CN117316562A - 一种避雷器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及避雷器技术领域，揭示了一种避雷器及其制造方法，避雷器包括芯体绝缘外壳和护套，芯体绝缘外壳的外壁与护套的内壁采用过盈配合，芯体绝缘外壳的外壁面上覆设有由液态的憎水材料固化形成的防水涂层。本发明的避雷器采用防水涂层取代现有避雷器的硅橡胶绝缘层的生产工艺，由于防水涂层不需要在模具内成型，不受模具和机台大小的限制，可设计为流水线连续作业，因此其生产效率大幅提高，同时由于防水涂层相对于硅橡胶绝缘层的材料用量降低，虽然芯体绝缘外壳的外形尺寸加大稍微增加了一点材料成本，但制作芯体绝缘外壳的材料比制作硅橡胶绝缘层的材料便宜，因此可以整体节约避雷器的综合成本。

Description

一种避雷器及其制造方法

技术领域

本发明涉及到避雷器技术领域，特别涉及到一种避雷器及其制造方法。

背景技术

目前，不同地区的配电网络面临各种自然风险，如沿海地区空气潮湿，配电产品要能防潮防水；沙漠地区气候干燥，温差大，配电产品要能耐高低温变化；雷雨地区多雷电天气，对配电网络的安全运行有很大影响，因此需要安装避雷器进行防护。其中，避雷器是一种保护电工设备免受瞬时过电压危害，又能截断续流，不至于引起系统接地短路的电器装置，其通常接于带电导线与大地之间并与被保护设备并联，防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其他建筑物内，以免危及到被保护设备。

相关技术中，避雷器多为带护套避雷器，其结构由内而外依次为氧化锌电阻片、芯体绝缘外壳、硅橡胶绝缘层和护套，各层均在机台上由模具制作成型，受限于模具和机台大小的限制，其生产效率较低，成本较高，价格较贵，在日趋激烈的市场竞争中，对于避雷器如何降本增效，提高生产效率就显得非常有意义。

发明内容

本发明的主要目的之一在于提供一种避雷器及其制造方法，用于优化避雷器的制造方法，节约生产成本，提高生产效率。

为了实现上述发明目的，本发明第一方面提出一种避雷器，包括芯体绝缘外壳和护套，所述芯体绝缘外壳的外壁与所述护套的内壁采用过盈配合，所述芯体绝缘外壳的外壁面上覆设有由液态的憎水材料固化形成的防水涂层。

进一步地，所述液态的憎水材料采用恒温烘烤的方式固化。

进一步地，所述芯体绝缘外壳的外壁面设置为滚花状。

进一步地，所述芯体绝缘外壳的外壁面设置为赛纹状。

进一步地，所述芯体绝缘外壳的外壁面配置为由打磨而成的磨面。

进一步地，所述芯体绝缘外壳的外壁面配置为由喷砂处理而成的砂面。

进一步地，所述憎水材料采用喷涂或涂刷或浸渍的方式覆设在所述芯体绝缘外壳的外壁面上。

进一步地，所述防水涂层的厚度设置为D，则D满足的关系为：0.1mm＜D＜3mm。

进一步地，所述防水涂层的常温固化时间为3～15min，所述防水涂层固化后的憎水性等级为1级，所述防水涂层固化后其体积电阻率大于或等于1.0×1015Ω·cm，介电强度大于或等于20kV/·mm，介电常数为2.5～3.5。

