CN110277205A - 一种具有储胶防潮密封结构的高压避雷器 - Google Patents
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Abstract
为解决避雷器内密封结构简陋，密封失效风险大、可靠性差的技术问题，本发明提供一种具有储胶防潮密封结构的高压避雷器，包括端盖、压板、盖板、瓷外套和电阻片，所述压板与盖板固定连接，压板与盖板间有密封结构，所述压板与盖板之间设有防爆板，所述防爆板与盖板之间设有密封件，所述盖板与瓷外套接触面上设有密封结构，所述密封结构包括盖板外部O形防渗密封圈和盖板内部O形防漏密封圈两道橡胶密封以及一道U形储胶槽缓冲结构。与现有技术相比，本发明具有密封可靠性高、气压缓冲功能，延长密封圈使用寿命的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压设备的密封结构，尤其是涉及一种用于特殊环境高压避雷器的储胶防潮密封结构。
背景技术
避雷器是电力系统中重要的过电压保护电器，它起着防止雷电过电压和多种操作过电压对系统及设备侵袭和破坏的作用。避雷器设有多道密封，其中盖板与瓷外套间的密封是避雷器的主密封，用于隔绝内部气体与外部气体，防止外部潮气进入避雷器内部。
现有的避雷器在盖板与压板之间设有一道密封，主要使用O形密封圈。在温度变化剧烈的特殊环境运行过程中，经常出现由于密封失效导致的避雷器受潮故障。密封失效的主要原因是温差较大地域密封胶快速老化蒸发，使其无法填充构形间隙，压差大幅变化会造成缺少密封胶防护的密封圈破损、变形而防漏失效，密封可靠性不高。
当避雷器密封失效后，外部潮气会进入避雷器内部，引起绝缘杆、电阻片劣化，导致受潮故障，影响避雷器安全运行。因此，设计一种用于高压避雷器的防潮密封结构，提高密封可靠性对保障电网的安全运行具有重要意义。
发明内容
为解决避雷器内密封结构简陋，密封失效风险大、可靠性差的技术问题，本发明提供一种具有储胶防潮密封结构的高压避雷器，具体如下：
一种具有储胶防潮密封结构的高压避雷器，包括端盖、压板、盖板、瓷外套和电阻片，所述压板与盖板固定连接，压板与盖板间有密封结构，所述压板与盖板之间设有防爆板，所述防爆板与盖板之间设有密封件，所述盖板与端盖固定连接，并置于瓷外套上，通过密封胶与瓷外套连接，所述盖板中心开孔，还设有一绝缘杆通过盖板开孔与盖板连接，所述绝缘杆上设有电阻片，所述盖板与瓷外套接触面上设有密封结构，所述密封结构包括盖板外圈和内圈O形密封圈以及一道布置于两道密封圈之间的U形储胶槽。
在上述技术方案的基础上，进一步的，所述盖板上设有密封槽，所述密封圈置于密封槽内，所述密封槽截面呈矩形，所述密封圈截面呈O形。
在上述技术方案的基础上，进一步的，所述防爆板与盖板之间设有密封件，所述密封件是在盖板顶面设有密封槽以及置于密封槽内的密封圈。
在上述技术方案的基础上，进一步的，所述密封槽截面为矩形，所述密封圈与密封槽匹配。
在上述技术方案的基础上，进一步的，所述防爆板与盖板间填注密封胶。
在上述技术方案的基础上，进一步的，所述盖板与瓷外套之间密封槽宽7.5mm，槽深4.5mm，所述密封圈直径6mm。
在上述技术方案的基础上，进一步的，所述盖板与防爆板之间密封槽宽6mm，槽深3mm。
在上述技术方案的基础上，进一步的，所述储胶槽截面呈U形，盖板处U形截面半径1.5mm。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1）密封可靠性高。本发明在盖板与瓷外套之间设有两道橡胶密封和一道U形储胶槽，盖板外部防渗密封圈以及盖板内部防漏密封圈均能单独实现避雷器内外部的密封。U形储胶槽中的密封胶可以补充恶劣气候环境下密封圈周边密封胶的损失，加强了密封结构的可靠性。
2）具有气压缓冲功能，延长密封圈使用寿命。当避雷器内外压差发生变化时，储胶槽周围气体会压缩（或膨胀），从而缓冲内部气压的变化，减小密封圈与周围金属的挤压，避免了密封圈因与沟槽边缘等尖锐结构挤压而造成的形变、破损。
附图说明
图1是本发明所述避雷器剖面图；
图2是图1中A部局部放大图；
图3是本发明避雷器立体图；
图4是本发明避雷器零件安装示意图；
图5是初始压差为0.03MPa时的内外压差随温度变化曲线。
附图标记说明
1为盖板；2为压板；3为绝缘杆；4为瓷外套；5为电阻片；6为防爆板；7为压板螺栓；8为盖板螺栓；9为端盖；10为防爆板密封圈；11为盖板内圈防漏密封圈；12为储胶槽；13为盖板外圈防渗密封圈；14为盖板-瓷外套密封。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1、2和图4所示，本发明提供一种具有储胶防潮密封结构的高压避雷器，包括端盖9、压板2、盖板1、瓷外套4和电阻片5，所述压板2与盖板1通过压板螺栓7固定连接，压板2与盖板1间有密封结构，所述压板2与盖板1之间设有防爆板6，所述防爆板6与盖板1之间设有密封件，所述盖板1与端盖9通过盖板螺栓8固定连接，并置于瓷外套4上，通过密封胶与瓷外套4连接，所述盖板1中心开孔，还设有一绝缘杆3通过盖板1开孔与盖板1连接，所述绝缘杆3上设有电阻片5，所述盖板1与瓷外套4接触面上设有密封结构。
