CN212257053U - 10kv自动调节防雷冰具有压敏装置的瓷质绝缘子 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种10KV自动调节防雷冰具有压敏装置的瓷质绝缘子，瓷质绝缘子分别设置大小有异的多瓷伞裙。其中连接穿刺线夹的瓷质绝缘子本体一端为高压端，连接接地固定装置的瓷质绝缘子本体一端为低压端。瓷质绝缘子本体下部设有空腔室，室内装置ZnO压敏电阻，形成一体。位于瓷质绝缘子本体高压端设有引弧棒，与连接在ZnO压敏电阻上的防雷触发器相对。本实用新型设计合理，能在高寒、高温、高海拨地区使用，安装简单，投入和运行维护成本较低，能有效提高雷击故障后的重合闸成功率，并能提高防冰闪能力，保证正常运行。保障了电网长期营运的安全可靠性和稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种瓷质绝缘子过电压保护技术领域，具体涉及一种非金属陶瓷复合材料的10KV自动调节防雷冰具有压敏装置的瓷质绝缘子，用于高中压配电(输)电网防雷冰过电压的防护产品。
背景技术
现有的一种纤维胶复合材料应用于10KV配电线路上的防雷防冰复合绝缘子装置，包括球头、复合伞群、连接头、电极球、波形弹簧、壳体、电阻片和芯棒，所述芯棒套接有电阻片，通过波形弹簧使得本产品在承受不同机械拉伸变形时电阻片均能与两端的电极良好的接触，从而保证电阻片通流性能良好，从而使得装置具有防雷的功能。该防雷防冰复合绝缘子的研制成功，获取了国电之认可。但经多年使用，发现存在如下问题：1、具有气候选择性，在高温及高寒地区不适用；2、机件易老化、易变形；3、长时间输电营运不够稳定；4、更换频率较高；5、制造生产成本高；6、二次污染影响环境。另外，复合外套的伞裙之间很容易被冰棱桥接，继而引发覆冰闪络乃至跳闸事故，严重影响电网的运行安全稳定。
发明内容
为解决上述缺陷，本实用新型的目的是利用ZnO压敏电阻器的技术原理及特征，以及防雷、防冰、防雨瓷伞裙关联主件的机理，创新研发一种非金属陶瓷复合材料的10KV自动调节防雷冰具有压敏装置的瓷质绝缘子。
本实用新型的技术方案为：
一种10KV自动调节防雷冰具有压敏装置的瓷质绝缘子，包括瓷质绝缘子主体、穿刺线夹、接头、防冰瓷伞裙和接地固定装置；所述瓷质绝缘子主体两端分别固定设置穿刺线夹和接地固定装置；其中，穿刺线夹连接在瓷质绝缘子主体的高压端，接地固定装置连接在瓷质绝缘子主体的低压端；瓷质绝缘子主体外围由防冰瓷伞裙构成，
在穿刺线夹与瓷质绝缘子主体的高压端间还设置有一接头，与穿刺线夹电连接；在接头的一侧连接并伸出一引弧棒，其终端为一引弧头；所述瓷质绝缘子主体靠近低压端的下部为空腔，内置封装的ZnO压敏电阻，与瓷质绝缘子主体关联为一整体；ZnO压敏电阻的底端与接地固定装置电连接，顶端连接一防雷触发器，防雷触发器从瓷质绝缘子主体上设置的孔洞穿出，其终端有一触发头；触发头与所述引弧头隔空相对。
所述引弧棒向下并向内弯曲。
所述瓷质绝缘子主体靠近高压端的上部为实心体。
ZnO压敏电阻的内置封装是通过瓷质绝缘子主体内壁设置绝缘层来实现的。
防雷触发器与所述引弧棒伸出在同一方向上。
所述防冰瓷伞裙大小有异，靠近穿刺线夹的第一个是大伞裙；大小伞裙依次间隔地设置。
本实用新型与现有技术相比，大大解善了现有项目技术不足之处，设计合理，安装简单，投入和运行维护成本较低，能有效提高雷击故障后的重合闸成功率，并能提高防冰闪能力，保证正常运行。能在高寒、高温、高海拨地区使用，投入和运行维护成本较低，能有效提高雷击故障后的重合闸成功率，并能提高防冰闪能力，保证正常运行。本实用新型的实施保障了电网长期营运的安全可靠性和稳定性。
附图说明
图1是本实用新型10KV自动调节防雷冰具有压敏装置的瓷质绝缘子结构示意图，
图2是ZnO压敏电阻的伏安特性图。
图中：1、瓷质绝缘子主体，2、穿刺线夹，3、接头，4、防冰瓷伞裙，5、防雷触发器，5.1、触发头，6、ZnO压敏电阻，7、引弧棒，7.1、引弧头，8、接地固定装置。
