全无忧避雷装置的制作方法

1.本发明属于避雷器技术领域，具体为全无忧避雷装置。


背景技术：

2.避雷器是用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流时间也常限制续流赋值的一种电器。其主要材质为氧化锌。避雷器通常连接在电网导线与地线之间，有时也连接在电器绕组旁或导线之间。
3.中国专利cn212874187u公开了一种串联间隙型金属氧化锌避雷器，包括避雷器本体，避雷器本体外壁上通过引流环安装有与导线相连接的电力设备，电力设备底端通过绝缘子支架安装有与避雷器本体相连接的卡接环并进行接地保护，卡接环外壁沿绝缘子支架四周固定安装有防脱扣，避雷器本体包括与金属端头相连接且呈竖直叠加的氧化锌阀片，氧化锌阀片中心处安装有固定在底板上的环氧玻璃钢芯棒，环氧玻璃钢芯棒上设有与氧化锌阀片相连接的梯形口，氧化锌阀片外壁一侧通过高分子填充层连接有环氧玻璃钢筒。有益效果：在单相接地较低幅值的过电压下不动作，使得避雷器与系统隔离，过电压时间隙导通，避雷器放电，有效的保护设备和避雷器；
4.现有技术中，氧化锌避雷器的阀片耐受工频电压的能力与作用持续时间密切相关，长期遭受高频率的工频电压极易造成氧化锌避雷器热崩溃、老化等问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的就在于为了解决上述背景技术的问题，而提出全无忧避雷装置。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.全无忧避雷装置，包括竖向放电系统和多腔系统，竖向放电系统设置在避雷器的合成护套上，竖向放电系统包括电极，电极包括上电极和下电极，上电极和下电极分别沿避雷器的轴向间隔布置，上电极位于下电极的上方，上电极和下电极之间构成放电间隙；避雷器的合成护套上环形设置有多腔系统；多腔系统包括球形电极、电弧喷口、灭弧室，球形电极沿着合成护套的侧壁环形阵列设置有多个，相邻两个球形电极处设置有灭弧室，灭弧室位于合成护套上，灭弧室为单边开口的腔室，灭弧室的开口为电弧喷口；多腔系统在雷电冲击作用下形成放电通道，抑制绝缘子两端的过电压水平。
8.作为本发明的进一步方案：避雷器的热缩密封管内设置有单个氧化锌阀片，热缩密封管的外壁上套设有单个合成护套，合成护套上设置有电极；氧化锌阀片的顶端通过铝质端子座与上接线端子连接，上接线端子与热缩密封管之间连接处设置有上密封胶。
9.作为本发明的进一步方案：上接线端子上安装有连接板，连接板远离上接线端子的一端安装有电极，氧化锌阀片的底端与下接线端子连接。
10.作为本发明的进一步方案：热缩密封管的底端设置有底座，底座通过紧固螺栓安装在电力设备上。
11.作为本发明的进一步方案：热缩密封管与氧化锌阀片之间，电极与合成护套之间
均采用真空灌注方式进行密封填充的。
12.作为本发明的进一步方案：合成护套为硅橡胶伞盘。
13.作为本发明的进一步方案：避雷器的热缩密封管内等间距设置有多个氧化锌阀片。
14.作为本发明的进一步方案：多组氧化锌阀片的避雷器的热缩密封管的外壁上对应套设有多个合成护套。
15.作为本发明的进一步方案：位于两端的合成护套分别设置有上电极和下电极。
