CN218631513U - 多柱并联防雷绝缘子 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多柱并联防雷绝缘子。多柱并联防雷绝缘子包括：所述避雷器包括绝缘柱、芯棒、并联电阻，所述芯棒设置于所述绝缘柱内，所述并联电阻包括至少两根并联的压敏电阻，所述压敏电阻设置在绝缘柱内，且围绕棒芯间隔设置。该结构，通过避雷器内部设置并联电阻，并联电阻在正常工频电压下呈现高阻状态，雷电作用时，阻值迅速减小，雷电沿并联电阻泄放，雷击后阻值恢复，熄灭工频电流，采用本申请的并联电阻可以大幅度提升雷电能量的吸收能力。

Description

多柱并联防雷绝缘子

技术领域

本实用新型涉及架空线路及配电网设备技术领域，具体涉及一种多柱并联防雷绝缘子。

背景技术

近年来，随着我国社会经济和电力建设的迅速发展，输电线路架设到越来越多的地方，输电网络中架设里程也随之持续增大，而输电线路在架空铺设的过程中需要注意很多问题，在地形复杂的山区这种区域往往同时存在冬季寒冷易覆冰、春夏季雷电多发的气候现象。在上述地理环境特殊的地区，当遭遇恶劣天气时，输电线路极易发生雷击引起的闪络跳闸停电事故，严重威胁电网安全稳定运行。

传统避雷器通流能力有限，雷击导致氧化锌避雷器损坏，进而引发线路跳闸停电的事故仍然屡见报道。避雷器防雷的核心元件是氧化锌电阻片，增大氧化锌电阻片面积可以增强通流能力，但单片大直径氧化锌电阻片难以生产，且环形氧化锌电阻内侧面在冲击电流作用下电场集中，发生侧面闪络的现象，导致通流能力难以提升。

因此，如何提供一种具高通流防雷功能的绝缘子，是目前有待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种多柱并联防雷绝缘子，该使用避雷器包括绝缘柱、芯棒、并联电阻，所述芯棒设置于所述绝缘柱内以提升通流能力。

根据本实用新型实施例的一种多柱并联防雷绝缘子，包括：绝缘子和避雷器，所述避雷器包括绝缘柱、芯棒、并联电阻，所述芯棒设置于所述绝缘柱内，所述并联电阻包括至少两根并联的压敏电阻，所述压敏电阻设置在绝缘柱内，且围绕棒芯间隔设置。

一些实施例中，所述压敏电阻包括沿平行于所述棒芯的轴向依次设置的多块串联的氧化锌电阻片。

具体地，所述氧化锌电阻片按质量百分比包括：ZnO：85～95％，Bi₂O₃：0.5～5.0％，Co₃O₄：0.05～0.5％，NiO：0.5～2.0％，MnO：0.1～2.0％，Sb₂O₃：2.0～8.0％，SiO₂：0.01～1.0％，Er₂O₃：0.01～1.0％，Ag₂O：0.1～2.0％。

进一步地，所述绝缘柱两端分别设有第一金具和第二金具，所述第一金具和第二金具分别与所述压敏电阻的两端连接，且分别套设在所述芯棒上；所述绝缘子远离避雷器的一端设置有第三金具。

一些实施例中，所述第二金具为第一均压环，所述第一均压环为环形，所述第一均压环和电极连接。

具体地，所述第一金具、第二金具和第三金具同轴设置。

进一步地，还包括：限位固定杆，所述限位固定杆位于压敏电阻的间隔。

一些实施例中，所述限位固定杆外部覆盖绝缘层，所述限位固定杆的中心设置在同一圆环内。

具体地，所述绝缘柱、芯棒、并联电阻外侧包覆有绝缘层，所述绝缘层为硅橡胶复合材质。

进一步地，所述压敏电阻外侧包覆一体成型的胶合物，所述胶合物为绝缘材质。

本申请公开的多柱并联防雷绝缘子，提高了通流能力进而提升了电网运行稳定性。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是一个实施例的并联防雷绝缘子的结构图；

