CN113067313A - 交流金属封闭开关柜用组合式过电压限制器 - Google Patents
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Abstract
一种交流金属封闭开关柜用组合式过电压限制器，包括并联的第一元件、第二元件和第三元件，第一元件、第二元件和第三元件的低压端与金属板连接，在第一元件内部的第一电阻片之间设有第一导电电极，将第一电阻片分为上部第一电阻片和下部第一电阻片；在第二元件内部的第二电阻片之间设有第二导电电极，将第二电阻片分为上部第二电阻片和下部第二电阻片；在第三元件内部的第三电阻片之间设有第三导电电极，将第三电阻片分为上部第三电阻片和下部第三电阻片；在第一导电电极和第二导电电极之间设有与第一导电电极和第二导电电极电性连接的第一导电连接件；在第二导电电极和第三导电电极之间设有与第二导电电极和第三导电电极电性连接的第二导电连接件。具有故障率低，以及具有较高的额定热转移电荷值和额定热能量值的优点。
Description
技术领域
本发明属于中压避雷器技术领域，尤其是涉及一种交流金属封闭开关柜用组合式过电压限制器。
背景技术
目前，使用在3～35kV交流电力系统金属封闭开关柜中的过电压限制器，大体上分为五类，一类是四间隙组合式避雷器，其中性点对地间隙受杂散电容器的影响较大，保护不稳定，易故障。二类是三间隙组合式避雷器，其消除了中性点接地间隙，实验结果表明，这种避雷器对抑制相间过电压和相间过电压都是有效的。然而，与四间隙组合式避雷器一样，由于间隙的存在，动作电压的偏差不可避免。三类是并联电容式组合避雷器，当出现过电压时，其串联间隙放电可能需要一些时间，甚至需要几次重燃。四类是阻容吸收器，虽然可以降低过电压的幅值和陡度，抑制了多次重燃和过电压。但是，虽然存在体积大、油耗大、对地稳态电流可能增大等缺点，并且对高幅值的冲击过电压限制水平有限，无法满足系统绝缘的要求。五类是四元件无间隙组合式避雷器，没有考虑真空断路器开断感性负荷时经常出现的两相同时过电压，这样其地元件的冲击负荷是很大的。另外，其中性点的电位在运行过程中会发生变化。在现场试验中，中性点与地之间有时会发生放电。因此，在使用这种保护装置时，应注意中性点的绝缘。
以上各种类的金属封闭开关柜用过电压限制器（避雷器）在实际运行中均存在故障率非常高，带来了繁重的运行维护工作量和昂贵的频繁更换费用。
发明内容
为了克服上述问题，发明向社会提供一种故障率低的交流金属封闭开关柜用组合式过电压限制器。
本发明的技术方案是：提供一种交流金属封闭开关柜用组合式过电压限制器，包括并联的第一元件、第二元件和第三元件，所述第一元件、第二元件和第三元件的低压端与所述金属板连接，所述第一元件、第二元件和第三元件的高压端分别可与电源的A相、B相和C相连接，在所述第一元件内部的第一电阻片之间设有第一导电电极，将第一电阻片分为上部第一电阻片和下部第一电阻片；在所述第二元件内部的第二电阻片之间设有第二导电电极，将第二电阻片分为上部第二电阻片和下部第二电阻片；在所述第三元件内部的第三电阻片之间设有第三导电电极，将第三电阻片分为上部第三电阻片和下部第三电阻片；在所述第一导电电极和所述第二导电电极之间设有与所述第一导电电极和所述第二导电电极电性连接的第一导电连接件；在所述第二导电电极和所述第三导电电极之间设有与所述第二导电电极和所述第三导电电极电性连接的第二导电连接件。
作为对本发明的改进，所述上部第一电阻片、上部第二电阻片和上部第三电阻片的电性参数相同；所述下部第一电阻片、下部第二电阻片和下部第三电阻片的电性参数相同；所述上部第一电阻片与所述下部第一电阻片之间的电性参数相同或不同；所述上部第二电阻片与所述下部第二电阻片之间的电性参数相同或不同；所述上部第三电阻片与所述下部第三电阻片之间的电性参数相同或不同。
