CN117543342B - 一种自保护火花间隙的高压电网避雷器 - Google Patents

一种自保护火花间隙的高压电网避雷器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自保护火花间隙的高压电网避雷器,包括瓷外壳,所述瓷外壳的内侧设置有芯体,所述芯体的内侧一端设置有电阻,另一端设置有火花间隙,所述火花间隙的一侧设置有电弧切割机构,所述电弧切割机构包括设置于芯体内侧与火花间隙对应处的导热筒,所述导热筒的内侧活动设置有立柱,所述导热筒的内侧一端设置有底块,所述底块和立柱的一端之间设置有记忆弹簧,记忆弹簧在芯体内部通过热胀冷缩发生伸缩。该自保护火花间隙的高压电网避雷器,通过设置的电弧切割机构配合推动组件可以在该避雷器被雷电击中时实现电弧的分隔,进而使得电弧可以快速的消失,避免了电弧存在时间过长对电阻和火花间隙造成严重损伤。

Description

一种自保护火花间隙的高压电网避雷器
技术领域
本发明涉及避雷器领域,特别涉及一种自保护火花间隙的高压电网避雷器。
背景技术
避雷器:用于保护电气设备免受雷击时高瞬态过电压危害,并限制续流时间,也常限制续流幅值的一种电器。避雷器有时也称为过电压保护器,过电压限制器。其被广泛应用在配电系统、发电厂、变电站等领域。
目前的一种火花间隙避雷器一般包括瓷外壳、芯体、设置于芯体中的火花间隙和非线性电阻以及设置于芯体两端的导电螺栓和电极,火花间隙避雷器在雷雨电气遭受雷击时,雷击产生的超高电压击穿避雷器中的火花间隙,形成电弧,通过电阻与接地线成为一个通路,雷击产生的电流会沿着接地线被导入地下,从而保护了设备的安全,雷击过后,电弧逐渐消失,火花间隙又成为断路,使设备工作;但是,电弧产生后,只需要很低的电压就能保持电弧不熄灭,并不会在很短的时间内消失,电弧内温度很高,会造成避雷器内火花间隙与电阻的损坏,进而影响避雷器的使用寿命,而且一旦避雷器内部出现短路、故障时会爆炸产生膨胀的气体,进而内部压力增加,但是避雷器都是密封的,爆炸时气压得不到外泄,容易造成避雷器的严重损坏。
因此,提出一种自保护火花间隙的高压电网避雷器来解决上述问题很有必要。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种自保护火花间隙的高压电网避雷器,可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种自保护火花间隙的高压电网避雷器,包括瓷外壳,所述瓷外壳的内侧设置有芯体,所述芯体的内侧一端设置有电阻,另一端设置有火花间隙,所述火花间隙的一侧设置有电弧切割机构,所述电弧切割机构包括设置于芯体内侧与火花间隙对应处的导热筒,所述导热筒的内侧活动设置有立柱,所述导热筒的内侧一端设置有底块,所述底块和立柱的一端之间设置有记忆弹簧,记忆弹簧在芯体内部通过热胀冷缩发生伸缩,进而带动立柱纵向位移,每个所述火花间隙的一侧均活动设置有遮盖片,所述立柱的一侧设置有用于推动遮盖片位移且与立柱的升降进行联动的推动组件,且配置为芯体内部高温时推动组件可推动遮盖片位移对火花间隙的中心覆盖。
优选的,所述记忆弹簧为镍钛合金材质。
优选的,所述遮盖片朝向导热筒的一侧固定连接有导杆,所述火花间隙上固定有导套,所述导杆活动导向连接于导套的内侧。
优选的,所述推动组件包括设置于立柱靠近火花间隙一侧且与遮盖片对应的凹槽,所述凹槽的内壁呈倾斜状,所述凹槽的内腔设置有倾斜的斜杆,所述斜杆上滑动导向连接有滑块,所述滑块朝外的一侧固定连接有连接杆,所述连接杆与遮盖片对应,并且连接杆远离滑块的一端与对应的遮盖片上的导杆的端部固定连接。
