CN118197723A - 一种压力释放灭弧结构及氧化锌避雷器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压力释放灭弧结构及氧化锌避雷器，涉及防雷装置技术领域，其技术要点为：包括灭弧组，灭弧组包括氧化锌阀片以及灭弧模块。在本发明中，当氧化锌材料发生发热现象，导致内部的氧化锌阀片发生电击放电产生大量的过压气体时，通过本压力释放灭弧结构中灭弧模块的两端部将过压气体导流到气流喷口处喷出，以减轻避雷器内部的压力，从而降低发热和爆炸的风险；同时当电流流经灭弧模块时会产生电弧，电弧会迅速加热灭弧模块内的空气，空气受热会产生猛烈膨胀和压缩形成压缩气流，该压缩气流也沿着灭弧模块从气流喷口处喷出；在这两种气流共同作用下，能够形成纵向吹弧与横向吹弧，有助于快速熄灭电弧，削弱了电流冲击的大小和持续时间。
Description
技术领域
本发明涉及防雷装置技术领域，具体涉及一种压力释放灭弧结构及氧化锌避雷器。
背景技术
氧化锌避雷器广泛应用于各种电力、通信、工业和建筑等领域，用于保护设备和建筑物免受雷击和过电压的损害。氧化锌避雷器利用氧化锌材料的非线性电阻特性来实现过电压保护，当遭受雷击或过电压时，氧化锌避雷器中的氧化锌材料会发生非线性电阻变化，即在正常工作电压下，氧化锌材料的电阻较高，但在超过其击穿电压后，电阻迅速减小。当系统遭受雷击或过电压时，氧化锌避雷器会将过电压引导到氧化锌材料上，使其电阻迅速减小，从而将过电压的能量分散到大地，保护系统设备免受损坏，一旦过电压消失，氧化锌材料的电阻会恢复到正常状态。这种利用氧化锌材料的非线性电阻特性来实现过电压保护的原理，使得氧化锌避雷器具有快速响应、高能量吸收能力和长寿命等优点。
现有的氧化锌避雷器在遭受大电流冲击时，会产生发热现象，如果无法及时散热，温度将持续上升，可能导致内部氧化锌片发生电击放电，进而产生大量过压气体，甚至引发爆炸。
在现有技术中，为了解决这个问题，通常采取一些措施来控制温度，如增加散热结构、采用热敏元件或多层结构等，这些措施有助于提高氧化锌避雷器的散热性能，减少温度上升的速度，从而降低发生爆炸的风险。但是需要注意的是，这些措施并不能完全消除发热和爆炸的风险，在设计和使用氧化锌避雷器时仍需要注意电流冲击的大小和持续时间，以确保其安全可靠运行。
因此，本发明旨在提供一种压力释放灭弧结构及氧化锌避雷器，以解决上述提到的相关问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的氧化锌避雷器遭受大电流冲击时，会产生发热现象，如果无法及时散热，温度将持续上升，可能导致内部氧化锌片发生电击放电，进而产生大量过压气体，甚至引发爆炸的危险，目的在于提供一种压力释放灭弧结构及氧化锌避雷器，当电流通过氧化锌材料，氧化锌材料发生发热现象，导致内部的氧化锌阀片发生电击放电产生大量的过压气体时，通过本压力释放灭弧结构中灭弧模块的两端部将过压气体导流到气流喷口处喷出；同时当电流流经灭弧模块时，会迅速加热灭弧模块内的空气，空气受热会产生猛烈膨胀和压缩形成压缩气流，该压缩气流也沿着灭弧模块从气流喷口处喷出；在这两种气流共同作用下，能够形成纵向吹弧与横向吹弧，有助于快速熄灭电弧。
本发明通过下述技术方案实现：
一种压力释放灭弧结构，包括多个依次连接的灭弧组，所述灭弧组包括至少一对氧化锌阀片以及至少一个灭弧模块；
所述灭弧模块采用具有多个端部的多通管结构，至少一对所述氧化锌阀片对称设于至少一个灭弧模块的两端，所述灭弧模块中至少一个端部形成气流喷口。
进一步地，所述灭弧模块的内侧壁间隔设有多个引弧环。
进一步地，所述灭弧组的个数为1，所述灭弧组包括三对氧化锌阀片以及一个灭弧模块。
