CN209401419U - 一种低残压可控避雷器及多级避雷器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及中高压电力系统过电压保护产品，具体涉及一种低残压可控避雷器及多级避雷器系统。本实用新型的目的是解决现有无间隙避雷器在使用过程中，当系统中遭受的冲击电流幅值高于标称放电电流值时，避雷器残压高于标称残压，造成保护裕度减小，甚至超过被保护设备的冲击耐受电压，失去保护作用的问题，以及解决采用减少电阻片数量的方法来降低避雷器残压时，存在避雷器自身的运行安全性变差的问题，提供一种低残压可控避雷器及多级避雷器系统。该避雷器及多级避雷器系统，通过在绝缘密封套内或绝缘密封套内、外同时给金属氧化物电阻片并联放电间隙，来降低避雷器残压。

Description

一种低残压可控避雷器及多级避雷器系统

技术领域

本实用新型涉及中高压电力系统过电压保护产品，具体涉及一种低残压可控避雷器及多级避雷器系统。

背景技术

在现代电力系统中，为保护电气设备的绝缘安全，一般采用金属氧化物避雷器进行保护，其主要包括绝缘密封套、金属氧化物电阻片组、进线端电极和出线端电极，其中，进线端电极和出线端电极分别设置于绝缘密封套两端，金属氧化物电阻片组设置于绝缘密封套内腔，介于进线端电极和出线端电极之间。金属氧化物电阻片组为避雷器核心部件，是一种非线性电阻。

目前，这种无间隙避雷器存在的问题是：避雷器使用过程中，流过避雷器的电流越大，避雷器两端的电压(即避雷器的残压)越高，因此当系统中遭受的冲击电流幅值高于标称放电电流值时，避雷器残压高于标称残压，使其保护裕度减小，甚至超过被保护设备的冲击耐受电压，失去保护作用。由于被保护设备绝缘耐受能力不会发生变化，一旦系统中出现的冲击电流幅值高于标称放电电流值，就会导致避雷器的残压急剧升高，造成避雷器保护裕度变小，甚至会导致被保护设备耐受不了急剧升高的残压而被击穿损坏，给电力系统的运行安全埋下严重隐患。

为了可靠保护电气设备的绝缘安全，有时也会采取减少电阻片数量的方法来降低避雷器残压，但电阻片数量越少，避雷器的工频电压耐受能力越弱，运行时的荷电率越高，避雷器自身的运行安全性变差，易引发击穿爆炸事故，同样也会给电力系统的运行安全埋下严重隐患。

上述两种情况都会给电力系统的稳定运行造成不利影响。

发明内容

本实用新型的目的是解决现有无间隙避雷器在使用过程中，当系统中遭受的冲击电流幅值高于标称放电电流值时，避雷器残压高于标称残压，造成保护裕度减小，甚至超过被保护设备的冲击耐受电压，失去保护作用的问题，以及解决采用减少电阻片数量的方法来降低避雷器残压时，存在避雷器自身的运行安全性变差的问题，提供一种低残压可控避雷器及多级避雷器系统。

为达到上述目的，本实用新型提供的技术解决方案如下：

一种低残压可控避雷器，包括绝缘密封套、至少一个金属氧化物电阻片组、进线端电极和出线端电极；其特殊之处在于：

还包括至少一个放电间隙；

所述放电间隙设置于绝缘密封套内；

每个所述放电间隙与其中一个金属氧化物电阻片组并联。

进一步地，每个所述金属氧化物电阻片组包含一个金属氧化物电阻片或者多个串联的金属氧化物电阻片。

进一步地，所述放电间隙的两个放电端为铜、铝、钢或其合金或石墨材质。

进一步地，所述绝缘密封套为硅橡胶复合材料、瓷外套或者环氧树脂材质。

进一步地，为了便于加工，所述放电间隙的两个放电端形状相同。

进一步地，所述放电端设置为锥型、球型、棒型或板型，其中，当放电端设置为锥型时，体积小；设置为球型时，放电间隙电场均匀，放电电压分散性小；设置为棒型时，放电间隙易于加工；设置为板型时，放电间隙固定方便。