优选的,所述推动组件包括设置于立柱靠近火花间隙一侧的凹口,所述凹口的内壁活动连接有与遮盖片一一对应的推杆,所述推杆远离立柱的一端与对应的遮盖片上的导杆的端部活动连接。
优选的,所述推动组件、遮盖片、导杆、导套、立柱、导热筒、底块均为绝缘材质。
优选的,所述芯体的上端内侧固定有第一电极,下端内侧设置有第二电极,所述电阻和火花间隙位于第一电极和第二电极之间,所述第一电极上设置有第一导电螺栓,所述第二电极上设置有第二导电螺栓,且第一导电螺栓和第二导电螺栓的另一端均延伸至瓷外壳的外部。
优选的,所述瓷外壳的内腔底部固定有底板,所述芯体的底部设置有与瓷外壳内壁固定的分隔环,所述分隔环和底板之间形成泄压腔,所述第二导电螺栓穿过分隔环、泄压腔、底板延伸至瓷外壳的外部。
优选的,所述泄压腔设置有泄压组件,所述泄压组件包括活动设置于泄压腔上端的泄压板,所述泄压板的外围均匀设置有第一泄压孔,所述第一泄压孔的内侧固定有第一密封薄片,所述底板的外围均匀设置有第二泄压孔,且第二泄压孔与第一泄压孔错开设置,所述第二泄压孔的内侧设置有第二密封薄片,所述泄压板的底部外围固定连接有与第二泄压孔一一对应的第一尖锥体,第一尖锥体用于扎破第二密封薄片,且第一尖锥体的直径小于第二泄压孔的内径,所述底板的顶部外围固定连接有与第一泄压孔一一对应的第二尖锥体,第二尖锥体用于扎破第一密封薄片,且第二尖锥体的直径小于第一泄压孔的内径;
所述第二导电螺栓的外侧设置有位于泄压板底部的阻挡片,所述第二导电螺栓的外侧设置有位于底板和阻挡片之间的限制环。
优选的,所述底板底部的一端设置有与其中一个第二泄压孔对应的存储筒,所述存储筒的内侧设置有分隔片,所述分隔片的上端设置有纯净水,所述存储筒的内侧下端设置有第三密封薄片,所述第三密封薄片和分隔片之间设置有无水硫酸铜粉末,所述存储筒的下端设置有飘带,飘带为中空的筒状结构,且飘带为白色布带。
有益效果
与现有技术相比,本发明提供了一种自保护火花间隙的高压电网避雷器,具备以下有益效果:
该自保护火花间隙的高压电网避雷器,通过设置的电弧切割机构配合推动组件可以在该避雷器被雷电击中时实现电弧的分隔,进而使得电弧可以快速的消失,避免了电弧存在时间过长对电阻和火花间隙造成严重损伤,利用被雷电击中时产生的高温,配合记忆弹簧的热胀冷缩,高温时记忆弹簧发生形变通过推动组件使得遮盖片对火花间隙的中心覆盖,进而实现电弧的分隔,提高了该避雷器的使用寿命,结构紧凑,增加了实用性,导套用于导向,确保遮盖片平稳位移。
该自保护火花间隙的高压电网避雷器,通过设置的分隔环和底板之间设置泄压腔,配合泄压组件可以在该避雷器内部发生爆炸导致气体膨胀时对内部气压进行泄出,避免了爆炸造成瓷外壳等结构严重损坏,增加了安全性。
该自保护火花间隙的高压电网避雷器,通过设置的存储筒、分隔片、第三密封薄片、纯净水、无水硫酸铜粉末、飘带的相互配合可以在该避雷器内部发生爆炸时提醒维检人员,便于及时发现进行维检,增加了实用性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明的另一视角的结构示意图;
图3是本发明的剖面结构示意图;
图4是本发明图3中A处放大图;
图5是本发明瓷外壳拆除后的结构示意图;
图6是本发明图5基础上芯体拆除后的结构示意图;
图7是本发明火花间隙与电弧切割机构的结构示意图;
图8是本发明推动组件的第一种实施例的结构示意图;
图9是本发明推动组件的第一种实施例的立柱的剖面结构示意图;
图10是本发明推动组件的第二种实施例的结构示意图。
