CN105261433A - 一种避雷器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种避雷器，其中芯片连接在第一导电柱和第二导电柱之间，第一导电柱中设置的第一接线端的电压大于第二导电柱中设置的第二接线端的电压，当避雷器老化时从第一接线端流向第二接线端的工频电流不断增大，使得位于第一导电柱和第二导电柱之间的芯片上的工频电流也不断增大，导致芯片的发热大于散热，进而使避雷器内的温度不断升高。在高温作用下脱落机构失效并且失效的脱落机构挤压弹性部件，在弹性部件的作用下与弹性部件连接的接地螺栓脱离避雷器，从而使得避雷器自动脱离配电线路，这样检修人员则无需对避雷器进行逐一排查，降低排查工作量。并且避雷器自动脱离配电线路，降低避雷器出现永久性接地故障的几率，提高线路供电的可靠性。

Description

一种避雷器

技术领域

本发明属于电气保护设备技术领域，尤其涉及一种避雷器。

背景技术

避雷器是一种并联在电气设备上的保护设备，其作为人为设置在线路或者设备上的间隙装置，在正常工作电压下处于隔离绝缘状态，在过电压下间隙装置被击穿接地以放电降压，从而在过电压下起到保护线路或者设备绝缘的作用。

目前常用的避雷器是氧化锌避雷器，这种类型的避雷器可以利用氧化锌良好的非线性伏安特性，使得在正常工作电压时流过氧化锌避雷器的电流极小；在过电压作用下氧化性内的电阻急剧下降，在电阻急剧下降的情况下过电压被释放达到保护线路或电气设备的效果。

但上述氧化锌避雷器的安装位置离地面较高，肉眼很难判断氧化锌避雷器是否出现故障，这样在氧化锌避雷器被击穿造成线路单相接地故障后，需要线路停电并由检修人员逐个杆塔的进行登杆排查，从而增加排查工作量。并且随着排查时间的增长停电时间也会增长，从而降低线路供电的可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种避雷器，在避雷器故障后可自行脱离配电线路，从而降低排查工作量和提高线路供电的可靠性。技术方案如下：

本发明提供一种避雷器，包括：绝缘外套、芯片、脱落机构、弹性部件和接地螺栓；其中，所述绝缘外套的顶端设置有第一导电柱，所述绝缘外套的底端设置有第二导电柱，所述第一导电柱中设置有第一接线端，所述第二导电柱中设置有第二接线端，且所述第一接线端的电压大于所述第二接线管的电压；

所述芯片连接在所述第一导电柱和所述第二导电柱之间，且通过所述绝缘外套中的绝缘层与所述脱落机构、所述弹性部件隔离；

所述脱落机构固定在所述绝缘外套中，所述接地螺栓设置在所述绝缘外套的底端，且所述脱落机构和所述接地螺栓之间连接有所述弹性部件。

优选地，所述避雷器还包括：设置在所述绝缘外套的底端，且与所述弹性部件连接的底盖，所述接地螺栓设置在所述底盖上；

所述芯片中注入有产气材料。

优选地，所述避雷器还包括：设置在所述绝缘外套的底端的泄压器。

优选地，所述芯片采用负温度系数的非线性电阻阀片。

优选地，所述底盖通过密封圈密封设置在所述绝缘外套的底端。

优选地，所述第一导电柱的外部、所述第二导电柱的外部、所述第一接线端的外部和所述第二接线端的外部均包裹有绝缘件。

优选地，所述避雷器还包括：与绝缘外套连接的保护装置。

优选地，所述绝缘外套的结构为硅橡胶一体成型的伞裙状结构。

优选地，所述芯片和所述绝缘外套之间的距离在预设距离范围内。

与现有技术相比，本发明提供的上述技术方案具有如下优点：

本发明提供的上述技术方案中，芯片连接在第一导电柱和第二导电柱之间，并且第一导电柱中设置的第一接线端的电压大于第二导电柱中设置的第二接线端的电压，当避雷器老化时，从第一接线端流向第二接线端的工频电流不断增大，使得位于第一导电柱和第二导电柱之间的芯片上的工频电流也不断增大，导致芯片的发热大于散热，进而使避雷器内的温度不断升高。在高温作用下脱落机构失效并且失效的脱落机构挤压弹性部件，在弹性部件的作用下与弹性部件连接的接地螺栓脱离避雷器，从而使得避雷器自动脱离配电线路，这样检修人员则无需对避雷器进行逐一排查，降低排查工作量。并且避雷器自动脱离配电线路，降低避雷器出现永久性接地故障的几率，提高线路供电的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的避雷器的第一种结构示意图；

