專利名稱：提高復(fù)合外套避雷器抗扭力的方法、避雷器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高復(fù)合外套避雷器抗扭力的方法、避雷器及制造方法，所述避 雷器尤其是指一種高強(qiáng)復(fù)合外套金屬氧化物避雷器，它一般應(yīng)用于10 20kv電力系統(tǒng)配 電或電站，作為大氣過(guò)電壓及系統(tǒng)內(nèi)過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備，屬于輸變電裝備制造、應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
中壓復(fù)合外套金屬氧化物避雷器在配電或電站應(yīng)用中的典型安裝方式，如附圖4 和附圖5所示。避雷器下端通過(guò)下緊固件15-11固定于電桿的鋼橫擔(dān)61上，被保護(hù)系統(tǒng)的 高壓引線通過(guò)上緊固件15-21固定于避雷器的上端。避雷器上、下端聯(lián)接必須通過(guò)旋緊上 緊固件15-21和下緊固件15-11才可牢固固定，才能保證避雷器工作時(shí)需要的機(jī)械強(qiáng)度及 可靠電氣連接；而在旋緊上緊固件15-21和下緊固件15-11的過(guò)程中，避雷器固定的主軸心 線與旋緊下緊固件15-11和上緊固件15-21的加力標(biāo)稱方向成90°角，故此時(shí)由下金屬電 極11-11、上金屬電極11-12，非線性電阻片121、絕緣骨架131、下緊固件15-11和上緊固件 15-21等組成的避雷器芯體承受較大扭力矩作用。避雷器下端緊固時(shí)，該扭矩的傳導(dǎo)由復(fù)合外套141下部、下金屬電極11-11、下緊 固件15-11組成傳導(dǎo)鏈，其傳導(dǎo)件數(shù)量較少、傳導(dǎo)距離較短，對(duì)避雷器的扭轉(zhuǎn)破壞作用較 小。避雷器下端緊固后再緊固上端時(shí)，該扭矩的傳導(dǎo)由復(fù)合外套141、上金屬電極11-21及 下金屬電極11-11、絕緣骨架131、上緊固件15-21組成傳導(dǎo)鏈；安裝工人對(duì)上緊固件15-21 施加的旋緊力矩，通過(guò)上金屬電極11-21經(jīng)絕緣骨架131、下金屬電極11-11傳導(dǎo)到電桿的 鋼橫擔(dān)61 (固定基座)而完成；這時(shí)，緊固扭矩力的有效傳導(dǎo)主要取決于上金屬電極11-21 與絕緣骨架131、絕緣骨架131與下金屬電極11-11的結(jié)合力。當(dāng)緊固扭矩力 < 上金屬電極11-21與絕緣骨架131的結(jié)合力時(shí)，緊固扭矩力通過(guò) 上金屬電極11-21經(jīng)絕緣骨架131、下金屬電極11-11傳導(dǎo)到電桿的鋼橫擔(dān)61而正常完成 避雷器無(wú)損安裝；當(dāng)緊固扭矩力 > 上金屬電極11-11與絕緣骨架131的結(jié)合力時(shí)，上金屬電 極11-11與絕緣骨架131之間發(fā)生滑移，芯體整體結(jié)構(gòu)破壞，使避雷器的密封性能下降，此 類避雷器安裝為有損安裝。常規(guī)結(jié)構(gòu)上金屬電極11-21和下金屬電極11-11，見(jiàn)附圖4，各截面為圓形，絕緣骨 架形狀隨同金屬電極也為圓形，則圓形金屬電極與圓形絕緣骨架的結(jié)合力主要為兩件之間 的摩擦力，也即常規(guī)圓形電極、絕緣骨架結(jié)構(gòu)復(fù)合外套避雷器的最大允許緊固扭矩力取決 于金屬電極與絕緣骨架之間的摩擦力；而摩擦力F=yNy為摩擦系數(shù)；N為正壓力；摩擦 系數(shù)μ跟材料、接觸面粗糙程度有關(guān)，通常金屬電極與絕緣骨架的μ均不大；避雷器芯體 中電極與絕緣骨架所受的正壓力N僅為絕緣骨架固化成型時(shí)形成的一般固化收縮力，也不 大；故常規(guī)圓形電極、絕緣骨架結(jié)構(gòu)避雷器的允許緊固扭矩力較小，通常小于避雷器安裝時(shí) 所需的緊固扭矩力。而且，該緊固操作幾乎均在現(xiàn)場(chǎng)由安裝工人通過(guò)搬手等簡(jiǎn)單工具徒手 完成，搬手長(zhǎng)度、個(gè)人力氣大小等均影響該緊固扭矩力，實(shí)際扭矩力分散性大顯而易見(jiàn)；通 常為保證接線緊固可靠，避雷器遭受過(guò)扭已是常事。