图中:1、瓷外壳;2、芯体;3、第一电极;4、第二电极;5、电阻;6、火花间隙;7、第一导电螺栓;8、第二导电螺栓;9、飘带;10、存储筒;11、底板;12、导热筒;13、泄压板;14、第一泄压孔;15、第一密封薄片;16、第二泄压孔;17、第二密封薄片;18、阻挡片;19、限制环;20、分隔片;21、第三密封薄片;22、纯净水;23、无水硫酸铜粉末;24、分隔环;25、遮盖片;26、立柱;27、记忆弹簧;28、底块;29、导杆;30、导套;31、凹槽;32、连接杆;33、凹口;34、推杆;35、斜杆;36、滑块;37、第一尖锥体;38、第二尖锥体。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
实施例
如图1-图10所示,本实施例中,一种自保护火花间隙的高压电网避雷器,包括瓷外壳1,瓷外壳1的内侧设置有芯体2,芯体2的内侧一端设置有电阻5,另一端设置有火花间隙6,芯体2的上端内侧固定有第一电极3,下端内侧设置有第二电极4,电阻5和火花间隙6位于第一电极3和第二电极4之间,第一电极3上设置有第一导电螺栓7,第二电极4上设置有第二导电螺栓8,且第一导电螺栓7和第二导电螺栓8的另一端均延伸至瓷外壳1的外部,火花间隙6的一侧设置有电弧切割机构,电弧切割机构包括设置于芯体2内侧与火花间隙6对应处的导热筒12,导热筒12的内侧活动设置有立柱26,导热筒12的内侧一端设置有底块28,底块28和立柱26的一端之间设置有记忆弹簧27,记忆弹簧27优选为镍钛合金材质,其他可快速热胀冷缩的材质也可替代,记忆弹簧27在芯体2内部通过热胀冷缩发生伸缩,进而带动立柱26纵向位移,每个火花间隙6的一侧均活动设置有遮盖片25,立柱26的一侧设置有用于推动遮盖片25位移且与立柱26的升降进行联动的推动组件,且配置为芯体2内部高温时推动组件可推动遮盖片25位移对火花间隙6的中心覆盖。
进一步的,遮盖片25朝向导热筒12的一侧固定连接有导杆29,火花间隙6上固定有导套30,导杆29活动导向连接于导套30的内侧。
作为一种实施例,推动组件包括设置于立柱26靠近火花间隙6一侧且与遮盖片25对应的凹槽31,凹槽31的内壁呈倾斜状,凹槽31的内腔设置有倾斜的斜杆35,斜杆35上滑动导向连接有滑块36,滑块36朝外的一侧固定连接有连接杆32,连接杆32与遮盖片25对应,并且连接杆32远离滑块36的一端与对应的遮盖片25上的导杆29的端部固定连接。
作为另一种实施例,推动组件包括设置于立柱26靠近火花间隙6一侧的凹口33,凹口33的内壁活动连接有与遮盖片25一一对应的推杆34,推杆34远离立柱26的一端与对应的遮盖片25上的导杆29的端部活动连接。
进一步的,推动组件、遮盖片25、导杆29、导套30、立柱26、导热筒12、底块28均为绝缘材质。
此外,为了增加安全性降低爆炸损伤,在瓷外壳1的内腔底部固定有底板11,芯体2的底部设置有与瓷外壳1内壁固定的分隔环24,分隔环24和底板11之间形成泄压腔,第二导电螺栓8穿过分隔环24、泄压腔、底板11延伸至瓷外壳1的外部,泄压腔设置有泄压组件;
作为优选实施例,泄压组件包括活动设置于泄压腔上端的泄压板13,泄压板13的外围均匀设置有第一泄压孔14,第一泄压孔14的内侧固定有第一密封薄片15,底板11的外围均匀设置有第二泄压孔16,且第二泄压孔16与第一泄压孔14错开设置,第二泄压孔16的内侧设置有第二密封薄片17,泄压板13的底部外围固定连接有与第二泄压孔16一一对应的第一尖锥体37,第一尖锥体37用于扎破第二密封薄片17,且第一尖锥体37的直径小于第二泄压孔16的内径,底板11的顶部外围固定连接有与第一泄压孔14一一对应的第二尖锥体38,第二尖锥体38用于扎破第一密封薄片15,且第二尖锥体38的直径小于第一泄压孔14的内径,第二导电螺栓8的外侧设置有位于泄压板13底部的阻挡片18,第二导电螺栓8的外侧设置有位于底板11和阻挡片18之间的限制环19,便于在底板11和泄压板13之间留存间隙,便于气体的排出,避免了爆炸造成瓷外壳等结构严重损坏,增加了安全性。