所述盖板1与瓷外套4之间密封结构包括外圈防渗密封圈13、内圈防漏密封圈11以及密封圈之间的储胶槽12，盖板1上设有密封槽，所述外圈防渗密封圈13、内圈防漏密封圈11分别置于密封槽内，所述密封槽截面呈矩形，所述外圈防渗密封圈13、内圈防漏密封圈11是截面呈O形，直径为6mm的橡胶密封圈，所述密封槽宽7.5mm，槽深4.5mm。所述储胶槽截面呈U形。
所述盖板1与防爆板6之间密封件是在盖板1顶面设有密封槽以及置于密封槽内的密封圈。所述盖板1顶面密封槽截面为矩形，所述密封圈与密封槽匹配，所述密封槽宽6mm，槽深3mm。
实施例
所述的避雷器内部充有高纯度N2或SF6，为微正压结构，压力高于外界压力0.03-0.05MPa，从而防止外界潮气进入避雷器引起受潮故障，当环境温度发生变化时，避雷器内外压差会发生变化，可承受特殊地域极端温度（-35℃以及45℃）情况下0.0057-0.0636MPa的压差变化，此为防渗透结构理论设计依据。内外压差变化范围计算过程如下：
根据理想气体状态方程，对一定质量的某种理想气体，在平衡态时，压强p、体积V、温度T满足：
式中，为一常量。
由此计算避雷器内外部压强变化，内部气体体积质量不变，得到：
式中、分别表示避雷器初始状态的内部压强和开式温度，、分别表示伴随外界温度上升后的内部压强和开氏温度，而、则分别表示随外界温度下降后的内部压强和开氏温度。
初始状态外界大气压取为标准大气压0.1013MPa，初始温度取为20℃（293.15K），避雷器内外压差设为0.03-0.05MPa，内部压强为0.1313-0.1513MPa。
当环境温度变为45℃时，内部压强会变为0.1430-0.1649MPa，此时内外压差为0.0416-0.0636MPa。
当环境温度变为-35℃时，内部压强会变为0.1070-0.1235MPa，此时内外压差为0.0057-0.0221MPa。
内外压差变化理论计算结果通过有限元仿真计算进行了验证，当内部压强初始值设为0.1313MPa，温度由20℃下降到-35℃时，压强变化为0.1071MPa。根据研究结果绘制的初始压差为0.03MPa时的内外压差随温度变化曲线如图5所示。
所述的盖板外圈防渗密封圈13当避雷器内外压力差减小时，能够防止外界潮气渗入避雷器内部，此为第一道防线。
当温度变化导致避雷器内外压差发生变化时，所述的U形储胶槽12周围气体会压缩（或膨胀），从而缓冲内部气压的变化，减小密封圈与周围金属的挤压，延长密封圈的使用寿命，U形储胶槽中填充的密封胶为液态密封胶，具有可流动性，可以补充恶劣气候环境下密封圈周边密封胶的损失，加强了密封结构的可靠性。
所述的盖板内圈防漏密封圈11能够阻止内部N2或者SF6泄漏，保持避雷器内部气体压力高于外界大气压，当盖板外圈防渗密封圈13的密封功能失效时，盖板内圈防漏密封圈11也能单独实现避雷器内外部的密封，此为第二道防线。
通过有限元仿真计算，所述的防爆板在内外压差达到0.08MPa时会发生爆炸，释放避雷器内部压力，从而保护避雷器的其他结构。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。 本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。
Claims (8)
1.一种具有储胶防潮密封结构的高压避雷器，包括端盖、压板、盖板、瓷外套和电阻片，所述压板与盖板固定连接，压板与盖板间有密封结构，其特征在于，所述压板与盖板之间设有防爆板，所述防爆板与盖板之间设有密封件，所述盖板与端盖固定连接，并置于瓷外套上，通过密封胶与瓷外套连接，所述盖板中心开孔，还设有一绝缘杆通过盖板开孔与盖板连接，所述绝缘杆上设有电阻片，所述盖板与瓷外套接触面上设有密封结构，所述密封结构包括盖板外圈和内圈O形密封圈以及一道布置于两道密封圈之间的U形储胶槽。
2.根据权利要求1所述的一种具有储胶防潮密封结构的高压避雷器，其特征在于，所述盖板上设有密封槽，所述密封圈置于密封槽内，所述密封槽截面呈矩形，所述密封圈截面呈O形。
3.根据权利要求1所述的一种具有储胶防潮密封结构的高压避雷器，其特征在于，所述防爆板与盖板之间设有密封件，所述密封件是在盖板顶面设有密封槽以及置于密封槽内的密封圈。
4.根据权利要求3所述的一种具有储胶防潮密封结构的高压避雷器，其特征在于，所述密封槽截面为矩形，所述密封圈与密封槽匹配。
5.根据权利要求1或3或4所述的一种具有储胶防潮密封结构的高压避雷器，其特征在于，所述防爆板与盖板间填注密封胶。
6.根据权利要求1所述的一种具有储胶防潮密封结构的高压避雷器，其特征在于，所述盖板与瓷外套之间密封槽宽7.5mm，槽深4.5mm，所述密封圈直径6mm。
7.根据权利要求4所述的一种具有储胶防潮密封结构的高压避雷器，其特征在于，所述盖板与防爆板之间密封槽宽6mm，槽深3mm。
8.根据权利要求1所述的一种具有储胶防潮密封结构的高压避雷器，其特征在于，所述储胶槽截面呈U形，盖板处U形截面半径1.5mm。
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