所以，安裝對(duì)中壓復(fù)合外套避雷器不同程度的損壞現(xiàn)象十分普遍，也是目前中壓復(fù)合避雷器密封故障率偏高可占總故障率60 %以 上的重要原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決目前國(guó)內(nèi)常規(guī)圓形電極、圓形絕緣骨架中壓復(fù)合外套金屬 氧化物避雷器耐受扭矩力偏小，安裝中容易出現(xiàn)電極轉(zhuǎn)動(dòng)、密封破壞等不同程度損壞的問(wèn) 題，提供一種提高復(fù)合外套避雷器抗扭力的方法。本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種耐受扭矩力，使安裝緊固時(shí)復(fù)合避雷器損壞率下 降，提高量大面廣的中壓復(fù)合外套避雷器在電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性的高強(qiáng)復(fù)合外套避雷器。本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種高強(qiáng)復(fù)合外套避雷器的制造方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種提高復(fù)合外套避雷器抗扭力的方法，在包括有依次連 接的上金屬電極、非線性電阻片和下金屬電極，在所述上金屬電極、非線性電阻片和下金屬 電極的外壁上設(shè)有絕緣骨架，在所述絕緣骨架外側(cè)設(shè)有復(fù)合外套，以及在上金屬電極連有 上導(dǎo)電桿及上緊固件，和下金屬電極連有下導(dǎo)電桿及上緊固件的復(fù)合外套避雷器中，至少 將上金屬電極的中間部分的橫截面設(shè)計(jì)為多邊形，所述絕緣骨架與上金屬電極相接觸部分 的形狀與所述上金屬電極的外形相吻合的結(jié)構(gòu)，通過(guò)上金屬電極中間部分的外壁與絕緣骨 架與上金屬電極相接觸部分構(gòu)成的平面接觸，以提高復(fù)合外套避雷器抗扭力強(qiáng)度。設(shè)計(jì)一種高強(qiáng)復(fù)合外套避雷器，包括上金屬電極和下金屬電極，在上金屬電極和 下金屬電極之間設(shè)有數(shù)個(gè)串聯(lián)的非線性電阻片，在所述上金屬電極、下金屬電極和非線性 電阻片的外壁上設(shè)有絕緣骨架，在所述上金屬電極、下金屬電極、非線性電阻片和絕緣骨架 外側(cè)設(shè)有復(fù)合外套，在所述上金屬電極上端固定連接有與所述上金屬電極同軸，且凸出于 復(fù)合外套上端的上導(dǎo)電桿，在所述下金屬電極下端固定連接有與所述下金屬電極同軸，且 凸出于復(fù)合外套下端的下導(dǎo)電桿；所述上導(dǎo)電桿上設(shè)有上緊固件，所述下導(dǎo)電桿上設(shè)有下 緊固件；所述上金屬電極的中間部分的橫截面為多邊形，所述絕緣骨架與上金屬電極相接 觸的部分，與所述上金屬電極的外形相吻合。作為對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)，所述下金屬電極的中間部分的橫截面為多邊形，所述絕緣 骨架與下金屬電極相接觸的部分，與所述下金屬電極的外形相吻合。所述多邊形為正多邊形。所述正多邊形是正三邊形至正十二邊形中的一個(gè)。作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上金屬電極的中間部分的高度h占上金屬電極 的總高H不低于40% ；所述下金屬電極的中間部分的高度h占下金屬電極的總高H不低于 40%。所述絕緣骨架是用玻璃纖維帶制成的。所述絕緣骨架的抗壓強(qiáng)度彡IOOMpa0所述復(fù)合外套是用硅橡膠膠料硫化制成的。所述多邊形每?jī)上噜忂厼閳A弧平滑過(guò)渡。本發(fā)明提供一種復(fù)合外套避雷器的制造方法，包括如下步驟，(1)、上金屬電極或下金屬電極的制作將金屬融化后，倒入模具內(nèi)鑄成中間部分的橫截面形狀為多邊形的上金屬電極或下金屬電極毛壞；將毛壞機(jī)加工成上金屬電極或下金屬電極；在上金屬電極固定連接上導(dǎo)電桿，在下金屬電極上連接下導(dǎo)電桿；(2)避雷器核心芯體部件的制作依次將上金屬電極、非線性電阻片和下金屬電極固定；再將由浸漬膠粘劑的常溫下處軟態(tài)的玻璃纖維帶，緊纏繞于上金屬電極、非線性 電阻片和下金屬電極上，并加壓、80-160°C分段加熱固化后定型；自然冷卻到室溫出烘；(3)、復(fù)合外套的制作將避雷器核心芯體部件置于專用模具中，用硅橡膠膠料在模具中，在155-165 條 件下整體硫化完成復(fù)合外套成型；(4)、在上導(dǎo)電桿裝上上緊固件，在下導(dǎo)電桿上裝上下緊固件。