保证带有内置式热熔脱离组件的低压避雷器产品合格率的方法与流程

本发明属于避雷器领域，尤其涉及一种用于低压电力系统过电压保护的避雷装置。

背景技术：

避雷器是用于保护电气设备免受瞬态过电压(雷击、操作、陡波)危害并迅速切断工频续流的一种电器装置，通常与被保护线路或设备并联。

其内部主要元件为非线性电阻(例如氧化锌电阻片)，由于其良好的非线性所以在正常工频电压下呈高阻状态，避雷器不会动作。过电压发生时避雷器动作电阻片导通，过电压冲击电流通过电阻片吸收部分能量后泄入大地，从而对过电压进行削幅，降低被保护设备所遭受的过电压值，限制供电线路的过电压，以保护电气设备的绝缘，从而达到保护电力设备的作用。当过电压消失后，避雷器迅速恢复原状，使系统能够正常供电。

目前国内选用的避雷器大多为氧化锌避雷器，主要类型分为有间隙和无间隙两种。有间隙避雷器在线路中对地由间隙隔开，一般常用于线路避雷器。无间隙避雷器广泛用于电站、变压器等设备及配电线路。

避雷器按额定电压值来分类，可分为三类：

高压类：其指66kv以上等级的氧化锌避雷器系列产品，大致可划分为1000kv、750kv、500kv、330kv、220kv、110kv、66kv七个等级；

中压类：其指3kv～66kv(不包括66kv系列的产品)范围内的氧化锌避雷器系列产品，大致可划分为3kv、6kv、10kv、35kv四个电压等级；

低压类：其指3kv以下(不包括3kv系列的产品)的氧化锌避雷器系列产品，大致可划分为1kv、0.5kv、0.38kv、0.22kv四个电压等级。

无间隙避雷器在自身故障(电阻片受潮劣化)及系统异常时会发生击穿接地。这时在故障点就可能形成持续性的接地。即使系统中的继电保护系统动作，切断故障点与电源的联接。但如不及时找出已损坏的避雷器进行拆除、更换，供电线路仍无法正常送电运行。

避雷器脱离器(disconnectorofarrester)，是在避雷器故障时，使避雷器下端引线(亦称接地引线)与系统断开，以排除系统持续故障的一种装置。其与避雷器串联使用，当避雷器出现异常发生故障时，利用故障电流使脱离器动作，自动断开发生故障避雷器的接地端，使得故障避雷器退出运行，防止事故的进一步扩大。

脱离器按使用原理和性能，可分为热熔式(亦称为热融式，下同)脱离器及热爆式脱离器两大类。

热熔式脱离器利用流过失效避雷器中的故障电流，使脱离器中的合金熔片熔断来达到脱离目的。典型的热熔式脱离器如授权公告号为cn2424526y，授权公告日为2001年3月21日的实用新型专利“高灵敏而稳定可靠的热融式脱离器”中所示，在此不再详述。

热爆式脱离器是利用流过失效避雷中的故障电流在脱离器中产生电弧，引爆热爆元件来达到脱离目的。典型的热爆式脱离器如公开号为cn101477861a，公开日为2009年7月8日的中国发明专利申请“避雷器的热爆式脱离器”中所示，在此不再详述。

现有外置的热熔式脱离器或热爆式脱离器，均只适用于高、中压系统，无法应用于1kv及0.5kv电压以下的低压系统中。究其原因，是由于低压系统中避雷器的额定电压/运行电压低，击穿不了两电极之间的空气间隙，无法在热爆式脱离器中产生电弧，导致热爆式脱离器无法通过引爆热爆元件来实现接地引线“脱离”的目的。而热熔式脱离器由于是外置使用，故障电流产生的热量传递不到脱离器，因此脱离器无法动作。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种保证带有内置式热熔脱离组件的低压避雷器产品合格率的方法。其通过采用螺纹连接结构，将内置式热熔脱离组件及接地引线固定在下极板的下端面上，从而提高了带有内脱离组件的低压避雷器的生产效率，保证了带有内脱离组件的低压避雷器的产品合格率。

本发明的技术方案是：提供一种保证带有内置式热熔脱离组件的低压避雷器产品合格率的方法，所述的低压避雷器包括位于低压避雷器本体中的上极板、下极板和位于上、下极板之间的电阻片，在所述下极板的下端面上，设置有一个内置式热熔脱离组件以及接地引线，所述接地引线的上端与内置式热熔脱离组件连接，接地引线的下端与闸刀开关箱中的接地极连接；其特征是：