进一步地，所述灭弧模块采用具有四个端部的管状结构，三对所述氧化锌阀片分别对称设于所述灭弧模块的两端，所述灭弧模块的另一端部形成气流喷口。
进一步地，所述灭弧组的个数为1，所述灭弧组包括一对氧化锌阀片以及三个灭弧模块。
进一步地，所述灭弧模块采用具有三个端部的管状结构，三个所述灭弧模块的端部依次串联贯通连接，一对所述氧化锌阀片分别对称设于三个所述灭弧模块的两端，三个所述灭弧模块的另一个端部均形成气流喷口。
进一步地，所述灭弧组的个数为2，两个所述灭弧组依次串联，所述灭弧组均包括一对氧化锌阀片以及一个灭弧模块。
进一步地，所述灭弧模块采用具有四个端部的管状结构，一对所述氧化锌阀片分别对称设于灭弧模块的两端，所述灭弧模块的另两端部形成气流喷口。
本发明还提供一种氧化锌避雷器，其包括如上述所述的一种压力释放灭弧结构。
进一步地，还包括壳体、上接线端子、上电极、多个绝缘裙边、下电极以及下接线端子；
多个所述绝缘裙边分别垂直间隔设于壳体的外侧壁，所述上电极以及下电极分别设于壳体内两端部，所述上接线端子设于壳体靠近上电极一侧的端部，且所述上接线端子的一端贯穿壳体的端部壁厚与上电极连接，所述下接线端子设于壳体靠近下电极一侧的端部，且所述下接线端子的一端贯穿壳体的端部壁厚与下电极连接；
所述压力释放灭弧结构设于上电极以及下电极之间，且所述压力释放灭弧结构通过两端的氧化锌阀片分别与上电极以及下电极连接，所述气流喷口贯穿壳体的侧壁壁厚延伸至壳体外侧，且所述气流喷口设于多个所述绝缘裙边的内侧之间。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1.在本发明中，当电流通过氧化锌材料，氧化锌材料发生发热现象，导致内部的氧化锌阀片发生电击放电产生大量的过压气体时，通过本压力释放灭弧结构中灭弧模块的两端部将过压气体导流到气流喷口处喷出，以减轻避雷器内部的压力，从而降低发热和爆炸的风险；同时当电流流经灭弧模块时会产生电弧，电弧会迅速加热灭弧模块内的空气，空气受热会产生猛烈膨胀和压缩形成压缩气流，该压缩气流也沿着灭弧模块从气流喷口处喷出；在这两种气流共同作用下，能够形成纵向吹弧与横向吹弧，有助于快速熄灭电弧，削弱了电流冲击的大小和持续时间，有助于避雷器更好地抵抗过电压冲击，保护设备免受损害。
2.在本发明中，通过采用在一个灭弧组内多个氧化锌阀片和多个灭弧模块可任意装配的方式，能够使具有该结构的避雷器与不同长度的绝缘子进行适配，同时还能增加避雷器的灭弧效果；通过采用多个灭弧组可任意装配，能够使具有该结构的避雷器适用于更高的电压等级以及不同的实际需求，扩大了该氧化锌避雷器的使用范围，增加本申请氧化锌避雷器的实用性；同时通过采用具有多个端部的多通管结构的灭弧模块，能够根据避雷器的形态以及电压等级，选择气流喷口个数，有利于加快过压气体以及压缩气流的喷出。
3.在本发明中，通过在灭弧模块内间隔设置多个引弧环，能够引导灭弧模块内的电弧沿着灭弧模块的正确的路径移动，从而增加电弧的熄灭效果以及快速加热灭弧模块内空气的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。在附图中：
图1为实施例中一种氧化锌避雷器的剖视结构图；
图2为实施例中一种氧化锌避雷器的结构示意图；
图3为实施例中一种氧化锌避雷器中压力释放灭弧结构的结构图；
图4为实施例中一种氧化锌避雷器中安装结构图；
图5为实施例中一种氧化锌避雷器中压力释放灭弧结构的结构图；
图6为实施例中一种氧化锌避雷器中压力释放灭弧结构的结构图；
图7为实施例中一种氧化锌避雷器中灭弧模块的剖视结构图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1、氧化锌避雷器；10、压力释放灭弧结构；2、灭弧组；201、氧化锌阀片；202、灭弧模块；3、气流喷口；4、引弧环；20、壳体；30、上接线端子；40、上电极；50、绝缘裙边；60、下电极；70、下接线端子；5、低压端金具；6、高压端金具；7、绝缘子；8、空气间隙。
