CN111066105B - 带有减振器件的过压保护器 - Google Patents

Abstract

本发明的技术方案涉及一种带有可变电阻柱的过压保护器，所述可变电阻柱借助稳定件夹紧在端子接头之间，其特征在于，至少一个减振器件设置在稳定件上。

Description

带有减振器件的过压保护器

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的过压保护器。

过压保护器被应用于中高压输电技术中，以便将例如架空线上的过压受控地导出接地。这种过压明显高于待保护设备的标称电压，这种过压例如可以通过雷击或短路造成。一般的过压保护器具有电阻(所谓的可变电阻)，所述电阻在事先确定的阈电压以下几乎不导电，然而在高于过压时则是导电性极好的。所述电压通常设计为由金属氧化半导体材料制成的盘片，所述盘片堆叠成放电柱。为了使电阻片始终具有相互间较大的、用于传导相应电流的接触面，放电柱被压紧。这可以例如借助由两个端子接头组成的结构实现，在所述端子接头之间布置了具有电阻片的放电柱。所述压紧通过在拉力下将稳定件固定在端子结构中实现。通常使用由玻璃纤维强化塑料(GFK)制成的杆件作为稳定件，所述杆件围绕放电柱对中地布置并且构成用于放电柱的保持架。例如由文献例如，从西门子公司的产品手册“用于高达800kV的高压系统的3ES避雷器-金属密封SF6绝缘”中已知呈保持架结构方式的过压保护器，编号为E50001-U113-A296-V2-7600。由于这种放电器型号具有被电绝缘气体六氟化硫(SF6)填充的壳体，其通常也被称为“包封式放电器”。该类型的包封式放电器通常紧邻其他工作器件地安装。例如在气体绝缘的开关设备中可能会形成0Hz至200Hz范围内的机械振动，该机械振动被传递至放电器。显示表明，由此在过压保护器中形成噪声。通过放电器中的机械振动加剧了放电器的机械损耗并由此降低使用寿命。

基于现有技术的呈笼状结构的过压保护器，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种能够相对低噪声工作且工作寿命长的过压保护器。

本发明的技术问题通过根据权利要求1的过压保护器解决。

在根据本发明的过压保护器的一种优选的实施方式中，减振器件构造为不导电的。这是有利的，因为避免了短路。此外还有利的是，减振器件是耐SF₆的。

在根据本发明的过压保护器的另一种优选的实施方式中，减振器件具有间隔件，所述间隔件设置在稳定件与可变电阻柱(或称为变阻器柱)之间。这是有利的，因为当稳定件在放电器工作中发生机械振动时，间隔件避免了稳定件直接贴靠在可变电阻柱上。优选地，稳定件与可变电阻柱之间的间隔最多为数毫米长。

在根据本发明的过压保护器的另一种优选的实施方式中，间隔件具有大体为环形的形状并且沿周向围绕可变电阻柱。这是有利的，因为通过该方式能够构造简单且成本低廉的减振保护。例如可以将由塑料材料制成的环围绕可变电阻柱安放。塑料环可以弹性地构造，并且在其周长上略小于可变电阻柱的周长，从而使得塑料环在安置在可变电阻柱上时扩张，并且由此自动通过夹紧作用使其位置固定。例如可以使用所谓的O型环，已知的符合标准ISO 3601的环形密封元件。

在根据本发明的过压保护器的另一种优选的实施方式中，在可变电阻中设置用于间隔件的固持件。例如固持件可以设计为与可变电阻柱中的可变电阻片相同的直径的盘片，其中，所述固持件具有用于容纳间隔件的环绕的凹空。优选地，所述环绕的凹空构造为槽，所述槽的深度小于间隔件的直径。通过该方式，间隔件的一部分突伸出可变电阻柱的表面，并且可以使稳定件保持间距。

在根据本发明的过压保护器的另一种优选的实施方式中，间隔件构造为大体为环形的带，所述带分别具有用于容纳稳定件的凹空。在本发明范畴内的带例如是基本上形状稳定的、具有居中布置的中央凹空的盘片，可变电阻柱被导入所述中央凹空中。这是有利的，因为所述带利用例如用于容纳稳定杆的导向孔实现了对稳定件非常好的固定。对应于杆件或则说柱的这种圆形横截面，所述凹空也应该至少在部分区域中大体上圆柱状地设计，也即设计具有圆形横截面。凹空和稳定件的横截面相互间的匹配确保了在将稳定件固定在凹空中时良好的夹紧作用。如果稳定件具有其他的横截面、例如椭圆形或方形横截面，那么当凹空适配设计的情况下也同样能够实现良好的夹紧作用。

用于带的材料可以例如使用不导电的塑料，其中，所述带通过注塑方法制造。这是成本低廉且简单的。作为备选，所述带还可以借助增材制造方法、借助所谓3D打印方法制造。

在根据本发明的过压保护器的另一种优选的实施方式中，间隔件分别布置在每个稳定件上，使得间隔件将每个稳定件相对于可变电阻柱间隔开。例如间隔件可以构造为基本上环形的形状，并且围绕相应的稳定件。例如可以将弹性的塑料环围绕每个稳定件安放，从而避免对可变电阻柱的冲击。而且在此还可以例如在略微扩张的情况下分别安装O型环，从而形成夹紧作用。