图2是图1中沿B-B方向的剖视图。

附图标记：

并联防雷绝缘子1000、

绝缘子100、避雷器200、

绝缘柱201、芯棒202、并联电阻203、第一金具204、第二金具205、第三金具206、第二均压环207、限位固定杆208、绝缘层209、端子210

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“直径”、“上”、“后”、“左”、“右”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1-图2的描述根据本实用新型实施例的多柱并联防雷绝缘子1000。

参阅图1和图2，本实用新型实施例的多柱并联防雷绝缘子1000，包括：绝缘子100和避雷器200，所述避雷器200包括绝缘柱201、芯棒202、并联电阻203，所述芯棒202设置于所述绝缘柱201内，所述并联电阻203包括至少两根并联的压敏电阻，所述压敏电阻设置在绝缘柱201内，且围绕棒芯间隔设置。

本文里，棒芯的长度和直径及压敏电阻的直径的长度在此不做限定，可以根据多柱并联防雷绝缘子1000放置的环境进行适当的调节。可选地，芯棒202的直径为24mm，压敏电阻的直径为42mm。

避雷器200两端分别设置螺栓，避雷器200通过螺栓安装在绝缘子100本体上，避雷器200内部设置有绝缘柱201、芯棒202、并联电阻203。芯棒202设置于所述绝缘柱201内，棒芯和绝缘柱201的中心重合。芯棒202通常采用环氧玻璃纤维棒，环氧玻璃纤维棒是无碱玻璃纤维布在浸渍耐高温环氧树脂基体经高温拉挤而成。通常具有高压、耐腐蚀、不变形不分层、使用寿命长、机械性能稳定、绝缘性能优异等特点，并且具有较为优秀的抗拉伸能力，通常抗拉强度可以达到1360Mpa或以上。并联电阻203至少设置两根并联的压敏电阻，在这里，压敏的电阻的数量上限不做限定，可以根据所需要的通流能力具体设置。在本实施例中以4根压敏电阻组成的并联电阻203举例。并联电阻203在正常工频电压下呈现出高电阻状态，相当于断路状态，雷电作用下，并联电阻203的阻值迅速减小，相当于短路状态，雷电沿并联电阻203泄放。将压敏电阻棒设置为多个并联时，整支防雷绝缘子100的通流能力基本呈线性增长，相对于单个大直径电阻片而言生产加工简便，相对于环形电阻片而言，内侧面不易发生闪络，在不大量增加成本的情况下，防雷通流能力比传统避雷器200大幅增加。压敏电阻围绕棒芯，间隔的设置在绝缘柱201内。绝缘子100结构均为现有技术，本文均采用现有技术公开的绝缘子100，因此不作赘述。

在另一些实施例中，避雷器200还设置有端子210，该端子210用于读取放电记录。

根据本实用新型的多柱并联防雷绝缘子1000，包括：绝缘子100和避雷器200，所述避雷器200包括绝缘柱201、芯棒202、并联电阻203。通过在防雷绝缘子100中设置并联电阻203，使通流能力提升到4/10μs,300-400kA，或者200kA大通流，2000A，2ms方波18次。4/10μs大电流冲击耐受电流100kA，老化系数≤1.1，峰值为3000A的8/20μs脉冲电流冲击后压敏电压变化率小于6％。可以大幅度提升雷电能量的吸收能力。且在达到高通流能力的前提下，绝缘子100和避雷器200的直径不大于100mm。

