CN1145248C - 电涌放电器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电涌放电器，该电涌放电器由一堆非线性电阻体(10)(例如氧化锌)配置在聚合物材料(例如硅橡)制成的细长绝缘外壳(23)中构成。非线性电阻体和电极在轴向上用绝缘材料制成的压实线圈(14-17)围起来，以提供非线性电阻堆置体中各不同构件(10，11，12)之间必要的接触压力。非线性电阻堆置体(10)和压实线圈在轴向上用绝缘材料制成的防爆包带(21)包起来，且留有孔隙(22)供电涌放电器发生内部短路时卸压之用。
Description
本发明涉及一种电涌放电器，该电涌放电器有多个堆置的圆柱形非线性电阻体(最好是由金属氧化物制成)，在轴向上首尾连接地置于两个端电极之间，外面用橡胶或其它聚合物材料制成的细长电绝缘外壳起来。为压堆置体各不同的元件之间提供必要的接触压力，放电器配备有一个或以上的压紧构件，该构件在两个端电极之间延伸，且固定在该两个端电极上。
从美国专利US-A-4,656,555和欧洲专利EP-A-0,230,103的专利说明书早先就知道上述那种电涌放电器的情况。已知的这些设计有这样一个缺点，例如在非线性电阻体出故障的情况下，放电器内就有电弧产生，从而使压力增加，放电器的各部件可能会以爆炸的形式发散出去，这会危害环境。有人试图用交叉绕制的笼体围罩放电器堆置体的方法来解决这个问题。该笼体上开有许多卸压口(欧洲专利EP-A-0,335,480)，但这样做却使制造过程更复杂，成本更高。
本发明的目的是提供上述那一种能承受非线性电阻堆置体的电击穿/热击穿而不致机械地四分五裂而短路性能比上述现有技术的设计好的电涌放电器。此外，这种电涌放电器结构应该较简单，而且能以经济实惠的方式制造出来。为达到这个目的，本发明将非线性电阻堆置体在径向上用绝缘材料制成的防爆包带包起来，包带上留有许多孔眼，供电涌放电器发生内部短路时卸压之用。
产生接触压力遥压紧构件可由玻璃纤维丝绕制成并埋置在聚合物内的线圈的形式具有优越之处，例如，如尚未预公开的德国专利申请P4306，69.1中所示的那一种。这样，本发明的防爆装置以包绕在玻璃纤维线圈外的纤维加强环为宜。这些环可与线圈相连接，也可不与线圈接触。环的宽度(也就是其轴向的尺寸)，可在10与50毫米之间，但最好小于非线性电阻体的高度。环的厚度以2-5毫米为宜。各环沿非线性电阻堆置体彼此间隔一段距离轴向配置，从而在它们之间形成宽约5-50毫米的卸压环形孔。各环应安置得使各孔正好处在毗邻各非线性电阻体的高度。环的厚度以2-5毫米为宜。各环沿非线性电阻堆置体彼此间隔一段距离轴向配置，从而在它们之间形成宽约5-50毫米的卸压环形孔。各环应安置得使各孔正好处在毗邻各非线性电阻体之间的接头对面。这可以加速电弧风险极大的那些点的卸压过程，从而降低各环上的应力。
基本上呈方形的环比起圆形环提高了径向机械应力的弹性形交，因而能承受更大的机械作用。通过埋置在硅橡胶或其它弹性体中，部分能量就作为剪切能为弹性体所吸收。也可以把环制成圆形，但这会使体积增大。
防爆器件也可以不制成环状而制成螺旋体，呈螺旋线的形式配置在非线性电阻堆置体和压紧构件周围。
环或螺旋体中的材料可以是连续绕制的玻璃纤维。要求更好的机械性能时，可采用芳族聚酰胺纤维。芳族聚酰胺纤维比玻璃纤维能承受更高的特定负载和更大的形变。
现在参看附图介绍一些实施例，更详细地说明本发明的内容。
图1是按本发明设计的电涌放电器组件第一实施例的侧视图，半边以剖面的形式示出。
图2是沿图1中的II-II线截取的横剖面。
图3是电涌放电器的侧视图，半边以剖面的形式示出，电涌放电器的内部结构基本上如图1和图2中所示。
图4示出了图3电涌放电器的端视图。
图5和图6示出了按本发明设计的电涌放电器组件的第二实施例，图5是侧视图，图6是沿图5中的VI-VI线截取的横剖面。
图7和图8以相应的方式示出了这种电涌放电器的第三实施例。