本發(fā)明將避雷器芯體中的圓形電極、圓形絕緣骨架改為多邊棱形金屬電極、多邊 棱形絕緣骨架，使金屬電極與絕緣骨架之間傳導(dǎo)的最大允許扭矩力取決于金屬電極材料的 屈服強(qiáng)度和絕緣骨架材料的屈服強(qiáng)度，從而提高了避雷器的耐受扭矩力，使安裝緊固時(shí)復(fù) 合避雷器損壞率下降，提高了量大面廣的中壓復(fù)合外套避雷器在電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性的。


圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的平面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中的A-A/B-B平面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1中的金屬電極的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是現(xiàn)有的避雷器的平面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4中的C-C/D-D平面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合圖1和圖2，本發(fā)明提供的一種提高復(fù)合外套避雷器抗扭力的方法，是在包括 有依次連接的上金屬電極11、非線性電阻片2和下金屬電極12，在所述上金屬電極11、非線 性電阻片2和下金屬電極12的外壁上設(shè)有絕緣骨架3，在所述絕緣骨架3外側(cè)設(shè)有復(fù)合外 套4，以及在上金屬電極11連有上導(dǎo)電桿21及上緊固件5-2，和下金屬電極12連有下導(dǎo)電 桿22及上緊固件5-1的復(fù)合外套避雷器中，至少將上金屬電極11的中間部分的橫截面設(shè) 計(jì)為多邊形，所述絕緣骨架3與上金屬電極11相接觸部分的形狀與所述上金屬電極11的 外形相吻合的結(jié)構(gòu)，通過(guò)上金屬電極11中間部分的外壁與絕緣骨架3與上金屬電極11相 接觸部分構(gòu)成的平面接觸，以提高復(fù)合外套避雷器抗扭力強(qiáng)度。請(qǐng)參見(jiàn)圖1至圖2，它是一種高強(qiáng)復(fù)合外套避雷器，包括上金屬電極11和下金屬 電極12，在上金屬電極11和下金屬電極12之間設(shè)有兩個(gè)串聯(lián)的非線性電阻片2，在所述上 金屬電極11、下金屬電極12和非線性電阻片2的外壁上設(shè)有絕緣骨架3，在所述上金屬電 極11、下金屬電極12、非線性電阻片2和絕緣骨架3外側(cè)設(shè)有復(fù)合外套4，在所述上金屬電 極11上端固定連接有與所述上金屬電極11同軸，且凸出于復(fù)合外套4上端的上導(dǎo)電桿21， 在所述下金屬電極12下端固定連接有與所述下金屬電極12同軸，且凸出于復(fù)合外套4下 端的下導(dǎo)電桿22 ；所述上導(dǎo)電桿21上設(shè)有上緊固件5-2，所述下導(dǎo)電桿22上設(shè)有下緊固件
65-1 ；所述上金屬電極11的中間部分的橫截面為多邊形，優(yōu)選地為正八邊形，即上金屬電極 11的中間部分為八棱柱，并且八棱柱由兩部分構(gòu)成，其兩者的直徑不相等，所述絕緣骨架3 與上金屬電極11相接觸的部分，與所述上金屬電極11的外形相吻合。本實(shí)施例中，所述下金屬電極12的中間部分的橫截面為多邊形，優(yōu)選地為正八邊 形，即下金屬電極12的中間部分為八棱柱，并且八棱柱由兩部分構(gòu)成，其兩者的直徑不相 等，所述絕緣骨架3與下金屬電極12相接觸的部分，與所述下金屬電極12的外形相吻合。顯然，上金屬電極11的中間部分的橫截面也可為不等邊多邊形，或者為正多邊 形。當(dāng)其為正多邊形時(shí)，可以選擇正三邊形至正十二邊形中的一個(gè)正多邊形。本實(shí)施例中， 所述絕緣骨架3是用玻璃纖維帶制成的。