CN105765670B - 具有模制伞裙的避雷器和用于模制的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高压避雷器(10)，包括具有突出伞裙(40)的绝缘聚合物壳体(30)。伞裙(40)具有与避雷器(10)的纵向轴线(z)形成钝角(55)的上伞面(50)和下伞面(60，70)。所述下伞面包括与所述轴线(z)形成大致直角(65)的内侧部分(60)和与所述轴线(z)形成锐角(75)的外侧部分(70)。本发明还涉及一种用于模制电绝缘聚合物壳体的装置。

Description

具有模制伞裙的避雷器和用于模制的装置

技术领域

本发明涉及一种高压避雷器，其包括由具有突出伞裙(shed)的聚合物壳体围绕的变阻器元件，以及一种用于模制具有突出伞裙的聚合物壳体的装置。

背景技术

高压避雷器常见于电力传输和分配领域。它们形成耗散系统的一部分，通过耗散系统在电力系统中发生瞬态过电压时使电流消散。这样的避雷器可以包括多个变阻器元件，其在经受预定的电压时，从高电阻状态变为导电状态。避雷器的一端可以被接地，另一端连接到电网。变阻器元件需要被电绝缘，并且通过设有伞裙的电绝缘壳体使变阻器元件绝缘，并且保护其不受环境的干扰。

US8305184B2公开了一种避雷器，以及根据本专利申请的独立权利要求的前序部分所述的模具。

EP2444982A1公开了一种用于例如避雷器的伞裙。伞裙的形状为具有弯曲的自由边缘的锥形圆盘。在EP2444982A1的图9的实施例中，伞裙的上表面相对于所述避雷器的纵向轴线形成钝角，而下表面从所述轴线垂直地延伸。

发明内容

本发明的目的提供一种具有变阻器元件的高压避雷器，其从环境受到良好的保护。该避雷器相对容易制造并且成本低。

这些目的已通过一种包括由具有突出伞裙的电绝缘聚合物壳体围绕的变阻器元件的高压避雷器实现。该伞裙具有与避雷器的纵向轴线形成钝角的上伞面，和包括与所述轴线形成大致直角的内侧部分和与所述轴线形成锐角的外侧部分的下伞面。

避雷器通常以纵向轴线竖直布置地安装。这意味着，当避雷器被安装时，上述上伞面向下倾斜，下伞面的内侧部分基本上水平地延伸，并且下伞面的外侧部分向下倾斜。

通过形成具有这种内侧部分和外侧部分的下伞面的伞裙，变阻器元件从环境中受到很好的保护。当安装时下伞面的外侧部分向下倾斜的事实使其内侧部分并且类似地伞裙下的绝缘壳体，能避开环境的影响。重要的是，本设计带来的优点是，在制造过程中，每个伞裙，由此整个绝缘壳体，很容易从模具中取出。进一步，该设计容许细长而尺寸稳定的伞裙。

伞裙的周向自由端可以包括直线段，其基本上与避雷器的纵向轴线平行延伸。这在制造过程中成为优势，因为模具的伞裙很容易生产，承受较高的接触压力，并具有较长的使用寿命。

优选地，下伞面的内侧部分与该直线段齐平。以这种方式，用于形成该下伞面的模具将很容易产生。

本发明的另一个目的是提供一种用于模制具有突出伞裙的电绝缘聚合物壳体的装置。该装置应是比较容易地和节省成本地制造。

该目的已通过一种用于模制具有突起伞裙的电绝缘聚合物壳体的装置实现，该装置包括第一模具部分和第二模具部分，当第一模具部分和第二模具部被放在一起时形成伞裙的半模。第一模具部分具有基本上均匀倾斜用于形成上伞面的第一模具表面。第二模具部分具有第二模具表面用于形成下伞面，所述第二模具表面包括基本上垂直于旋转轴用于形成下伞面的内侧部分的内模表面。第二模具表面还包括相对于所述内侧模具表面倾斜、用于形成下伞面的外侧部分的外侧模具表面。

附图说明

将参照下面的附图来更详细地说明本发明的一个实施例，其中

图1是包括环绕的具有突出伞裙的绝缘聚合物壳体的高压避雷器的侧视图，

图2是这样的高压避雷器的截面图，

图3是图2所示伞裙的放大图，

图4示出用于模制具有突出伞裙的电绝缘聚合物壳体的半模，该半模包括多个相邻的第一和第二模具部分，以及

图5是示出两个这样的第一和第二模具部分当被放在一起时以致形成一个伞裙的半模的说明草图(上图)以及彼此隔开一段距离的分解图(下图)。

具体实施方式

图1和2中公开了一种高压避雷器10。这些侧视图示出按照使用时正常地安装的避雷器10；它的纵向轴线z竖直布置。当在下文中使用表述“上”和“下”时，它们参考的是在图1和2中的避雷器10。