为了维检人员及时发现避雷器故障,在底板11底部的一端设置有与其中一个第二泄压孔16对应的存储筒10,存储筒10的内侧设置有分隔片20,分隔片20的上端设置有纯净水22,存储筒10的内侧下端设置有第三密封薄片21,第三密封薄片21和分隔片20之间设置有无水硫酸铜粉末23,无水硫酸铜粉末23和纯净水22混合会变成蓝色,其它可混合变色的物质也可替代,存储筒10的下端设置有飘带9,飘带9为中空的筒状结构,且飘带9为白色布带,便于被染色,可以在该避雷器内部发生爆炸时提醒维检人员,便于及时发现进行维检,增加了实用性。
工作原理,使用时若该避雷器的两端通过第二导电螺栓8和第一导电螺栓7与导线和地线进行连接,若被雷电击中时内部会产生高温以及电弧,温度升高时会使得记忆弹簧27发生形变,进而带动立柱26位移,当推动组件为推杆34时,立柱26位移带动推杆34发生倾角变化,进而推杆34通过导杆29带动遮盖片25位移,遮盖片25对火花间隙6的中心进行覆盖,进而实现对电弧的分隔,若推动组件为斜杆35、滑块36、连接杆32时,立柱26位移带动斜杆35位移,进而滑块36带动连接杆32横向位移,连接杆32通过导杆29带动遮盖片25位移对火花间隙6的中心进行覆盖,进而实现对电弧的分隔,电弧被分隔后可以快速的消失,避免了对电阻5、火花间隙6等结构造成损伤,结束后,瓷外壳1内部温度降低,分隔环24回收,遮盖片25复位,火花间隙6回到短路,进而恢复正常,此外,若瓷外壳1的内部不慎发生短路、故障时会产生爆炸,进而内部气体膨胀,压力增加,压力大到一定程度时泄压板13将阻挡片18压掉,进而气压推动泄压板13向下位移,泄压板13带动第一尖锥体37向下位移,泄压板13会进入第二泄压孔16将第二密封薄片17扎破,同时第二尖锥体38会进入第一泄压孔14将第一密封薄片15扎破,随着泄压板13的向下位移与存储筒10对应的第一尖锥体37会进入存储筒10将分隔片20和第三密封薄片21扎破,进而纯净水22与无水硫酸铜粉末23混合后洒下至飘带9上,纯净水22与无水硫酸铜粉末23混合后产生蓝色,蓝色将白色的飘带9染色,泄压板13向下位移到一定程度时会被限制环19阻挡,进而泄压板13与底板11之间留存间隙,内部气压会通过第二泄压孔16、第一泄压孔14排出实现泄压,可降低该避雷器的损伤,并且由于飘带9被染色在空中漂浮,便于工作人员发现,进而判断该避雷器发生故障,便于及时的维检。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种自保护火花间隙的高压电网避雷器,包括瓷外壳(1),其特征在于:所述瓷外壳(1)的内侧设置有芯体(2),所述芯体(2)的内侧一端设置有电阻(5),另一端设置有火花间隙(6),所述火花间隙(6)的一侧设置有电弧切割机构,所述电弧切割机构包括设置于芯体(2)内侧与火花间隙(6)对应处的导热筒(12),所述导热筒(12)的内侧活动设置有立柱(26),所述导热筒(12)的内侧一端设置有底块(28),所述底块(28)和立柱(26)的一端之间设置有记忆弹簧(27),记忆弹簧(27)在芯体(2)内部通过热胀冷缩发生伸缩,进而带动立柱(26)纵向位移,每个所述火花间隙(6)的一侧均活动设置有遮盖片(25),所述立柱(26)的一侧设置有用于推动遮盖片(25)位移且与立柱(26)的升降进行联动的推动组件,且配置为芯体(2)内部高温时推动组件可推动遮盖片(25)位移对火花间隙(6)的中心覆盖;
所述芯体(2)的上端内侧固定有第一电极(3),下端内侧设置有第二电极(4),所述电阻(5)和火花间隙(6)位于第一电极(3)和第二电极(4)之间,所述第一电极(3)上设置有第一导电螺栓(7),且第一导电螺栓(7)和第二导电螺栓(8)的另一端均延伸至瓷外壳(1)的外部;
