專利名稱：金屬氧化物避雷器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種過(guò)電壓保護(hù)裝置，具體涉及一種金屬氧化物避雷器。
碳化硅系列避雷器，由于耗能高、材料消耗大，而且避雷性能較差而已逐漸為金屬氧化物避雷器所取代，然而現(xiàn)有的金屬氧化物避雷器仍沒(méi)有從根本上解決因內(nèi)部發(fā)生電弧閃絡(luò)而爆炸問(wèn)題，影響了使用壽命。國(guó)內(nèi)外對(duì)于高電壓避雷器設(shè)有壓力釋放裝置，低電壓避雷器在運(yùn)行時(shí)通過(guò)串接脫離器使避雷器壽終時(shí)能自動(dòng)脫離電力系統(tǒng)，如CN92213768公開(kāi)了一種帶自動(dòng)脫離裝置金屬氧化物避雷器，其特點(diǎn)是由閥片的熱量傳遞給低熔點(diǎn)合金，合金熔化后，彈簧釋放能量，使避雷器退出運(yùn)行。這種避雷器沒(méi)有解決內(nèi)部發(fā)生電弧閃絡(luò)的問(wèn)題，同時(shí)，此種脫離器由于彈簧儲(chǔ)能小，脫離初速小，很難切斷電弧，無(wú)法解決避雷器爆炸、停電事故的發(fā)生。
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有金屬氧化物避雷器的不足提供一種能徹底解決內(nèi)部電弧閃絡(luò)、且在壽終時(shí)能自動(dòng)脫離電力系統(tǒng)的金屬氧化物避雷器。
本發(fā)明的金屬氧化物避雷器，包括瓷套，瓷套內(nèi)位于中心的金屬氧化物非線性電阻片，及位于瓷套和非線性電阻片中間的隔離層，上下兩端分別通過(guò)上，下彈簧，密封橡膠，密封蓋予于密封，其特點(diǎn)在于所述的隔離層中填充有消弧導(dǎo)熱性物料。
試驗(yàn)表明，顆粒大小不一致的氮化鋁鈔子、氧化鋁砂子消弧、導(dǎo)熱性極佳，但很貴，石英砂消弧導(dǎo)熱性好，且來(lái)源廣，價(jià)格便宜，是最適宜推廣的材料，在RLS-50快速熔斷器內(nèi)僅放2～3克石英砂子，在500V，電路功率因數(shù)≥0.3的情況下，其極限分?jǐn)嗄芰_(dá)40KA，本發(fā)明通過(guò)在隔離層中填充消弧導(dǎo)熱性物料徹底地解決了現(xiàn)有的金屬氧化物避雷器內(nèi)部因電壓分布極不均勻而產(chǎn)生電弧閃絡(luò)而導(dǎo)致爆炸的問(wèn)題，大大延長(zhǎng)了避雷器的使用壽命。
本發(fā)明的35KV以下的金屬氧化物避雷器，還可以在其瓷套下段設(shè)置一脫離防爆裝置，防爆裝置上接防沖板、非線性電阻片，通過(guò)上彈簧、上密封蓋與上部高壓接線螺栓相接，其下部通過(guò)下彈簧，下密封蓋與下部低壓接線螺栓相接，而防爆裝置則包括一耐壓管，管內(nèi)裝有繞在一絕緣芯棒上的康銅絲、鎢絲和裝有推進(jìn)劑的鋼套筒，耐壓管外裝有埋入石英砂中的熔絲，康銅絲、鎢絲串聯(lián)后通過(guò)導(dǎo)電帶，上下導(dǎo)電檔板與熔絲并聯(lián)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的金屬氧化物避雷器的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明的金屬氧化物避雷器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的金屬氧化物避雷器脫離防爆裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明的金屬氧化物避雷器脫離防爆裝置結(jié)構(gòu)工作原理示意圖。