典型地，高压避雷器10被用于室外。避雷器适于户外使用，并且也可以被称为室外避雷器。高压在这里定义为1kV及以上的电压。

图1的避雷器10包括以具有突出伞裙40的绝缘聚合物壳体30的形式的覆盖物。合适的聚合物材料是硅胶。图2的截面露出一列变阻器元件20，以及具有螺纹连接的上端子与下端子。下端子以及最下的变阻器元件之间，公开组合式长度调节和枢轴单元，这样的单元在EP1936639 B1中被描述。

上端子将被连接到电网并且下端子将被接地。这意味着，在使用时，避雷器的上端与下端之间存在大的电势差。现在，伞裙40的目的是延长沿着避雷器10的外表面的爬电距离，正如本领域技术人员众所周知的那样。

伞裙40从避雷器10的纵向轴线z径向延伸。聚合物壳体30，可以说是包括管状部和由此延伸的伞裙40。由于存在沿着避雷器10排列的多个连续伞裙40，伞裙40在纵向轴线方向上(即在使用时的竖直方向)彼此遮盖。这意味着每个伞裙，除了最上面的一个，将被相邻上部伞裙遮避，使其不受雨水和污染的影响。

如在图1和2所示，通过提供交替的宽和窄的伞裙，窄的伞裙将用来特别好地延长爬电距离，因为它们完全被宽的伞裙覆盖。在本实施例中，提供了17个宽的伞裙和16个窄的伞裙。顶部伞裙和以及底部伞裙是宽的伞裙。

安装具有交替宽的和窄的伞裙、且使上端以及下端具有宽的伞裙的避雷器的优点是，不仅上部窄的伞裙将很好遮蔽，而且包括下端子的避雷器的下端也可以很好遮蔽。这意味着，宽的伞裙的数量将等于窄的伞裙的数目+1。作为替代方案，避雷器可以安装相等数目的宽与窄的伞裙，例如16个宽的伞裙和16个窄的伞裙。

图3是图2所示的避雷器的局部放大图，详细的示出聚合物壳体30的一个宽的伞裙40和管状部的一部分。从某一维度而言，宽的伞裙与窄的伞裙不同，如图清楚的示出，下面将进行说明。伞裙40是圆盘形的，并且图3所示的截面围绕避雷器的纵向中心轴线z旋转对称。通过比较图2和3，可以理解的是，在图3所示的纵向轴线z与图2所示的纵向中心轴线z相比平行移位。

伞裙40具有上伞面50和下伞面60，70。在伞裙40的径向最内部分，存在内半径52，62，在上、下伞面以及与聚合物壳体30的管状部分之间形成平滑的过渡。伞裙40的径向最外部分包括上伞面50上的外半径58，而下伞面终止于相对尖锐的边缘78。

裙40的外侧下部角78相对尖锐的事实使液滴的形成变得更为方便，而且避雷器10会很快干燥。

上伞面向下倾斜。换句话说，上伞面50与纵向轴线z形成钝角55。按照定义，钝角大于90°，并且该角度55优选为等于或大于92°且等于或小于103°，更优选的区间为95-101°。

除了内外半径52，58，上伞面50是直的，而且沿着伞裙40的整个延伸方向向下连续倾斜。

另一方面，下伞面包括基本上水平的内侧部分60和向下倾斜的外侧部分70。换句话说，内侧部分60基本上垂直地从所述纵向轴线z延伸，并且外侧部分与纵向轴线z形成锐角75。锐角小于90°，并且该角度75优选为等于或小于88°，且等于或大于81°，更优选的区间是84-88°。内侧部分60是直的，并基本上水平地从内侧半径62向外侧部分70延伸。外侧部分70是直的且连续向下倾斜。

当前下伞面具有基本上是水平的内侧部分60以及相对于内侧部分60以一定的角度向下延伸的外侧部分70，提供了尺寸上特别稳定的伞裙。整体地平坦并且垂直于纵向避雷器轴(EP2444982A1图9)的下伞面在制造过程中存在伞裙可能发生卷曲或扭曲的风险，特别是如果这样的伞裙是细长的设计。

原则上，根据本发明的伞裙，如权利要求1所限定的，可以具有如下的下伞面，下伞面具有不止一个基本水平部，和/或不止一个的倾斜部。然而，在本发明最优选的实施方案中，如本文中所示，下伞面包括单个的基本上水平部60和单个的倾斜部70。