具体实施方式
在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”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保护范围的限制。
需要说明的是，在本发明中，根据电压等级以及绝缘子间距，能够选择灭弧组2的个数，多个灭弧组2能够组装装配，同时在一个灭弧组2内，可以选择多个氧化锌阀片201以及多个灭弧模块202进行组装装配，实施例1-3示出了其中具体3种实施方式，根据实际情况还有多种组装方式，在此处不做过多赘述。
实施例1
如图1-3以及图7所示，在本实施例中，提供一种氧化锌避雷器1，具体包括壳体20、上接线端子30、上电极40、多个绝缘裙边50、下电极60、下接线端子70以及压力释放灭弧结构10；其中，压力释放灭弧结构10包括一个灭弧组2，灭弧组2包括三对氧化锌阀片201以及一个灭弧模块202；灭弧模块202采用具有三个端部的管状结构，该管状结构类似于三通管结构，同时其采用高强度耐高温耐高压的非导电材料构成，三对氧化锌阀片201分别对称固定安装于灭弧模块202的两端，且三对氧化锌阀片201和灭弧模块202依次连接，灭弧模块202的另一端部形成气流喷口3，灭弧模块202的内侧壁间隔嵌设有多个引弧环4。
需要说明的是，在本实施例中，压力释放灭弧结构10具体的安装顺序为氧化锌阀片201-氧化锌阀片201-氧化锌阀片201-灭弧模块202-氧化锌阀片201-氧化锌阀片201-氧化锌阀片201，灭弧模块202中三个端部中的两端用于与两侧的氧化锌阀片201连接，另一端用于形成气流喷口3；绝缘裙边50的个数以及引弧环4的个数根据实际情况而定，在此处不做过多赘述。
在本实施例中，当电流通过氧化锌材料，氧化锌材料发生发热现象，导致内部的氧化锌阀片201发生电击放电产生大量的过压气体时，通过本压力释放灭弧结构10中灭弧模块202的两端部将过压气体导流到气流喷口3处喷出，以减轻避雷器内部的压力，从而降低发热和爆炸的风险；同时当电流流经灭弧模块202时会产生电弧，电弧会迅速加热灭弧模块202内的空气，空气受热会产生猛烈膨胀和压缩形成压缩气流，该压缩气流也沿着灭弧模块202从气流喷口3处喷出；在这两种气流共同作用下，能够形成纵向吹弧与横向吹弧，有助于快速熄灭电弧，有效地抑制电弧重燃现象，削弱了电流冲击的大小和持续时间，有助于避雷器更好地抵抗过电压冲击，保护设备免受损害。
多个绝缘裙边50分别垂直间隔固定安装于壳体20的外侧壁，上电极40以及下电极60分别固定安装于壳体20内两端部，上接线端子30固定安装于壳体20靠近上电极40一侧的端部，且上接线端子30的一端贯穿壳体20的端部壁厚与上电极40连接，下接线端子70固定安装于壳体20靠近下电极60一侧的端部，且下接线端子70的一端贯穿壳体20的端部壁厚与下电极60连接；压力释放灭弧结构10固定安装于上电极40以及下电极60之间，且压力释放灭弧结构10通过两端的氧化锌阀片201分别与上电极40以及下电极60连接，气流喷口3贯穿壳体20的侧壁壁厚延伸至壳体20外侧，且气流喷口3设置于多个绝缘裙边50的内侧之间。
在本实施例中，通过将气流喷口3设置在多个绝缘裙边50的内侧，便于达到防水的作用，还能有效地防止电弧直接在结构主体外部闪络。
具体的，如图4所述，在本实施例中，将该氧化锌避雷器1并联安装在绝缘子7的两端，中间设置有闪络空气间隙8，然后通过合理的绝缘配合，使得在雷击杆塔或避雷线遭受雷击时产生的雷击过电压会首先通过空气间隙8进行击穿，以保护绝缘子7串的安全；最终电弧将进入到氧化锌避雷器1中进行能量泄放，以进一步保护系统的安全。