所述的内置式热熔脱离组件由金属套筒底座、金属头套、低温热熔介质层、内脱离套筒和第一储能弹簧构成；

所述的金属套筒底座固定在下极板下端面，在金属套筒底座的下端面设置有一个底座中心孔；

所述的内脱离套筒套装设置在接地引线的金属芯线前端；

所述的第一储能弹簧套装设置在内脱离套筒的外周；

所述的低温热熔介质层设置在金属头套和内脱离套筒之间；

在所述金属套筒底座中心孔的内壁设置有内螺纹连接结构，在金属头套的外周设置有与内螺纹连接结构相对应的外螺纹连接结构；

所述的金属套筒底座与金属头套之间，通过中心孔与金属头套外周对应的螺纹连接结构旋接固定，紧固成为一体；

所述保证带有内置式热熔脱离组件的低压避雷器产品合格率的方法，首先将内脱离套筒套装紧固在接地引线金属芯线的前端，然后通过低温热熔介质层将金属头套热熔固定在内脱离套筒的前端；最后将金属头套旋入金属套筒底座中心孔紧固，既实现了设置有内置式热熔脱离组件的接地引线金属芯线与金属套筒底座之间可靠的机械紧固效果和电路连接功能，又能在低压避雷器出现内部故障时实现自动“热熔”断开和接地引线的快速“脱落”功能，确保故障避雷器能自动退出运行。

所述保证带有内置式热熔脱离组件的低压避雷器产品合格率的方法，通过采用螺纹连接结构，将内置式热熔脱离组件及接地引线固定在下极板的下端面上，从而提高了带有内脱离组件的低压避雷器的生产效率，保证了带有内脱离组件的低压避雷器的产品合格率。

本发明还提供了一种按照上所述的方法制造的带有内置式热熔脱离组件的低压避雷器，包括位于低压避雷器本体中的上极板、下极板和位于上、下极板之间的电阻片，在所述下极板的下端面上，设置有一个内置式热熔脱离组件以及接地引线，所述接地引线的上端与内置式热熔脱离组件连接，接地引线的下端与闸刀开关箱中的接地极连接；其特征是：

所述的内置式热熔脱离组件由金属套筒底座、金属头套、低温热熔介质层、内脱离套筒和第一储能弹簧构成；

所述的金属套筒底座固定在下极板下端面，在金属套筒底座的下端面设置有一个底座中心孔；

所述的内脱离套筒套装设置在接地引线的金属芯线前端；

所述的第一储能弹簧套装设置在内脱离套筒的外周；

所述的低温热熔介质层设置在金属头套和内脱离套筒之间；

在所述金属套筒底座中心孔的内壁设置有内螺纹连接结构，在金属头套的外周设置有与内螺纹连接结构相对应的外螺纹连接结构；

所述的金属套筒底座与金属头套之间，通过中心孔与金属头套外周对应的螺纹连接结构旋接固定，紧固成为一体；

进一步的，所述的第一储能弹簧套装设置在内脱离套筒下端的挡圈与金属头套之间。

进一步的，在所述金属套筒底座的外周，套装设置有一个导向管；所述的内置式热熔脱离组件同轴线地贯穿设置在导向管中；

在在低压避雷器本体下端面，设置有一个中心孔，所述的导向管贯穿中心孔设置；

所述带有内置式热熔脱离组件的低压避雷器，通过设置内置式热熔脱离组件，在0.5kv以下工作电压范围内，实现故障低压避雷器接地引线的热熔式自动脱离功能；

所述带有内置式热熔脱离组件的低压避雷器，通过设置导向管，来限制和规范低压避雷器接地引线前端金属芯线的运动轨迹或运动范围。

更进一步的，在所述导向管的外周，同轴心地设置有一个外脱离组件；

所述的外脱离组件包括套装设置在导向管外周的外脱离套筒和位于外脱离套筒内的第二储能弹簧；

所述外脱离套筒的上端，套装设置在低压避雷器本体下端的中心孔外；

在外脱离套筒的下端，设置有向内的限位收口；

所述的第二储能弹簧，设置中心孔与外脱离套筒下端的限位收口之间；

在限位收口处设置有固定螺丝，用于将外脱离套筒的下端与接地线固定在一起。

具体的，当所述的低压避雷器正常运行时，所述的低温热熔介质层处于非熔融的固态状态，将所述的金属头套与内脱离套筒及金属芯线连接为一体，构成电通路，保证低压避雷器的正常工作。

