CN204991320U - 一种复合外套金属氧化物避雷器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种复合外套金属氧化物避雷器，包括：金属氧化物电阻片组和复合外套（11），金属氧化物电阻片组两端分别设置上电极（21）和下电极（22），上电极（21）沿周向均匀设置有多个上孔（71），下电极（22）沿周向均匀设置有与所述上孔（71）相对应的下孔（72），上孔（71）和下孔（72）之间设置绝缘芯棒（8），上孔（71）和下孔（72）塑性变形紧固所述绝缘芯棒（8）。本实用新型在电极和下电极周向均匀设置多个孔，在上孔和下孔内插接绝缘芯棒，通过外力使上孔和下孔发生塑性形变紧固绝缘芯棒，形成栅格式结构，有工艺简单、制造成本低、稳定性好等优点。

Description

一种复合外套金属氧化物避雷器

技术领域

本实用新型属于电力保护设备，具体涉及一种复合外套金属氧化物避雷器。

背景技术

避雷器是电力系统中重要的过电压保护设备，在现场运行时可能出现受潮、老化等故障，严重时甚至会导致避雷器的爆炸，严重威胁电力系统的正常运行和避雷器周围环境的安全。复合外套金属氧化物避雷器具有良好的过电压限制性能，在电力系统中得到了广泛的应用。

为了使复合外套金属氧化物避雷器避雷器在受到外力时，确保其内部核心元件—非线性金属氧化物电阻片仍然可以保持良好的电气接触，目前现有技术中，各个制造厂家采用不同的复合外套金属氧化物避雷器的结构设计及制造工艺来保证产品的性能。

1）绝缘筒式结构：将金属氧化物电阻片串联叠装在一起，放在事先预制好的带有复合外套的玻璃纤维浸渍环氧树脂的绝缘筒内；绝缘筒两端用金属法兰（例如铝或钢等）螺纹旋压或者采用胶黏剂粘接封装。这类结构存在短路电流性能较差的技术问题，在遇到强电流时，绝缘筒式避雷器由于其密闭性的结构特征使避雷器在收到外力时其内释放压力所需的空间有限，容易造成避雷器的粉碎性爆炸，对周围的人或物造成安全威胁。

2）缠绕式结构：美国专利公开号US4656555A公开了一种玻璃纤维缠绕式结构设计。这类设计需要采用树脂材料直接接触金属氧化物电阻片的工艺方法，虽然缠绕式结构避雷器防爆性能优于绝缘筒式结构避雷器，但是制作过程中树脂材料高温固化时可能损伤金属氧化物电阻片的侧面绝缘，造成避雷器耐受陡波冲击能力下降，即耐大电流能力差；另外，由于缠绕式结构复杂导致其制作工艺复杂。

3）笼状式结构：美国专利申请号：US20060162073（公开号：US8064181B2）公开了一种复合外套金属氧化物避雷器的笼状式结构设计。其电极两端采用内楔式紧固，需要对绝缘芯棒端部进行切割，对绝缘芯棒造成了一定的破坏。美国专利申请号US20020069132（公开号：US6777614B1）也公开了一种复合外套金属氧化物避雷器的笼状式结构类似设计，其电极两端采用外楔式紧固。长期运行时，外楔金属材料可能与金具材料造成“冷焊”现象，从而使这种结构的避雷器的对电阻片的锁紧力下降，可能降低产品性能。美国专利申请号US19970793516（公开号：US5912611A）也公开了一种复合外套金属氧化物避雷器的笼状式结构类似设计。另外，笼状式结构避雷器也存在制造工艺复杂、制造成本偏高的缺点。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是针对现有技术的不足，克服上述缺点，提出一种适用于低成本、适合大批量规模化生产、防爆性能好的复合外套金属氧化物避雷器。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种复合外套金属氧化物避雷器，包括：金属氧化物电阻片组和复合外套，所述金属氧化物电阻片组设置在所述复合外套内，其中，所述金属氧化物电阻片组两端分别设置上电极和下电极，所述上电极沿周向均匀设置有多个上孔，所述下电极沿周向均匀设置有与所述上孔相对应的下孔，所述上孔和所述下孔之间设置绝缘芯棒，所述绝缘芯棒的两端分别插接在所述上孔和所述下孔内，所述上孔和所述下孔塑性变形紧固所述绝缘芯棒。