图1和图2所示的电涌放电器有一堆五个非线性电阻元件组成的堆置体10，各非线性电阻元件呈氧化锌(ZnO)圆柱体的形式。非线性电阻堆置体用中间压板13夹持在上端电极11与下端电极12之间。端电极和压力板可适当用铝制成。非线性电阻堆置体的轴向紧是靠四个电绝缘压紧线圈14，15，16，17进行的，这些线圈由连续的玻璃纤维丝绕制成，匝数多，且埋置在热固性树脂中。压紧线圈14-17固定到端电极11，12上，为此，端电极上设有四个径向突出的挂耳18，接触表面呈圆柱形。线圈可以事先预制，然后用紧固螺栓19固定到由非线性电阻体和电阻组面的堆置体上。紧固螺栓19拧入下端电极12中，同时用作连接螺栓或端部接头。怕需要的接触压力也可以通过将带预应力的玻璃纤维丝直接绕制到装配好的堆置体上提供，电涌放电器组件的上端电极11开有一个带丝扣的孔20，供连接(串联连接)到同一个组件的螺栓用，或供外部连接用。
为避免放电器组件在非线性电阻堆置体发生电/热故障时因受机械力而四分五裂，放电器组件配备防爆装置。防爆装置由五个纤维增强环21和玻璃纤维线圈组成。环21在径向上将非线性电阻堆置体围起来，基本上呈方形，彼此沿堆置体间隔一段距离配置，从而在放电器出故障时在它们之间形成环形孔22，供卸压之用。环形孔22正好处在吡邻的各非线性电阻体之间各接头的对面。
图1所示的那种设计的放电器组件，其长度可取例如10-100厘米。这种放电器组件可以单独构成电压高达72千伏的系统的电涌放电器的起作用的部分，和其它组件做在一起则可构成系统电压高达例如145千伏的放电部件。这些又可与另外一些这类部件做在一起构成系统电压高达例如245千伏和362千伏的电涌放电器。各放电器部件都配备有外壳，铸成放电器部件，最好是由弹性体组成，例如硅橡胶或乙烯丙烯三共聚(乙丙橡胶)。
图3和图4示出了电涌放电器的成品，它包括由六个非线性电阻体10组成的内部，其结构如参照图1和图2所述的那样，和包括一个铸在内部分上的外壳。
这里放电器也可以不采用环形防爆装置而采用螺旋体，以螺旋线的形式将非线性电阻堆置体和压紧线圈围起来。图5和图6示出了带有这种两端封半着的螺旋体24的放电器组件，图7和图8则示出了带有两端敞开着的螺施体25的放电器组件敞开式螺旋体的好处是安装简单，封闭式螺旋体的好处是强度高。与环形防爆装置比较，螺旋形在内部受到径向机械冲击载荷时偏移量较大。为避免偏移，外壳体由硫化弹性体构成，由份量更大的弹性体来吸收变形能。
Claims (9)
1.一种电涌放电器，包括堆叠置的圆柱形金属氧化物非线性电阻体(10)，所述非线性电阻体在其轴向上首尾连接地配置在两个端电极(11，12)之间，用橡胶或其它聚合物材料制成的细长电绝缘外壳(23)环绕所述堆叠，互连所述端电极(11，12)的由绝缘材料制成的一个或多个压紧构件(14，17)，用于供提供非线性电阻堆置体之间的，以及非线性电阻体和端电极之间的接触压力，其特征在于，所述压紧构件(14，17)由至少一个轴向环绕非线性电阻体堆叠(10)和电极(11，12)的压紧线圈组成，并且非线性电阻体堆叠被由绝缘材料制成的防爆装置(21)径向环绕，防爆装置上有开孔(22)，以在电涌放电器内部短路的情况下释放压力。
2.根据权利要求1所述的电涌放电器，其特征在于，压紧构件(14，17)被防爆装置在径向上包围起来。
3.根据权利要求1或2所述的电涌放电器，其特征在于，防爆装置包括多个彼此沿非线性电阻堆置体间隔一段距离配置的环。
4.根据权利要求1或2所述的电涌放电器，其特征在于，防爆装置包括一个呈螺旋线围绕非线性电阻堆置体配置的螺旋体(24，25)。
5.根据权利要求1或2所述的电涌放电器，其特征在于，防爆装置包括一条埋置在热固性树脂中连续绕制的玻璃或芳族聚酰胺纤维。
6.根据权利要求3所述的电涌放电器，其特征在于防爆装置的环(21)的轴向尺寸小于非线性电阻体(10)的厚度，环(21)本身则安置得使卸压孔(22)处在与毗邻的非线性电阻体(10)之间的连接点处于同一高度上。
7.根据权利要求6所述的电涌放电器，其特征在于，环(21)为非圆形。
8.根据权利要求7所述的电涌放电器，其特征在于，环(21)基本上呈方形。
9.根据权利要求8所述的电涌放电器，其特征在于，压紧线圈包括埋置在电绝缘的热固性树脂中的多匝绕组。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Expiration termination date: 20150509 Granted publication date: 20040407 |