作为对本发明的改进，所述电性参数包括额定电压、持续运行电压、工频参考电压、残压、额定重复转移电荷值、额定热转移电荷值、额定热能量或电介质绝缘耐受值；或者额定电压、持续运行电压、工频参考电压、残压、额定重复转移电荷值、额定热转移电荷值、额定热能量和电介质绝缘耐受值之中的任意两项的组合。
作为对本发明的改进，所述第一导电连接件是第一导电杆或第一导电片。
作为对本发明的改进，所述第二导电连接件是第三导电杆或第三导电片。
作为对本发明的改进，所述第一电阻片、所述第二电阻片和所述第三电阻片是非线性金属氧化物电阻片。
作为对本发明的改进，所述非线性金属氧化物电阻片是氧化锌电阻片。
作为对本发明的改进，所述第一元件内部的第一电阻片是通过第一绝缘环固定连接的，所述第一元件整体采用高温硫化硅橡胶硫化封装，硅橡胶与第一电阻片的侧面直接粘接。
作为对本发明的改进，所述第二元件内部的第一电阻片是通过第二绝缘环固定连接的，所述第二元件整体采用高温硫化硅橡胶硫化封装，硅橡胶与第二电阻片的侧面直接粘接。
作为对本发明的改进，所述第三元件内部的第三电阻片是通过第三绝缘环固定连接的，所述第三元件整体采用高温硫化硅橡胶硫化封装，硅橡胶与第一电阻片的侧面直接粘接。
采用本发明的技术方案后，当系统出现过电压时，特别是真空断路器开断感性负载的出现的两相同时相-地之间的操作过电压和相-间过电压，该交流金属封闭开关柜用组合式过电压限制器都能起到很好的过电压限制和绝缘保护作用。具体来说，一是本发明解决了有间隙结构的中性点对地间隙受杂散电容器的影响较大的情况；二是本发明解决了并联电容式组合避雷器当出现过电压时，其串联间隙放电需要一些时间，甚至需要几次重燃的问题；三是本发明解决了阻容吸收器的虽体积大、油耗大、对地稳态电流可能增大等缺点，并且解决高幅值的冲击过电压限制，达到满足系统绝缘的要求。四是本发明考虑真空断路器开断感性负荷时经常出现的两相同时过电压，这样其地元件的冲击负荷是很大的情况，四元件无间隙组合式避雷器其他地元件无法承受很大的负荷，同时中性点与地之间有时会发生放电，本发明也解决中性点的绝缘问题。
附图说明
图1是本发明一种实施例的剖面结构示意图。
图2是图1的A-A剖面结构示意图。
图3是图1所示实施例的电路原理示意图。
具体实施方式
为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释发明，并不用于限定发明。
请参见图1至图3，图1至图3揭示的是一种交流金属封闭开关柜用组合式过电压限制器，包括并联的第一元件1、第二元件2和第三元件3，所述第一元件1、第二元件2和第三元件3的低压端与所述金属板4连接，所述第一元件1、第二元件2和第三元件3的高压端分别与电源的A相、B相和C相连接，在所述第一元件1内部的第一电阻片之间设有第一导电电极11，将第一电阻片分为上部第一电阻片12和下部第一电阻片13；在所述第二元件2内部的第二电阻片之间设有第二导电电极21，将第二电阻片分为上部第二电阻片22和下部第二电阻片23；在所述第三元件3内部的第三电阻片之间设有第三导电电极31，将第三电阻片分为上部第三电阻片32和下部第三电阻片33；在所述第一导电电极11和所述第二导电电极21之间设有与所述第一导电电极11和所述第二导电电极21电性连接的第一导电连接件14；在所述第二导电电极21和所述第三导电电极31之间设有与所述第二导电电极21和所述第三导电电极31电性连接的第二导电连接件34。
如此结构，由上部第一电阻片12和上部第二电阻片22组成第一元件1和第二元件2相间过电压限制器；由上部第一电阻片12和上部第三电阻片32组成第一元件1和第三元件3相间过电压限制器；由上部第二电阻片22和上部第三电阻片32组成第二元件2和第三元件3相间过电压限制器。由上部第一电阻片12、下部第一电阻片13、下部第二电阻片23和下部第三电阻片33组成第一元件1的相-地间过电压限制器；由上部第二电阻片22、下部第一电阻片13、下部第二电阻片23和下部第三电阻片33组成第二元件2的相-地间过电压限制器；由上部第三电阻片32、下部第一电阻片13、下部第二电阻片23和下部第三电阻片33组成第三元件的相-地间过电压限制器。
