CN1160743C - 电涌放电器 - Google Patents
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Abstract
一种电涌放电器，它带有两个导电配装接头和一有效部分，该有效部分中装有圆柱形的可变电阻元件，一安装装置包括多个环并以接触力作用在有效部分上，该有效部分具有至少一个可导电的轴向对称的连接件；该连接件设置在顺序迭装的两个可变电阻元件之间，并具有至少四个安装位置，这些安装位置设在连接件之中和/或其表面上并围绕轴线在圆周方向上均匀分布；其中两个环分别装设在连接件的两个安装位置和一配装接头上，且以第一接触力作用在一个可变电阻元件上；另外两个环分别装设在连接件的另两个安装位置和另一配装接头上，且以第二接触力作用在连接件的另一可变电阻元件上。该电涌放电器结构高度大且机械性能和电气性能好。
Description
技术领域
本发明涉及一种电涌放电器。
背景技术
本发明参考了EP 0 614 198 B1提出的已有技术。已有技术的电涌放电器包括两个配装接头、位于两个配装接头之间的迭装在一起的一组可变电阻元件。配装接头与可变电阻元件之间的电气接触是借助于两个或多个绝缘材料环实现的，环的端部分别固定在两个配装接头其中之一上，从而使接触力作用在配装接头之间的可变电阻元件上。
在结构高度较大的情况下，例如要求的额定电压高于70kV时，这种结构形式的电涌放电器基本未被采用，因为在制造过程中必须采用成本相对较高的附加措施。
EP 0 335 479 B1提出的电涌放电器带有防护大气影响的壳体、从壳体上引出的两个配装接头、位于壳体中两个配装接头之间的具有轴向对称结构的有效部分。有效部分是由几个圆柱形的组件构成，这些组件以柱状形状迭装在一起。每个组件包括几个圆柱形可变电阻元件，可变电阻元件的端部在圆柱轴线方向上相接。大体处于在轴线方向的螺旋线圈使可变电阻元件之间实现电气连接，螺旋线圈将预加应力作用在封堵组件端部的两个金属端头部分上。相邻组件端部之间的电气连接是利用螺栓实现的。
这种电涌放电器的制造成本相对较高，因为第一步要利用螺旋线圈制作组件，随后的第二步要在相邻的组件端部之间实施螺栓连接，将组件连接在一起，形成具有良好导电性的连接部。
发明内容
本发明的目的是提出一种本文开始部分所提到的电涌放电器，该电涌放电器可以用简单且具有良好成本效益的方式来制造成具有较大的结构高度。
为达到上述目的，本发明提出一种电涌放电器，它带有两个沿轴线分隔开的导电的配装接头、位于两个配装接头之间的轴向对称的有效部分，有效部分中装有圆柱形彼此堆迭的可变电阻元件，一壳体容纳有效部分，一安装装置包括多个环并且以接触力作用在有效部分，其中，该有效部分具有至少一个可导电的轴向对称的连接件；该连接件设置在顺序迭装的两个可变电阻元件之间，并具有至少四个安装位置，这些安装位置设在连接件之中和/或其表面上，并围绕轴线在圆周方向上均匀分布；其中两个环分别装设在连接件的两个安装位置和一个配装接头上，且以第一接触力作用在一个可变电阻元件上；另外两个环分别装设在连接件的另两个安装位置和另一配装接头，且以第二接触力作用在连接件的另一个可变电阻元件上。
有利的是，本发明的电涌放电器还设有另一连接件，此时进一步设有又两个环，此时所述另外两个环分别装设在连接件的另两个安装位置和另一连接件的两个安装位置上，所述又两个环分别装设在另一连接件的另两个安装位置和另一配装接头上。
本发明的电涌放电器与已有技术的类似电涌放电器区别在于，实际上可以采用简单而且经济的方法来制造具有可选结构高度的电涌放电器。在电涌放电器有效部分中至少要附加装设一个连接件，该利用导电材料制成的连接件位于两个顺序安装的可变电阻元件之间，且在适当的部位设有结构适宜的安装位置。装设在安装位置中的环沿相反的两个方向延伸，借助于接触力，环被固定在配装接头或另一个连接件或另外两个连接件的安装位置上。因此在安装时，只需要有一个预制的模板，而且已有技术的电涌放电器制造已经证实了这种方式的有效性，这种方式基本可以保证轴向的定位安装，在这种方式中，配装接头、可变电阻元件、以及根据可变电阻元件的直径和结构高度确定的一个或多个连接件迭装在一起，随后通过环的安装并且利用预应力，再一起装入具有机械稳定性的电涌放电器有效部分中。
