雷器的压力释放装置仅适用于避雷器内腔是空气介质的避雷器。

发明内容

本发明的压力释放装置适用于实芯避雷器。

本发明的目的是在电流的初始阶段(＜5ms)可靠动作。

本发明的另一个目的是将短路电流全部弧道或部分弧道引出避雷器本体之外。

本发明的另一个目的是当发生故障时，避雷器本体不发生粉碎性爆破，整体结构不破坏。

为了达到上述目的，本发明提供了一种实芯复合外套避雷器压力释放装置，其特征在于：所述实芯复合外套避雷器压力释放装置包括敷设于避雷器半导体电阻片外围的防爆筒、敷设于所述防爆筒外围的环氧玻璃丝及于所述环氧玻璃丝轴向侧面上敷设的若干条压力释放沟。

根据本发明所述的实芯复合外套避雷器压力释放装置一优选技术方案使：在环氧玻璃丝(10)轴向上对应电阻片的位置每隔150mm～250mm设置2～6条压力释放沟漕。

根据本发明所述的实芯复合外套避雷器压力释放装置一优选技术方案使：所述压力释放沟漕为长条形，漕底部距防爆筒为2～5mm。

根据本发明所述的实芯复合外套避雷器压力释放装置一优选技术方案使：所述压力释放沟漕的长为20～80mm、宽为6～12mm、深度为3～10mm。

根据本发明所述的实芯复合外套避雷器压力释放装置一优选技术方案使：所述避雷器半导体电阻片包括两个金属电极、至少一个或一组非线性电阻片；所述非线性电阻片设于两个金属电极之间，形成一棒状刚体结构。

根据本发明所述的实芯复合外套避雷器压力释放装置一优选技术方案使：所述避雷器半导体电阻片包括两个金属电极、两个或两组非线性电阻片、至少三个金属垫片。

根据本发明所述的实芯复合外套避雷器压力释放装置一优选技术方案使：所述金属垫片的厚度为10～200mm。

根据本发明所述的实芯复合外套避雷器压力释放装置一优选技术方案使：所述金属垫片的材料为钢或合金铝。

根据本发明所述的实芯复合外套避雷器压力释放装置一优选技术方案使：其特征在于所述防爆筒的材料为软质绝缘材料，如橡胶材料或玻璃纤维网被覆橡胶。

本发明有益的技术效果是：本发明在电流的初始阶段(＜5ms)可靠动作；当发生故障时，可将短路电流全部弧道或部分弧道引出避雷器本体之外，避雷器本体不发生粉碎性爆破，整体结构不破坏；保证故障避雷器周围的电器设备安全运行、巡视人员安全。

附图说明

图1是本发明实施例中实芯复合外套避雷器压力释放装置的剖视图；

图2是本发明实施例中实芯复合外套避雷器压力释放装置A-A向截面图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明做详细说明。

本发明是用于实芯复合外套避雷器和填充物小于内部空腔50％的避雷器的压力释放装置。所谓实芯避雷器就是外套的内部空间是100％的固体材料：金属氧化物非线性电阻片及有效零部件形成棒状刚体，在其外围绕上浸渍环氧树脂的玻璃丝，经烘干、切削、再压制复合外套。在垫块一金属氧化物电阻片的外围敷设防爆筒。

在环氧玻璃丝棒的轴向侧面上敷设2～6条长条形压力释放沟漕。长条形沟漕的长×宽×深及其沟漕数量布局应考虑下述因素布置，具体实施方式中：

避雷器压力释放装置设计考虑的五种因素，简述如下：

1.首先，若避雷器内部发生故障，3～5ms压力释放装置动作，建立电弧，故障避雷器从电力系统得到的能量等于：

W＝Uait

W  供给弧柱的能量

Ua 弧柱压降

i  总电流

t  电流持续的时间

这些能量以热、光、力的形式表现出来。

2.热效应要考虑除电阻片，其他材料在热(高温)下的分解、气化、熔化等问题；力包括电动力、电极上及弧道周围蒸发散射的材料以喷射方式进入弧柱；原子和离子在极短的dt内、在极小的空间的粒子碰撞、折射、反射，形成“水锤”效应，建立极高的压力和相当高的电导率。除上述力，还有避雷器两端引线在电阻片柱上的力，以及释放槽弧柱电流在电阻片的力。芯棒周围压力释放槽建弧后电流通道间形成的力，这些力即通常所讲的电动力，其表达式：

