一种直接模压型复合外套避雷器及制作方法与流程

1.本发明涉及电力系统输配电一次设备技术领域，特别涉及一种直接模压型复合外套避雷器及制作方法。


背景技术：

2.由于氧化锌避雷器具有非常优异的非线性电阻特性，在电力系统中得到了广泛的应用。目前所采用的传统瓷套避雷器和传统模压复合外套避雷器，在结构式还存在某些缺点，可能影响其在运行中的安全可靠性。对于保证电力系统的正常运行起到了非常重要的作用。
3.传统瓷套避雷器，当避雷器发生故障时，内部的空气受电弧高温加热而急剧膨胀，产生很大的应力。尽管目前瓷套避雷器设有压力释放装置，但由于电力系统不断扩大，系统的短路电流不断增加，加大了压力释放的难度，因而避雷器爆炸的恶性事故仍然时有发生。我国现在对10ka、20ka等级的电站型避雷器的压力释放动作大电流要求为40ka～63ka，北美已经提高到100ka。避雷器发生爆炸，将损坏其他设备，危及运行人员的安全。
4.传统直接模压复合外套避雷器的工艺中，氧化锌电阻片通常采用电工无纬带缠绕方式或杜立顿工程塑料注射成型方式固定，其机械强度较差。当电流系统发生短路故障，此类型的避雷器不能承受较大的短路电流，容易发生炸裂，伤及周围其他设备和对人员造成危险。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种直接模压型复合外套避雷器及制作方法，有效的克服了现有技术的缺陷。
6.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
7.一种直接模压型复合外套避雷器，包括耐压支撑、电阻片芯体和硅橡胶伞，上述耐压支撑为圆筒状构件，其外周上布满镂空区，上述电阻片芯体装配于上述耐压支撑内腔的两端之间，且其一端为高压端，另一端为低压端，上述硅橡胶伞包裹在上述耐压支撑外部，并透过上述耐压支撑的镂空区与上述电阻片芯体接触。
8.有益效果是：结构简单、合理，机械强度高，可以承受较大的机械负荷；具有良好的散热性能；具有良好的压力释放性能。
9.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
10.进一步，上述电阻片芯体包括高压侧电极、低压侧电极和多个氧化锌电阻块，上述高压侧电极和低压侧电极分别装配固定在上述耐压支撑的两端端口中，多个上述氧化锌电阻块排成一列，并装配于上述耐压支撑内部，上述高压侧电极和低压侧电极分别与位于两端的上述氧化锌电阻块接触连接，相邻两个上述氧化锌电阻块之间相互接触。
11.采用上述进一步方案的有益效果是：电阻片芯体结构简单，装配方便。
12.进一步，上述高压侧电极、低压侧电极分别部分插入上述耐压支撑的两端端口内，
并分别通过螺栓与上述耐压支撑装配固定，上述硅橡胶伞的两端分别包裹在上述氧化锌电阻块和高压侧电极外露于上述耐压支撑的部分的外部。
13.采用上述进一步方案的有益效果是：电阻片芯体整体装配比较牢固。
14.进一步，上述电阻片芯体还包括导电的金属垫块，上述金属垫块装配在任意相邻的两个上述氧化锌电阻块之间，并与任意相邻的两个上述氧化锌电阻块接触相连。
15.采用上述进一步方案的有益效果是：通过设计金属垫块能够调整电阻片芯体的高度，使其与避雷器整体高度相匹配。
16.进一步，上述电阻片芯体还包括蝶形弹簧，上述高压侧电极和低压侧电极分别装入上述耐压支撑的端头内嵌装有上述蝶形弹簧，上述高压侧电极和低压侧电极分别通过对应的上述蝶形弹簧与对应端的上述氧化锌电阻块压紧连接。
17.采用上述进一步方案的有益效果是：电阻片芯体组合装配更紧密、牢固，稳定性更佳。
18.进一步，上述耐压支撑为环氧板构件。
19.采用上述进一步方案的有益效果是：采用环氧板构件使得整体机械结构强度较高。
20.还提供一种直接模压型复合外套避雷器的制作方法，包括以下步骤：
21.步骤一、预先根据上述氧化锌电阻块制作上述耐压支撑；
22.步骤二、制作模胚，具体为，将适配数量的上述氧化锌电阻块装入上述耐压支撑中，并在上述耐压支撑的两端装配好上述高压侧电极和低压侧电极；
23.步骤三、模压，具体为，将步骤三获得的模胚放入特制的模具中，采用高温硫化胶，模压在上述电阻片芯体的外面，并在设定压力下将高温硫化胶注射入模具内，并在设定的温度下硫化成为上述硅橡胶伞。
24.有益效果是：工艺设计简单，整体性较好，避雷器性能佳。
25.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
26.进一步，上述低压侧电极中沿上述耐压支撑的长轴方向设有贯穿其的模压溢出孔。
27.采用上述进一步方案的有益效果是：模压溢出孔的设计利于制作过程硫化胶的溢出，将过多的硅橡胶通过此模压溢出孔泄放掉，防止氧化锌电阻块之间挤入硅橡胶。
附图说明
28.图1为本发明的直接模压型复合外套避雷器的结构示意图。
29.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
30.1、耐压支撑；2、硅橡胶伞；3、高压侧电极；4、低压侧电极；5、氧化锌电阻块；6、金属垫块；41、模压溢出孔。
具体实施方式
31.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
32.实施例1
33.如图1所示，本实施例的直接模压型复合外套避雷器包括耐压支撑1、电阻片芯体和硅橡胶伞2，上述耐压支撑1为圆筒状构件，其外周上布满镂空区，上述电阻片芯体装配于上述耐压支撑1内腔的两端之间，且其一端为高压端，另一端为低压端，上述硅橡胶伞2包裹在上述耐压支撑1外部，并透过上述耐压支撑1的镂空区与上述电阻片芯体接触。
