CN108053958A - 一种避雷器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电气工程技术领域，公开了一种避雷器，包括绝缘空心杆、多块电阻片以及金属垫块，所述绝缘空心杆的上、下端分别设置一出风口，所述电阻片和金属垫块设置在所述绝缘空心杆的周向上，多块所述电阻片沿所述绝缘空心杆的轴向设置，所述金属垫块设置在两相邻所述电阻片之间，所述绝缘空心杆与所述电阻片接触的表面设置有散热孔。本发明避雷器通过空心绝缘管和金属垫块形成电阻片的散热通道，加快了避雷器在高温情况下的热量散发速度，从而提高了避雷器应对覆冰闪络和雷击跳闸故障的能力，大大提高装置的安全可靠性。

Description

一种避雷器

技术领域

本发明涉及电气工程技术领域，尤其涉及一种避雷器。

背景技术

雷击现象一直以来严重威胁着电力系统的可靠运行，为了减少雷害事故的发生，电网采取各种防雷措施对输电线路进行保护。目前，氧化锌避雷器已成为电力系统中性能最好且发展最快的过电压保护装置，其应用范围极其广泛，能在雷击时及时切断工频续流，在输电线路防雷中起“泄放”雷电流的作用。热稳定性是氧化锌避雷器最重要的特性之一，其直接决定着氧化锌避雷器的寿命和可靠性，关系到氧化锌避雷器能否长期正常运行。

实际运行经验表明：由于长期承受工频电压的作用，另外还要间断地承受工频暂态过电压、雷电过电压和操作过电压等暂态过电压的作用。这些过电压作用的结果导致氧化锌避雷器内部电阻片温度的升高，如果氧化锌避雷器不能及时将热量散发出去，电阻片温度将超过某一极限值，引起氧化锌避雷器热破坏，从而失去系统防雷的作用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供一种避雷器，以解决现有氧化锌避雷器散热不足而易发生过热损坏的难题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种避雷器，包括绝缘空心杆、多块电阻片以及金属垫块，所述绝缘空心杆的上端和下端分别设置一出风口，所述电阻片围设在所述绝缘空心杆的周向，多块所述电阻片沿所述绝缘空心杆的轴向间隔设置，所述金属垫块设置在相邻的两个所述电阻片之间，所述绝缘空心杆与所述电阻片接触的表面设置有散热孔。

进一步地，还包括环氧套筒、绝缘的上盖板和绝缘的下盖板，所述环氧套筒套设在所述电阻片以及金属垫块的外围，所述上盖板盖合在所述环氧套筒的上端，所述下盖板盖合在所述环氧套筒的下端，所述绝缘空心杆的上端穿透所述上盖板，所述绝缘空心杆的下端穿透所述下盖板。

进一步地，所述绝缘空心杆在所述上盖板上方的部分套在球窝金具内，所述绝缘空心杆在所述下盖板下方的部分套设在球头金具内。

进一步地，所述上盖板与最上层的电阻片之间设置有上压紧弹簧，所述下盖板与最下层的电阻片之间设置有下压紧弹簧。

进一步地，所述环氧套筒外周上还套设有复合外套。

进一步地，位于所述绝缘空心杆轴向中间的电阻片与其两侧相邻的电阻片的之间的金属垫块的宽度大于位于所述绝缘空心杆轴向两端的相邻电阻片之间的金属垫块的宽度。

进一步地，所述绝缘空心杆轴向中间的金属垫块的厚度是所述绝缘空心杆轴向两端的金属垫块的厚度的三倍，位于所述绝缘空心杆轴向中间与两端之间的金属垫块的厚度是所述绝缘空心杆轴向两端的金属垫块的厚度的两倍。

进一步地，所述电阻片和所述金属垫块均为环形，所述空心绝缘杆穿设在所述电阻片和所述金属垫块的中心孔中。

进一步地，所述绝缘空心杆为玻璃材质，所述电阻片为氧化锌材质，所述金属垫块为铝块。

(三)有益效果

本发明提供的避雷器，通过空心绝缘管和金属垫块形成电阻片的散热通道，加快了避雷器在高温情况下的热量散发速度，从而提高了避雷器应对覆冰闪络和雷击跳闸故障的能力，大大提高装置的安全可靠性。

除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。

附图说明

图1是本发明实施例避雷器的示意图；

图2是本发明实施例避雷器的金属垫块的厚度示意图；

图3是本发明实施例避雷器与传统的避雷器的效果对比图。

图中：1：球窝金具；2：球头金具；3：上出风口；4：散热孔；5：下出风口；6：绝缘空心玻璃杆；7：上紧压弹簧；8：下紧压弹簧；9：上盖板；10：下盖板；11：环氧套筒；12：复合外套；13：电阻片；14：金属垫块。

