CN102176362B - 一种特高压直流避雷器的机械结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种特高压直流避雷器的机械结构，包括多个相互串联连接的避雷器元件，及设置于避雷器元件顶端的防晕装置，所述避雷器元件包括避雷器芯体及套接于避雷器芯体外侧的耐候性伞套，在避雷器芯体与耐候性伞套之间采用加强型机械结构；加强型机械结构为在避雷器芯体与耐候性伞套之间设复合外套，且在复合外套的绝缘筒内壁沿避雷器芯体轴向设置多根绝缘杆，沿避雷器芯体径向设置多个支撑环。它能够解决特高压直流避雷器机械强度大和耐震水平高的要求，并限制避雷器顶端在导线水平力、风力及地震力作用下的径向位移，提高了复合外套的强度和刚度，保证避雷器的支撑结构和芯体结构的稳定性，保证避雷器的安全运行。

Description

一种特高压直流避雷器的机械结构
技术领域
本发明涉及特高压直流系统保护用避雷器的机械结构，特别涉及一种特高压直流母线保护用直流避雷器的机械结构。 
背景技术
特高压直流避雷器是特高压直流输电系统各种电器设备的重要过电压保护装置，其并联于所保护的电器设备旁边，用于防止所保护电器设备遭受雷电及操作过电压损坏。 
在特高压直流输电工程中，由于避雷器的高度超过15米，其机械强度和抗震强度要求高，采用目前的复合外套结构均达不到要求，且由于复合外套的制造工艺，限制了进一步提高复合外套的刚度和强度，其挠度已超过避雷器的允许值，无法实现单外套的特高压直流避雷器结构，影响了特高压避雷器的安全运行和机械强度。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种特高压直流母线保护用的直流避雷器的机械结构，它能够解决特高压直流避雷器机械强度大和耐震水平高的要求，并限制避雷器顶端在导线水平力、风力及地震力作用下的径向位移，提高了复合外套的强度和刚度，保证避雷器的支撑结构和芯体结构的稳定性，保证避雷器的安全运行。 
为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的。 
一种特高压直流避雷器的机械结构，包括多个相互串联连接的避雷器元件，及设置于避雷器元件顶端的防晕装置，所述避雷器元件包括避雷器芯体及套接于避雷器芯体外侧的耐候性伞套，其特征在于，在避雷器芯体与耐候性伞套之间采用加强型机械结构； 
所述加强型机械结构为在避雷器芯体与耐候性伞套之间设复合外套，且在复合外套的绝缘筒内壁沿避雷器芯体轴向设置多根绝缘杆，沿避雷器芯体径向设置多个支撑环。 
本发明的进一步特点在于： 
所述相互串接的避雷器元件为六节带有加强型机械结构的避雷器元件串联构成。 
所述复合外套采用环氧玻璃丝缠绕于筒型外套结构。 
所述复合外套外部耐候性伞套材料为合成硅橡胶。 
所述复合外套两个端部设定位连接环，并胶装法兰。 
所述复合外套的绝缘筒内壁沿避雷器芯体轴向设置有4～10根绝缘杆，绝缘杆为高强度的环氧玻璃丝引拔棒，并在绝缘筒内壁均压分布。 
所述设置多根绝缘杆是通过复合外套两端的定位连接环与法兰连接和3～12个支撑环分段固定绝缘杆，起到定位和机械紧固的作用。 
本发明的特点是，采用复合外套避雷器的结构，且在复合外套的绝缘筒内壁加装多根绝缘杆，解决特高压直流避雷器机械强度大和耐震水平高的要求，并限制避雷器顶端在导线水平力、风力及地震力作用下的径向位移。采用该结构复合外套的强度增加了30％～70％，绕度减小了20％～50％，提高了复合外套的强度和刚度，保证避雷器的支撑结构和芯体结构的稳定性，保证避雷器的安全运行。 
附图说明
图1为一种特高压直流母线保护用直流避雷器的主视图； 
图2为避雷器元件加强结构剖视图。 
图中：1、防晕装置；2、避雷器元件；3、复合外套；4、绝缘杆；5、支撑环；6、避雷器芯体；7、定位连接环；8、法兰。 
具体实施方式
参照图1、图2所示，该特高压直流避雷器的机械结构，包括多个相互串联连接的避雷器元件2，及设置于避雷器元件2顶端的防晕装置1，避雷器元件2包括避雷器芯体6及套接于避雷器芯体6外侧的耐候性伞套，其中，在避雷器芯体6与耐候性伞套之间采用加强型机械结构；该加强型机械结构为在避雷器芯体6与耐候性伞套之间设复合外套3，且在复合外套3的绝缘筒内壁沿避雷器芯体6轴向设置多根绝缘杆4，沿避雷器芯体6径向设置多个支撑环5。 
图1给出了相互串接的避雷器元件2为六节带有加强型机械结构的避雷器元件在电气上串联构成，每个元件的端部通过连接螺栓固定。并且，防晕装置1设有六环，通过螺栓与避雷器元件2固定连接。 
图2所示避雷器元件2剖视图显示复合外套3的绝缘筒内壁沿避雷器芯体6轴向布置绝缘杆4的结构，本发明采取设置4～10根绝缘杆4来支撑避雷器元件2。绝缘杆4采取高强度的环氧玻璃丝引拔棒，并在绝缘筒内壁均压分布。设置4～10根绝缘杆4是通过复合外套3两个端部的定位连接环7与法兰8连接和3～12个支撑环5来分段固定绝缘杆4，从而起到定位和机械紧固的作用。 
本发明的复合外套3采用环氧玻璃丝缠绕于筒型外套结构，复合外套3外部耐候性伞套材料为合成硅橡胶。 
下面给出了加强型预紧机械结构(1号元件)和未设置加强型预紧机械结构(2号元件)避雷器元件2的刚度比较。避雷器元件2在垂直轴向顶端力的作用下顶端的径向位移见表1。 
表1避雷器元件在抗弯曲负荷下顶端的径向位移 
  序号   弯曲负荷/kN   1号元件/mm   2号元件/mm
  1   10   6   8
  2   40   22   30
  3   60   34   47
  4   80   44   61
  5   100   56   78
上表1给出了加强型预紧机械结构和未设置加强型预紧机械结构避雷器元件2的刚度比较的实施例，并从表1中可看出，未设置加强型预紧机械结构避雷器元件比加强型预紧机械结构避雷器元件的位移增加30％～40％，通过采用加强型预紧机械结构能够显著提高复合外套的刚度和强度。本发明通过加强型预紧机械结构，能够解决特高压直流避雷器机械强度大和耐震水平高的要求，并限制避雷器顶端在导线水平力、风力及地震力作用下的径向位移，提高了复合外套的强度和刚度，保证避雷器的支撑结构和芯体结构的稳定性，保证避雷器的安全运行。 

