CN114613563A - 一种避雷器及一种避雷器的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种避雷器，包括电阻件和套设在电阻件外的绝缘套。电阻件的材质为氧化锌混合物。氧化锌混合物具有优良的非线性系数、压敏电压范围宽、机械强度高等特点。相较于现有技术中由多个电阻片串联叠装组成的电阻件，申请人创造性地提出将氧化锌混合物材质的电阻件设置为长棒型。如此，一方面减少了连接界面，从而显著地提高了避雷器的电气性能。另一方面，氧化锌混合物具有优良的机械性能，长棒型的氧化性陶瓷电阻件无须依靠任何绝缘支撑，可以直接与导线或者外部支架进行连接，如此便减少了绝缘支撑的设置，显著地缩减了避雷器的结构尺寸，提高了避雷器的生产效率。本发明还公开了一种避雷器的加工方法。
Description
技术领域
本发明涉及避雷器技术领域，更具体地说，涉及一种避雷器及一种避雷器的加工方法。
背景技术
避雷器是电力系统的重要保护电器，用于保护电力系统电器设备免受过雷电过电压和操作过电压的损害。避雷器的电气和机械性能对电力系统的过电压保护和可靠运行至关重要。
目前避雷器的功能元件均采用多个电阻片串联叠装组成。由于电阻片间的连接界面较多，因此对避雷器的电气性能产生很大的影响。另外，串联叠装的电阻片的机械强度较低，需要依靠绝缘支撑来提供机械强度，从而增加了避雷器的结构尺寸，降低了避雷器的生产效率。
发明内容
本发明的目的是提高避雷器的电气性能，减小避雷器的结构尺寸，提高避雷器的生产效率。为实现上述目的，提供了如下技术方案：
一种避雷器，包括电阻件和套设在所述电阻件外的绝缘套，所述电阻件的材质为氧化锌混合物，且所述电阻件为长棒型。
优选地，所述电阻件的高度和直径的比值大于5。
优选地，所述电阻件由棒型毛坯经高温烧制而成，所述棒型毛坯由氧化锌混合物经等静压或端部加压制成。
优选地，所述电阻件的端部连接有连接端块，所述连接端块位于所述绝缘套内，所述连接端块上连接有电极引出件，所述连接端块的材质为金属。
优选地，所述连接端块通过金属化或者激光焊接的方式连接在所述电阻件的端面上。
优选地，所述电极引出件的一端螺纹连接在所述连接端块上，另一端伸出所述绝缘套外。
优选地，所述连接端块的周面上设置有环型凹槽，所述环型凹槽内设置有密封圈，所述密封圈的外周面连接在所述绝缘套的内表面上。
优选地，所述连接端块为两个，两个所述连接端块分设在所述电阻件的两端。
优选地，所述绝缘套的材质为硅橡胶，所述绝缘套通过模压成型于所述电阻件和所述连接端块外。
优选地，所述绝缘套与所述密封圈一体化模压成型。
本发明还提供了一种避雷器的加工方法，包括以下步骤：
S1：将氧化锌混合物材料制作成长棒型的电阻件；
S2：在所述电阻件的两端连接上连接端块；
S3：通过模压的方式在所述电阻件和所述连接端块外压制出硅橡胶材质的绝缘套；
S4：将电极引出件连接在所述连接端块上。
优选地，所述步骤S1具体包括：将氧化锌混合物通过等静压或端部加压的方式制作成棒型毛坯，对所述棒型毛坯进行高温烧制而型成所述电阻件。
优选地，所述步骤S2具体包括：通过金属化或者激光焊接的方式将所述连接端块连接在所述电组件的端面上。
优选地，所述连接端块的周面上设置有环型凹槽，所述环型凹槽内设置有密封圈，所述密封圈与所述绝缘套一体化模压成型。
优选地于，所述连接端块上设置有内螺纹，所述电极引出件螺纹连接在所述连接端块上。
从上述技术方案可以看出，相较于现有技术中由多个电阻片串联叠装组成的电阻件，申请人创造性地提出将氧化锌混合物材质的电阻件设置为长棒型。如此，一方面减少了连接界面，从而显著地提高了避雷器的电气性能。另一方面，氧化锌混合物具有优良的机械性能，长棒型的氧化性陶瓷电阻件无须依靠任何绝缘支撑，可以直接与导线或者外部支架进行连接，如此便减少了绝缘支撑的设置，显著地缩减了避雷器的结构尺寸，提高了避雷器的生产效率。本发明还公开了一种避雷器的加工方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的方案，下面将对实施例中描述所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一具体实施例提供的避雷器的结构示意图；
图2为本发明一具体实施例提供的避雷器的加工方法的流程图。
其中，1为电阻件、2为连接端块、3为绝缘套、4为环形凹槽、5为电极引出件。
具体实施方式
本发明公开了一种避雷器，该避雷器具有较佳的电气性能，且机械强度高，结构简单。本还发明还公开了一种避雷器的加工方法。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中的避雷器包括电阻件1和套设在电阻件1外的绝缘套3。电阻件1的材质为氧化锌混合物。氧化锌混合物具有优良的非线性系数、压敏电压范围宽、时间响应快、漏电流小、机械强度高等特点。