如圖1所示，一般的高電壓(35KV以上時(shí))避雷器包括界于瓷套7和金屬氧化物非線性電阻片8片之間的隔離層12，電阻片分別通過(guò)上、下彈簧10、3及密封蓋9、2與上下接線螺栓11，1相接，由于隔離層中填充有消弧導(dǎo)熱物料，從而解決了現(xiàn)有金屬氧化物避雷器內(nèi)部因電壓分布極不均勻而產(chǎn)生電弧閃絡(luò)而導(dǎo)致爆炸的問(wèn)題，大大延長(zhǎng)了避雷器的使用壽命。對(duì)于低電壓(35KV以下)避雷器，在上述避雷器的瓷套7下段設(shè)置一脫離防爆裝置5，上接防沖板6、非線性電阻片8、通過(guò)上彈簧10、上密封蓋9與上部接線螺栓11相接通，下部通過(guò)下彈簧3、下密封蓋2與下部接線螺栓1相接通，如圖2所示，該脫離防爆裝置有一耐壓管54，管內(nèi)裝有繞在一絕緣芯棒52上的康銅絲51、鎢絲59和裝有推進(jìn)劑58的鋼套57，管外裝有埋入石英砂中的熔絲53，康銅絲51、鎢絲59串聯(lián)后通過(guò)導(dǎo)電帶56、上下導(dǎo)電檔板55與鎢絲53并聯(lián)。
如圖3所示，在正常電壓運(yùn)行的情況下，由于非線性電阻R0處在絕緣狀態(tài)，流過(guò)避雷器的電流小于100μA，但在沖擊電壓作用下，非線性電阻R0處于開(kāi)態(tài)，大電流通過(guò)R0和熔絲53的電阻r3到地，而康銅絲電感L、康銅絲電阻r1、鎢絲59電阻r2的阻抗一般至少是r3的1500倍，所以流過(guò)L、r1、r2的電流極小，發(fā)熱鎢絲溫度很低，當(dāng)避雷器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，R0勞化，阻值漸漸減小通過(guò)r3的電流漸漸增大，電流升到某一設(shè)定值時(shí)，r3熔斷，產(chǎn)生電弧，電弧被石英砂切斷，此時(shí)電流將通過(guò)L、r1、r2，r2被大電流熔斷產(chǎn)生電弧，點(diǎn)燃推進(jìn)劑58(高溫炸藥)產(chǎn)生高壓氣體，將鋼套57推出，撞擊下密封蓋2，首先將接地螺栓1沖向地下、切斷電流，同時(shí)把密封蓋2沖開(kāi)一個(gè)孔，將避雷器內(nèi)的高壓氣體釋放出來(lái)，確保避雷器自動(dòng)退出電力系統(tǒng)，避免避雷器粉碎性爆炸而造成電網(wǎng)停電事故的發(fā)生。
在實(shí)際制作脫離防爆裝置時(shí)，r3的大小由避雷器的標(biāo)稱電流、方波通流容量、熔絲的材料及其形狀來(lái)決定，而且r3熔絲在18次標(biāo)稱電流、方波通流容量沖擊下應(yīng)不被燒斷，但必須在100安下1秒內(nèi)溶斷，L1、r1、r2總阻抗應(yīng)為r3的1500倍以上，例如1.0KV的避雷器，L可以是0.01的康銅絲繞成直徑為10，20～30匝的電感，r1(康銅絲}為50～80Ω，r2(鎢絲)為0.2～1.0Ω，r3(可以是三根銀絲)為0.1～0.5mΩ。
實(shí)施例135KV避雷器，外徑190mm，高600mm，內(nèi)徑80mm，內(nèi)裝56×550mm的非線性電阻片，隔離層中裝入球徑約0.3～0.6的石英砂，在94年12月在國(guó)家高壓電器質(zhì)量檢測(cè)中心(西安)作了大電流20KA，小電流0.8KA的壓力釋放(防爆)試驗(yàn)，大電流通過(guò)時(shí)間0.2秒，小電流通電時(shí)間0.5秒，兩次試驗(yàn)壓力釋放裝置均動(dòng)作，產(chǎn)品未發(fā)生爆炸，試驗(yàn)結(jié)果合格，而同類的無(wú)石英砂的35KV避雷器，外徑220mm，高850mm，內(nèi)徑112mm，不僅體積大，而且難以實(shí)現(xiàn)防爆壓力釋放。