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的一部分实施例，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的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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。

如图1所示，本发明实施例提供的避雷器，包括绝缘空心玻璃杆6、多块电阻片13、多块金属垫块14以及形成密闭空间的环氧套筒11、绝缘的上盖板9和绝缘的下盖板10。

绝缘空心玻璃杆6与所述环氧套筒11共轴线设置，所述绝缘空心玻璃杆6的上端穿透所述上盖板9并套设在球窝金具1内，所述绝缘空心玻璃杆6的下端穿透所述下盖板10并套设在球头金具2内。所述绝缘空心玻璃杆6位于上盖板9上方的部分设置有上进风口3，所述绝缘空心玻璃杆6位于下盖板10下方的部分设置有下进风口5，上进风口3、绝缘空心玻璃杆6的空心以及下进风口5形成风冷结构。所述电阻片13和金属垫块14设置在环氧套筒11、上盖板9和下盖板10形成的密闭空间内且设置在所述绝缘空心玻璃杆6的周向上，多块所述电阻片13沿所述绝缘空心杆6的轴向间距设置，所述金属垫块14设置在两相邻所述电阻片13之间，所述绝缘空心玻璃杆6与所述电阻片13接触的表面设置有散热孔4。

可理解的是，绝缘空心玻璃杆6为中央风冷通道，在上下端各有一个出风口，用于中央风冷通道与外界进行热交换；在绝缘空心玻璃杆6与电阻片13接触的表面设置了风冷通道散热孔4，用于电阻片13与风冷通道进行热交换。

同时，本实施例避雷器在电阻片13之间设置了金属垫块14，也可加速电阻片13的散热，也即本实施例避雷器的传热通道由中央风冷通道和金属垫块14(金属垫块14是设置在相邻两电阻片之间也可称为金属间隙)组成。进一步，为了提高传热效率，本实施例避雷器提供一种改变传统电阻片均匀分布的结构，其是根据避雷器内部热量分布规律来进行设置：避雷器中间温度最高，在避雷器末端温度最低，所以如图2所示，在避雷器正中间(绝缘空心玻璃杆轴向上的中间位置)的电阻片13之间的金属垫块14厚度最大，是避雷器末端(绝缘空心玻璃杆6轴向上的两端)金属垫块14厚度的3倍；避雷器中段(绝缘空心玻璃杆6轴向上的两端与中间之间)金属垫块14厚度为避雷器末端金属垫块厚度的2倍。图2中d表示避雷器末端(绝缘空心玻璃杆6轴向上的两端)金属垫块14的厚度，2d：表示避雷器中段(绝缘空心玻璃杆轴6向上的两端与中间之间)金属垫块14的厚度；3d表示避雷器正中间(绝缘空心玻璃杆6轴向上的中间位置)的电阻片13之间的金属垫块14的厚度。

作为本发明的一个实施例，所述电阻片13为环形氧化锌电阻片，金属垫块14为环形的铝片，电阻片13和金属垫块14分别与绝缘空心玻璃杆6形成穿心杆结构，并通过环氧套筒11将其固定，且在所述上盖板9与最上层的电阻片之间设置上压紧弹簧7、所述下盖板10与最下层的电阻片之间设置下压紧弹簧8，将各层电阻片和金属垫块压紧，从而保持界面紧密接触。

进一步，所述环氧套筒11外周上还套设有复合外套12。复合外套12通常由混炼好的绝缘胶料通过专用模具在经橡胶硫化而成，其可以为中空的圆筒状，用于保护环氧套筒11。

本发明的实验原理是：针对传统避雷器长期承受工频电压、工频暂态过电压等暂态过电压的作用而出现散热不足的问题，优化了其内部结构。首先合理优化电阻片13的排布方式，根据避雷器内部热量分布选择每个电阻片13之间的最佳间隙距离，根据避雷器内部热量分布规律，避雷器中间温度最高，在避雷器末端温度最低，在避雷器正中间的电阻片13之间的金属垫块14厚度最大，为避雷器末端金属垫块14厚度的3倍，避雷器中段金属垫块14厚度为避雷器末端金属垫块14厚度的2倍；为了进一步加速热量与外界进行交换，选用环形电阻片与绝缘空心玻璃杆6形成穿心杆结构，绝缘空心玻璃杆6的上下端设置了出风口，在绝缘空心玻璃杆6与电阻片13接触的表面设置了风冷通道散热孔，加速散热，降低避雷器热崩溃的几率。