所述絕緣骨架3的抗壓強(qiáng)度> IOOMpa0所述復(fù)合 外套4是用硅橡膠膠料硫化制成的。所述多邊形每?jī)上噜忂厼閳A弧平滑過(guò)渡，以避免避雷 器芯體承受扭力時(shí)電極對(duì)絕緣骨架的切割作用而使絕緣骨架受損。本發(fā)明中的緊固件為螺 母。請(qǐng)參見(jiàn)圖3，為了加強(qiáng)上金屬電極11和下金屬電極12(由鋁合制作而成)與絕緣 骨架3的結(jié)合強(qiáng)度，優(yōu)先的，所述上金屬電極11的中間部分的高度h占上金屬電極11的總 高H不低于40%;所述下金屬電極12的中間部分的高度h占下金屬電極12的總高H不低 于 40%。本發(fā)明中，所述絕緣骨架3由浸漬膠粘劑玻璃纖維帶(常溫下處軟態(tài))，緊纏繞于 芯體金屬電極+非線性電阻片+金屬電極，并加壓、加熱固化而成；絕緣骨架的兩端八棱形 結(jié)構(gòu)在浸漬膠玻纖帶纏繞電極時(shí)產(chǎn)生，加壓、80-160°C分段加熱固化后定型，自然冷卻到室 溫出烘；絕緣骨架實(shí)際使用抗壓強(qiáng)度> IOOMPa0所述復(fù)合外套4是將絕緣骨架良好固化的避雷器芯體置于專用模具中，使適量硅 橡膠膠料在模具中用155-165°C整體硫化完成復(fù)合外套成型。本發(fā)明的原理、性能、效果對(duì)比 從上表實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可見(jiàn)，本發(fā)明結(jié)構(gòu)耐受扭矩能力比目前常規(guī)結(jié)構(gòu)避雷器可提高 3-5 倍。本發(fā)明提供的一種復(fù)合外套避雷器的制造方法，包括如下步驟，(1)、上金屬電極或下金屬電極的制作
將金屬融化后，倒入模具內(nèi)鑄成中間部分的橫截面形狀為多邊形的上金屬電極或 下金屬電極毛壞；將毛壞機(jī)加工成上金屬電極或下金屬電極；在上金屬電極固定連接上導(dǎo)電桿，在下金屬電極上連接下導(dǎo)電桿；(2)避雷器核心芯體部件的制作依次將上金屬電極、非線性電阻片和下金屬電極固定；再將由浸漬膠粘劑的常溫下處軟態(tài)的玻璃纖維帶，緊纏繞于上金屬電極、非線性 電阻片和下金屬電極上，并加壓、80-160°C分段加熱固化后定型；自然冷卻到室溫出烘；(3)、復(fù)合外套的制作將避雷器核心芯體部件置于專用模具中，用硅橡膠膠料在模具中，在155-165 條 件下整體硫化完成復(fù)合外套成型；(4)、在上導(dǎo)電桿裝上上緊固件，在下導(dǎo)電桿上裝上下緊固件。本發(fā)明中，凡是壓力，溫度沒(méi)有給出具體值的，均是同行業(yè)所使用的常規(guī)的壓力、
溫度值。
權(quán)利要求
一種提高復(fù)合外套避雷器抗扭力的方法，其特征在于在包括有依次連接的上金屬電極(11)、非線性電阻片(2)和下金屬電極(12)，在所述上金屬電極(11)、非線性電阻片(2)和下金屬電極(12)的外壁上設(shè)有絕緣骨架(3)，在所述絕緣骨架(3)外側(cè)設(shè)有復(fù)合外套(4)，以及在上金屬電極(11)連有上導(dǎo)電桿(21)及上緊固件(5 2)，和下金屬電極(12)連有下導(dǎo)電桿(22)及上緊固件(5 1)的復(fù)合外套避雷器中，至少將上金屬電極(11)的中間部分的橫截面設(shè)計(jì)為多邊形，所述絕緣骨架(3)與上金屬電極(11)相接觸部分的形狀與所述上金屬電極(11)的外形相吻合的結(jié)構(gòu)，通過(guò)上金屬電極(11)中間部分的外壁與絕緣骨架(3)與上金屬電極(11)相接觸部分構(gòu)成的平面接觸，以提高復(fù)合外套避雷器抗扭力強(qiáng)度。
2.一種高強(qiáng)復(fù)合外套避雷器，包括上金屬電極(11)和下金屬電極(12)，在上金屬電 極(11)和下金屬電極(12)之間設(shè)有數(shù)個(gè)串聯(lián)的非線性電阻片(2)，在所述上金屬電極 (11)、下金屬電極(12)和非線性電阻片(2)的外壁上設(shè)有絕緣骨架(3)，在所述上金屬電極(11)、下金屬電極(12)、非線性電阻片(2)和絕緣骨架(3)外側(cè)設(shè)有復(fù)合外套(4)，在所述 上金屬電極(11)上端固定連接有與所述上金屬電極(11)同軸，且凸出于復(fù)合外套⑷上 端的上導(dǎo)電桿(21)，在所述下金屬電極(12)下端固定連接有與所述下金屬電極(12)同軸， 