在迭装过程中，将部分迭装件顺序连接并且利用集成在接头和/或连接件中的夹持装置，或在模板上形成的迭装件中安装的弹簧元件所产生的预应力可以使有效部分具有机械稳定性，在安装环时，预应力可提供所需的接触力进而实现所需的机械稳定性。
如果采用可弹性变形的带子，比较可行的是玻璃纤维带，来制造环，就可以省去附加的夹持装置或附加的弹簧元件。
一般来说，四个固定在连接件上的环已经能够保证有效部分的良好机械稳定性，例如，它们其中的两个排布在直径方向，与其余的两个环方向相反。采用在圆周方向上间隔60°分布的六个安装位置可增加稳定性，其中的三个在预定的第一方向上起到对环做定位安装的作用，另外三个在相反方向上对环做定位安装。八个或更多的安装位置只能稍微改善稳定性，但是这样会增加生产和技术方面的成本。在连接件上彼此反向定位安装的环也可以在圆周方向上做无偏移安装，只在轴向方向上偏移。还可以根据需要将连接件制成两个能够连接在一起的部分，两个部分可以拆分开，可以分别配装只能在一个方向安装的环。
下面结合附图对本发明的优选实施例及本发明的优越性做详细叙述。
附图简述
图1是相应于本发明的电涌放电器侧视图，在图中轴向对称的壳体处于剖视状态。
具体实施方式
图中所示的电涌放电器包括一轴向方向对称的壳体1，轴向对称结构的电涌放电器有效部分2沿壳体轴线(图中未示)设置在壳体中。壳体由绝缘管3和两个金属配装接头4，5组成，绝缘管3带有屏蔽网(screens)并由耐老化材料制造，例如可以用硅树脂或陶瓷之类的聚合物材料，两金属配装接头4和5连接在绝缘管的端部。配装接头4和5分别带有将壳体1气密封闭的金属板(为简洁起见图中未示)，和圆柱形的封堵部分6或7，封堵部分6或7设置在壳体之内，呈轴向对称，分别在上端和下端封堵放电器的有效部分2。封堵部分6或7带有一内螺纹孔。沿壳体轴线穿过配装接头板的压力螺栓8或9与内螺纹配合。压力螺栓8或9的下端部固定在金属压力板10或11上，金属压力板10或11可以在电涌放电器有效部分2的封堵部分6或7的凹入部分中轴向移动。
放电器有效部分为迭装式结构，除了两个封堵部分6和7外，还带有非线形电阻材料制成的圆柱形可变电阻元件12和圆柱形的金属连接件13，可变电阻元件12可采用金属氧化物材料作为基体，尤其是ZnO。放电器有效部分2还设有压力板10’、11’，和圆盘形的电阻式接触元件14，电阻式接触元件14可以安装在压力板10、10’、11、11’与相邻的可变电阻元件12之间；相邻的可变电阻元件12之间；以及连接件13与可变电阻元件12或压力板之间。
序号15为绝缘材料环，这些绝缘材料环最好是采用在聚合物基体中埋置缠绕的增强纤维带的结构形式，利用产生的接触力，绝缘材料环将两个连接件13连接起来，或将封堵部分6与电涌放电器有效部分2上靠近封堵部分6的连接件13连接起来，或将封堵部分7与电涌放电器有效部分2上靠近封堵部分7的连接件13连接起来。环15的端部在封堵部分6、7和连接件13外表面上形成的槽16、16’中定位安装。封堵部分6、7或连接件13在径向方向超出压力板10、10’、11、11’和可变电阻元件12。环15固定在槽16、16’中，因而与可变电阻元件12保持一定的距离，可确保适当的绝缘。如果封堵部分6、7和连接件13与可变电阻元件12具有相同的直径，也可以对环做类似的定位安装，只是它们具有的不是槽而是径向方向上的突起部分，环15固定在突起部分之上。
两个连接件13中的每一个都带有六个在圆周方向上彼此以60°间距分布排列的槽16、16’。这些槽的断面形状都是半圆形，开口在轴向方向，一个环15的一个端部固定在槽中。与半圆形断面相连接的是两段沿轴向方向延伸的部分，与所安装的环的端部相连接的环的各段直线部分安装在其中。环的直线部分平行延伸，与可变电阻元件12之间保持绝缘所需的一定的距离，可变电阻元件12受到所安装的环产生的接触力作用。
沿圆周方向相邻的槽16与槽16’的对应的直线部分(即沿轴向方向延伸的部分)向相反方向延伸。三个环中的每一个都装设在槽16’中，在接触力作用下将连接件13，封堵部分6以及设置在它们之间的可变电阻元件连接在一起。在组装电涌放电器时，通过旋转压力螺栓8及因此产生的压力板10的轴向移动可以设置接触力的大小。三个环中的每一个都固定在槽16中，在接触力作用下，将两个连接件13和设置在它们之间的可变电阻元件连接起来。在这里，接触力是通过可弹性变形的环获得的，需要时还可以采用设置在连接件13中的带有压力螺栓和夹持板的夹持装置来改变接触力的大小。而且，必要时还可以在连接件13中设置第二夹持元件，且第二夹持元件作用在位于放电器有效部分2的上部的部分。这样就可以省去压力螺栓8和压力板10。