进一步的，当所述的低压避雷器出现内部故障时，避雷器的漏电流增大，避雷器的电阻片过热，上、下极板的温度上升；

当下极板的温度超过低温热熔介质层的热熔温度点后，所述的低温热熔介质层进入半熔融软化状态或熔融状态，在第一储能弹簧的作用下，内脱离套筒带动接地引线的金属芯线从金属头套中拔出/脱落，断开与低压避雷器下极板之间的电接触，形成一个电路连接上的断开点，使故障低压避雷器退出运行；

同时，释放预储弹力伸展开的第一储能弹簧触及到外脱离套筒下端的限位收口，在第一储能弹簧和第二储能弹簧的共同作用下，内置式热熔脱离组件以及外脱离套筒从低压避雷器本体上脱落；实现故障低压避雷器的远距离故障视觉指示功能，有助于帮助维修人员能远距离地迅速发现故障点，及时进行故障低压避雷器的更换。

其所述的内部故障，至少包括低压避雷器的内部闪络或劣化故障。

构成所述低温热熔介质层的低温热熔介质，为低温焊锡；所述低温热熔介质的固相点或熔点低于150摄氏度。。

与现有技术比较，本发明的优点是：

1.通过采用螺纹连接结构，将内置式热熔脱离组件及接地引线固定在下极板的下端面上，从而提高了带有内脱离组件的低压避雷器的生产效率，保证了带有内脱离组件的低压避雷器的产品合格率；

2.在避雷器下极板上构建内置式热熔脱离组件，在低压避雷器上实现了故障避雷器从系统中的自动“脱离”功能，确保故障避雷器能自动退出运行，可防止事故的进一步扩大；

3.通过在低压避雷器的下极板上设置内置式热熔脱离组件，在低压避雷器电阻片即将热崩溃，短路电流即将产生之前，使内置式热熔脱离组件动作，使损坏的避雷器退出系统，以避免短路电流造成的事故；接地线的脱落，亦便于维修人员及时远距离发现故障点，进行相应的维护和更换。

附图说明

图1是本发明带有内置式热熔脱离组件的低压避雷器的结构示意图。

图中1为低压避雷器本体，1-1为本体中心孔，2为电阻片，3为下极板，3-1为金属套筒底座，3-2为底座中心孔，4为接地引线，4-1为金属芯线，5为内脱离套筒，5-1为挡圈，6为第一储能弹簧，7为金属头套，8为低温热熔介质层，9为螺纹连接结构，10为导向管，11为外脱离套筒，11-1为限位收口，11-2固定螺丝，12为第二储能弹簧。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

为了便于理解本技术方案，对几个容易引起混淆的技术问题作如下说明：

1、低压避雷器主要是用来防止雷电造成的绝缘损坏，所以国标中对于低压避雷器，没有操作和陡波冲击电流残压指标。

2、由于氧化锌电阻片优异的非线性，在标称雷电冲击电流下可以快速泄流并降低雷击电压幅值，所以不会有工频短路电流产生。

3、对于低压避雷器而言，短路电流的产生原因是电阻片(亦称阀片)劣化造成泄漏电流增大引起电阻片发热，而电阻片发热更加速泄漏电流增加，发热依次增加，恶性循环造成了电阻片的热崩溃，结果电阻片击穿形成短路，在供电线路与大地之间形成工频短路电流，造成线路恶性事故。

4、通常所述的弧光接地是工频过电压产生的，不是雷击过电压产生的。

5、对于低压避雷器而言，内置式热融脱离组件(亦称脱离器)的作用就是在电阻片即将热崩溃，短路电流即将产生前动作，使损坏的避雷器退出系统，以避免短路电流造成的事故。所以脱离器的型式试验安秒特性试验不是短路电流，对中性点接地系统而言，其试验电流是：20a、200a、800a。

6、对于低压避雷器而言，脱离器应该在短路电流产生前动作，才能起到相应的保护作用。

本发明的技术方案提供了一种保证带有内置式热熔脱离组件的低压避雷器产品合格率的方法，所述的低压避雷器包括位于低压避雷器本体1中的上极板、下极板3和位于上、下极板之间的电阻片2，在所述下极板的下端面上，设置有一个内置式热熔脱离组件以及接地引线4，所述接地引线的上端与内置式热熔脱离组件连接，接地引线的下端与闸刀开关箱中的接地极连接；其发明点在于：