本发明过电压限制器在限制两相同时出现过电压时，相-地间的公共元件共同参与冲击电流的泄放，属于三柱并联分流技术，可以耐受高于普通四元件组合式避雷器3倍之高的能量冲击。相-地之间的三柱并联元件，没有采用普通四元件组合式避雷器的结构（内置于一个绝缘封装的壳体之内），而是采用独立的三柱式结构，具有更加优异的散热特性和耐短路电流特性。
本发明过电压限制器不采用串联间隙技术，克服了因为中性点对地间隙受杂散电容器的影响从而造成保护不稳定、易故障的问题。同时，也克服了间隙耐受强电流冲击易灼烧损坏的问题。
本发明中，每个元件的高压端采用绝缘导线5引出。绝缘导线5与每个元件的连接部位采用绝缘罩6屏蔽。绝缘导线5的接线端7采用压接铜接线端子。三个元件固定在一块金属安装板4上。由此组成一个完整的整体。整个过电压限制器的底部留有三个安装螺纹孔8，供限制器安装在开关柜内使用。
优选的，所述上部第一电阻片12、上部第二电阻片22和上部第三电阻片32的电性参数相同；所述下部第一电阻片13、下部第二电阻片23和下部第三电阻片33的电性参数相同；所述上部第一电阻片12与所述下部第一电阻片13之间的电性参数相同或不同；所述上部第二电阻片22与所述下部第二电阻片23之间的电性参数相同或不同；所述上部第三电阻片32与所述下部第三电阻片33之间的电性参数相同或不同。
优选的，所述电性参数包括额定电压、持续运行电压、工频参考电压、残压、额定重复转移电荷值、额定热转移电荷值、额定热能量或电介质绝缘耐受值；或者额定电压、持续运行电压、工频参考电压、残压、额定重复转移电荷值、额定热转移电荷值、额定热能量和电介质绝缘耐受值之中的任意两项的组合。
优选的，所述第一导电连接件14是第一导电杆或第一导电片。
优选的，所述第二导电连接件34是第三导电杆或第三导电片。
优选的，所述第一电阻片、所述第二电阻片和所述第三电阻片是非线性金属氧化物电阻片。所述非线性金属氧化物电阻片是氧化锌电阻片。
优选的，所述第一元件1内部的第一电阻片是通过第一绝缘环15固定连接的，所述第一元件1整体采用高温硫化硅橡胶硫化封装，硅橡胶16与第一电阻片的侧面直接粘接。
优选的，所述第二元件2内部的第一电阻片是通过第二绝缘环25固定连接的，所述第二元件2整体采用高温硫化硅橡胶硫化封装，硅橡胶26与第二电阻片的侧面直接粘接。
优选的，所述第三元件3内部的第三电阻片是通过第三绝缘环35固定连接的，所述第三元件3整体采用高温硫化硅橡胶硫化封装，硅橡胶36与第一电阻片的侧面直接粘接。
本发明过电压限制器的每个元件均采用绝缘环（LOOP）固定。所有元件整体采用高温硫化硅橡胶（HTV）硫化封装，硅橡胶与电阻片侧面直接粘接。具有更加优异的大电流冲击耐受能力和耐受短路电流特性。
本发明过电压限制器可以实现更加紧凑的安装空间，可以满足金属封闭开关柜日益小型化的发展要求。
将上述实施的交流金属封闭开关柜用组合式过电压限制器与现有四元件组合式避雷器，以Un=10kV进行试验得出表1和表2的结果。
表1 常规的四元件组合式避雷器（例如：Un=10kV）的电气参数
表2本发明的开关柜用组合式过电压限制器（例如：Un=10kV）的电气参数
从上述技术参数中可以看出，与常规的四元件组合式避雷器相比较，本发明提供一种交流金属封闭开关柜用组合式过电压限制器具有显著的耐受重复转移电荷的能力，具有较高的额定热转移电荷值和额定热能量值。因此，对于同时的两相间的相-相过电压和相-地过电压具有很好的限制作用。