$F=\frac{u_0}{2\mathrm{\π}}\frac{1}{d}{I}_1{I}_2$

式中：u₀介电常数

d  I₁ I₂间的距离

I₁ I₂通道电流(主回路通道，弧柱通道)

对于整支避雷器而言，I₁ I₂亦是两端引流线的电流。

对于避雷器芯棒敷设的防爆槽(压力释放槽)而言，I₁ I₂就是压力释放槽建弧后弧道的电流。

电流同向，电动力相吸；电流反向，电动力相斥。

3.避雷器芯棒，非线性电阻片是必须用的。它是特殊陶瓷材料。除此之外，芯棒不宜选陶瓷性材料，宜选热容量大、熔点高、高温下不分解气体的或分解气体很少的材料。选择高温下不爆炸、有韧性、尽量把碎裂的陶瓷片粘住的材料。

4.序2已述力是很复杂的。电动力的方向是规律的。非线性电阻片的比重是5.3克/cm³。

5.避雷器的拉伸强度和抗弯强度主要由环氧玻璃丝棒的拉伸弹性模量和抗弯弹性模量决定的。开槽越多，强度越低，所以开槽的布局和数量要有讲究。

6.深入了解本专利的目标及其d值的及各物理量的影响，便可掌握垫块、电阻片布置要领。

通过上述分析，本实施例的实芯复合外套避雷器压力释放装置采用如下结构，请参照图1及图2，包括：敷设于避雷器主体外围的防爆筒9、敷设于所述防爆筒外围的环氧玻璃丝10及于所述环氧玻璃丝10轴向侧面上敷设的若干条压力释放沟漕8；其中，避雷器主体由金属电极I 1、金属垫块I 2、非线性电阻片I 3、金属垫块II 4、非线性电阻片II 5、金属垫块III6、金属电极II 7及其他有效组件组成；非线性电阻片I 3及非线性电阻片II 5设置于金属电极I 1与金属电极II 7之间；金属垫块I 2设于金属电极I 1与非线性电阻片I 3之间；金属垫块II4设置于非线性电阻片I 3与非线性电阻片II 5之间；金属垫块III6设置于非线性电阻片II 5与金属电极II 7之间。其中，所述压力释放沟漕8为2～6条，所述压力释放沟漕为长条形，漕底部距防爆筒为2～5mm；所述压力释放沟漕的长为20～80mm、宽为6～12mm、深度为3～10mm；所述金属垫片的厚度为10～200mm；所述金属垫片的材料为钢或合金铝；其特征在于所述防爆筒的材料为软质绝缘材料，如橡胶材料或玻璃纤维网被覆橡胶。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1、一种实芯复合外套避雷器压力释放装置，其特征在于：所述实芯复合外套避雷器压力释放装置包括敷设于避雷器半导体电阻片外围的防爆筒(9)、敷设于所述防爆筒外围的环氧玻璃丝(10)及于所述环氧玻璃丝(10)轴向侧面上敷设的若干条压力释放沟漕(8)。

2、根据权利要求1所述的实芯复合外套避雷器压力释放装置，其特征在于：在环氧玻璃丝(10)轴向上对应电阻片的位置每隔150mm～250mm设置2～6条压力释放沟漕(8)。

3、根据权利要求1所述的实芯复合外套避雷器压力释放装置，其特征在于：所述压力释放沟漕(8)为长条形，漕底部距防爆筒为2～5mm。

4、根据权利要求3所述的实芯复合外套避雷器压力释放装置，其特征在于：所述压力释放沟漕(8)的长为20～80mm、宽为6～12mm、深度为3～10mm。

5、根据权利要求1～4任一项所述的实芯复合外套避雷器压力释放装置，其特征在于：所述避雷器半导体电阻片包括两个金属电极、至少一个或一组非线性电阻片；所述非线性电阻片设于两个金属电极之间，形成一棒状刚体结构。

6、根据权利要求5所述的实芯复合外套避雷器压力释放装置，其特征在于：所述避雷器半导体电阻片包括两个金属电极、两个或两组非线性电阻片、至少三个金属垫片。

7、根据权利要求6所述的实芯复合外套避雷器压力释放装置，其特征在于：所述金属垫片的厚度为10～200mm。

8、根据权利要求7所述的实芯复合外套避雷器压力释放装置，其特征在于：所述金属垫片的材料为钢或合金铝。

9、根据权利要求8所述的实芯复合外套避雷器压力释放装置，其特征在于所述防爆筒的材料为软质绝缘材料。

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