优选的，所述金属氧化物电阻片组包括多个金属氧化物电阻片，所述绝缘芯棒至少为三个。

优选的，所述金属氧化物电阻片为氧化锌电阻片，所述上电极和下电极为铝电极或钢电极。

优选的，所述上孔和下孔为通孔、盲孔或者沉孔。

优选的，所述上电极和金属氧化物电阻片组之间设置上导电性弹性元件。

优选的，所述下电极和金属氧化物电阻片组之间设置下导电性弹性元件。

优选的，所述相邻两个金属氧化物电阻片之间设置定位盘，所述定位盘上设置有与所述上孔相对应的通孔。

优选的，所述金属氧化物电阻片组相邻金属氧化物电阻片之间设置有金属箔膜。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型在金属氧化物电阻片两个端部分别设置上电极和下电极，上电极周向均匀设置多个上孔，下电极周向均匀设置有与上孔相对应的下孔，上孔和下孔可以为通孔、盲孔或者沉孔，形状可以为圆形、方形或其他形状，在上孔和下孔内安装有绝缘芯棒，绝缘芯棒的形状与上孔和下孔相配合，把绝缘芯棒两端分别插接在上孔和下孔内，通过外力使上孔和下孔发生塑性形变紧固绝缘芯棒。

本实用新型采用单个的绝缘芯棒环绕金属氧化物电阻片周围，充分利用了单个绝缘芯棒的制作过程简单、制作效率快、产出率高的优势，有效的降低本实用新型的制作成本，而且单个绝缘芯棒本身体积小还具有运输成本低、安装方便等优势，相对现有技术的绝缘筒、缠绕式、笼式等结构可以有效的减少避雷器的人力和财力成本的投入；另外，多个绝缘芯棒单体围合组成栅格式结构，在保证具有较好绝缘效果的前提下，可以有效的减小避雷器的成本投入和自身重量，进一步地减少电力工作人员的工作负荷。

另外，本实用新型通过绝缘芯棒与上、下孔的相互插接，使上电极和下电极夹紧金属氧化物电阻片使之三者连接固定在一起，通过机械外力例如选择锻压方式施力在上、下两电极的外侧，使上、下孔处的电极发生塑性形变，以此进一步提高绝缘棒与沉孔之间的固定效果，采用机械外力直接作用在电极上，并配合一定的压力治具使塑性形变的形状和大小得到很好的控制，即在不损伤绝缘棒乃至整个避雷器结构强度的基础之上，通过调整上、下孔位置的小变量的形状变化，实现绝缘棒与上、下电极固定和整个避雷器的结构固定，相对现有技术中内楔和外楔式的固定方法，塑性形变的制作方法更加稳定、可控，而且加工过程快捷可用于大规模生产；此外，需要指出的是复合外套的材料可以是经过高温硫化的硅橡胶或液体硅橡胶或三元乙丙橡胶，通过模压或注射硫化形成，橡胶材质复合外套不仅可以防止避雷器受潮，减小避雷器爆炸的风险，而且此成型过程中有效避免复合外套材料对金属氧化物电阻片的损伤，使本实用新型相对现有技术具有耐大电流强的优势。

本实用新型可以根据实际情况使用不同数量的金属氧化物电阻片和绝缘芯棒，小型避雷器的绝缘芯棒可以设置为三个，能达到绝缘效果也可以节省设备成本，使本实用新型的使用范围更广。

本实用新型金属氧化物电阻片采用氧化锌电阻片，充分利用氧化锌的优异特性使避雷器机械性能强、可靠性高；上、下电极为铝电极或钢电极，铝电极或钢电极具有传导效率高并且成本低的特点。

本实用新型上电极、下电极和金属氧化物电阻片之间加装导电性弹性元件，例如碟簧等，配合锻压设备使本实用新型在安装过程和塑性形变发生过程中，有充足的结构空间，而且导电性弹性元件可以增加本实用新型的机械强度，使避雷器在恶劣天气下结构更可靠，另外设置导电性弹性元件可有效减小上、下电极和金属氧化物电阻片之间的摩擦力，提高避雷器的寿命；需要指出的是，在由多个金属氧化物电阻片组成的圆柱状避雷器的相邻两个金属氧化物电阻片中间可以也可以设置导电性弹性元件。

本实用新型针对大型避雷器在多个金属氧化物电阻片中间设置定位盘，通过在定位盘上设置有与上、下沉孔相对应的通孔，以此实现定位盘与上、下沉孔的固定连接，进一步增加避雷器的机械性能。

在相邻金属氧化物电阻片之间设置有金属箔膜5，金属箔膜5可以使用铝箔或铅箔或铜箔或其他金属材料，设置金属箔膜5可以改善相邻金属氧化物电阻片之间的接触面积，进一步地增强金属氧化锌电阻片组6的电气性能。