所述瓷外壳(1)的内腔底部固定有底板(11),所述芯体(2)的底部设置有与瓷外壳(1)内壁固定的分隔环(24),所述分隔环(24)和底板(11)之间形成泄压腔,所述第二电极(4)上设置有第二导电螺栓(8),所述第二导电螺栓(8)穿过分隔环(24)、泄压腔、底板(11)延伸至瓷外壳(1)的外部;
所述泄压腔设置有泄压组件,所述泄压组件包括活动设置于泄压腔上端的泄压板(13),所述泄压板(13)的外围均匀设置有第一泄压孔(14),所述第一泄压孔(14)的内侧固定有第一密封薄片(15),所述底板(11)的外围均匀设置有第二泄压孔(16),且第二泄压孔(16)与第一泄压孔(14)错开设置,所述第二泄压孔(16)的内侧设置有第二密封薄片(17),所述泄压板(13)的底部外围固定连接有与第二泄压孔(16)一一对应的第一尖锥体(37),第一尖锥体(37)用于扎破第二密封薄片(17),且第一尖锥体(37)的直径小于第二泄压孔(16)的内径,所述底板(11)的顶部外围固定连接有与第一泄压孔(14)一一对应的第二尖锥体(38),第二尖锥体(38)用于扎破第一密封薄片(15),且第二尖锥体(38)的直径小于第一泄压孔(14)的内径;
所述第二导电螺栓(8)的外侧设置有位于泄压板(13)底部的阻挡片(18),所述第二导电螺栓(8)的外侧设置有位于底板(11)和阻挡片(18)之间的限制环(19)。
2.根据权利要求1所述的一种自保护火花间隙的高压电网避雷器,其特征在于:所述记忆弹簧(27)为镍钛合金材质。
3.根据权利要求2所述的一种自保护火花间隙的高压电网避雷器,其特征在于:所述遮盖片(25)朝向导热筒(12)的一侧固定连接有导杆(29),所述火花间隙(6)上固定有导套(30),所述导杆(29)活动导向连接于导套(30)的内侧。
4.根据权利要求3所述的一种自保护火花间隙的高压电网避雷器,其特征在于:所述推动组件包括设置于立柱(26)靠近火花间隙(6)一侧且与遮盖片(25)对应的凹槽(31),所述凹槽(31)的内壁呈倾斜状,所述凹槽(31)的内腔设置有倾斜的斜杆(35),所述斜杆(35)上滑动导向连接有滑块(36),所述滑块(36)朝外的一侧固定连接有连接杆(32),所述连接杆(32)与遮盖片(25)对应,并且连接杆(32)远离滑块(36)的一端与对应的遮盖片(25)上的导杆(29)的端部固定连接。
5.根据权利要求3所述的一种自保护火花间隙的高压电网避雷器,其特征在于:所述推动组件包括设置于立柱(26)靠近火花间隙(6)一侧的凹口(33),所述凹口(33)的内壁活动连接有与遮盖片(25)一一对应的推杆(34),所述推杆(34)远离立柱(26)的一端与对应的遮盖片(25)上的导杆(29)的端部活动连接。
6.根据权利要求4或5所述的一种自保护火花间隙的高压电网避雷器,其特征在于:所述推动组件、遮盖片(25)、导杆(29)、导套(30)、立柱(26)、导热筒(12)、底块(28)均为绝缘材质。
7.根据权利要求1所述的一种自保护火花间隙的高压电网避雷器,其特征在于:所述底板(11)底部的一端设置有与其中一个第二泄压孔(16)对应的存储筒(10),所述存储筒(10)的内侧设置有分隔片(20),所述分隔片(20)的上端设置有纯净水(22),所述存储筒(10)的内侧下端设置有第三密封薄片(21),所述第三密封薄片(21)和分隔片(20)之间设置有无水硫酸铜粉末(23),所述存储筒(10)的下端设置有飘带(9),飘带(9)为中空的筒状结构,且飘带(9)为白色布带。
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