如在图3中的右侧(同时在图4的局部截面图中)可以看到的，该伞裙40的周向自由端包括直线段80。如已经描述的，伞裙40的外侧上部角是倒圆的58，该半径58以下是延伸到伞裙40的外侧下部角78的直线段80。有利地，此直线段80基本上与纵向轴线z平行地延伸。这样的设计有利于制造，正如将在下面描述的一样。优选的是，直线段80沿着超过伞裙40的周向自由端一半的厚度延伸。在该实施例中，直线段80沿所述端厚度的约75％延伸。更精确地说，伞裙40的周向自由端包括直线段80和半径58。

在图3中，示出一个径向轴y，其正交于纵向轴线z延伸。径向轴y与下伞面的内侧部分60对齐，并通过直线段80。换言之，直线段80与下伞面的内侧部分60齐平。这意味着，平行并与下伞面的内侧部分60齐平绘制的线与直线段80相交。这样的设计有利于制造，如将在下面进行说明的一样。相应的轴，z和y，示于图4和5。

在所示的宽的伞裙40(图3)中，下伞面的内侧和外侧部分60，70基本上是相同的长度或延伸量。优选地，内侧部分60构成伞裙延伸部分的40-50％。外侧部分70构成伞裙延伸量的50-60％。贯穿本文，伞裙延伸量是指从聚合物壳体30的管状部分到伞裙40的周向自由端测量的伞裙的总长度。但应注意的是，因为任何内侧62和/或外侧半径也被包含在伞裙的延伸量中，正如被定义的那样，内侧和外侧部分60，70的延伸量不能总计到伞裙延伸量的100％。

这里没有示出窄的伞裙的详细视图。窄的伞裙不同于宽的伞裙，主要在于，内侧部分60被缩短，正如在图4的局部放大图中看到的。在窄的伞裙40，内侧部分60构成伞裙延伸量的20-30％。外侧部分70构成伞裙延伸量的70-80％。

按照本发明的伞裙40包括构成伞裙延伸量20-80％的基本上水平部60和构成伞裙延伸量20-80％的倾斜部70。这样的设计有利于提供细长伞裙，从而需要较少的材料用于制造，还提供了良好的遮蔽。下伞面内侧和外侧部分60，70之间的角偏转，使伞裙尺寸稳定。

图4示出半模100，它可用于模制在图1-3中所示具有突出伞裙40的绝缘聚合物壳体30。当具有伞裙40的壳体30被模制时，两个半模100合并以形成一个模具体积，如在US8305184 B2中描述的那样。

每个半模100包括多个第一模具部分110和第二模具部分150。每个伞裙40由两个相邻的第一和第二模具部分110，150形成，如在图5中示出。如在图4的所圈出的局部放大图中可以看出，模具部分110，150被成形成形成具有下伞面以及周向自由端的伞裙，下伞面具有基本水平的内侧部分和向下倾斜的外侧部分，周向自由端具有直线段。

图5示出组装好的模具部分110，150(在图5的上部)，如在图4中那样，并且也以分解图(在图5的下部)的形式示出。模具部分110，150包括模具表面120，160，170，其形成用于伞裙40的模具。第一模具部分110的模具表面120对应于伞裙40的上伞面50，和第二模具部分150的模具表面160，170对应于伞裙40的下伞面60，70。应被理解的是，图5是说明性示意图，其目的在于强调模具部分的模具表面如何被成形以便形成伞裙。

因此，第一模具部分110的模具表面120基本上是均匀的倾斜，第二模具部分150的模具表面160，170包括内侧模具表面160和外侧模具表面170，内侧模具表面160基本上垂直于所述半模100的纵向轴线z，外侧模具表面170是相对于内侧模具表面160倾斜的。模具部分110，150的面也包括为形成上述伞裙半径52，58，62的半径。

此外，第一和第二模具部分110，150包括相应的接触肩部130，180。当模具部分110，150被布置在一起以形成半模100时，这些接触肩部130，180被压向彼此，如在图4和5中示出(在上部)。接触肩部130，180被处理，以使表面粗糙度低，这意味着可以得到紧密封。优选的，接触肩部130，180被研磨。相互接触的接触肩部130，180的表面垂直于纵向轴线z。

如图5明确的显示，接触肩部的内角140，190基本上是直角。换句话说，由接触肩部130，180的表面和接触肩部130，180的内侧面(面向模制体积)形成的角度大约90°。在该实施例中，所述各角度等于90°。