Claims (4)

1.一种特高压直流避雷器，包括多个相互串联连接的避雷器元件(2)，及设置于避雷器元件(2)顶端的防晕装置(1)，所述避雷器元件(2)包括避雷器芯体(6)及套接于避雷器芯体(6)外侧的耐候性伞套，其特征在于，在避雷器芯体(6)与耐候性伞套之间采用加强型机械结构；
所述加强型机械结构为在避雷器芯体(6)与耐候性伞套之间设复合外套(3)，所述复合外套(3)两个端部设定位连接环(7)，并胶装法兰(8)，且在复合外套(3)的绝缘筒内壁沿避雷器芯体(6)轴向设置有4～10根绝缘杆(4)，所述绝缘杆(4)为环氧玻璃丝引拔棒，并在绝缘筒内壁均压分布，沿避雷器芯体(6)径向设置3～12个支撑环(5)，设置4～10根绝缘杆(4)是通过复合外套(3)两端的所述定位连接环(7)与所述法兰(8)连接和所述支撑环(5)分段固定所述绝缘杆(4)。
2.根据权利要求1所述的一种特高压直流避雷器，其特征在于，所述相互串接的避雷器元件(2)为六节。
3.根据权利要求1所述的一种特高压直流避雷器，其特征在于，所述复合外套(3)采用环氧玻璃丝缠绕于筒型外套结构。
4.根据权利要求1所述的一种特高压直流避雷器，其特征在于，所述复合外套(3)外部耐候性伞套材料为合成硅橡胶。
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