图2是本发明实施例提供的避雷器的第二种结构示意图；

图3是本发明实施例提供的避雷器的第三种结构示意图；

图4是本发明实施例提供的避雷器的第三种结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，其示出了本发明实施例提供的避雷器的一种结构示意，可以包括：绝缘外套11、芯片12、脱落机构13、弹性部件14和接地螺栓15。其中，绝缘外套11的顶端设置有第一导电柱16，绝缘外套11的底端设置有第二导电柱17，第一导电柱16中设置有第一接线端18，第二导电柱17中设置有第二接线端19，且第一接线端18的电压大于第二接线管19的电压。芯片12连接在第一导电柱16和第二导电柱17之间，且通过绝缘外套11中的绝缘层与脱落机构13、弹性部件14隔离。

也就是说，当避雷器安装在配电线路上时，避雷器中的第一接线端18可以连接配电线路上的高电压，避雷器中的第二接线端19可以连接配电线路上的低压端，使得配电线路上的电流从第一接线端18流向第二接线端19。进一步因为第一接线端18设置在第一导电柱16中，第二接线端19设置在第二导电柱17中，且芯片12连接在第一导电柱16和第二导电柱17之间，因此第一接线端18上流经的电流经过第一导电柱16流向芯片12，并通过芯片流向第二导电柱17，通过第二导电柱17传给第二接线端17，即避雷器所在配电线路上的电流可以流经芯片12。

并且为了保护芯片12被避雷器中的其他金属部件影响，在本发明实施例中，芯片12被绝缘外套中的绝缘层包裹，以将其与脱落机构13、弹性部件14相互隔离，降低脱落机构13和弹性部件14对芯片12的影响。

在本发明实施例中，脱落机构13固定在绝缘外套11中，接地螺栓15设置在绝缘外套11的底端，且脱落机构13和接地螺栓15之间连接有弹性部件14。其中脱落机构13采用的一种固定方式是：通过焊料焊接的方式将脱落机构固定在绝缘外套11，这样在避雷器内的高温作用下，焊料熔化脱落机构13脱落，脱落后的脱落机构13挤压弹性部件14，在弹性部件14的作用下接地螺栓15脱离避雷器。

在本发明实施例中，弹性部件14可以是一储能弹簧，在脱落机构13的挤压作用下储能弹簧受到挤压，使得储能弹簧向接地螺栓15作用，这样就会使接地螺栓15在储能弹簧的作用下脱离避雷器。

从上述技术方案可以看出，芯片12连接在第一导电柱16和第二导电柱17之间，并且第一导电柱16中设置的第一接线端18的电压大于第二导电柱17中设置的第二接线端19的电压，当避雷器老化时，从第一接线端18流向第二接线端19的工频电流不断增大，使得位于第一导电柱16和第二导电柱17之间的芯片12上的工频电流也不断增大，导致芯片12的发热大于散热，进而使避雷器内的温度不断升高。在高温作用下脱落机构13失效并且失效的脱落机构13挤压弹性部件14，在弹性部件14的作用下与弹性部件14连接的接地螺栓15脱离避雷器，从而使得避雷器自动脱离配电线路，这样检修人员则无需对避雷器进行逐一排查，降低排查工作量。并且避雷器自动脱离配电线路，降低避雷器出现永久性接地故障的几率，提高线路供电的可靠性。

当避雷器遭强雷击或者其他原因引起芯片12瞬间损坏或引起芯片12侧面闪络时，工频电流通过芯片12，芯片12产生的温度不足以熔化用于焊接脱落机构13的焊料，因此为了能够让避雷器在遭强雷击或者其他原因引起芯片12瞬间损坏或引起芯片12侧面闪络时仍能够自动脱离配电线路，本发明实施例提供的避雷器中还可以在绝缘外套11的底端还可以设置有一底盖20，底盖20与弹性部件14连接，接地螺栓15设置在底盖20上，且芯片12内注入有产气材料，如图2所示。

当避雷器遭强雷击或者其他原因引起芯片12瞬间损坏或引起芯片12侧面闪络时，工频电流通过芯片12。芯片12内注入的产气材料在工频电流的作用下产生高压气体，使得底盖20在高压气体的作用下脱离绝缘外套，同时设置在底盖20上的接线螺栓15也会脱离避雷器，使得避雷器自动脱离配电线路。

当芯片12内注入的产气材料在工频电流的作用下产生高压气体时，高压气体有可能会导致避雷器整体爆炸，为了降低避雷器爆炸的几率，在绝缘外套11的底端可以设置一个泄压器21，如图3所示，泄压器21可以释放避雷器中的部分压力，以降低其爆炸的几率。

在本发明实施例中，底盖20的材质可以采用环氧树脂一类的材质。芯片12可以采用负温度系数的非线性电阻阀片，这样非线性电阻阀片会在工频电流增大的同时其温度将会大幅度升高，使得大量的热量能够及时传递给脱落机构13，使脱落机构13脱落。

其中非线性电阻阀片可以采用φ33阀片，其中φ33为阀片的型号，所述φ33阀片的压比均达到1.8以下，大电流冲击通流容量为80kA，满足2ms方波通流容量的要求，且在压比达到1.8以下的同时仍能够大大提高直流1mA残压，从而使阀片在配电线路持续运行的电压下，其可靠性和老化性都有所提高。

