CN1127922A - 金属氧化物避雷器 - Google Patents

Abstract

一种高电压技术中过电压保护装置——金属氧化物避雷器，其特征在于在避雷器的瓷套7一非线性电阻片8中间的隔离层12中填充有消弧导热性物料石英砂，根除了产品内部电弧闪络、延迟非线性电阻片的老化、从而延长了产品的寿命、提高了产品的可靠性，在低电压避雷器下段还可以通过设置一脱离防爆装置5，当产品一旦寿终时，将使产品立即退出运行，防止产品发生粉碎性爆炸而造成电力系统停电事故的发生，可广泛应用于电厂、变电站，电气化铁道等输配电部门的过电压保护。

Description

金属氧化物避雷器

本发明属于一种过电压保护装置，具体涉及一种金属氧化物避雷器。

碳化硅系列避雷器，由于耗能高、材料消耗大，而且避雷性能较差而已逐渐为金属氧化物避雷器所取代，然而现有的金属氧化物避雷器仍没有从根本上解决因内部发生电弧闪络而爆炸问题，影响了使用寿命。国内外对于高电压避雷器设有压力释放装置，低电压避雷器在运行时通过串接脱离器使避雷器寿终时能自动脱离电力系统，如CN92213768公开了一种带自动脱离装置金属氧化物避雷器，其特点是由阀片的热量传递给低熔点合金，合金熔化后，弹簧释放能量，使避雷器退出运行。这种避雷器没有解决内部发生电弧闪络的问题，同时，此种脱离器由于弹簧储能小，脱离初速小，很难切断电弧，无法解决避雷器爆炸、停电事故的发生。

本发明的目的在于针对现有金属氧化物避雷器的不足提供一种能彻底解决内部电弧闪络、且在寿终时能自动脱离电力系统的金属氧化物避雷器。

本发明的金属氧化物避雷器，包括瓷套，瓷套内位于中心的金属氧化物非线性电阻片，及位于瓷套和非线性电阻片中间的隔离层，上下两端分别通过上，下弹簧，密封橡胶，密封盖予于密封，其特点在于所述的隔离层中填充有消弧导热性物料。

试验表明，颗粒大小不一致的氮化铝钞子、氧化铝砂子消弧、导热性极佳，但很贵，石英砂消弧导热性好，且来源广，价格便宜，是最适宜推广的材料，在RLS-50快速熔断器内仅放2～3克石英砂子，在500V，电路功率因数≥0.3的情况下，其极限分断能力达40KA，本发明通过在隔离层中填充消弧导热性物料彻底地解决了现有的金属氧化物避雷器内部因电压分布极不均匀而产生电弧闪络而导致爆炸的问题，大大延长了避雷器的使用寿命。

本发明的35KV以下的金属氧化物避雷器，还可以在其瓷套下段设置一脱离防爆装置，防爆装置上接防冲板、非线性电阻片，通过上弹簧、上密封盖与上部高压接线螺栓相接，其下部通过下弹簧，下密封盖与下部低压接线螺栓相接，而防爆装置则包括一耐压管，管内装有绕在一绝缘芯棒上的康铜丝、钨丝和装有推进剂的钢套筒，耐压管外装有埋入石英砂中的熔丝，康铜丝、钨丝串联后通过导电带，上下导电档板与熔丝并联。

以下结合附图对本发明的金属氧化物避雷器的结构作进一步说明。

图1是本发明的金属氧化物避雷器的结构示意图。

图2是本发明的金属氧化物避雷器脱离防爆装置结构示意图。

图3是本发明的金属氧化物避雷器脱离防爆装置结构工作原理示意图。

如图1所示，一般的高电压(35KV以上时)避雷器包括界于瓷套7和金属氧化物非线性电阻片8片之间的隔离层12，电阻片分别通过上、下弹簧10、3及密封盖9、2与上下接线螺栓11，1相接，由于隔离层中填充有消弧导热物料，从而解决了现有金属氧化物避雷器内部因电压分布极不均匀而产生电弧闪络而导致爆炸的问题，大大延长了避雷器的使用寿命。对于低电压(35KV以下)避雷器，在上述避雷器的瓷套7下段设置一脱离防爆装置5，上接防冲板6、非线性电阻片8、通过上弹簧10、上密封盖9与上部接线螺栓11相接通，下部通过下弹簧3、下密封盖2与下部接线螺栓1相接通，如图2所示，该脱离防爆装置有一耐压管54，管内装有绕在一绝缘芯棒52上的康铜丝51、钨丝59和装有推进剂58的钢套57，管外装有埋入石英砂中的熔丝53，康铜丝51、钨丝59串联后通过导电带56、上下导电档板55与钨丝53并联。