工作过程：当氧化锌避雷器1受到过电压击穿时，会产生过电流流过氧化锌避雷器1，电流具体的流经路径为高压端金具6→下接线端子70→下电极60→压力释放灭弧结构10→上电极40→上接线端子30→低压端金具5→地。由于在电流通过的过程中，氧化锌材料会发生发热现象，导致内部的氧化锌阀片201发生电击放电，产生大量的过压气体，这些过压气体形成的过压气流会沿着灭弧模块202的管内从气流喷口3喷出。同时通过在灭弧模块202中内置引弧环4，电流流经灭弧模块202时产生电弧，电弧经引弧环4引导电弧路径迅速加热灭弧模块202内的空气，空气突然受热产生猛烈膨胀和压缩形成压缩气流，压缩气流沿着灭弧模块202的气流喷口3喷出。这两种气流共同作用下，能够形成纵向吹弧与横向吹弧，有助于快速熄灭电弧。
实施例2
如图5所示，在本实施例中，提供一种氧化锌避雷器1，具体包括壳体20、上接线端子30、上电极40、多个绝缘裙边50、下电极60、下接线端子70以及压力释放灭弧结构10；其中，压力释放灭弧结构10包括一个灭弧组2，灭弧组2包括一对氧化锌阀片201以及三个灭弧模块202；灭弧模块202采用具有三个端部的管状结构，三个灭弧模块202的端部依次串联贯通连接，一对氧化锌阀片201分别对称固定安装于三个灭弧模块202的两端，三个灭弧模块202的另一个端部均形成气流喷口3。
需要说明的是，在本实施例中，压力释放灭弧结构10具体的安装顺序为氧化锌阀片201-灭弧模块202-灭弧模块202-灭弧模块202-氧化锌阀片201，两侧的灭弧模块202的一端用于与氧化锌阀片201连接，中间的灭弧模块202的两端分别与两侧的灭弧模块202串联贯通连接，然后三个灭弧模块202剩下的三个端部均形成气流喷口3；其他结构均匀实施例1相似，在此处不做过多赘述。
实施例3
如图6所示，在本实施例中，提供一种氧化锌避雷器1，具体包括壳体20、上接线端子30、上电极40、多个绝缘裙边50、下电极60、下接线端子70以及压力释放灭弧结构10；其中，压力释放灭弧结构10包括两个灭弧组2，两个所述灭弧组2依次串联，灭弧组2包括一对氧化锌阀片201以及一个灭弧模块202；灭弧模块202采用具有四个端部的管状结构，该管状结构类似于四通管结构，一对所述氧化锌阀片201分别对称固定安装于灭弧模块202的两端，所述灭弧模块202的另两端部形成气流喷口3。
需要说明的是，在本实施例中，压力释放灭弧结构10具体的安装顺序为氧化锌阀片201-灭弧模块202-氧化锌阀片201-氧化锌阀片201-灭弧模块202-氧化锌阀片201；在一组灭弧组2中，灭弧模块202中三个端部中的两端用于与两侧的氧化锌阀片201连接，另一端用于形成气流喷口3，然后两组灭弧组2均采用相同结构，然后通过一侧的氧化锌阀片201进行串联；其他结构均匀实施例1相似，在此处不做过多赘述。
同时，在本发明中，通过采用在一个灭弧组2内多个氧化锌阀片201和多个灭弧模块202可任意装配的方式，能够使具有该结构的氧化锌避雷器1与不同长度的绝缘子进行适配，同时还能增加避雷器的灭弧效果；通过采用多个灭弧组2可任意装配的方式，能够使具有该结构的氧化锌避雷器1适用于更高的电压等级以及不同的实际需求，扩大了该氧化锌避雷器1的使用范围，增加本申请氧化锌避雷器1的实用性；同时通过采用具有多个端部的多通管结构的灭弧模块202，能够根据氧化锌避雷器1的形态以及电压等级，选择气流喷口3的个数，有利于加快过压气体以及压缩气流的喷出。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种压力释放灭弧结构，其特征在于，包括多个依次连接的灭弧组(2)，所述灭弧组(2)包括至少一对氧化锌阀片(201)以及至少一个灭弧模块(202)；