在根据本发明的过压保护器的另一种优选的实施方式中，减振器件具有压紧件，所述压紧件将稳定件压紧在可变电阻柱上。这是有利的，因为压紧件一方面使可变电阻柱中的可变电阻片相互件的定向稳定化，另一方面避免稳定件对可变电阻柱的冲击。

在根据本发明的过压保护器的另一种优选的实施方式中，压紧件具有大体为环形的形状并且沿周向围绕稳定件。这是有利的，因为例如构造为弹性的塑料环的压紧件可以在其周向上包围并且压合所有的稳定件和可变电阻柱。

在根据本发明的过压保护器的另一种优选的实施方式中，压紧件构造为大体为环形的带，所述带分别具有用于容纳稳定件的凹空。这是有利的，因为所述带提供了特别高的稳定性。

在根据本发明的过压保护器的另一种优选的实施方式中，稳定件杆状地构造并且在两个端子接头之间被夹紧，从而将可变电阻柱被压紧在端子接头之间。这是长久以来被证实为成本低廉、耐久且有利的构造方式。

在根据本发明的过压保护器的一种优选的实施方式中，稳定件构造为不导电的。这是有利的，因为避免了短路。

在根据本发明的过压保护器的另一种优选的实施方式中，稳定件由至少按比例具有玻璃纤维增强塑料(GFK)的材料制成。这是有利的，因为GFK是成本低廉、易于加工且耐久性好的。GFK在机械上拉力负载性极好且成本低廉。此外，GFK杆是不导电的。稳定件可以构造为多个杆，所述杆构成围绕可变电阻柱的保持架。本发明范畴内的杆是基本上柱状成型的实体，也就是说因此具有圆形的横截面。

在根据本发明的过压保护器的另一种优选的实施方式中规定了壳体，所述壳体构造用于被电绝缘流体填充。这是有利的，因为流体绝缘的放电器适用于高压电领域、例如123kv或145kv。

在根据本发明的过压保护器的另一种有利的实施方式中，电绝缘流体主要是六氟化硫。这是有利的，因为六氟化硫(SF₆)长久以来被验证认可并且电绝缘性极好。其例如以气体的方式存在于放电器中。

在根据本发明的过压保护器的另一种优选的实施方式中，电绝缘流体主要由基于空气的绝缘气体组成。这是有利的，因为基于空气的绝缘气体与SF₆相比是碳中和的。由此可以在没有特别费用的情况下将该绝缘气体用于放电器的填充或排空，这节省了在维护和排空时的成本。基于空气的绝缘气体可以例如大体由80％氮气和20％氧气组成，也即例如可以是净化且干燥后的空气。这种气体例如也以西门子公司的商品名“洁净空气(CleanAir)”而被已知。

为更好地阐述本发明而在示意图中示出：

图1示出根据本发明的过压保护器的第一实施例，和

图2示出根据图1的过压保护器的纵剖面的第一细节图，和

图3示出根据图1的过压保护器的横截面的第二细节图，和

图4示出根据图1的过压保护器的纵剖面的第三细节图，和

图5示出根据图1的过压保护器的横截面的第四细节图，和

图6示出根据本发明的减振器件的第二实施例，和

图7示出根据本发明的减振器件的第三实施例，和

图8示出根据本发明的减振器件的第四实施例，和

图9示出根据本发明的减振器件的第五实施例。

图1示出根据本发明的过压保护器1的第一实施例。放电器1具有金属的壳体2。高压侧设置了高压触点4和高压连接件5，其中，高压连接件5与端子接头6相连。接地电压侧设置了接地触点30，所述接地触点通过接地电压连接件31与端子接头32相连。稳定件8、9夹紧在端子接头6、32之间。作为稳定件8、9使用GFK杆。稳定件8、9固定在端子接头6、32的为此设置的凹空10、11、33、34中。GFK杆的固定可以例如通过收缩实现或通过使用夹紧套来实现。在此，稳定件8、9承受拉应力，从而使支承在稳定件之间的、由盘状的电阻7组成的堆叠构成可变电阻柱35。高压侧构造有端子接头6，从而借助该端子接头6的朝放电器的接地电压侧方向的杯状延长部构成遮蔽罩17。在壳体2内部设置电绝缘气体。在该实施例中使用六氟化硫。在可变电阻柱35的两个位置上分别安装两个间隔片14，所述间隔片对于调整可变电阻柱35的精确长度来说是必要的。与迄今已知的过压保护器相比，在间隔片14处分别设置了减振器件15、16，所述减振器件使得稳定件8、9相对于可变电阻柱35的各个电阻7以小的间距保持间隔。通过该方式避免了在形成数百Hz范围内的机械振动时在过压保护器1内部出现干扰噪声和/或机械损伤。