综上所述，本实用新型具有制作工艺简单、成本低、防爆性能强、稳定性高等特点，适合大规模的生产，而且适于广泛推广。

附图说明

图1是本实用新型实施例一中不包含复合外套的装配示意图；

图2是本实用新型实施例一的立体图；

图3是本实用新型实施例二中不包含复合外套的装配示意图；

图4是本实用新型实施例二的立体图；

图5是本实用新型沉孔锻压前的立体图；

图6是本实用新型沉孔锻压后的立体图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例一

如图1和图2所示，本实用新型包括接线端子1、上电极21、下电极22、金属氧化物电阻片组和复合外套11，上电极21、下电极22、金属氧化物电阻片组均包裹在复合外套11内，金属氧化锌电阻片组位于上电极21和下电极22之间，金属氧化物电阻片组为圆柱状且包括多个金属氧化物电阻片6，上电极21、下电极22和金属氧化物电阻片6也均为圆柱体，且上电极21和下电极22直径大于金属氧化物电阻片6的直径，上电极21、下电极22均采用铝电极，金属氧化物电阻片6为氧化锌电阻片，相邻金属氧化物电阻片6之间设置有金属箔膜5，并且在金属氧化物电阻片组与上电极21之间安装有上导电性弹性元件31，在金属氧化物电阻片组与下电极22之间安装有下导电性弹性元件32，上导电性弹性元件31和下导电性弹性元件32均为碟簧，在上金属电极21沿周向均开设八个上孔71（图未示），下金属电极22沿周向均开设与上沉孔71相对应的下孔72，上孔71和下孔72为均为盲孔，盲孔的形状为圆形。

如图2所示，上孔71和下孔72内设置有八根绝缘芯棒8，绝缘芯棒8优选无碱玻璃纤维(或者其绝缘增强纤维，如芳纶纤维等)浸渍环氧树脂引拔棒（FPR），绝缘芯棒8的两端分别插接在上孔71和下孔72内，以此实现绝缘芯棒8的两端分别把上电极21和下电极22插接在一起，进而使金属氧化锌电阻片组被夹持在上、下两个电极中间。

本实用新型制作时，使用锻压设备从上电极21和下电极22的外侧沿径向挤压上孔71和下孔72使上孔71和下孔72发生塑性形变形成凹槽4，从而使上孔71和下孔72紧固绝缘棒。

此外，复合外套11的材料可以是经过高温硫化的硅橡胶或液体硅橡胶或三元乙丙橡胶，并通过模压或注射硫化成型包裹金属氧化物电阻片和绝缘芯棒，成型后可为伞裙状。

本实施例中，复合外套金属氧化物避雷器制造方法简单，而且制作出来的避雷器成本低、体积小利于运输，由于其结构的稳定性和格栅式的绝缘芯棒结构使本实用新型防爆性能高；特别是在金属箔膜5的增加可以改善相邻金属氧化物电阻片之间的电气接触。

实施例二

如图3和图4所示，本实施例中与实施一区别是金属氧化锌电阻片组6为中间增设如图2所示的定位盘9和金属垫片13，定位盘9上设置有与上孔71相对应的通孔12，安装过程中把绝缘棒穿过通孔12，定位盘9上下两侧设置有碟簧33，以此固定定位盘9，定位盘9和金属垫片13的设置可有效的增加金属氧化锌电阻片组的长度，为大型的避雷器提供更强的机械强度，而且在定位盘9上下两侧加设碟簧33，保证在锻压设备挤压本实用新型时，保证整体结构的形变量和稳定性。

需说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种复合外套金属氧化物避雷器，包括：金属氧化物电阻片组和复合外套（11），所述金属氧化物电阻片组设置在所述复合外套（11）内，其特征在于：所述金属氧化物电阻片组两端分别设置上电极（21）和下电极（22），所述上电极（21）沿周向均匀设置有多个上孔（71），所述下电极（22）沿周向均匀设置有与所述上孔（71）相对应的下孔（72），所述上孔（71）和所述下孔（72）之间设置绝缘芯棒（8），所述绝缘芯棒（8）的两端分别插接在所述上孔（71）和所述下孔（72）内，所述上孔（71）和所述下孔（72）塑性变形紧固所述绝缘芯棒（8）。

2.如权利要求1所述的复合外套金属氧化物避雷器，其特征在于：所述金属氧化物电阻片组包括多个金属氧化物电阻片（6），所述绝缘芯棒（8）至少为三个。

3.如权利要求2所述的复合外套金属氧化物避雷器，其特征在于：所述金属氧化物电阻片（6）为氧化锌电阻片，所述上电极（21）和下电极（22）为铝电极或钢电极。

4.如权利要求1所述的复合外套金属氧化物避雷器，其特征在于：所述上孔（71）和下孔（72）为通孔、盲孔或者沉孔。

5.如权利要求1-4任一项所述的复合外套金属氧化物避雷器，其特征在于：所述上电极（21）和金属氧化物电阻片组之间设置上导电性弹性元件（31）。

6.如权利要求1-4任一项所述的复合外套金属氧化物避雷器，其特征在于：所述下电极（22）和金属氧化物电阻片组之间设置下导电性弹性元件（32）。

7.如权利要求2所述的复合外套金属氧化物避雷器，其特征在于：所述相邻两个金属氧化物电阻片（6）之间设置定位盘（9），所述定位盘（9）上设置有与所述上孔（71）相对应的通孔（12）。

8.如权利要求2所述的复合外套金属氧化物避雷器，其特征在于：所述金属氧化物电阻片组相邻金属氧化物电阻片（6）之间设置有金属箔膜（5）。