进一步地，所述放电间隙为气体放电管，适用于系统电压较低的场合，放电电压稳定，熄灭电弧效果好。

进一步地，根据避雷器安装需要，所述放电间隙相对于绝缘密封套轴向平行布置或垂直布置。

本实用新型还提供一种低残压可控多级避雷器系统，其特殊之处在于：包括多个串联的采用上述任一所述的低残压可控避雷器。

进一步地，还包括与其中一个或其中多个或全部低残压可控避雷器分别并联的外部放电间隙。

本实用新型相比现有技术具有的有益效果为：

1、本实用新型提供的一种低残压可控避雷器及多级避雷器系统，通过在绝缘密封套内或绝缘密封套内、外同时给金属氧化物电阻片组并联放电回路，来实现当系统遭受的冲击电流高于标称放电电流时，避雷器残压可以被控制在规定的范围以内。

2、本实用新型提供的一种低残压可控避雷器及多级避雷器系统，在系统未出现过电压时，可以根据流过避雷器电流的大小，确定相应数量电阻片之间的残压，根据残压进而确定并联放电回路的放电电压，通过间隙放电实现对避雷器整体残压的限制。正常情况下，放电间隙不放电，系统电压由所有电阻片承受，这样不需要减少电阻片数量，不会降低避雷器的工频耐受电压水平，也不会提高避雷器荷电率，使得避雷器的运行安全有保证；当系统出现过电压时，避雷器两端的电压也随之升高，幅值达到一定程度时，电阻片或避雷器两端并联的放电间隙被击穿放电，使避雷器一部分或者全部的电阻片被短接，此时避雷器的残压不会升高或者会变得更低，避雷器的保护裕度始终维持在安全范围以内，被保护设备的绝缘安全性得到充分保证。

3、本实用新型提供的一种低残压可控避雷器及多级避雷器系统，设置于绝缘密封套内的放电间隙，不受外部空气湿度、灰尘等影响，但是由于绝缘密封套内部空气量有限，间隙放电使空气被逐渐电离，内部绝缘水平会逐渐降低，放电电压分散性变差；当在绝缘密封套内外同时设置放电间隙时，外部空间空气量不受空间限制，使得放电电压较小、分散性较小，绝缘性能好。

4、本实用新型提供的一种低残压可控避雷器及多级避雷器系统，当避雷器用于超高压或特高压等电压等级高的系统时，采取多个低残压可控避雷器相串联，形成多级避雷器系统，可以提高避雷器的工频电压耐受能力以及避雷器外套的绝缘水平，满足系统的正常运行需求。同时，外部间隙放电电压可以设置的更高，解决间隙设置在绝缘密封套内部时，间隙放电造成内部空气被电离而绝缘减弱的问题，使得产品应用的电压等级更高。

附图说明

图1为本实用新型低残压可控避雷器的结构示意图，其中放电间隙的放电端为球型；

图2为本实用新型低残压可控避雷器的结构示意图，其中放电间隙的放电端为锥型；

图3为本实用新型低残压可控避雷器的结构示意图，其中放电间隙采用气体放电管；

图4为本实用新型低残压可控多级避雷器系统的结构示意图；

附图标记说明：

1-绝缘密封套；2-金属氧化物电阻片组；3-进线端电极；4-出线端电极；5-放电间隙；6-放电端；7-气体放电管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地说明。

本实用新型提供了一种低残压可控避雷器及多级避雷器系统，通过在绝缘密封套1内或绝缘密封套1内、外同时给金属氧化物电阻片组2并联放电间隙5，来将避雷器残压限制在规定的范围以内。设置于绝缘密封套1内的放电间隙5，不受外部空气湿度、灰尘等影响，但是由于绝缘密封套1内部空气量有限，间隙放电时空气会被逐渐电离导致绝缘性能变差，使得放电电压发生变化；当在绝缘密封套1内外设置放电间隙5时，外部空间空气绝缘性能有保障。因此，可根据不同的需求选择合适的避雷器结构。

一种低残压可控避雷器，如图1所示，包括绝缘密封套1、至少一个金属氧化物电阻片组2、进线端电极3和出线端电极4；还包括至少一个放电间隙5；所述放电间隙5设置于绝缘密封套1内腔；每个所述放电间隙5与其中一个金属氧化物电阻片组2并联。每个所述金属氧化物电阻片组2包含一个金属氧化物电阻片或者多个相互串联的金属氧化物电阻片。