如图3所示，在正常电压运行的情况下，由于非线性电阻R0处在绝缘状态，流过避雷器的电流小于100μA，但在冲击电压作用下，非线性电阻R0处于开态，大电流通过R0和熔丝53的电阻r3到地，而康铜丝电感L、康铜丝电阻r1、钨丝59电阻r2的阻抗一般至少是r3的1500倍，所以流过L、r1、r2的电流极小，发热钨丝温度很低，当避雷器长时间运行后，R0劳化，阻值渐渐减小通过r3的电流渐渐增大，电流升到某一设定值时，r3熔断，产生电弧，电弧被石英砂切断，此时电流将通过L、r1、r2，r2被大电流熔断产生电弧，点燃推进剂58(高温炸药)产生高压气体，将钢套57推出，撞击下密封盖2，首先将接地螺栓1冲向地下、切断电流，同时把密封盖2冲开一个孔，将避雷器内的高压气体释放出来，确保避雷器自动退出电力系统，避免避雷器粉碎性爆炸而造成电网停电事故的发生。

在实际制作脱离防爆装置时，r3的大小由避雷器的标称电流、方波通流容量、熔丝的材料及其形状来决定，而且r3熔丝在18次标称电流、方波通流容量冲击下应不被烧断，但必须在100安下1秒内溶断，L1、r1、r2总阻抗应为r3的1500倍以上，例如1.0KV的避雷器，L可以是0.01的康铜丝绕成直径为10，20～30匝的电感，r1(康铜丝}为50～80Ω，r2(钨丝)为0.2～1.0Ω，r3(可以是三根银丝)为0.1～0.5mΩ。

实施例1：

35KV避雷器，外径190mm，高600mm，内径80mm，内装56×550mm的非线性电阻片，隔离层中装入球径约0.3～0.6的石英砂，在94年12月在国家高压电器质量检测中心(西安)作了大电流20KA，小电流0.8KA的压力释放(防爆)试验，大电流通过时间0.2秒，小电流通电时间0.5秒，两次试验压力释放装置均动作，产品未发生爆炸，试验结果合格，而同类的无石英砂的35KV避雷器，外径220mm，高850mm，内径112mm，不仅体积大，而且难以实现防爆压力释放。

实施例2：

10KV避雷器，目前国内外均未研制出带有压力释放装置的同类产品，因此当产品电气特性变劣时会发生爆炸，国外采取串接脱离器的办法，在电气特性变劣尚未发生爆炸之前，脱离器动作，使避雷器脱离电网，退出运行，避免爆炸，国内则采取定期检查，更换变劣的产品，尽量减少产品爆炸事故的发生。

本发明的一种低电压10KV避雷器，外径110mm，高260mm，内径60mm，上段装有35×22的非线性电阻片，隔离层中填充球径0.3～0.6石英砂，下段设防爆脱离器，其熔丝r3≈0.3mΩ的铜丝，发热体r2＝1Ω的钨丝，r1＝50Ω康铜丝，L为r1康铜丝绕成10，20匝电感，在溶丝r3周围填满灭弧用的石英砂，94年12月经国家高压电器质量检测中心(西安)进行5KA通流时间0.2秒、0.8KA通流时间1秒型式试验，发现：下端接线螺栓可靠脱离，下端密封盖冲开一个直径约20mm的孔，将内部产生的高气压释放了出来，未发生爆炸。

Claims (3)

1.一种金属氧化物避雷器，包括瓷套7、瓷套内位于中心的金属氧化物非线性电阻片8及位于瓷套和非线性电阻片中间的隔离层12，非线性电阻片分别通过上、下弹簧10、3，密封盖9、2，与上、下接线螺栓11，1相接，其特征在于所述的隔离层12中填充有消弧导热性物料。

2.如权利要求1所述的金属氧化物避雷器，其特征在于所述的消弧导热性物料是石英砂。

3.如权利要求1或2所述的金属氧化物避雷器，其特征在于瓷套7下段设置一脱离防爆装置5，该防爆装置上接防冲板6、非线性电阻片8、上弹簧10、上密封盖9，高压接线螺栓11，下部通过弹簧3，下密封盖2与低压接线栓1相接，所述的脱离防爆装置5，包括一耐压管54，管内装有绕在一绝缘芯棒52上的康铜丝51，钨丝59和装有推进剂58的钢套筒57，耐压管外装有埋入石英砂中的熔丝53，康铜丝51、钨丝59串联后通过导电带56，上下导电档板55与熔丝53并联。

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