具体实施方式
本实用新型涉及一种10KV自动调节防雷冰具有压敏装置的瓷质绝缘子，参见图1，它包括瓷质绝缘子主体1、穿刺线夹2、接头3、防冰瓷伞裙4和接地固定装置8。所述瓷质绝缘子主体1两端分别固定设置穿刺线夹2和接地固定装置8，具有高强度的抗拉伸强度。其中，穿刺线夹2连接在瓷质绝缘子主体1的高压端，接地固定装置8连接在瓷质绝缘子主体1的低压端。瓷质绝缘子主体1外围由防冰瓷伞裙4构成，所述防冰瓷伞裙4大小有异，而靠近穿刺线夹2的第一个必须是大伞裙，以起到防冰的作用。大小伞裙可依次间隔地设置。
本实用新型用于防雷的设计是：在穿刺线夹2与瓷质绝缘子主体1的高压端间还设置有一接头3，与穿刺线夹2电连接。在接头3的一侧连接并伸出一引弧棒7，引弧棒7 向下并向内弯曲，终端为一引弧头7.1。所述瓷质绝缘子主体1靠近高压端的上部为实心体，靠近低压端的下部为空腔，内置封装的ZnO压敏电阻6，与瓷质绝缘子主体1关联为一整体，ZnO压敏，6的内置封装是通过瓷质绝缘子主体1内壁设置绝缘层来实现的。ZnO 压敏电阻6的底端与接地固定装置8电连接，顶端连接一防雷触发器5，防雷触发器5 从瓷质绝缘子主体1上设置的孔洞穿出，其终端有一触发头5.1。防雷触发器5与所述引弧棒7伸出在同一方向上，触发头5.1与引弧头7.1隔空相对。
本实用新型中，应用ZnO压敏电阻是关键的技术之一。下面对照图2，对ZnO压敏电阻器技术原理及特征进行说明：
图2是本实用新型利用ZnO压敏电阻与被保护的电器设备或元器件并联使用的特性原理图。当电路中出现雷电过电压或瞬态操作过电压Vs时，电压并不是直接接地，而是通过ZnO压敏电阻导入地端，由ZnO压敏电阻和被保护的设备及元器件同时承受Vs，由于ZnO压敏电阻响应速度很快，它以纳秒级时间迅速呈现优良非线性导电特性(见图2中击穿区)，此时ZnO压敏电阻两端电压迅速下降，远远小于Vs，这样被保护的设备及元器件上实际承受的电压就远低于过电压Vs，从而使设备及元器件免遭过电压的冲击。
ZnO压敏电阻的电流(I)-电压(V)曲线呈非线性伏安特性，其I-V曲线下图所示。I-V曲线可以大致可分为3个区域，预击穿区，击穿区和回升区。
预击穿区：ZnO压敏电阻的外加电压较小，其阻值较高，I-V曲线是接近线性。当然，ZnO压敏性能也受温度的影响。当电压超过拐点时，进入击穿区。
击穿区：是ZnO压敏电阻的I-V非线性区，此时，晶界被击穿，电压变化很小即会导致其电阻值的几个数量级变化。该区域内曲线越平坦，电流对电压的变化就越敏感，非线性性能也就越好。
回升区：高电流区，在该区域内，ZnO压敏电阻的非线性特性基本消失，晶界层已被导通，电阻值明显减小。
根据ZnO压敏电阻的导电原理和特性，其对过电压的响应速度很快，如带引线式和专用电极产品，一般响应时间小于25纳秒。因此只要选择和使用得当，ZnO压敏电阻对线路中出现的瞬态过电压有优良的抑制作用，从而达到保护电路中其它元件免遭过电压破坏的目的。ZnO压敏电阻本身就具有自动调节的压敏导电率的机能及特性。
通常用非线性系数来评价ZnO压敏电阻的性能，值越大，ZnO压敏电阻的性能越好。值可以从ZnO压敏电阻的I-V曲线确定。
ZnO压敏电阻的响应速度越快，就越能够有效地保护电子元器件和电力设备。响应速度越快表示响应时间越短，响应时间一般要求小于25ns。
通流流量表示能够允许流过的最大电流密度，一般要求大于2500A/cm2。
本实用新型的作用原理：
在发生雷击时，引弧棒的引弧头和防雷触发器的触发头之间引起闪络放电，形成短路通道，持续的工频电弧移动到它们之间燃烧，以保护绝缘导线免于烧伤。引弧棒与防雷触发器之间的间距既能在雷击时形成放电回路，雷击过后仍然能保证工频电压下不会放电。
当雷电过电压超过绝缘堵塞一定数值时，在引弧棒和接地固定装置之间引起闪络放电，形成短路通道，电荷通过ZnO压敏电阻迅速经塔架传导到大地，保护了线路防止雷电过电压对线路上的其他设备的造成损坏，以保护导线免于烧伤。