16.作为本发明的进一步方案：位于中部的多个合成护套的上下两侧分别设置有上电极和下电极。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.第一种是利用多腔系统，多腔系统采用简易淬弧技术。其原理是电弧通过产品本体，将一个大电弧分散成一连串的小电弧，通过一个个小的灭弧室将电弧喷射到空气中，由于空气的冷却作用以及电弧弧道电阻的增加，工频电弧在第一次过零点时熄灭。该功能的发挥，将高频率的工频电压通过简易淬弧技术完成泄雷动作，弥补了氧化锌避雷器这一缺陷。但是这一功能存在着对雷击过电压有一定要求，当过电压过小，灭弧室内达不到一定温度，就形成不了高压气体使电弧无法被拉长至灭弧室外，这时氧化锌避雷器的优势就可以分解掉这类较低的工频电压以及多腔系统动作后的残压。
19.第二种是利用竖向放电系统，金属氧化锌避雷器的优势：基本无续流、动作负载轻、耐重复动作能力强、伏安特性对称、无极性问题、通流容量大，由此作为泄雷的第二途径。众所周知，氧化锌避雷器的阀片耐受工频电压的能力与作用持续时间密切相关，长期遭受高频率的工频电压极易造成氧化锌避雷器热崩溃、老化等问题。
20.因此在雷击发生时运用这两种避雷器的优势特性使其相辅相成从而达到全无忧避雷器的泄雷作用。
21.全无忧避雷装置在正常工作电压作用下，其中分布到多腔系统中的每个腔室的工频电压不足200v，留有较大的裕度，确保避雷器熄弧性能可靠，且与另一泄雷途径氧化锌阀片部分相互配合，克服了各自的不足。其具有结构简单、保护性能好、不易受潮老化元件等优点。该装置不依靠产品接地电阻的大小，因此，对杆塔接地电阻没有特殊要求，尤其对于山区的线路，产品安装便捷，节省接地成本。对10kv架空输电线路雷电过电压可以起到良好的防雷、泄雷的作用。
附图说明
22.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
23.图1为本发明含单组氧化锌阀片的避雷器的结构示意图。
24.图2为本发明含多组氧化锌阀片的避雷器的结构示意图。
25.图3为本发明中多腔系统的结构示意图；
26.图4为本发明中工频电压幅值为2.5kv时无续流产生的电压、电流波形图；
27.图5为本发明中工频电压幅值为3kv时无续流产生的电压、电流波形图。
28.图中：1、上接线端子；2、上密封胶；3、铝质端子座；4、多腔系统；5、热缩密封管；6、电极；7、氧化锌阀片；8、合成护套；9、下接线端子；10、底座；41、球形电极；42、电弧喷口；43、
灭弧室。
具体实施方式
29.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
30.实施例1
31.请参阅图1和3所示，全无忧避雷装置，包括10kv全无忧避雷器，10kv全无忧避雷器包括上接线端子1、上密封胶2、铝质端子座3、多腔系统4、热缩密封管5、电极6、氧化锌阀片7、合成护套8、下接线端子9、底座10；热缩密封管5内设置有单个氧化锌阀片7，氧化锌阀片7的顶端通过铝质端子座3与上接线端子1连接，上接线端子1与热缩密封管5之间连接处设置有上密封胶2，通过设置上密封胶2保证上接线端子1与热缩密封管5连接的密封性，上接线端子1上安装有连接板，连接板远离上接线端子的一端安装有电极6，氧化锌阀片7的底端与下接线端子9连接，热缩密封管5的底端设置有底座10，底座10通过紧固螺栓安装在电力设备上；
32.热缩密封管5与氧化锌阀片7之间，电极6与合成护套8之间均采用真空灌注方式进行密封填充的，使其相互粘结，因为通过真空灌注使得热缩密封管5与氧化锌阀片7之间，电极6与合成护套8之间具有良好粘接性能，消除胶中和结构空隙中的空气；填充胶填满以后，加温固化成密封固体绝缘，使避雷器内部阀片、热缩密封管、电极形成一个整体，因而内部没有空腔，不会发生由于呼吸作用引起潮气进入而降低绝缘的故障的优点；