接触肩部的直角内角140，190带来的优点在于，模具部分110，150易于制造。模具部分110，150可在车床加工操作中制造。

如果接触肩部的内侧角140，190取代为尖锐的，将在接触肩部存在底切。这样的底切使制造更复杂，也会损害接触肩部的强度。

为了避免这样的底切，接触肩部的内侧角140，190应是直角或钝角，即等于或大于90°。

如图5中可以看出，特别是由在图5的顶部示意图的虚线所指出，第二模具部分150的接触肩部180与模具内表面160齐平。更精确地说，接触肩部180的接触表面与模具内表面160齐平。这简化了第二模具部分150的制造。接触肩部180以及模具内表面160也可以被研磨，即使在相同的操作和采用相同的研磨机，诸如平磨机。如果两个接触肩部130，180被研磨，特别是在磨平机，高品质的模具部分110，150可被制造。

当模制的聚合物壳体30被从半模中移除，伞裙40将某种程度的变形。聚合物壳体的去除，可以通过从图4所示的半模100中升高壳体来完成。移除期间，伞裙40从第一和第二模具部分110，150之间被拉出，如在图5的顶部示意图的箭头指示。由图4尤其是图5，可以清楚地看出，伞裙40的位于比模具内表面160的水平低的部分，其，即图5顶部示意图的虚线以下的部分，必须被变形以通过模具内表面160。

相比于现有技术的设计，例如在US8305184 B2所公开的，本发明的伞裙轮廓易于从模具中取出。US8305184 B2公开了下伞面连续向下倾斜的伞裙。本发明的水平部60导致所谓倒转(backdraught)的降低。

Claims (11)

1.一种高压避雷器(10)，包括由具有突出伞裙(40)的电绝缘聚合物壳体(30)包围的变阻器元件(20)，所述伞裙(40)具有与所述避雷器(10)的纵向轴线(z)形成钝角(55)的上伞面(50)以及下伞面(60，70)，其特征在于，所述下伞面包括：

内侧部分(60)，其与所述轴线(z)形成大致直角(65)，以及

外侧部分(70)，其与所述轴线(z)形成锐角(75)，

其中所述内侧部分(60)构成所述伞裙的延伸量的20-80％，并且

所述大致直角(65)为89-91°；

其中所述锐角(75)等于或小于88°，所述锐角(75)等于或大于81°。

2.根据权利要求1所述的高压避雷器(10)，其中所述伞裙(40)的周向自由端包括直线段(80)，所述直线段(80)基本上与所述避雷器(10)的纵向轴线(z)平行地延伸。

3.根据权利要求2所述的高压避雷器(10)，其中所述直线段(80)沿所述伞裙(40)的周向自由端延伸超过一半的厚度。

4.根据权利要求2或3所述的高压避雷器(10)，其中平行并与所述下伞面的内侧部分齐平绘制的线与所述直线段(80)相交。

5.根据权利要求1或2所述的高压避雷器(10)，其中所述下伞面包括单个内侧部分(60)和单个外侧部分(70)。

6.根据权利要求1或2所述的高压避雷器(10)，其中所述下伞面的外侧部分(70)构成所述伞裙的延伸量的20-80％。

7.根据权利要求1或2所述的高压避雷器(10)，其中所述钝角(55)等于或大于92°。

8.根据权利要求7所述的高压避雷器(10)，其中所述钝角(55)等于或小于103°。

9.一种用于模制具有突出伞裙(40)的电绝缘聚合物壳(30)的装置，所述装置包括第一模具部分(110)和第二模具部分(150)，其中当所述第一模具部分(110)和所述第二模具部分(150)被放在一起时形成所述伞裙(40)的半模(100)，其中，所述第一模具部分(110)包括基本上均匀倾斜用于形成上伞面(50)的第一模具表面(120)，并且所述第二模具部分(150)包括用于形成下伞面(60,70)的第二模具表面(160，170)，其特征在于，所述第二模具表面(160，170)包括：

内侧模具表面(160)，基本上垂直于旋转轴线(z)，用于形成所述下伞面的内侧部分(60)，以及

外侧模具表面(170)，其相对于所述内侧模具表面(160)倾斜，用于形成所述下伞面的外侧部分(70)，

其中所述内侧模具表面(160)构成所述伞裙的延伸量的20-80％，并且所述内侧模具表面(160)相对于所述旋转轴线(z)形成89-91°的角。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述第一和第二模具部分(110，150)包括相应的接触肩部(130，180)，当所述模具部分(110，150)被放在一起时所述接触肩部(130，180)适于形成紧密封，并且其中所述接触肩部(130，180)的内角(140，190)是直角或钝角。

11.根据权利要求9或10所述的装置，其中所述第一和第二模具部分(110，150)包括相应的接触肩部(130，180)，当所述模具部分(110，150)被放在一起时所述接触肩部(130，180)适于形成紧密封，并且其中所述第二模具部分(150)的接触肩部(180)与所述内侧模具表面(160)齐平。