现有技术中的避雷器的电阻件1是由多个电阻片串联叠装组成的。由于电阻片件的连接界面较多，因此对避雷器的电气性能，比如耐电流的能力，转移电荷的能力产生了很大的影响。申请人注意到氧化锌混合物的高机械强度特性，创造性地提出将氧化锌混合物材质的电阻件1设置为长棒型。如此，一方面减少了连接界面，从而显著地提高了避雷器的电气性能。另一方面，氧化锌混合物具有优良的机械性能，长棒型的氧化性陶瓷电阻件1无须依靠任何绝缘支撑，可以直接与导线或者外部支架进行连接，如此便减少了绝缘支撑的设置，显著地缩减了避雷器的结构尺寸，提高了避雷器的生产效率。
进一步地，电阻件1的高度和直径的比值，即高径比为大于5，以满足避雷器的长度需求。另外，高径比大于5的电阻件1耐大电流的能力，以及转移电荷的能力较佳。比如，在实际的试验中测得，本发明中的避雷器对4/10大电流(视在波前时间为4μs、视在波尾半峰值时间10μs的一种冲击电流波形)耐受100kA，重复转移电荷耐受0.3C。
氧化锌混合物材质的长棒型的电阻件1的加工方式如下：将氧化锌混合物通过等静压或端部加压的方式制作成棒型毛坯，之后通过高温烧制的方式将棒型毛坯加工成电阻件1。等静压技术是一种利用密闭高压容器内制品在各向均等的超高压压力状态下成型的超高压液压先进技术。端部加压技术是一种采用油压机对成型模具内制品在上下两个端施加压力状态下成型的压制技术。
在本发明一具体实施例中增设了连接端块2。连接端块2的材质为金属。连接端块2设置在电阻件1的端部。连接端块2与电阻件1共同构成避雷器的芯体，绝缘套3套设在芯体外。在本实施例中，为了保护电阻件1的完整性，使其具有优良的电气性能，特意增设了连接端块2，并将连接端块2的材质优选为机械性能优良的金属，如此，电极引出件5可以直接连接在连接端块2上。
进一步地，采用金属化或者激光焊接的方式将连接端块2连接在电阻件1的端面上。金属化是一种添加的工艺过程，是将金属材质的连接端块2沉积在电阻件1上。激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。无论是金属化还是激光焊接都不会破坏电阻件1的结构，从而确保了电阻件1的电气性能。另外，通过金属化或激光焊接得到的连接端块2和电阻件1之间为面接触，面接触能够确保连接端块2与电阻件1的充分接触，从而确保电阻件1与连接端块2之间的导电性能。
在实际的试验中，采用金属化或者激光焊接的方式形成的芯体，连接端块2与电阻件1间的拉伸强度不小于200N，弯曲强度不小于60N.m。
需要说明的是，本发明中的长棒型电阻件1为长圆柱型，连接端块2为与电阻件1的直径相等的短圆柱型，如此构成了整体为长圆柱型的芯体。在模压成型绝缘套3后，整个避雷器的主体部分为长圆柱型，具有规则的外形，因此具有均匀、稳定的电气性能。
电极引出件5采用螺纹连接的方式连接在连接端块2上。电极引出件5上设置有外螺纹，连接端块2上设置有内螺纹。电极引出件5的一端螺纹连接在连接端块2上，另一端伸出绝缘套3外。螺纹连接不仅能够确保连接的牢固性，而且方便拆装。
接下来介绍避雷器的密封结构：在连接端块2的周面上设置了环型凹槽，环型凹槽内设置了密封圈，该密封圈的外周面连接在绝缘套3的内表面上。如果连接端块2为两个，且两个连接端块2分设在电阻件1的两端，那么对应地具有两个密封圈。两个密封圈以及绝缘套内表面与连接端块2和电阻件1的模压连接界面将电阻件1密封在内，如此对电阻件1形成了保护作用。
需要说明的是，可以通过切削的方式来加工出环形凹槽4，或者环形凹槽4与连接端块2一体化铸造成型。本文对环形凹槽4的加工方式不作具体限定，只要能够在连接端块2上成型环形凹槽4，均落入本文的保护范围。
在本发明一具体实施例中，将绝缘套3的材质限定为硅橡胶。硅橡胶耐低温、耐热性能良好。本发明采用模压的方式使绝缘套3成型于芯体，即电阻件1和连接端块2外。绝缘套3成型为伞状。
另外，在模压的过程中，密封圈与绝缘套3一体化成型，密封圈成型于环形凹槽4内。相较于现有技术中单独设置密封圈的技术方案，本发明中采用模压成型密封圈的技术方案不仅简化了加工步骤，而且提高了密封圈的密封性能。
需要说明的是，由于氧化锌材质的棒型的电阻件1自身具备优良的机械强度，因此无需增设机械支撑，所以才能够选择软材质的硅橡胶来制作绝缘套3。而由于硅橡胶通过模压的方式成型于芯体外侧，因此硅橡胶与芯体之间连接紧密，对芯体形成良好的密封。
相较于现有技术中将片状的电阻件1串联叠状，以及设置绝缘支撑的方案相比，本发明中仅需要制作出芯体，之后采用模压的方式将芯体封装在绝缘套3外即可。因此本发明中的避雷器加工步骤简单，加工成本低，适合规模化生产。
本发明还公开了一种避雷器的加工方法，包括如下步骤：