在不脱离发明思想的情况下，凡应用发明说明书及附图内容所做的各种等效变化，均理同包含于发明的权利要求范围内。
Claims (10)
1.一种交流金属封闭开关柜用组合式过电压限制器，包括并联的第一元件（1）、第二元件（2）和第三元件（3），所述第一元件（1）、第二元件（2）和第三元件（3）的低压端与所述金属板（4）连接，所述第一元件（1）、第二元件（2）和第三元件（3）的高压端分别与A相、B相和C相连接，其特征在于：在所述第一元件（1）内部的第一电阻片之间设有第一导电电极（11），将第一电阻片分为上部第一电阻片（12）和下部第一电阻片（13）；在所述第二元件（2）内部的第二电阻片之间设有第二导电电极（21），将第二电阻片分为上部第二电阻片（22）和下部第二电阻片（23）；在所述第三元件（3）内部的第三电阻片之间设有第三导电电极（31），将第三电阻片分为上部第三电阻片（32）和下部第三电阻片（33）；在所述第一导电电极（11）和所述第二导电电极（21）之间设有与所述第一导电电极（11）和所述第二导电电极（21）电性连接的第一导电连接件（14）；在所述第二导电电极（21）和所述第三导电电极（31）之间设有与所述第二导电电极（21）和所述第三导电电极（31）电性连接的第二导电连接件（34）。
2.根据权利要求1所述的交流金属封闭开关柜用组合式过电压限制器，其特征在于：所述上部第一电阻片（12）、上部第二电阻片（22）和上部第三电阻片（32）的电性参数相同；所述下部第一电阻片（13）、下部第二电阻片（23）和下部第三电阻片（33）的电性参数相同；所述上部第一电阻片（12）与所述下部第一电阻片（13）之间的电性参数相同或不同；所述上部第二电阻片（22）与所述下部第二电阻片（23）之间的电性参数相同或不同；所述上部第三电阻片（32）与所述下部第三电阻片（33）之间的电性参数相同或不同。
3.根据权利要求2所述的交流金属封闭开关柜用组合式过电压限制器，其特征在于：所述电性参数包括额定电压、持续运行电压、工频参考电压、残压、额定重复转移电荷值、额定热转移电荷值、额定热能量或电介质绝缘耐受值；或者额定电压、持续运行电压、工频参考电压、残压、额定重复转移电荷值、额定热转移电荷值、额定热能量和电介质绝缘耐受值之中的任意两项的组合。
4.根据权利要求1或2所述的交流金属封闭开关柜用组合式过电压限制器，其特征在于：所述第一导电连接件（14）是第一导电杆或第一导电片。
5.根据权利要求1或2所述的交流金属封闭开关柜用组合式过电压限制器，其特征在于：所述第二导电连接件（34）是第三导电杆或第三导电片。
6.根据权利要求1或2所述的交流金属封闭开关柜用组合式过电压限制器，其特征在于：所述第一电阻片、所述第二电阻片和所述第三电阻片是非线性金属氧化物电阻片。
7.根据权利要求6所述的交流金属封闭开关柜用组合式过电压限制器，其特征在于：所述非线性金属氧化物电阻片是氧化锌电阻片。
8.根据权利要求1或2所述的交流金属封闭开关柜用组合式过电压限制器，其特征在于：所述第一元件（1）内部的第一电阻片是通过第一绝缘环（15）固定连接的，所述第一元件（1）整体采用高温硫化硅橡胶硫化封装，硅橡胶与第一电阻片的侧面直接粘接。
9.根据权利要求1或2所述的交流金属封闭开关柜用组合式过电压限制器，其特征在于：所述第二元件（2）内部的第一电阻片是通过第二绝缘环（25）固定连接的，所述第二元件（2）整体采用高温硫化硅橡胶硫化封装，硅橡胶与第二电阻片的侧面直接粘接。
10.根据权利要求1或2所述的交流金属封闭开关柜用组合式过电压限制器，其特征在于：所述第三元件（3）内部的第三电阻片是通过第三绝缘环（35）固定连接的，所述第三元件（3）整体采用高温硫化硅橡胶硫化封装，硅橡胶与第一电阻片的侧面直接粘接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20210702 |