此外，为了提高避雷器的绝缘性，本发明实施例提供的避雷器中底盖20通过密封圈密封设置在绝缘外套11的底端，且第一导电柱16的外部、第二导电柱17的外部、所述第一接线端18的外部和所述第二接线端19的外部均包裹有绝缘件，使得避雷器形成一密封结构，其内各个部件可以与外界绝缘，防止外界潮气浸入导致的内部绝缘损坏，以降低芯片劣化速度和由于芯片劣化速度加快导致的爆炸。

当避雷器自动脱离配电线路时，如果配电线路下方有行人经过，自动脱离的避雷器会为行人带来危害，因此为了降低避雷器自动脱离导致的其他危害，本发明实施例提供的避雷器还包括：与绝缘外套11连接的保护装置22，如图4所示。

在实际使用中，保护装置22固定在配电线路上，且保护装置22通过一固定装置与避雷器的绝缘外套11相连，如保护装置22上绑有一条绳子，绳子的另一端绑在绝缘外套11上。当避雷器的接地螺栓15自动脱落后，避雷器中除保护装置22之外其他部件也会脱离配电线路，但在保护装置22和绝缘外套11之间绳子的作用下，可以防止避雷器中除保护装置22之外其他部件掉落在地面上，从而保证了配电线路下方行人的安全。

此外，发明人在经过多次研究发现：由于避雷器通常工作在室外，所以避雷器的绝缘外套容易受到环境粉尘的污染，特别是设置在冶金厂区内变电所的避雷器，由于粉尘中金属粉尘的比例较大，故给绝缘外套造成严重的污染，从而引起污闪或沿绝缘外套表面电流也不均匀分布，这就会加速避雷器内芯片的劣化速度。

为此本发明实施例提供的避雷器中绝缘外套11的结构为硅橡胶一体成型的伞裙状结构，如图所示绝缘外套11的结构就是硅橡胶一体成型的伞裙状结构，此种结构的绝缘外套11可以使粉尘分布均匀，降低因粉尘分布不均导致的沿绝缘外套表面电流不均匀分布的现象，从而降低避雷器内芯片的劣化速度。并且硅橡胶一体成型的伞裙状结构会提高避雷器的外绝缘闪络电压，降低避雷器器发生闪络现象。其中绝缘外套11可以使用锗材料，这样硅橡胶一体成型的伞裙状结构的绝缘外套11可以具有较高的耐电腐蚀性、耐老化性、憎水性及防污性。

为了进一步降低避雷器发生闪络现象，芯片12和绝缘外套11之间的距离在预设距离范围内，也就是说芯片12和绝缘外套11之间具有一空隙，可以作为闪络通道以降低避雷器发生闪络现象。在本发明实施例中预设距离范围根据避雷器应用场景而具体设置，对于其具体取值本发明实施例并不加以限制。

发明人对本发明实施例提供的避雷器进行试验可知：本发明实施例提供的避雷器的外部爬电比距大于34mm/kV，闪络电压大于200kV，在将芯片的闪络电压值设定在60～75kV之间时，避雷器在大于65kV的雷击作用下都不会发生外部闪络。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种避雷器，其特征在于，包括：绝缘外套、芯片、脱落机构、弹性部件和接地螺栓；其中，所述绝缘外套的顶端设置有第一导电柱，所述绝缘外套的底端设置有第二导电柱，所述第一导电柱中设置有第一接线端，所述第二导电柱中设置有第二接线端，且所述第一接线端的电压大于所述第二接线管的电压；

所述芯片连接在所述第一导电柱和所述第二导电柱之间，且通过所述绝缘外套中的绝缘层与所述脱落机构、所述弹性部件隔离；

所述脱落机构固定在所述绝缘外套中，所述接地螺栓设置在所述绝缘外套的底端，且所述脱落机构和所述接地螺栓之间连接有所述弹性部件。

2.根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于，所述避雷器还包括：设置在所述绝缘外套的底端，且与所述弹性部件连接的底盖，所述接地螺栓设置在所述底盖上；

所述芯片中注入有产气材料。

3.根据权利要求2所述的避雷器，其特征在于，所述避雷器还包括：设置在所述绝缘外套的底端的泄压器。

4.根据权利要求2所述的避雷器，其特征在于，所述芯片采用负温度系数的非线性电阻阀片。

5.根据权利要求2所述的避雷器，其特征在于，所述底盖通过密封圈密封设置在所述绝缘外套的底端。

6.根据权利要求5所述的避雷器，其特征在于，所述第一导电柱的外部、所述第二导电柱的外部、所述第一接线端的外部和所述第二接线端的外部均包裹有绝缘件。

7.根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于，所述避雷器还包括：与绝缘外套连接的保护装置。

8.根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于，所述绝缘外套的结构为硅橡胶一体成型的伞裙状结构。

9.根据权利要求8所述的避雷器，其特征在于，所述芯片和所述绝缘外套之间的距离在预设距离范围内。