图2示出按照图1的过压保护器的细节图。通过减振器件15能够实现的是，在GFK杆8、9与具有各个单独电阻7的可变电阻柱35之间分别形成小的间距d。

图3示出过压保护器在电阻片7范围内横截面。减振器件15构造为不导电的间隔件15，所述间隔件具有大体上环形的形状，并且略微突伸出可变电阻柱的也大体上筒状的表面。由此，减振器件导致了在稳定件8、9、20、21与可变电阻片7之间的间隔。在材料方面例如可以使用可弹性变形的塑料环16、例如O型环。

图4示出两个间隔片14的细节图，所述间隔片具有略微倒角的外表面。由此构成环绕的槽，弹性环15可以作为间隔件固定在所述槽中。在此，弹性环15略微在应力下嵌入间隔件14的相应的槽中，从而使弹性环机械固定。图5以立体视图示出具有塑料环15的实施方式。

图6示出针对减振器件的第二实施例。设置了唯一一个间隔片14，在所述间隔片的外表面上例如通过铣削开出具有矩形横截面的环形槽。在矩形的槽中可以固定大体上矩形的塑料环结构15，使得矩形的塑料环也略微突出。特别优选的是，间隔片14的纵向E上的厚度恰好等于可变电阻片的相应的厚度。这具有的优点在于，在过压保护器的结构中将传统的可变电阻片7替换为相应的具有减振器件的间隔件。

图7示出根据本发明的减振器件的第三实施例，其构造为间隔件。所示间隔件22具有基本上环形的带形状，并且在中心具有较大的凹空24，该凹空设计用于使可变电阻柱嵌入。在环形的间隔件22的直径内部设置多个用于容纳稳定件的凹空23。该实施方式由此一方面将稳定件相对于可变电阻柱间隔开，并且另一方面使得稳定件不能相互滑移或振动。这实现了过压保护器的额外的机械稳定。

图8示出减振器件的第四实施例，所述减振器件构造为压紧件23。在此涉及例如环形的弹性塑料带，所述塑料带自外部围绕稳定件8、9、20、21的轮廓和可变电阻柱的轮廓。由于压紧件23将GFK杆8、9、20、21或直接压紧在可变电阻柱上，因此避免了GFK杆的振动和GFK杆朝可变电阻柱35的磕碰。由此，GFK杆在可变电阻片7上的压紧避免了放电器内部的噪声生成和机械损伤。使用压紧件的其他优点在于，压紧件可以安装在无其他变化的可变电阻柱35的任意一个位置上。然而在该实施方式的一种方案中，还可以利用可变电阻柱的至少一个槽设置固持件，以便沿纵向固定压紧件。

图9示出减振器件的第五实施例，该减振器件构造为压紧件25。其涉及具有凹空26的环形或带状结构。中央凹空24用于容纳可变电阻柱35，相较而言，凹空26则用于容纳稳定件。如果稳定件安置在凹空26中，稳定件仍略微突伸超出凹空24的内轮廓40。如果相应地选择凹空24的直径，则压紧件25实现GFK杆在可变电阻柱35上的压紧并且由此避免过压保护器的振动倾向。

Claims (9)

1.一种过压保护器(1)，其带有可变电阻柱(35)，所述可变电阻柱借助稳定件(8、9、20、21)夹紧在端子接头(6、32)之间，

其特征在于，至少一个减振器件设置在稳定件(8、9、20、21)上，其中设置有壳体(2)，所述壳体构造为被电绝缘流体(3)填充，其中减振器件具有间隔件(15、16、22)，所述间隔件设置在稳定件(8、9、20、21)与可变电阻柱(35)之间，其中间隔件弹性地构造。

2.根据权利要求1所述的过压保护器(1)，其特征在于，所述减振器件构造为不导电的。

3.根据权利要求1所述的过压保护器(1)，其特征在于，间隔件(15、16、22)具有大体上环形的形状，并且沿周向围绕可变电阻柱(35)。

4.根据权利要求3所述的过压保护器(1)，其特征在于，间隔件(22)构造为大体上环形的带，其中，所述带具有用于分别容纳稳定件(8、9、20、21)的凹空(23)。

5.根据权利要求1所述的过压保护器(1)，其特征在于，间隔件分别布置在每个稳定件上，从而间隔件使得各个稳定件(8、9、20、21)相对于可变电阻柱(35)保持间隔。

6.根据权利要求1所述的过压保护器(1)，其特征在于，稳定件(8、9、20、21)杆状地构造并且夹紧在两个端子接头(6、32)之间，从而将端子接头(6、32)之间的可变电阻柱(35)压紧。

7.根据权利要求1所述的过压保护器(1)，其特征在于，稳定件(8、9、20、21)构造为不导电的。

8.根据权利要求1所述的过压保护器(1)，其特征在于，稳定件(8、9、20、21)由至少按比例具有玻璃纤维增强塑料(GFK)的材料制成。

9.根据权利要求1所述的过压保护器(1)，其特征在于，所述电绝缘流体(3)基本上是六氟化硫。

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