且凸出于復(fù)合外套(4)下端的下導(dǎo)電桿(22)；所述上導(dǎo)電桿(21)上設(shè)有上緊固件(5-2)， 所述下導(dǎo)電桿(22)上設(shè)有下緊固件(5-1)；其特征在于所述上金屬電極(11)的中間部分 的橫截面為多邊形，所述絕緣骨架(3)與上金屬電極(11)相接觸部分的形狀與所述上金屬 電極(11)的外形相吻合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)復(fù)合外套避雷器，其特征在于所述下金屬電極(12)的 中間部分的橫截面為多邊形，所述絕緣骨架(3)與下金屬電極(12)相接觸部分的形狀與所 述下金屬電極(12)的外形相吻合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)復(fù)合外套避雷器，其特征在于所述多邊形為正多 邊形。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高強(qiáng)復(fù)合外套避雷器，其特征在于所述正多邊形是正三邊 形至正十二邊形中的一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高強(qiáng)復(fù)合外套避雷器，其特征在于所述上金屬電極(11)的 中間部分的高度(h)占上金屬電極(11)的總高(H)不低于40%，或/和所述下金屬電極(12)的中間部分的高度(h)占下金屬電極(12)的總高(H)不低于40%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的高強(qiáng)復(fù)合外套避雷器，其特征在于所述絕緣骨架(3)是 用玻璃纖維帶制成的，所述復(fù)合外套(4)是用硅橡膠膠料硫化制成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高強(qiáng)復(fù)合外套避雷器，其特征在于所述絕緣骨架(3)的抗 壓強(qiáng)度彡IOOMpa0
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高強(qiáng)復(fù)合外套避雷器，其特征在于所述多邊形每?jī)上噜忂?為圓弧平滑過(guò)渡。
10.一種復(fù)合外套避雷器的制造方法，其特征在于包括如下步驟，(1)、上金屬電極或下金屬電極的制作將金屬融化后，倒入模具內(nèi)鑄成中間部分的橫截面形狀為多邊形的上金屬電極或下金 屬電極毛壞；將毛壞機(jī)加工成上金屬電極或下金屬電極； 在上金屬電極固定連接上導(dǎo)電桿，在下金屬電極上連接下導(dǎo)電桿；(2)避雷器核心芯體部件的制作依次將上金屬電極、非線性電阻片和下金屬電極固定；再將由浸漬膠粘劑的常溫下處軟態(tài)的玻璃纖維帶，緊纏繞于上金屬電極、非線性電阻 片和下金屬電極上，并加壓、80-160°C分段加熱固化后定型；自然冷卻到室溫出烘；(3)、復(fù)合外套的制作將避雷器核心芯體部件置于專用模具中，用硅橡膠膠料在模具中，在155-165 條件下 整體硫化完成復(fù)合外套成型；(4)、在上導(dǎo)電桿裝上上緊固件，在下導(dǎo)電桿上裝上下緊固件。
全文摘要
提高復(fù)合外套避雷器抗扭力的方法、避雷器及制造方法，所述避雷器包括依次相接的上金屬電極、非線性電阻片和下金屬電極，在所述上金屬電極、下金屬電極和非線性電阻片的外壁上設(shè)有絕緣骨架，在所述上金屬電極、下金屬電極、非線性電阻片和絕緣骨架外側(cè)設(shè)有復(fù)合外套，在所述上金屬電極上端設(shè)有上導(dǎo)電桿和上緊固件，在所述下金屬電極下端設(shè)有下導(dǎo)電桿和下緊固件；所述上金屬電極的中間部分的橫截面為多邊形，所述絕緣骨架與上金屬電極相接觸的部分，與所述上金屬電極的外形相吻合。本發(fā)明可以大幅提高中壓復(fù)合外套避雷器耐受大扭矩的性能，減少安裝緊固時(shí)使復(fù)合避雷器在可能出現(xiàn)過(guò)大扭力矩作用下電極轉(zhuǎn)動(dòng)、密封破壞等損壞率，提高其在電網(wǎng)運(yùn)行可靠性。
文檔編號(hào)H01C7/12GK101916633SQ20101022310
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者龔正全 申請(qǐng)人:深圳市銀星電氣股份有限公司