本发明第二方面提出一种避雷器的制造方法，包括如下步骤：

S1、氧化锌电阻片成型；

S2、芯体绝缘外壳成型；

S3、制作防水涂层：在步骤S2制得的芯体绝缘外壳外壁面上涂设液态的憎水材料，并利用恒温烘烤的方式将液态的憎水材料固化成防水涂层；

S4、护套成型；

S5、组成成型：将步骤S3中的芯体绝缘外壳的外壁与步骤S4中的护套的内壁进行过盈配合组装使用。

相比于现有技术，本发明的避雷器及其制造方法的有益效果：

本发明的避雷器通过芯体绝缘外壳的外壁与护套的内壁过盈配合，同时在芯体绝缘外壳的外壁面上设置防水涂层，以保留现有避雷器的硅橡胶绝缘层具有的密封、防水和防止沿面爬电功能，也即是本发明的避雷器采用防水涂层取代现有避雷器的硅橡胶绝缘层的生产工艺，因防水涂层是由液态的憎水材料固化形成的，无需在模具内成型，不受模具和机台大小的限制，可设计为流水线连续作业，因此其生产效率大幅提高，从而提高避雷器的生产效率，降低成本；此外，由于芯体绝缘外壳的外壁与护套的内壁采用过盈配合，而防水涂层覆设在芯体绝缘外壳的外壁面上，其厚度较薄，因此防水涂层相对于硅橡胶绝缘层的材料用量降低，虽然芯体绝缘外壳的外形尺寸加大稍微增加了一点材料成本，但制作芯体绝缘外壳的材料比制作硅橡胶绝缘层的材料便宜，因此可以整体节约避雷器的综合制造成本。

附图说明

图1为本发明现有技术涉及避雷器的结构示意图；

图2为本发明一实施例的避雷器的结构示意图；

图3为本发明一实施例的避雷器制造方法的工艺流程图。

各附图中标号：

10、氧化锌电阻片；20、芯体绝缘外壳；30、硅橡胶绝缘层；31、防水涂层；40、护套；50、上电极；60、下电极。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

相关技术中，避雷器多为带护套避雷器，请参照图1，其结构由内而外依次为氧化锌电阻片10、芯体绝缘外壳20、硅橡胶绝缘层30和护套40，芯体绝缘外壳20与护套40之间具有容纳硅橡胶绝缘层30的空间，硅橡胶绝缘层30套设在芯体绝缘外壳20的外壁上。其中，硅橡胶绝缘层30的主要功能有防水、密封和防止沿面爬电，为实现硅橡胶绝缘层30的上述功能，第一，硅橡胶绝缘层30的外型尺寸与护套40过盈配合，以实现密封和防止沿面爬电的功能；第二，制作硅橡胶绝缘层30的材料具有憎水特性，以实现防水的功能。然而，由于硅橡胶绝缘层30生产工艺为模压成型，需要在模具内成型，受模具和机台大小的限制，且一模成型的数量也有限，根据产能的需求和机台大小，一模可以同时成型的数量约1～8个，成型时间约为20～30min，导致硅橡胶绝缘层30的生产效率较低；此外，因在芯体绝缘外壳20与护套40之间的硅橡胶绝缘层30尺寸较大，导致制作硅橡胶绝缘层30的材料较多，而制作硅橡胶绝缘层30的材料成本较高，导致避雷器的生产成本较高。由此可知，现有避雷器采用硅橡胶绝缘层30实现防水、密封和防止沿面爬电的功能会导致避雷器的成本较高且效率较低。

基于此，本发明提供一种避雷器及其制造方法，用于优化避雷器的制造方法，节约生产成本，提高生产效率。

下面将结合具体实施例和附图对本申请的技术方案作进一步的说明。

请参照图2，本发明的第一方面提供了一种避雷器，包括芯体绝缘外壳20和护套40，芯体绝缘外壳20的外壁与护套40的内壁采用过盈配合，芯体绝缘外壳的外壁面上覆设有由液态的憎水材料固化形成的防水涂层31。由此可以理解，本发明的避雷器通过芯体绝缘外壳20的外壁与护套40的内壁过盈配合，同时在芯体绝缘外壳20的外壁面上设置防水涂层31，以保留现有避雷器的硅橡胶绝缘层30具有的密封、防水和防止沿面爬电功能。也即是，本发明的避雷器采用防水涂层31取代现有避雷器的硅橡胶绝缘层30的生产工艺，因防水涂层31是由液态的憎水材料固化形成的，无需在模具内成型，不受模具和机台大小的限制，可设计为流水线连续作业，因此其生产效率大幅提高，从而提高避雷器的生产效率，降低成本；此外，由于芯体绝缘外壳20的外壁与护套40的内壁采用过盈配合，而防水涂层31覆设在芯体绝缘外壳20的外壁面上，其厚度较薄，因此防水涂层31相对于硅橡胶绝缘层30的材料用量降低，虽然芯体绝缘外壳20的外形尺寸加大稍微增加了一点材料成本，但由于采用制作芯体绝缘外壳20的材料价格低于制作硅橡胶绝缘层30的材料价格，因此可以整体节约避雷器的综合制造成本。