在一些实施例中，所述压敏电阻包括沿平行于所述棒芯的轴向依次设置的多块串联的氧化锌电阻片。

具体的，每片氧化锌电阻的直径、高度、阻值在此不做具体限定。可以根据使用场景进行适当的调节。可选的，本申请所采用的氧化锌电阻片直径不小42mm，压敏电压梯度达到300V/mm以上。氧化锌的材质具有良好的非线性伏安特性，使在正常工作电压时，电阻值很大，相当于绝缘状态，流过避雷器200的电流极小；当过高电压作用时，电阻急剧下降，相当于短路状态，泄放过电压的能量，达到保护的效果。并且被击后，氧化锌是可以恢复绝缘状态的，即，又恢复了高阻状态。多个饼状氧化锌电阻片沿芯棒202的轴向依次串联，串联后的饼状电阻片可以提升整体机械强度，防护等级，以及电流通过性，残压，密封性优于传统的电阻。

在一些实施例中，所述氧化锌电阻片按质量百分比包括：ZnO：85～95％，Bi₂O₃：0.5～5.0％，Co₃O₄：0.05～0.5％，NiO：0.5～2.0％，MnO：0.1～2.0％，Sb₂O₃：2.0～8.0％，SiO₂：0.01～1.0％，Er₂O₃：0.01～1.0％，Ag₂O：0.1～2.0％。

具体的，Bi2O3(三氧化二铋)是一种重要的功能材料，主要以α、β、γ和δ4种晶型存在。氧化铋的应用非常广泛，是良好的有机合成催化剂、和塑料阻燃剂是电子行业中一种重要的掺杂粉体材料。通过向氧化锌电阻内添加Bi2O3、Co3O4、NiO、MnO、Sb2O3、SiO2、Er2O3、Ag2O能够有效降低氧化锌压敏电阻的电阻率，提高氧化锌压敏电阻的保护水平，进而提高避雷性能。

在另一个实施例方式中，将包括ZnO(氧化锌)、Bi₂O₃(氧化铋)、Sb₂O₃(氧化锑)、MnO₂(氧化锰)，SnO₂(二氧化锡)，Cr₂O₃(氧化铬)，C₂H₄O(聚乙烯醇)、去离子水的原料按照预设的质量百分比配置好，制成均匀的溶液，并在电阻片成型后直接涂覆在电阻片的侧面，包括原料配制步骤、球磨混合步骤、喷雾干燥步骤、压制成型步骤、烧结步骤、涂覆步骤、成片步骤，所述原料配制步骤、球磨混合步骤、喷雾干燥步骤、压制成型步骤、烧结步骤、涂覆步骤依次进行。原料按照预设的质量百分比为：ZnO：85～95％，Bi₂O₃：0.5～5.0％，Co₃O₄：0.05～0.5％，NiO：0.5～2.0％，MnO：0.1～2.0％，Sb₂O₃：2.0～8.0％，SiO₂：0.01～1.0％，Er₂O₃：0.01～1.0％，Ag₂O：0.1～2.0％。在压制成型后进行涂覆，减少了因预烧导致收缩率不一致带来的釉层厚度的波动，成品率更高。

在一些实施例中，所述绝缘柱201两端分别设有第一金具204和第二金具205，所述第一金具204和第二金具205分别与所述压敏电阻的两端连接，且分别套设在所述芯棒202上；所述绝缘子100远离避雷器200的一端设置有第三金具206。

具体的，避雷器200两端分别设置螺栓，绝缘柱201两端设置有金具，第一金具204设置在绝缘柱201远离绝缘子100的一端并与芯棒202套设，第一金具204为球头。第二金具205设置在绝缘柱201靠近绝缘子100的一端并与芯棒202套设，第二金具205与输电线路设置空气间隙，空气间隙又包括主间隙和辅助间隙，主间隙是为了保护设备不受电压击穿的威胁，辅助间隙是为了防止主间隙被外界物体(如鸟、树枝等)短路而引起误动作。主间隙的工作原理为：当电压急剧升高到危险程度时空气隙会电离击穿，导致放电电流流过，从而将过电压降低，当干过电压降低后，空气隙的绝缘强度恢复，放电电流被截止。第三金具206设置在绝缘子100远离避雷器200的一端，第三金具206为球窝。第一金具204的球头可以和第三金具206为球窝的相互连接。