33.该热缩密封管5的外壁上套设有单个合成护套8，合成护套8为硅橡胶伞盘，合成护套8上设置有电极6，以及合成护套8上还设置有多腔系统4；多腔系统4位于合成护套8的侧壁上，多腔系统包括球形电极41、电弧喷口42、灭弧室43，球形电极41沿着合成护套8的侧壁环形阵列设置有多个，其中，相邻两个球形电极41处设置有灭弧室43，灭弧室43位于合成护套8上，灭弧室43为单边开口的腔室，灭弧室43的开口为电弧喷口42；多腔系统在雷电冲击作用下形成放电通道，抑制绝缘子两端的过电压水平，电弧在很短的时间内熄灭，能够避免线路雷击发生跳闸，并保护与之并联的绝缘子。
34.实施例2
35.请参阅图2所示，35kv全无忧避雷装置，相较于10kv全无忧避雷装置的不同之处在于：含多组氧化锌阀片7的避雷器的热缩密封管5内等间距设置有多个氧化锌阀片7，多组氧化锌阀片7的避雷器的热缩密封管5的外壁上对应套设有多个合成护套8，位于两端的合成护套8设置有单个电极6，位于中部的多个合成护套8设置有两个电极6，两个电极6分别位于合成护套8的上下两侧；
36.实施例1和实施例2的避雷器，均具有两种泄雷途径。一种是采用“简易淬弧技术”的多腔系统。众所周知，氧化锌避雷器的阀片耐受工频电压的能力与作用持续时间密切相关，长期遭受高频率的工频电压极易造成氧化锌避雷器热崩溃、老化等问题，针对此问题经研究设计采用多腔系统的特性作为全无忧避雷装的第一种泄雷途径。其原理是电弧通过产品本体，将一个大电弧分散成一连串的小电弧，通过一个个小的灭弧室将电弧喷射到空气
中，由于空气的冷却作用以及电弧弧道电阻的增加，工频电弧在第一次过零点时熄灭。该功能的发挥，将高频率的工频电压通过“简易淬弧技术”完成泄雷动作，弥补了氧化锌避雷器这一缺陷。
37.一种是结合金属氧化锌避雷器的优势：基本无续流、动作负载轻、耐重复动作能力强、伏安特性对称、无极性问题、通流容量大，由此作为泄雷的另一途径。
38.由于多腔系统存在着对雷击过电压有一定要求，当过电压过小，灭弧室内达不到一定温度，就形成不了高压气体使电弧无法被拉长至灭弧室外，这时氧化锌避雷器的优势就可以分解掉这类较低的工频电压以及多腔系统动作后的残压。在雷击发生时运用这两种避雷器的优势特性使其相辅相成从而达到全无忧避雷器的泄雷作用。
39.所以本发明的避雷器合理地发挥了氧化锌阀片优良的限压特性,多腔系统的工频续流的切断能力、裙套材料硅橡胶的抗污染、耐老化及耐漏电起痕性能好,各种材料和结构得到了充分的利用,即发挥了各自的优良性能且相辅相成。
40.试验例1
41.1.1工频续流切断试验
42.通过工频续流切断试验，检验其在工频电压条件下是否能够可靠切断电弧，检验该避雷器的熄弧性能。试验利用冲击—工频联合试验回路进行。
43.由试验电压、电流波形结果可得如图4所示，试品两端工频电压较低时无工频续流产生如图4所示；两端工频电压较高时如图5所示，在工频电压作用下，通过闪络通道持续放电，形成工频续流，电弧在第一个过零点熄灭，均未发生重燃，满足试品在工频电压作用下不发生重燃的要求；
44.下表在不同工频电压下的工频续流试验数据
[0045][0046]
根据工频续流期间弧道压降呈现出一定的波动，编号5～8组试验中，弧道压降最低值基本不变，最高值则随着工频电压幅值的提高而有所增大；当工频续流幅值增大到一定程度后，弧道压降有了明显的提升，如编号9～10组试验。该现象与吹弧作用有关，续流越大吹弧效果越显著，则电弧被拉长越多，弧道电阻增大，弧道压降越大。