所述的内置式热熔脱离组件由金属套筒底座3-1、金属头套7、低温热熔介质层8、内脱离套筒5和第一储能弹簧6构成；

所述的金属套筒底座3-1固定在下极板下端面，在金属套筒底座的下端面设置有一个底座中心孔3-2；

所述的内脱离套筒5套装设置在接地引线的金属芯线4-1前端；

所述的第一储能弹簧6套装设置在内脱离套筒的外周；

所述的低温热熔介质层8设置在金属头套7和内脱离套筒之间；

在所述金属套筒底座中心孔的内壁设置有内螺纹连接结构，在金属头套的外周设置有与内螺纹连接结构相对应的外螺纹连接结构；

所述的金属套筒底座中心孔与金属头套之间，通过底座中心孔与金属头套外周对应的螺纹连接结构9旋接固定，紧固成为一体；

所述保证带有内置式热熔脱离组件的低压避雷器产品合格率的方法，首先将内脱离套筒5套装紧固在接地引线金属芯线的前端，然后通过低温热熔介质层将金属头套热熔固定在内脱离套筒的前端；最后将金属头套旋入金属套筒底座中心孔紧固，既实现了设置有内置式热熔脱离组件的接地引线金属芯线与金属套筒底座之间可靠的机械紧固效果和电路连接功能，又能在低压避雷器出现内部故障时实现自动“热熔”断开和接地引线的快速“脱落”功能，确保了故障避雷器能自动退出运行。

所述保证带有内置式热熔脱离组件的低压避雷器产品合格率的方法，通过采用螺纹连接结构，将内置式热熔脱离组件及接地引线固定在下极板的下端面上，从而提高了带有内脱离组件的低压避雷器的组装生产效率，保证了带有内脱离组件的低压避雷器的产品合格率。

明显地，若直接将设置有内置式热熔脱离组件的接地引线金属芯线与下极板的下端面进行固定连接(即采用焊接的方式形成低温热熔介质层)，其焊接质量和连接部位的机械强度是很难得到控制和保证的，使得其低压避雷器产品的装配工作效率较低，且装配出来的产品的合格率得不到保证。

所以，本发明的技术方案，先将内脱离套筒套装紧固在接地引线金属芯线的前端，然后将金属头套焊接固定在内脱离套筒的前端，在金属头套和内脱离套筒(也包括接地引线金属芯线的前端)之间形成一个低温热熔介质层，保证了低温热熔介质层的形成过程稳定、可控；然后，采用螺纹连接的结构，将金属头套及接地引线金属芯线与下极板的下端面进行紧固连接；而这个紧固连接是采用螺杆—螺母的结构模式进行的，所以将金属头套旋入金属套筒底座中心孔的连接过程及装配速度，是稳定可控的，并且加工工艺简单，装配质量稳定，从而保证了带有内置式热熔脱离组件的低压避雷器产品的组装工作效率和最终产品的整体合格率。

同时，本技术方案在内置式热熔脱离组件与低压避雷器下极板的下端面之间采用螺纹连接的结构模式，也保证了内置式热熔脱离组件、接地引线金属芯线与金属套筒底座之间可靠的机械紧固效果和稳定的电路连接功能。

本发明的技术方案，还提供了一种按照上述方法制造的带有内置式热熔脱离组件的低压避雷器，包括位于低压避雷器本体1中的上极板、下极板3和位于上、下极板之间的电阻片2，在所述下极板的下端面上，设置有一个内置式热熔脱离组件以及接地引线4，所述接地引线的上端与内置式热熔脱离组件连接，接地引线的下端与闸刀开关箱中的接地极连接；其发明点在于：