在一些实施例中，所述第二金具205为第一均压环，所述第一均压环为环形，所述第一均压环和电极连接。

具体的，第二金具205为金属材质的环形均压环，环形均压环是一种改善绝缘子100串电压分布的环状防护金具，主要作用是防侧击雷，环形均压环可将高压均匀分布在物体周围，保证在环形各部位之间没有电位差，从而达到均压的效果。设置于避雷器200靠近绝缘子100本体的螺栓还设置有引弧电极，该引弧电极一端连接环形均压环，引弧电极另一端连接并联电阻203。引弧电极和并联电阻203通过设置在并联电阻203上的扎带和引弧电极相连。

在另一些实施例中，第三金具206和绝缘子100之间设置有第二均压环207，所述第二均压环207为环形。

在一个实施例中，所述第一金具204、第二金具205和第三金具206同轴设置。

具体的，避雷器200两端分别设置螺栓，第一金具204、第二金具205和第三金具206与螺栓的固定面设置有螺纹，同样的螺栓的表面有与第一金具204、第二金具205和第三金具206配合的固定螺纹，第一金具204、第二金具205和第三金具206通过螺纹自锁固定在螺杆。该结方案构简单、连接可靠、装拆方便、利于后期保养维护，机械性可靠性高。并且第一金具204、第二金具205、第三金具206、与螺栓的中心处于一条直线上，即同轴设置。

在一个实施例中，还包括：位限固定杆208，所述位限固定杆208位于压敏电阻的间隔。

具体的，位限固定杆208设置在绝缘柱201的内部，并设置在并联的压敏电阻的间隔处，防止压敏电阻相互接触。同时该位限固定杆208为绝缘材料制成起到绝缘的作用。并且位限固定杆208的中心处于同一圆环之内。位限固定杆208的数量在此不做限定，可以根据压敏电阻的数量进行适当的调节。可选的，当压敏电阻的数量为4个时，位限固定杆208的数量为4个。同时，位限固定杆208的长度和直径在此也不做限定，可以根据压敏电阻的间隔和棒芯的长度适当调节。

在一些实施例中，所述绝缘柱201、芯棒202、并联电阻203外侧包覆有绝缘层209，所述绝缘层209为硅橡胶复合材质。

具体的，所述绝缘柱201、芯棒202、并联电阻203外侧包覆有绝缘层209用于绝缘，硅橡胶复合材料有良好的绝缘性，该硅橡胶复合材料具有较高的化学稳定性，进而具有耐热的热性，同时玻璃化温度较低，在具有耐热性的同时具有良好的耐寒性，因此硅橡胶复合外套的适用范围广。同时硅橡胶外套还具有良好的防水性和绝缘性，不会产生漏电问题，即使燃烧后也会产生绝缘的硅。同时，硅橡胶复合材料不容易因紫外线照射而导致的老化，长时间使用也因老化而产生龟裂。

在另一些实施方式中，避雷器200和绝缘子100外侧同样包覆的硅橡胶复合材质绝缘层209可以设置为伞状。伞状结构的硅橡胶复合材质绝缘层209可以减少多柱并联防雷绝缘子1000的大规模手工清扫。但当伞间距过小时，在污秽的条件下，伞裙容易桥接短路，无法达到提供防污染性能的目的。在此多柱并联防雷绝缘子1000伞套均具有伞径大小不同的伞裙，大小不同的伞裙交错设置。大伞和小伞的伞径比需要不小于30mm。当多柱并联防雷绝缘子1000遭遇低温雨雪冰冻天气等极端天气时，伞状硅橡胶有丰富的伞型结构和增大的伞径及伞间距，大伞裙对小伞裙能起到良好的遮蔽作用，有效地延缓伞间的冰凌桥接时间，还可以有效的防止伞间冰凌桥接，增加了整体爬距和干弧距离，大幅提高了其耐受污秽、覆冰的闪络电压，大大降低冰冻天气下线路跳闸的概率。覆冰气候条件下，多柱并联防雷绝缘子1000上承受的工频电压也将更低，有利于防止不均匀覆冰对多柱并联防雷绝缘子1000金属氧化物的影响。同时伞状的结构可以设置多个，伞状硅橡胶还可以为多柱并联防雷绝缘子1000提供防污的作用。针对防污作用伞状硅橡胶，需要增大伞裙的角度，以提高伞状结构的抗污和自洁能力，伞裙的角度需要不小于15度。提供防污作用的伞状硅橡胶可以和提供防冰冻作用的伞状硅橡胶可以交错设置，伞状硅橡胶结构数量在此不做限定，优选的，设置2个提供防污作用的伞状硅橡胶结构、设置2个提供防冰作用的伞状硅橡胶结构。在另一些实施方式中，还可以设置3个提供防污作用的伞状硅橡胶结构、设置3个提供防冰作用的伞状硅橡胶结构。提供防污作用的伞状硅橡胶结构的数量和防冰作用的伞状硅橡胶结构可以根据多柱并联防雷绝缘子1000的高度和所处的环境恶劣程度进行适当的修改。