34.使用过程中，电阻片芯体的高压端通过导线连接电力系统高电压；低压端通过导线接地，整个结构中，采用耐压支撑1固定电阻片芯体整体，整体结构简单，机械强度高，可以承受较大的机械负荷。并且，具有以下优点：1)具有良好的散热性能：由于硅橡胶伞2与电阻片芯体之间透过耐压支撑1的镂空区直接接触，当有过电压时，避雷器吸收能量，电阻片芯体发热，通过硅橡胶伞2能够很好热量散发出去，可提高避雷器的过电压耐受能力。2)具有良好的压力释放性能：当电力系统发生接地故障时，避雷器将承受较大的短路电流，硅橡胶伞2由于强度较低，内部的能量能够快速的将硅橡胶伞2撕裂，将避雷器内部的热应力释放掉，确保避雷器不会在此种工况下炸裂，保证避雷器周围其他设备及工作人员不会由于避雷器压力释放而受到危害。
35.作为一种优选的实施方式，上述电阻片芯体包括高压侧电极3、低压侧电极4和多个氧化锌电阻块5，上述高压侧电极3和低压侧电极4分别装配固定在上述耐压支撑1的两端端口中，多个上述氧化锌电阻块5排成一列，并装配于上述耐压支撑1内部，上述高压侧电极3和低压侧电极4分别与位于两端的上述氧化锌电阻块5接触连接，相邻两个上述氧化锌电阻块5之间相互接触。
36.该实施方案中，电阻片芯体采用组合式结构，便于与耐压支撑1的装配，整体设计合理，可以通过增加氧化锌电阻块5来灵活调整整个电阻片芯体的长度(高度)。
37.更具体地，上述高压侧电极3、低压侧电极4分别部分插入上述耐压支撑1的两端端口内，高压侧电极3和低压侧电极4也为圆柱状构件，二者在部分插入耐压支撑1对应的端口后，分别通过2-m8螺栓与上述耐压支撑1(侧向)装配固定，上述硅橡胶伞2的两端分别包裹在上述氧化锌电阻块5和高压侧电极3外露于上述耐压支撑1的部分的外部。
38.作为一种优选的实时方式，上述电阻片芯体还包括导电的金属垫块6，上述金属垫块6装配在任意相邻的两个上述氧化锌电阻块5之间，并与任意相邻的两个上述氧化锌电阻块5接触相连。
39.该实施方案中，金属垫块6为圆柱状构件，其外周贴合耐压支撑1的内壁，使用时，可以根据氧化锌电阻块5的使用数量，来调整金属垫块6的高度及数量，进而与避雷器整体高度相匹配。
40.一般地，金属垫块6采用一个即可，在多个氧化锌电阻块5的中间布置。
41.作为一种优选的实施方式，上述电阻片芯体还包括蝶形弹簧(图中未示出)，上述高压侧电极3和低压侧电极4分别装入上述耐压支撑1的端头内嵌装有上述蝶形弹簧，上述高压侧电极3和低压侧电极4分别通过对应的上述蝶形弹簧与对应端的上述氧化锌电阻块5压紧连接。
42.该实施方案中，在两头的高压侧电极3和低压侧电极4与耐压支撑1固定后，两头的蝶形弹簧呈压缩状态，通过弹性力作用在两头的两个氧化锌电阻块5上，从而将所有的氧化锌电阻块5相互压紧，保持良好的接触。
43.在本实施例中，上述耐压支撑1为环氧板构件，其材质机械强度高。
44.在设计上，耐压支撑1可以采用多根规格一致的环氧板条，每根环氧板条的横截面均设计为扇环形，多根环氧板条间隔环绕分布在同一个圆周上，每根环氧板条的两端分别与高压侧电极3和低压侧电极4的外周连接固定。
45.实施例2
46.本实施例的直接模压型复合外套避雷器的制作方法包括以下步骤：
47.步骤一、预先根据上述氧化锌电阻块5制作上述耐压支撑1；
48.步骤二、制作模胚，具体为，将适配数量的上述氧化锌电阻块5装入上述耐压支撑1中，并在上述耐压支撑1的两端装配好上述高压侧电极3和低压侧电极4；
49.步骤三、模压，具体为，将步骤三获得的模胚放入特制的模具中，采用高温硫化胶，模压在上述电阻片芯体的外面，并在设定压力下将高温硫化胶注射入模具内，并在设定的温度下硫化成为上述硅橡胶伞2。
50.该工艺简单、采用模压使得最终成型的硅橡胶伞2与电阻片芯体及耐压支撑1结构之间紧密的连接，确保整个避雷器具有良好的散热性能。
51.最佳的，上述低压侧电极4中沿上述耐压支撑1的长轴方向设有贯穿其的模压溢出孔41。
52.该方案中，在注射成型过程中，高温硫化胶在进入耐压支撑1内部后，能够通过低压侧电极4的模压溢出孔41，将过多的硅橡胶通过该模压溢出孔41泄放掉，防止氧化锌电阻块5之间和/或氧化锌电阻块5与金属垫块6之间挤入硅橡胶。
53.在本实施例中，模压溢出孔41的尺寸优选为直径4mm，在低压侧电极4上优先设置两个模压溢出孔41。
54.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。
55.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
56.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
57.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
58.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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发明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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
59.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。