CN102714078A - 避雷器 - Google Patents

Abstract

避雷器具备：避雷器内部要素，积层多个非线性电阻器而构成该避雷器内部要素；筒状的绝缘容器，收容避雷器内部要素，并且在内部收容有绝缘性气体；高电压侧导体，以形成有露出至绝缘容器内的露出面的方式设置在绝缘容器的一个端部，与避雷器内部要素电连接；以及绝缘性树脂层，至少覆盖高电压侧导体的露出面与绝缘容器的内侧面的边界部。

Description

避雷器

技术领域

本发明的实施方式涉及具备以氧化锌为主成分的非线性电阻器且被设置在送电线、发电站、变电所等中的避雷器。

背景技术

使用了氧化锌元件的避雷器具有电压电流非线性、放电容量特性、化学稳定性等的优良特性。近年来，开发出了保护特性得以大幅提高的高性能避雷器，该高性能避雷器被适用于相对于异常电压对设置在发电站、变电所等中的气体绝缘开闭装置、变压器等进行保护。

作为这样的避雷器有如下的避雷器：封入有绝缘性能优良的六氟化硫气体的罐式避雷器、封入有氮和/或空气的绝缘子避雷器、以及聚合物避雷器等。

其中关于罐式避雷器，通过应用六氟化硫气体作为绝缘介质，能够与其他开闭装置设备同样地实现大幅度的小型化，由此，在变电所设备等的设置面积缩小等方面取得了很大效果（例如，参照专利文献1）。

另一方面，由于近年来全世界对环境问题的关心提高，对于温室效应系数是二氧化碳的23900倍的六氟化硫的限制已真格化，各机关在推进使用代替气体的变电设备或不使用绝缘气体的变电设备的研究。

参照图3对以往的罐式避雷器的结构进行说明。如图3所示，串联地层积氧化锌元件2而构成的避雷器内部要素1，与接地罐5同轴状地被收纳、配置在封入有由六氟化硫气体构成的绝缘性气体3的垂直配置的接地罐5内。该避雷器内部要素1的轴向的一端（图3中上端部）经由被绝缘隔板4支撑的高电压侧导体6与未图示的变电所母线连接。该罐式避雷器在避雷器内部要素1的高压侧配设有用于实现氧化锌元件2的电压分担的均匀化的屏蔽件7，在避雷器内部要素1的低压侧连接有接地电位部。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001－068308公报

发明内容

发明要解决的课题

如上所述，关于绝缘特性优良的六氟化硫气体，从降低环境负担的观点出发，优选抑制对该六氟化硫气体的使用。然而，在不使用六氟化硫气体的情况下存在这样的问题：各部位的电场强度变得非常高，在运转电压、异常电压侵入时会引发绝缘击穿，导致系统事故的可能性较高。

本发明是鉴于这样的以往的情况而做出的，其目的在于提供一种能够实现环境负担的降低，并且能够抑制高电场部的电场，能够耐各种电气应力的避雷器。

用于解决课题的手段

本发明的避雷器的一方式具备：避雷器内部要素，积层多个非线性电阻器而构成该避雷器内部要素；筒状的绝缘容器，收容上述避雷器内部要素，并且在内部收容有绝缘性气体；高电压侧导体，以形成有露出至上述绝缘容器内的露出面的方式设置在上述绝缘容器的一个端部，与上述避雷器内部要素电连接；以及绝缘性树脂层，至少覆盖上述高电压侧导体的上述露出面与上述绝缘容器的内侧面的边界部。

附图说明

图1是表示实施方式的避雷器的概略结构的纵剖视图。

图2是表示其他实施方式的避雷器的概略结构的纵剖视图。

图3是表示以往的罐式避雷器的一例的概略结构的纵剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明实施方式。

图1是示意性地表示一个实施方式的避雷器100的概略结构的纵剖视图。如该图所示，本实施方式的避雷器100具备避雷器内部要素1，该避雷器内部要素1是通过串联地积层多个作为非线性电阻器的圆柱状氧化锌元件2而构成的。

避雷器内部要素1与绝缘容器8同轴地收容在形成为圆筒状的绝缘容器8的中央部。此外，在绝缘容器8内的内部收容有与六氟化硫气体相比温室效应系数低的绝缘性气体3。作为该绝缘性气体3，例如，可以使用氮或二氧化碳或干燥空气中的任一种等。

绝缘容器8由例如硅树脂、环氧树脂等的绝缘性树脂构成。在绝缘容器8的外侧涂敷有导电性的塗料9，起到与以往的罐式避雷器中的接地容器同等的作用。

在该绝缘容器8的一端（图1中下侧端部）设有具备排压装置11的盖12。通过该盖12，不但能够保证绝缘容器8内的气密性，并且即使因万一的过负载而导致避雷器内部要素1被损坏、绝缘容器8的内压上升，也能通过排压装置11排出绝缘容器8内的气体从而减轻压力上升，不会引发爆炸性飞散。

另一方面，在绝缘容器8的另一端（图1中上侧端部）埋设有高电压侧导体6。该高电压侧导体6与GIS（气体绝缘开闭装置）连接导体13电连接，经由GIS连接导体13，与未图示的开闭装置、变压器电连接。