所述放电间隙5的放电端6可以为锥型，也可以为球型、棒型或板型等形状，一个放电间隙5的两个放电端6可以形状相同，此时便于加工，也可以为两种不同形状的组合。其中，当放电端6设置为锥型时，体积小，如图2所示，此时锥型放电间隙5与金属氧化物电阻片组2呈垂直叠加放置，并通过导电排等导电件连接；放电端6设置为球型时，放电间隙5电场均匀，放电电压分散性小；放电端6设置为棒型时，放电间隙5易于加工；放电端6设置为板型时，放电间隙5固定方便。

放电间隙5的两个放电端6材质可以为铜、铝、钢或其合金材料或石墨等导电材料。如图3所示，放电间隙5也可以设置为气体放电管7，适用于系统电压较低的场合，放电电压稳定，熄灭电弧效果好。根据避雷器安装需要，所述放电间隙5相对于绝缘密封套1轴向平行布置或垂直布置。绝缘密封套1可以由硅橡胶复合材料制成，也可以由瓷外套或者环氧树脂材料制成。

本实用新型还提供一种低残压可控多级避雷器系统，如图4所示，包括多个串联的上述低残压可控避雷器，可以是任意一种上述低残压可控避雷器的串联，可以是多种上述低残压可控避雷器的串联。当然，这种低残压可控多级避雷器系统可以不包括或者包括与其中一个或其中多个或全部低残压可控避雷器分别并联的外部放电间隙5。所述金属氧化物电阻片组2通过所述进线端电极3和出线端电级4引电线至绝缘密封套1外部与所述放电间隙5并联。

上述低残压可控避雷器及多级避雷器系统，在系统出现过电压时，可以根据流过避雷器电流的大小，确定相应数量电阻片之间的残压，根据残压进而确定并联间隙的放电电压，通过间隙放电实现避雷器整体残压的调整和控制。避雷器正常运行时，放电间隙5不放电，系统电压由所有电阻片承受，这样不需要减少电阻片数量，不会降低避雷器工频耐受电压水平以及不会提高避雷器荷电率，使得避雷器的运行安全有保证；当系统出现过电压时，避雷器两端的电压也随之升高，幅值达到一定程度时，电阻片或避雷器两端并联的放电间隙5被击穿，使避雷器一部分或者全部的电阻片被短接，避雷器的残压不会升高或者会变得更低，避雷器的保护裕度始终维持在安全范围以内，被保护设备的绝缘安全得到充分保证。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，对于本领域的普通专业技术人员来说，可以对前述各实施例所记载的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所保护技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种低残压可控避雷器，包括绝缘密封套(1)、至少一个金属氧化物电阻片组(2)、进线端电极(3)和出线端电极(4)；其特征在于：

还包括至少一个放电间隙(5)；

所述放电间隙(5)设置于绝缘密封套(1)内腔；

每个放电间隙(5)与其中一个金属氧化物电阻片组(2)并联。

2.根据权利要求1所述的低残压可控避雷器，其特征在于：每个所述金属氧化物电阻片组(2)包含一个金属氧化物电阻片或者多个串联的金属氧化物电阻片。

3.根据权利要求2所述的低残压可控避雷器，其特征在于：所述放电间隙(5)的两个放电端(6)为铜、铝、钢或其合金或石墨材质。

4.根据权利要求3所述的低残压可控避雷器，其特征在于：所述绝缘密封套(1)为硅橡胶复合材料、瓷外套或者环氧树脂材质。

5.根据权利要求4所述的低残压可控避雷器，其特征在于：所述放电间隙(5)的两个放电端(6)形状相同。

6.根据权利要求5所述的低残压可控避雷器，其特征在于：所述放电端(6)设置为锥型、球型、棒型或板型。

7.根据权利要求6所述的低残压可控避雷器，其特征在于：所述放电间隙(5)相对于绝缘密封套(1)轴向平行布置或垂直布置。

8.根据权利要求1所述的低残压可控避雷器，其特征在于：所述放电间隙(5)为气体放电管(7)。

9.一种低残压可控多级避雷器系统，其特征在于：包括多个串联的采用权利要求1-8任一所述的低残压可控避雷器。

10.根据权利要求9所述的低残压可控多级避雷器系统，其特征在于：还包括与其中一个或其中多个或全部低残压可控避雷器分别并联的外部放电间隙(5)。