所述灭弧模块(202)采用具有多个端部的多通管结构，至少一对所述氧化锌阀片(201)对称设于至少一个灭弧模块(202)的两端，所述灭弧模块(202)中至少一个端部形成气流喷口(3)。
2.根据权利要求1所述的压力释放灭弧结构，其特征在于，所述灭弧模块(202)的内侧壁间隔设有多个引弧环(4)。
3.根据权利要求2所述的压力释放灭弧结构，其特征在于，所述灭弧组(2)的个数为1，所述灭弧组(2)包括三对氧化锌阀片(201)以及一个灭弧模块(202)。
4.根据权利要求3所述的压力释放灭弧结构，其特征在于，所述灭弧模块(202)采用具有三个端部的管状结构，三对所述氧化锌阀片(201)分别对称设于所述灭弧模块(202)的两端，所述灭弧模块(202)的另一端部形成气流喷口(3)。
5.根据权利要求2所述的压力释放灭弧结构，其特征在于，所述灭弧组(2)的个数为1，所述灭弧组(2)包括一对氧化锌阀片(201)以及三个灭弧模块(202)。
6.根据权利要求5所述的压力释放灭弧结构，其特征在于，所述灭弧模块(202)采用具有三个端部的管状结构，三个所述灭弧模块(202)的端部依次串联贯通连接，一对所述氧化锌阀片(201)分别对称设于三个所述灭弧模块(202)的两端，三个所述灭弧模块(202)的另一个端部均形成气流喷口(3)。
7.根据权利要求2所述的压力释放灭弧结构，其特征在于，所述灭弧组(2)的个数为2，两个所述灭弧组(2)依次串联，所述灭弧组(2)均包括一对氧化锌阀片(201)以及一个灭弧模块(202)。
8.根据权利要求7所述的压力释放灭弧结构，其特征在于，所述灭弧模块(202)采用具有四个端部的管状结构，一对所述氧化锌阀片(201)分别对称设于灭弧模块(202)的两端，所述灭弧模块(202)的另两端部形成气流喷口(3)。
9.一种氧化锌避雷器，其特征在于，其包括如权利要求1-8任意一项所述的压力释放灭弧结构(10)。
10.根据权利要求9所述的氧化锌避雷器，其特征在于，还包括壳体(20)、上接线端子(30)、上电极(40)、多个绝缘裙边(50)、下电极(60)以及下接线端子(70)；
多个所述绝缘裙边(50)分别垂直间隔设于壳体(20)的外侧壁，所述上电极(40)以及下电极(60)分别设于壳体(20)内两端部，所述上接线端子(30)设于壳体(20)靠近上电极(40)一侧的端部，且所述上接线端子(30)的一端贯穿壳体(20)的端部壁厚与上电极(40)连接，所述下接线端子(70)设于壳体(20)靠近下电极(60)一侧的端部，且所述下接线端子(70)的一端贯穿壳体(20)的端部壁厚与下电极(60)连接；
所述压力释放灭弧结构(10)设于上电极(40)以及下电极(60)之间，且所述压力释放灭弧结构(10)通过两端的氧化锌阀片(201)分别与上电极(40)以及下电极(60)连接，所述气流喷口(3)贯穿壳体(20)的侧壁壁厚延伸至壳体(20)外侧，且所述气流喷口(3)设于多个所述绝缘裙边(50)的内侧之间。
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410519346.6A Pending CN118197723A (zh) | 2024-04-28 | 2024-04-28 | 一种压力释放灭弧结构及氧化锌避雷器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118197723A (zh) |
-
2024
- 2024-04-28 CN CN202410519346.6A patent/CN118197723A/zh active Pending
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