需要说明的是，本发明的绝缘空心玻璃管不限于玻璃材质也可以是其他绝缘的硬质材料，例如陶瓷等。

本发明的有益效果是：

(1)根据避雷器的内部热量分布优化了电阻片的间隙距离，大大提高了散热效率。

(2)采用环形电阻片与绝缘空心玻璃杆形成穿心杆结构，采用风冷通道进一步加速避雷器与外部的热交换。

(3)装置结构简单，易于维护。

如图1所示，作为本发明的一个具体实施例，本实施例避雷器包括风冷通道、环形电阻片和作为传热导体的金属垫块，其中，所述避雷器传热通道由风冷通道和金属垫块组成；本实施例中，球头金具2为铝材料，用来连接输电线路导线，其与绝缘空心玻璃杆6紧固在一起；电阻片13和金属垫块14均为环形，电阻片13为氧化锌材料，金属垫块14为铝块，一起与绝缘空心玻璃杆6形成穿心杆结构，在电阻片13与绝缘空心玻璃杆6接触的表面设置了风冷通道散热孔4，用于电阻片13与风冷通道进行热交换；通过绝缘的上盖板9、下盖板10和上压紧弹簧7、下紧压弹簧8压紧保持电阻片13与金属垫块14的界面紧密接触，避雷器中心的电阻片13之间的金属垫块14厚度为3mm、避雷器末端的电阻片之间的金属垫块14厚度为1mm，其他地方的金属垫块14厚度为2mm。

整个避雷器与绝缘子并联，球头金具2连接高压端，球窝金具1连接铁塔，在正常使用过程中，当线路正常运行时，避雷器承担工频电压，由于泄漏电流很小，避雷器温度变化很小，当雷电过电压或操作过电压作用于避雷器而使电阻片动作，泄漏电流迅速增大导致温度迅速增加，避雷器由于风冷通道和电阻片间隙的优化设计，热传导加快，在一定程度上抑制温度上升，防止避雷器过热损坏。图3中为本实施例避雷器(带三角的线)与普通避雷器(带圆点的线)在避雷器动作后温度比较，可以看出在同样发热条件下本实施例避雷器的温度相对于传统避雷器降低了19℃。

综上所述，相比于传统的避雷器，本发明避雷器合理优化电阻片的排布方式，根据避雷器内部热量分布选择每个电阻片之间的最佳间隙距离；并选用环形电阻片、采用风冷通道加速散热，本发明避雷器确保了避雷器在高温情况下能加快热量散发的速度，从而提高了避雷器应对覆冰闪络和雷击跳闸故障的能力。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种避雷器，其特征在于：包括绝缘空心杆、多块电阻片以及金属垫块，所述绝缘空心杆的上端和下端分别设置一出风口，所述电阻片围设在所述绝缘空心杆的周向，多块所述电阻片沿所述绝缘空心杆的轴向间隔设置，所述金属垫块设置在相邻的两个所述电阻片之间，所述绝缘空心杆与所述电阻片接触的表面设置有散热孔。

2.根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于：还包括环氧套筒、绝缘的上盖板和绝缘的下盖板，所述环氧套筒套设在所述电阻片以及金属垫块的外围，所述上盖板盖合在所述环氧套筒的上端，所述下盖板盖合在所述环氧套筒的下端，所述绝缘空心杆的上端穿透所述上盖板，所述绝缘空心杆的下端穿透所述下盖板。

3.根据权利要求2所述的避雷器，其特征在于：所述绝缘空心杆在所述上盖板上方的部分套在球窝金具内，所述绝缘空心杆在所述下盖板下方的部分套设在球头金具内。

4.根据权利要求2所述的避雷器，其特征在于：所述上盖板与最上层的电阻片之间设置有上压紧弹簧，所述下盖板与最下层的电阻片之间设置有下压紧弹簧。

5.根据权利要求2所述的避雷器，其特征在于：所述环氧套筒外周上还套设有复合外套。

6.根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于：位于所述绝缘空心杆轴向中间的电阻片与其两侧相邻的电阻片的之间的金属垫块的宽度大于位于所述绝缘空心杆轴向两端的相邻电阻片之间的金属垫块的宽度。

7.根据权利要求6所述的避雷器，其特征在于：所述绝缘空心杆轴向中间的金属垫块的厚度是所述绝缘空心杆轴向两端的金属垫块的厚度的三倍，位于所述绝缘空心杆轴向中间与两端之间的金属垫块的厚度是所述绝缘空心杆轴向两端的金属垫块的厚度的两倍。

8.根据权利要求1-7任一项所述的避雷器，其特征在于：所述电阻片和所述金属垫块均为环形，所述空心绝缘杆穿设在所述电阻片和所述金属垫块的中心孔中。

9.根据权利要求8所述的避雷器，其特征在于：所述绝缘空心杆为玻璃材质，所述电阻片为氧化锌材质，所述金属垫块为铝块。