在一些实施例中，所述压敏电阻外侧包覆一体成型的胶合物，所述胶合物为绝缘材质。

具体的，所述压敏电阻外侧形成一体成型的胶合物，所述胶合物包裹压敏电阻。该胶合物为绝缘材质，以防止绝缘柱201内并联的电阻互相接触导通，影响避雷器200的通流性能。

综上，本申请结构的多柱并联防雷绝缘子1000，包括：绝缘子100和避雷器200，所述避雷器200包括绝缘柱201、芯棒202、并联电阻203，通过并联的电阻片，提高了通流能力进而提升了电网运行稳定性。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种多柱并联防雷绝缘子(1000)，其特征在于，包括：绝缘子(100)和避雷器(200)，所述避雷器(200)包括绝缘柱(201)、芯棒(202)、并联电阻(203)，所述芯棒(202)设置于所述绝缘柱(201)内，所述并联电阻(203)包括至少两根并联的压敏电阻，所述压敏电阻设置在绝缘柱(201)内，且围绕棒芯间隔设置。

2.根据权利要求1所述的多柱并联防雷绝缘子(1000)，其特征在于，所述压敏电阻包括沿平行于所述棒芯的轴向依次设置的多块串联的氧化锌电阻片。

3.根据权利要求2所述的多柱并联防雷绝缘子(1000)，其特征在于，所述绝缘柱(201)两端分别设有第一金具(204)和第二金具(205)，所述第一金具(204)和第二金具(205)分别与所述压敏电阻的两端连接，且分别套设在所述芯棒(202)上；所述绝缘子(100)远离避雷器(200)的一端设置有第三金具(206)。

4.根据权利要求3所述的多柱并联防雷绝缘子(1000)，其特征在于，所述第二金具(205)为第一均压环，所述第一均压环为环形，所述第一均压环和电极连接。

5.根据权利要求4所述的多柱并联防雷绝缘子(1000)，其特征在于，所述第一金具(204)、第二金具(205)和第三金具(206)同轴设置。

6.根据权利要求1所述的多柱并联防雷绝缘子(1000)，其特征在于，还包括：

限位固定杆(208)，所述限位固定杆(208)位于压敏电阻的间隔。

7.根据权利要求6所述的多柱并联防雷绝缘子(1000)，其特征在于，所述限位固定杆(208)外部覆盖绝缘层(209)，所述限位固定杆(208)的中心设置在同一圆环内。

8.根据权利要求1所述的多柱并联防雷绝缘子(1000)，其特征在于，所述绝缘柱(201)、芯棒(202)、并联电阻(203)外侧包覆有绝缘层(209)，所述绝缘层(209)为硅橡胶复合材质。

9.根据权利要求1所述的多柱并联防雷绝缘子(1000)，其特征在于，所述压敏电阻外侧包覆一体成型的胶合物，所述胶合物为绝缘材质。

Images