槽16、16’彼此在连接件13的圆周方向上交替分布。因此环所承受的预应力可均匀地传递到可变电阻元件12上。
在制造这种电涌放电器时，将零件逐一迭放在一模板上，封堵部分7，压力板11，电阻式接触元件14，然后是另外的电阻式接触元件和可变电阻元件12，压力板11’，下端连接件13。在这里需将封堵部分7上的槽16’和连接件13的槽16彼此对正。三个预制的环15吊挂在互相对正的槽16、16’中，环最好采用缠绕后硬化的缠绕带状聚酯胶片，旋转压力螺栓9，使压力板11受到力的作用，并且通过跨过位于零件7和13之间的放电器有效部分可变电阻元件的环15，使所有的可变电阻元件也受到力的作用。
同样，将另外的可变电阻元件12和电阻式接触元件迭放在连接件13上，这个部分迭装件再装上另外一个连接件13即告完成。在制作电涌放电器时，放电器有效部分2的这个部分迭装件可以用单独制做的环来连接，连接方式为将在预加应力作用下的带子弯曲放置进彼此对正的槽16、16’中。
采用同样的方式，可以利用更多的迭装部分来加长放电器有效部分，最终以封堵部分6结束。现在可以将放电器有效部分放置到壳体1中，在用适当的绝缘介质填充后将壳体封闭。因为环与可变电阻元件之间有一定距离，绝缘介质以高可靠性将有效部分包封起来，没有间隙和缩孔。因此，除了任意的结构高度之外，相应于本发明的电涌放电器还具有良好的机械性能和良好的电气性能。
壳体不必包括绝缘材料，它也可以是金属的。那样就要在壳体的壁与放电器有效部分2之间采取另外的电位控制措施，壳体的两端要设置连通线。
序号对照表
1 壳体
2 放电器的有效部分
3 绝缘管
4，5 配装接头
6，7 封堵部分
8，9 压力螺栓
10、10’、11、11’ 压力板
12 可变电阻元件
13 连接件
14 电阻式接触元件
15 环
16，16’ 槽，安装位置
Claims (8)
1、一种电涌放电器，带有两个沿轴线分隔开的导电的配装接头(4，5)、位于两个配装接头(4，5)之间的轴向对称的有效部分(2)，有效部分(2)中装有圆柱形彼此堆迭的可变电阻元件(12)，一壳体(1)容纳有效部分(2)，一安装装置包括多个环(15)并且以接触力作用在有效部分(2)上，其特征在于，有效部分(2)具有至少一个可导电的轴向对称的连接件(13)；该连接件(13)设置在顺序迭装的两个可变电阻元件(12)之间，并具有至少四个安装位置(16，16’)，这些安装位置设在连接件(13)之中和/或其表面上，并围绕轴线在圆周方向上均匀分布；其中两个环分别装设在连接件的两个安装位置(16’)和一个配装接头(4)上，且以第一接触力作用在一个可变电阻元件(12)上；另外两个环分别装设在连接件(13)的另两个安装位置(16)和另一配装接头(5)上，且以第二接触力作用在连接件(13)的另一个可变电阻元件(12)上。
2、如权利要求1所述的电涌放电器，其特征在于，连接件(13)包括一可产生接触力的夹持装置。
3、如权利要求2所述的电涌放电器，其特征在于，还设有另一连接件(13)，此时进一步设有又两个环，此时所述另外两个环分别装设在连接件(13)的另两个安装位置(16)和另一连接件(13)的两个安装位置(16’)上，所述又两个环分别装设在另一连接件(13)的另两个安装位置(16)和另一配装接头(5)上。
4、如权利要求1至3中任何一项所述的电涌放电器，其特征在于，连接件(13)在径向方向上超出可变电阻元件(12)，形成安装位置(16，16’)的槽位于连接件(13)的突出部分中。
5、如权利要求4所述的电涌放电器，其特征在于，所述槽具有半圆形的断面形状，开口在轴向方向，环(15)的一端固定在槽中。
6、如权利要求5所述的电涌放电器，其特征在于，与半圆形断面相连接的是沿轴向方向延伸的部分，与环的端部连接的环的直线部分安装在其中，环的直线部分平行地延伸，与可变电阻元件(12)保持一定距离，可变电阻元件(12)受到环产生的接触力作用。
7、如权利要求6所述的电涌放电器，其特征在于，沿圆周方向相邻的槽的沿轴向方向延伸的部分向相反的方向延伸。
8、如权利要求4所述的电涌放电器，其特征在于，连接件(13)带有六个在圆周方向上彼此以大约60°间距分布的槽。
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