實(shí)施例210KV避雷器，目前國(guó)內(nèi)外均未研制出帶有壓力釋放裝置的同類產(chǎn)品，因此當(dāng)產(chǎn)品電氣特性變劣時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸，國(guó)外采取串接脫離器的辦法，在電氣特性變劣尚未發(fā)生爆炸之前，脫離器動(dòng)作，使避雷器脫離電網(wǎng)，退出運(yùn)行，避免爆炸，國(guó)內(nèi)則采取定期檢查，更換變劣的產(chǎn)品，盡量減少產(chǎn)品爆炸事故的發(fā)生。
本發(fā)明的一種低電壓10KV避雷器，外徑110mm，高260mm，內(nèi)徑60mm，上段裝有35×22的非線性電阻片，隔離層中填充球徑0.3～0.6石英砂，下段設(shè)防爆脫離器，其熔絲r3≈0.3mΩ的銅絲，發(fā)熱體r2＝1Ω的鎢絲，r1＝50Ω康銅絲，L為r1康銅絲繞成10，20匝電感，在溶絲r3周圍填滿滅弧用的石英砂，94年12月經(jīng)國(guó)家高壓電器質(zhì)量檢測(cè)中心(西安)進(jìn)行5KA通流時(shí)間0.2秒、0.8KA通流時(shí)間1秒型式試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)下端接線螺栓可靠脫離，下端密封蓋沖開(kāi)一個(gè)直徑約20mm的孔，將內(nèi)部產(chǎn)生的高氣壓釋放了出來(lái)，未發(fā)生爆炸。
權(quán)利要求
1.一種金屬氧化物避雷器，包括瓷套7、瓷套內(nèi)位于中心的金屬氧化物非線性電阻片8及位于瓷套和非線性電阻片中間的隔離層12，非線性電阻片分別通過(guò)上、下彈簧10、3，密封蓋9、2，與上、下接線螺栓11，1相接，其特征在于所述的隔離層12中填充有消弧導(dǎo)熱性物料。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬氧化物避雷器，其特征在于所述的消弧導(dǎo)熱性物料是石英砂。
3.如權(quán)利要求1或2所述的金屬氧化物避雷器，其特征在于瓷套7下段設(shè)置一脫離防爆裝置5，該防爆裝置上接防沖板6、非線性電阻片8、上彈簧10、上密封蓋9，高壓接線螺栓11，下部通過(guò)彈簧3，下密封蓋2與低壓接線栓1相接，所述的脫離防爆裝置5，包括一耐壓管54，管內(nèi)裝有繞在一絕緣芯棒52上的康銅絲51，鎢絲59和裝有推進(jìn)劑58的鋼套筒57，耐壓管外裝有埋入石英砂中的熔絲53，康銅絲51、鎢絲59串聯(lián)后通過(guò)導(dǎo)電帶56，上下導(dǎo)電檔板55與熔絲53并聯(lián)。
全文摘要
一種高電壓技術(shù)中過(guò)電壓保護(hù)裝置——金屬氧化物避雷器，其特征在于在避雷器的瓷套7一非線性電阻片8中間的隔離層12中填充有消弧導(dǎo)熱性物料石英砂，根除了產(chǎn)品內(nèi)部電弧閃絡(luò)、延遲非線性電阻片的老化、從而延長(zhǎng)了產(chǎn)品的壽命、提高了產(chǎn)品的可靠性，在低電壓避雷器下段還可以通過(guò)設(shè)置一脫離防爆裝置5，當(dāng)產(chǎn)品一旦壽終時(shí)，將使產(chǎn)品立即退出運(yùn)行，防止產(chǎn)品發(fā)生粉碎性爆炸而造成電力系統(tǒng)停電事故的發(fā)生，可廣泛應(yīng)用于電廠、變電站，電氣化鐵道等輸配電部門的過(guò)電壓保護(hù)。
文檔編號(hào)H01T4/16GK1127922SQ95100070
公開(kāi)日1996年7月31日 申請(qǐng)日期1995年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月24日
發(fā)明者鄭成文 申請(qǐng)人:深圳寶安銀星電力電子公司