由上可知，本发明的构思在于：通过采用表面成型工艺制成的防水涂层31替换现有避雷器采用模压成型工艺制作而成的硅橡胶绝缘层30，在保留现有避雷器的硅橡胶绝缘层30所具备密封、防水和防止沿面爬电功能之外，还达到提升避雷器的生产效率及降低避雷器制造成本的效果。

在一实施例中，液态的憎水材料采用恒温烘烤的方式固化，如此可以加快液态的憎水材料的固化效率，从而进一步地提升防水涂层31的制作。其中，液体的憎水材料可以采用憎水性的三防漆(三防漆是一种特殊配方的涂料，用于保护线路板及其相关设备免受坏境的侵蚀，三防漆具有良好的耐高低温性能，其固化后成一层透明保护膜，具有优越的绝缘、防潮、防漏电、防震、防尘、防腐蚀、防老化、耐电晕等性能)，也可以采用常温液体硅橡胶，在此处不做限定。当然，在其他实施例中，液态的憎水材料也可以采用其他的加热进行固化，在此处不做限定。

需要说明的是，为了便于快速量产，同时防止固化速度过快导致开裂或分层，防水涂层31的常温固化时间优选3～15min，为了保证防水涂层良好的憎水性，防水涂层31固化后的憎水性(HC值)应为1级，为了防止沿面爬电，防水涂层31固化后其体积电阻率应大于等于1.0×10¹⁵Ω·cm，介电强度应大于等于20kV/·mm，介电常数优选2.5～3.5。

在一实施例中，憎水材料采用涂刷的方式覆设在芯体绝缘外壳20的外壁面上，如此可以便于憎水材料的覆设。需要说明的是，憎水材料涂刷在芯体绝缘外壳20的外壁面上可以采用半自动化或者自动化的方式进行，提高制作效率。

当然，在其他实施例中，憎水材料也可以采用喷涂或浸渍的方式覆设在芯体绝缘外壳20的外壁面上，在此处不做限定。

在一实施例中，由于液态的憎水材料是涂设在芯体绝缘外壳20的外壁面上，因此在芯体绝缘外壳20的外壁面设置为滚花状，可以加强憎水材料与芯体绝缘外壳20的外壁面的结合，防止憎水材料从芯体绝缘外壳20上脱落。当然，在其他实施例中，也可以将芯体绝缘外壳20的外壁面设置为赛纹状，或者将模压成型的芯体绝缘外壳20的模具模腔表面不作处理，或者将芯体绝缘外壳20的外壁面配置为由打磨而成的磨面，或者将芯体绝缘外壳20的外壁面配置为由喷砂处理而成的砂面，如此同样可以加强憎水材料与芯体绝缘外壳20的外壁面的粘合力，在此处不做限定。

值得说明的是，在喷砂处理的过程中，喷砂目数根据芯体绝缘外壳20和防水涂层31能有效粘合为宜，优选为100目～600目。

为了保证避雷器合理的过盈配合量，芯体绝缘外壳20的尺寸要根据防水涂层31的厚度进行综合考虑。如果防水涂层31的厚度小于1mm，那么芯体绝缘外壳20的外形尺寸宜采用与硅橡胶绝缘层30的外形尺寸一致；如果防水涂层31的厚度大于1mm，则芯体绝缘外壳20的外形尺寸应将防水涂层31的厚度考虑进去，不宜采用与硅橡胶绝缘层30一致的尺寸。例：假设电缆配电避雷器的芯体绝缘外壳20外径为38mm，硅橡胶绝缘层30的外径为43mm，如果本发明的防水涂层31厚度为0.5mm，则本发明的芯体绝缘外壳20外径应设计为与硅橡胶绝缘层30一致，即43mm；如果本发明的防水涂层31厚度为2mm，则本发明的芯体绝缘外壳20的外形尺寸应将防水涂层31的厚度考虑进去，即43-2*2＝39mm。

在一实施例中，防水涂层31的厚度设置为D，则D满足的关系为：0.1mm＜D＜3mm，该实施例防水涂层31的厚度D为1mm，如此由液态憎水材料固化形成防水涂层31的效率更高，同时使防水涂层31的憎水特性更佳。当然，在其他实施例中，防水涂层31的厚度D也可以为1.1mm或2.99mm，在此处不做限定。