避雷器内部要素1的轴向的一端（图1中上侧端部）与高电压侧导体6电连接。而且，避雷器内部要素1经由高电压侧导体6及GIS连接导体13，与未图示的开闭装置、变压器电连接。另一方面，避雷器内部要素1的低压侧（图1中下侧端部）气密地贯通绝缘容器8并与接地电位部电连接。

埋设于绝缘容器8的上述高电压侧导体6，与避雷器内部要素1的上端电连接，并且以设有间隔地将避雷器内部要素1的上端部的周围包围的方式朝向下侧延伸。因此，在绝缘容器8内部的顶面以及与顶面连续的上部内壁面形成有露出了高电压侧导体6的露出面。这样构成的高电压侧导体6具有对沿避雷器内部要素1轴向的电压分担进行控制的作用。

在高电压侧导体6的露出面与绝缘容器8的内侧面（内壁）的边界部分，电场应力变得非常高。因此，在施加高电压时，在该部分发生绝缘击穿的可能性高。特别是，在作为绝缘性气体3没有使用六氟化硫气体，而使用了氮、二氧化碳、干燥空气等的情况下，其危険性变高。

因此，在本实施方式的避雷器100中，以至少覆盖高电压侧导体6的露出面与绝缘容器8的内壁的边界部分的方式配设绝缘性树脂层10。该绝缘性树脂层10例如可以由硅树脂、环氧树脂等构成。在图1所示的避雷器100中，在绝缘容器8的上端部分，在绝缘容器8内壁与避雷器内部要素1之间填充绝缘性树脂，由此来形成绝缘性树脂层10。因此，避雷器内部要素1的高电压侧部分的外周面成为被绝缘性树脂层10覆盖的状态。

然而，绝缘性树脂层10可以以至少覆盖高电压侧导体6的露出面与绝缘容器8的内壁的边界部分的方式配设，也可以例如图2所示的避雷器100a那样，将绝缘性树脂层10a沿着高电压侧导体6的露出面与绝缘容器8的内壁的边界部分配设为环状。在该情况下，例如，沿着高电压侧导体6的露出面与绝缘容器8的内壁的边界部分来涂层绝缘性树脂，从而能够形成绝缘性树脂层10a。

另外，在图2所示的避雷器100a中，关于上述绝缘性树脂层10a以外的部分，由于构成为与图1所示的避雷器100相同，因此对于对应的部分赋予相同的符号并省略重复的说明。

在上述这样构成的避雷器100、避雷器100a中，即使作为绝缘性气体3使用了与六氟化硫气体相比温室效应系数较低的氮、二氧化碳或干燥空气的情况下，也能够大幅度地降低在施加高电压时电场应力会变得非常高的高电压侧导体6的露出面与绝缘容器8的内壁的边界部分发生绝缘击穿的可能性。即，能够提高高电场部位的绝缘击穿电平。由此，能够耐耐受各种电气应力，还能够实现避雷器的小型化、轻量化。

在上述的避雷器100、避雷器100a中，也可以在形成绝缘性树脂层10、绝缘性树脂层10a时，向绝缘性树脂中混合电场缓和效果高的氧化锌压敏电阻粉末。这样，若在绝缘性树脂中混合了氧化锌压敏电阻粉末，则通过电场缓和效果能够进一步提高绝缘击穿电平。

如以上说明的那样，在实施方式中的避雷器100、避雷器100a中，即使作为绝缘性气体3使用了与六氟化硫气体相比温室效应系数低的氮、二氧化碳、干燥空气，也能够确保高电场部位的绝缘击穿电平，能够通过不使用六氟化硫气体而实现环境负担的降低。此外，能够实现避雷器的小型和轻量化，不仅能够降低避雷器自身的成本，还能够实现应用避雷器的变电所整体的成本降低。

说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式仅是作为例子而提出的，并不意欲限定发明的范围。这些新的实施方式可以以其他多种方式来实施，在不脱离发明的宗旨的范围内，可以进行多种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形也包含在发明的范围、宗旨内，并且包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。

Claims (6)

1.一种避雷器，其特征在于，具备：

避雷器内部要素，积层多个非线性电阻器而构成该避雷器内部要素；

筒状的绝缘容器，收容上述避雷器内部要素，并且在内部收容有绝缘性气体；

高电压侧导体，以形成有露出至上述绝缘容器内的露出面的方式设置在上述绝缘容器的一个端部，与上述避雷器内部要素电连接；以及

绝缘性树脂层，至少覆盖上述高电压侧导体的上述露出面与上述绝缘容器的内侧面的边界部。

2.如权利要求1所述的避雷器，其特征在于，

收容在上述绝缘容器内的绝缘气体是氮、二氧化碳或干燥空气中的任一种。

3.如权利要求1所述的避雷器，其特征在于，

在上述绝缘性树脂层中混合有氧化锌压敏电阻粉末。

4.如权利要求2所述的避雷器，其特征在于，

在上述绝缘性树脂层中混合有氧化锌压敏电阻粉末。

5.如权利要求1～4中任一项所述的避雷器，其特征在于，

上述绝缘性树脂层通过在上述绝缘容器与上述避雷器内部要素的高电压侧的部分之间填充绝缘性树脂而形成。

6.如权利要求1～4中任一项所述的避雷器，其特征在于，

上述绝缘性树脂层沿着上述高电压侧导体的上述露出面与上述绝缘容器的内侧面的边界部形成为环状。

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