所述的内置式热熔脱离组件由金属套筒底座3-1、金属头套7、低温热熔介质层8、内脱离套筒5和第一储能弹簧6构成；

所述的金属套筒底座3-1固定在下极板下端面，在金属套筒底座的下端面设置有一个金属套筒的底座中心孔3-2；

所述的内脱离套筒5套装固定在接地引线的金属芯线4-1前端；

所述的第一储能弹簧6套装设置在内脱离套筒的外周；

所述的低温热熔介质层8设置在金属头套7和内脱离套筒5之间；

在所述底座中心孔的内壁设置有内螺纹连接结构，在金属头套的外周设置有与内螺纹连接结构相对应的外螺纹连接结构；

所述的金属套筒底座与金属头套之间，通过底座中心孔与金属头套外周对应的螺纹连接结构9旋接固定，紧固成为一体；

进一步的，所述的第一储能弹簧6套装设置在内脱离套筒下端的挡圈5-1与金属头套之间。

进一步的，在所述金属套筒底座的外周，套装设置有一个导向管10；所述的内置式热熔脱离组件同轴心线地贯穿设置在导向管中；

在在低压避雷器本体下端面，设置有一个本体中心孔1-1，所述的导向管贯穿中心孔设置；

所述带有内置式热熔脱离组件的低压避雷器，通过设置内置式热熔脱离组件，在0.5kv以下工作电压范围内，实现故障低压避雷器接地引线的热熔式自动脱离功能；

所述带有内置式热熔脱离组件的低压避雷器，通过设置导向管，来限制和规范低压避雷器接地引线前端金属芯线的运动轨迹或运动范围。

更进一步的，在所述导向管的外周，同轴心地设置有一个外脱离组件；

所述的外脱离组件包括套装设置在导向管外周的外脱离套筒11和位于外脱离套筒内的第二储能弹簧12；

所述外脱离套筒的上端，可拔插地套装设置在低压避雷器本体下端中心孔1-1的外周；

在外脱离套筒的下端，设置有向内的限位收口11-1；

所述的第二储能弹簧，设置在本体中心孔与外脱离套筒下端的限位收口之间；

在限位收口处设置有固定螺丝11-2，用于将外脱离套筒的下端与接地线固定在一起。

采用本技术方案，当所述的低压避雷器正常运行时，所述的低温热熔介质层处于非熔融的固态状态，将所述的金属头套、内脱离套筒及金属芯线连接为一体，构成电通路，保证低压避雷器的正常工作。

进一步的，当所述的低压避雷器出现内部故障时，避雷器的漏电流增大，避雷器的电阻片过热，上、下极板的温度上升；

当下极板的温度超过低温热熔介质层的热熔温度点后，所述的低温热熔介质层进入半熔融软化状态或熔融状态，在第一储能弹簧的作用下，内脱离套筒带动接地引线的金属芯线从金属头套中拔出/脱落，断开与低压避雷器下极板之间的电接触，形成一个电路连接上的断开点，使故障低压避雷器退出运行；

同时，释放预储弹力伸展开的第一储能弹簧触及到外脱离套筒下端的限位收口，在第一储能弹簧和第二储能弹簧的共同作用下，接地线的上端、内置式热熔脱离组件以及外脱离套筒从低压避雷器本体上脱落，使故障低压避雷器退出运行，并同时实现了故障低压避雷器的远距离故障视觉指示功能，有助于帮助维修人员能远距离地迅速发现故障点，及时进行故障低压避雷器的更换。

其所述的内部故障，至少包括低压避雷器的内部闪络或劣化故障。

构成所述低温热熔介质层的低温热熔介质，为低温焊锡；所述低温热熔介质的固相点或熔点低于150摄氏度。。

在本技术方案中，内置式热熔脱离组件(简称脱离器)的作用就是在阀片/电阻片即将热崩溃，短路电流即将产生前动作，使损坏的避雷器退出系统，以避免短路电流造成的事故。

在本技术方案中，脱离器应该在短路电流前产生动作。

进一步地，在所述外脱离套筒的外表面，还可设置一荧光色带层。

当低压避雷器出现内部故障，所述的内置式热熔脱离组件从低压避雷器本体上脱落后，接地线以及位于接地线上端的内置式热熔脱离组件、外脱离套筒等附件从位于闸刀开关箱底部的开孔中落出开关箱的箱体之外，所述的荧光色带层被裸露出来，构成一个明显的荧光色带标记，实现了故障低压避雷器的远距离故障指示功能，有助于帮助维修人员能远距离地迅速发现故障点，快速进行故障低压避雷器的更换。

进一步的，上述低压避雷器的内部故障，至少包括低压避雷器的内部闪络或劣化故障。

其中，构成所述低温热熔介质层的低温热熔介质，为低温焊锡；所述低温热熔介质的固相点或熔点低于150摄氏度。

本发明的技术方案，通过采用螺纹连接结构，将内置式热熔脱离组件及接地引线固定在下极板的下端面上，从而提高了带有内脱离组件的低压避雷器的生产效率，保证了带有内脱离组件的低压避雷器的产品合格率；采用本技术方案所制成的低压避雷器，通过在低压避雷器的下极板与接地引线之间设置低温热熔介质层，在1kv至0.5kv以下工作电压范围内，实现了故障低压避雷器的“热熔式”退出运行和故障低压避雷器的自动“脱离”功能；通过内脱离套筒及第一储能弹簧相结合的结构，实现了低压避雷器发生故障后接地引线的快速脱离，有助于加速接地引线与避雷器之间电连接关系的迅速断开，有助于避免带电“拉弧”现象的发生，有助于确保带电运行设备和供电线路的运行安全；同时，通过在外脱离套筒的外表面设置荧光色带层，能远距离地对故障退出的避雷器给出明显的可见性视觉标志，便于维修人员远距离及时发现故障点，进行相应的维护和更换。

本发明可广泛用于1kv至0.5kv以下工作电压低压避雷器的设计、制造或运行维护等领域。