S1：将氧化锌混合物材料制作成长棒型的电阻件1。
在该步骤中，首先将氧化锌混合物通过等静压以及端部加压的方式制作出棒型毛坯，之后通过高温烧制棒型毛坯来得到电阻件1。
S2：在所述电阻件1的两端连接上连接端块2。
连接端块2的材质为金属，设置连接端块2的目的在于便于与电极引出件5进行连接。具体地，可以通过金属化或者激光焊接的方式使连接端块2固定在电阻件1上。金属化或者激光焊接均不会破坏电阻件1的完整性。
S3：通过模压的方式在所述电阻件1和所述连接端块2外压制出硅橡胶材质的绝缘套3。
本发明将绝缘套3的材质优选为硅橡胶，并采用模压的方式使硅橡胶成型于芯体外，不仅确保了避雷器整体的绝缘性能，同时提高了对芯体的密封性能。在模压的过程中，由于环形凹槽4的存在，因此密封圈会与绝缘套3一体化成型。如此，不仅简化了加工步骤，而且两个密封圈以及绝缘套内表面与连接端块2和电阻件1的模压连接界面将电阻件1密封在内，如此对电阻件1形成了保护作用。
S4：将电极引出件5连接在所述连接端块2上。
在本发明中，在电极引出件5的一端设置了外螺纹，在连接端块2内设置了内螺纹，在安装电极引出件5时，直接将电极引出件5旋拧在连接端块2上即可。螺纹连接不仅拆装方便，而且能够确保连接的牢固性。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (15)
1.一种避雷器，包括电阻件和套设在所述电阻件外的绝缘套，其特征在于，所述电阻件的材质为氧化锌混合物，且所述电阻件为长棒型。
2.根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于，所述电阻件的高度和直径的比值大于5。
3.根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于，所述电阻件由棒型毛坯经高温烧制而成，所述棒型毛坯由氧化锌混合物经等静压或端部加压制成。
4.根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于，所述电阻件的端部连接有连接端块，所述连接端块位于所述绝缘套内，所述连接端块上连接有电极引出件，所述连接端块的材质为金属。
5.根据权利要求4所述的避雷器，其特征在于，所述连接端块通过金属化或者激光焊接的方式连接在所述电阻件的端面上。
6.根据权利要求4所述的避雷器，其特征在于，所述电极引出件的一端螺纹连接在所述连接端块上，另一端伸出所述绝缘套外。
7.根据权利要求4所述的避雷器，其特征在于，所述连接端块的周面上设置有环型凹槽，所述环型凹槽内设置有密封圈，所述密封圈的外周面连接在所述绝缘套的内表面上。
8.根据权利要求4所述的避雷器，其特征在于，所述连接端块为两个，两个所述连接端块分设在所述电阻件的两端。
9.根据权利要求7所述的避雷器，其特征在于，所述绝缘套的材质为硅橡胶，所述绝缘套通过模压成型于所述电阻件和所述连接端块外。
10.根据权利要求9所述的避雷器，其特征在于，所述绝缘套与所述密封圈一体化模压成型。
11.一种避雷器的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将氧化锌混合物材料制作成长棒型的电阻件；
S2：在所述电阻件的两端连接上连接端块；
S3：通过模压的方式在所述电阻件和所述连接端块外压制出硅橡胶材质的绝缘套；
S4：将电极引出件连接在所述连接端块上。
12.根据权利要求11所述的避雷器的加工方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：将氧化锌混合物通过等静压或端部加压的方式制作成棒型毛坯，对所述棒型毛坯进行高温烧制而型成所述电阻件。
13.根据权利要求11所述的避雷器的加工方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：通过金属化或者激光焊接的方式将所述连接端块连接在所述电组件的端面上。
14.根据权利要求11所述的避雷器的加工方法，其特征在于，所述连接端块的周面上设置有环型凹槽，所述环型凹槽内设置有密封圈，所述密封圈与所述绝缘套一体化模压成型。
15.根据权利要求11所述的避雷器的加工方法，其特征在于，所述连接端块上设置有内螺纹，所述电极引出件螺纹连接在所述连接端块上。
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| WO2022121885A1 (zh) | 2022-06-16 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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