在一实施例中，芯体绝缘外壳20由杜力顿材料制作而成，也即芯体绝缘外壳20为杜力顿壳体，杜力顿材料具有优良的绝缘性能，因此将芯体绝缘外壳20配置为杜力顿壳体更加有利提升芯体绝缘外壳20的绝缘性能。

需要说明的是，为了保证避雷器合理的过盈配合量，杜力顿壳体的尺寸要根据防水涂层31的厚度进行综合考虑，当然，防水涂层31的厚度最小不宜低于0.1mm，否则憎水特性不明显，会显著降低避雷器性能；最大不宜超过3mm，否则憎水材料的固化速度太慢，就丧失了效率，对于降本增效意义不大。

在一实施例中，避雷器还包括有避雷器芯体，避雷器芯体包括芯体绝缘外壳20和若干电阻片，电阻片采用氧化锌电阻片10，芯体绝缘外壳20的相对两端分别设置有上电极50和下电极60，芯体绝缘外壳20将上电极50、下电极60和若干电阻片10连接为一体。电阻片的数量可以是三个，也可以是四个，在此处不做限定。当然，电阻片、上电极、下电极和芯体绝缘外壳20之间的连接关系为现有避雷器的常规技术。

请参照图3，本发明的第二方面提供了一种避雷器的制造方法，包括如下步骤：

S1、氧化锌电阻片10成型；

S2、芯体绝缘外壳20成型；

S3、制作防水涂层31：在步骤S2制得的芯体绝缘外壳20外壁面上涂设液态的憎水材料，并利用恒温烘烤的方式将液态的憎水材料固化成防水涂层31；

S4、护套40成型；

S5、组成成型：将步骤S3中的芯体绝缘外壳20的外壁与步骤S4中的护套40的内壁进行过盈配合组装使用。

采用本发明的制造方法生产本发明的避雷器时，由于制作防水涂层31的步骤，不需要在模具内成型，不受模具和机台大小的限制，可设计为流水线连续作业，经测试效率提高约8～20倍，同时由于防水涂层31相对于现有避雷器的硅橡胶绝缘层30的材料用量降低，虽然杜力顿壳体将外形尺寸加大稍微提高了一点材料成本，但杜力顿材料便宜，经测算整体综合成本节约50％～70％，可以达到提高生产效率，节约生产成本的目的。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种避雷器，包括芯体绝缘外壳和护套，其特征在于，所述芯体绝缘外壳的外壁与所述护套的内壁采用过盈配合，所述芯体绝缘外壳的外壁面上覆设有由液态的憎水材料固化形成的防水涂层。

2.根据权利要求1所述的一种避雷器，其特征在于，所述液态的憎水材料采用恒温烘烤的方式固化。

3.根据权利要求1所述的一种避雷器，其特征在于，所述芯体绝缘外壳的外壁面设置为滚花状。

4.根据权利要求1所述的一种避雷器，其特征在于，所述芯体绝缘外壳的外壁面设置为赛纹状。

5.根据权利要求1所述的一种避雷器，其特征在于，所述芯体绝缘外壳的外壁面配置为由打磨而成的磨面。

6.根据权利要求1所述的一种避雷器，其特征在于，所述芯体绝缘外壳的外壁面配置为由喷砂处理而成的砂面。

7.根据权利要求1所述的一种避雷器，其特征在于，所述憎水材料采用喷涂或涂刷或浸渍的方式覆设在所述芯体绝缘外壳的外壁面上。

8.根据权利要求1所述的一种避雷器，其特征在于，所述防水涂层的厚度设置为D，则D满足的关系为：0.1mm＜D＜3mm。

9.根据权利要求1所述的一种避雷器，其特征在于，所述防水涂层的常温固化时间为3～15min，所述防水涂层固化后的憎水性等级为1级，所述防水涂层固化后其体积电阻率大于或等于1.0×10¹⁵Ω·cm，介电强度大于或等于20kV/·mm，介电常数为2.5～3.5。

10.一种避雷器的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、氧化锌电阻片成型；

S2、芯体绝缘外壳成型；

S3、制作防水涂层：在步骤S2制得的芯体绝缘外壳外壁面上涂设液态的憎水材料，并利用恒温烘烤的方式将液态的憎水材料固化成防水涂层；

S4、护套成型；

S5、组成成型：将步骤S3中的芯体绝缘外壳的外壁与步骤S4中的护套的内壁进行过盈配合组装使用。