当放电过后整个设备又重新恢复绝缘性能，不会在陶瓷伞裙表面形成闪络，伞裙不会受损，能够保持绝缘子的绝缘性能。
以上所描述的为本实用新型10KV自动调节防雷冰具有压敏装置的瓷质绝缘子的较佳实施例，上述具体实施例不是对本实用新型的限制，凡本领域的专家及普通技术人员等，根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种10KV自动调节防雷冰具有压敏装置的瓷质绝缘子，包括瓷质绝缘子主体(1)、穿刺线夹(2)、接头(3)、防冰瓷伞裙(4)和接地固定装置(8)；所述瓷质绝缘子主体(1)两端分别固定设置穿刺线夹(2)和接地固定装置(8)；其中，穿刺线夹(2)连接在瓷质绝缘子主体(1)的高压端，接地固定装置(8)连接在瓷质绝缘子主体(1)的低压端；瓷质绝缘子主体(1)外围由防冰瓷伞裙(4)构成，其特征在于：
在穿刺线夹(2)与瓷质绝缘子主体(1)的高压端间还设置有一接头(3)，与穿刺线夹(2)电连接；在接头(3)的一侧连接并伸出一引弧棒(7)，其终端为一引弧头(7.1)；所述瓷质绝缘子主体(1)靠近低压端的下部为空腔，内置封装的ZnO压敏电阻(6)，与瓷质绝缘子主体(1)关联为一整体；ZnO压敏电阻(6)的底端与接地固定装置(8)电连接，顶端连接一防雷触发器(5)，防雷触发器(5)从瓷质绝缘子主体(1)上设置的孔洞穿出，其终端有一触发头(5.1)；触发头(5.1)与所述引弧头(7.1)隔空相对。
2.根据权利要求1所述的10KV自动调节防雷冰具有压敏装置的瓷质绝缘子，其特征在于：所述引弧棒(7)向下并向内弯曲。
3.根据权利要求1所述的10KV自动调节防雷冰具有压敏装置的瓷质绝缘子，其特征在于：所述瓷质绝缘子主体(1)靠近高压端的上部为实心体。
4.根据权利要求1所述的10KV自动调节防雷冰具有压敏装置的瓷质绝缘子，其特征在于：ZnO压敏电阻(6)的内置封装是通过瓷质绝缘子主体(1)内壁设置绝缘层来实现的。
5.根据权利要求1或2所述的10KV自动调节防雷冰具有压敏装置的瓷质绝缘子，其特征在于：防雷触发器(5)与所述引弧棒(7)伸出在同一方向上。
6.根据权利要求1所述的10KV自动调节防雷冰具有压敏装置的瓷质绝缘子，其特征在于：所述防冰瓷伞裙(4)大小有异，靠近穿刺线夹(2)的第一个是大伞裙；大小伞裙依次间隔地设置。
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| CN111627622A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-09-04 | 江西百新电瓷电气有限公司 | 10kv自动调节防雷冰具有压敏装置的瓷质绝缘子及其制作方法 |
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Denomination of utility model: 10KV Automatically Adjusting Lightning Protection Ice Porcelain Insulator with Pressure Sensitive Device Effective date of registration: 20220823 Granted publication date: 20201229 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Pingxiang branch Pledgor: JIANGXI BAIXIN ELECTRIC PORCELAIN ELECTRIC CO.,LTD. Registration number: Y2022980013312 |
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