[0047]
根据以上试验结果，可认为多腔室避雷器熄弧性能较好，能够可靠熄灭i ka及以下的工频电弧。
[0048]
1.2雷电冲击试验研究
[0049]
对全无忧避雷装置进行雷电冲击试验，在试验过程中，为得到50％冲击击穿电压的准确性。根据《高电压绝缘技术》，调整电压至施加10次该电压有4至6次击穿，则该电压值
可作为50％冲击击穿电压。
[0050]
在间隙距离为45mm时进行试验，正极性雷电冲击50％放电电压为86.9kvp，负极性雷电冲击50％放电电压为93.7kvp。如下表：
[0051][0052]
雷电冲击伏秒特性试验
[0053][0054]
雷电冲击伏秒特性试验(校正到标准大气条件下)
[0055][0056]
综合以上试验结果。在工频电压或冲击电压作用下，全无忧避雷装置的电压分布较为均匀。此外，经过十次雷电冲击试验，电极表面未见明显烧蚀痕迹，对电极放电特性不会造成太大影响。
[0057]
综合试验数据，初步确定其雷电冲击50％放电电压约为80kv，满足全无忧雷电冲击50％放电电压在75～130kv之间的要求。
[0058]
本发明的工作原理：全无忧避雷装置不仅通过由上下电极组成的电极6进行泄雷，而且，还可以通过由球形电极41、电弧喷口42、灭弧室43组成的多腔系统进一步进行泄雷，是一种兼顾了氧化锌避雷器和多腔吹弧式避雷器的全新避雷装置；该避雷装置既有氧化锌避雷器的优势又有多腔系统的特性；全无忧避雷装置结合了氧化锌避雷器中氧化锌阀片的优势和多腔吹弧式避雷器“简易淬弧技术”的原理是一种全新的避雷装置；
[0059]
第一种是利用多腔系统，多腔系统采用简易淬弧技术。其原理是电弧通过产品本体，将一个大电弧分散成一连串的小电弧，通过一个个小的灭弧室将电弧喷射到空气中，由于空气的冷却作用以及电弧弧道电阻的增加，工频电弧在第一次过零点时熄灭。该功能的发挥，将高频率的工频电压通过简易淬弧技术完成泄雷动作，弥补了氧化锌避雷器这一缺陷。但是这一功能存在着对雷击过电压有一定要求，当过电压过小，灭弧室内达不到一定温度，就形成不了高压气体使电弧无法被拉长至灭弧室外，这时氧化锌避雷器的优势就可以分解掉这类较低的工频电压。
[0060]
第二种是利用竖向放电系统，金属氧化锌避雷器的优势：基本无续流、动作负载
轻、耐重复动作能力强、伏安特性对称、无极性问题、通流容量大，由此作为泄雷的第二途径。众所周知，氧化锌避雷器的阀片耐受工频电压的能力与作用持续时间密切相关，长期遭受高频率的工频电压极易造成氧化锌避雷器热崩溃、老化等问题。
[0061]
因此在雷击发生时运用这两种避雷器的优势特性使其相辅相成从而达到全无忧避雷器的泄雷作用。
[0062]
全无忧避雷装置通过结构分析和试验研究，根据10kv系统最大运行相电压，全无忧避雷装置在正常工作电压作用下，其中分布到多腔系统中的每个腔室的工频电压不足200v，留有较大的裕度，确保避雷器熄弧性能可靠，且与另一泄雷途径氧化锌阀片部分相互配合，克服了各自的不足。其具有结构简单、保护性能好、不易受潮老化元件等优点。该装置不依靠产品接地电阻的大小，因此，对杆塔接地电阻没有特殊要求，尤其对于山区的线路，产品安装便捷，节省接地成本。对10kv架空输电线路雷电过电压可以起到良好的防雷、泄雷的作用。
[0063]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。