带有绝缘层的避雷器芯体、避雷器本体及多柱并联避雷器的制作方法

1.本实用新型涉及避雷器技术领域，具体而言，涉及一种带有绝缘层的避雷器芯体、避雷器本体及多柱并联避雷器。


背景技术：

2.大容量多柱并联避雷器广泛应用于直流换流站、交流串联补偿装置等领域，主要作用是吸收系统冗余能量，限制过电压。运行经验表明，这种避雷器由于并联柱数多，故障率一直较高。研究表明，大容量多柱并联避雷器故障率高的主要原因是存在概率很低的有缺陷电阻片，有缺陷电阻片表面闪络时极易烧蚀相邻合格电阻片，从而发展为避雷器整柱闪络。


技术实现要素：

3.鉴于此，本实用新型提出了一种带有绝缘层的避雷器芯体、避雷器本体及多柱并联避雷器，旨在解决现有多柱并联避雷器有缺陷电阻片表面闪络时极易烧蚀相邻合格电阻片致使避雷器整柱闪络的问题。
4.一方面，本实用新型提出了一种带有绝缘层的避雷器芯体，该避雷器芯体包括：多片电阻片；其中，各所述电阻片均沿所述电阻片的轴向间隔设置，并且，任意两片所述电阻片之间均叠放有金属垫块，形成柱体结构；所述柱体结构的外周壁设有沿其整周设置的固体绝缘层，用以包覆在所述电阻片和所述金属垫块的外周，在所述电阻片存在绝缘缺陷而发生表面闪烁产生电弧时，所述固体绝缘层起到绝缘隔离作用，以抑制电弧烧蚀存在绝缘缺陷的电阻片相邻的电阻片，进而抑制电弧的发展。
5.进一步地，上述避雷器芯体，所述固体绝缘层的厚度大于或等于1mm，并且，所述固体绝缘层的厚度小于或等于10mm。
6.进一步地，上述避雷器芯体，所述固体绝缘层的厚度小于或等于2mm。
7.进一步地，上述避雷器芯体，所述柱体结构中最上侧的两片电阻片之间的金属垫块的高度大于或等于50mm；和/或，所述柱体结构中最下侧的两片电阻片之间的金属垫块的高度大于或等于50mm。
8.进一步地，上述避雷器芯体，所述柱体结构中最上侧的两片电阻片之间的金属垫块的高度大于或等于60mm；和/或，所述柱体结构中最下侧的两片电阻片之间的金属垫块的高度大于或等于60mm。
9.进一步地，上述避雷器芯体，所述固体绝缘层为无纬带层、黏胶层或热缩套管。
10.进一步地，上述避雷器芯体，在所述固体绝缘层的外周沿所述固体绝缘层的周向布置有若干个绝缘杆，用以固定所述电阻片和所述金属垫块。
11.本实用新型提供的带有绝缘层的避雷器芯体，通过电阻片和金属垫块叠放形成的柱体结构的外周壁上设置的固体绝缘层，在其中的一个电阻片存在绝缘缺陷而发生表面闪络产生电弧时，电弧将迅速在局部烧蚀固体绝缘层，由于固体绝缘层的绝缘隔离作用，电弧
不会烧蚀存在绝缘缺陷的电阻片相邻的电阻片，即避免内部缺陷的扩大，进而抑制电弧的发展，从而避免单个电阻片缺陷导致整只避雷器芯体故障。
12.另一方面，本实用新型还提出了一种避雷器本体，其设置有上述避雷器芯体。
13.进一步地，上述避雷器本体，所述避雷器芯体为一个，其外部套设有空心外套；或，所述避雷器芯体为至少两个，至少两个所述避雷器芯体之间并排设置且相互并联，以形成多柱并联结构，所述多柱并联结构的外部套设有空心外套。
14.由于避雷器芯体具有上述效果，所以具有该避雷器芯体的避雷器本体也具有相应的技术效果。
15.再一方面，本实用新型还提出了一种多柱并联避雷器，其设置有上述避雷器芯体。
16.由于避雷器本体具有上述效果，所以具有该避雷器本体的多柱并联避雷器也具有相应的技术效果。
附图说明
17.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
18.图1为本实用新型实施例提供的避雷器本体的剖面图；
19.图2为本实用新型实施例提供的避雷器本体的局部剖面图；
20.图3为本实用新型实施例提供的多柱并联避雷器的剖面图。
具体实施方式
21.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
22.避雷器本体实施例：
23.参见图1至图2，其示出了本实用新型实施例提供的避雷器本体的结构示意图。如图所示，该避雷器本体1包括：空心外套11以及避雷器芯体12；其中，
24.空心外套11套设在避雷器芯体12的外部，以隔绝避雷器芯体12和外部空气。具体地，空心外套11可以为空心绝缘外套，其为两端开口的套筒结构，以套设在避雷器芯体12的外部。其中，空心外套11可以为瓷外套或者硅橡胶外套，当然亦可为其他材质，本实施例中对其不做任何限定。为实现空心外套11和避雷器芯体12之间的密封和固定，优选地，避雷器芯体12和空心外套11的两端均设有法兰13。参见图1，本实施例中以空心外套11内设置的避雷器芯体12为一个为例进行说明，当然，空心外套11内设置的避雷器芯体12亦可为多个，多个避雷器芯体12之间并排设置且相互并联，以形成多柱并联结构，多柱并联结构套设在空心外套11内；该多个避雷器芯体12可以呈圆周状排布，亦可呈其他结构排布，本实施例中对其不做任何限定。
25.继续参见图1至图2，避雷器芯体12包括：多片电阻片121、多个金属垫块122、固体绝缘层123和多个绝缘杆124；其中，
26.各电阻片121均沿电阻片121的轴向（如图1所示的竖直方向）间隔设置，电阻片121用以对入侵流动波进行削幅，以实现电压的限制。具体地，各电阻片121均可以为氧化锌电阻片，实现避雷器限制过电压的基本功能。其中，各电阻片121均可以圆形结构，各电阻片121之间可同轴且间隔设置，以便于实现电阻片121之间的串联和固定。
27.任意两片电阻片121之间均叠放有金属垫块122，形成柱体结构。具体地，任意两片电阻片121之间均叠放有金属垫块122，以避免任意两片电阻片121之间的直接接触，即电阻片121和金属垫块122之间交错叠放设置，并且，电阻片121和金属垫块122之间串联连接。其中，金属垫块122可以为铝垫块且为饼状结构，其直径等于电阻片121的直径，以便金属垫块122和电阻片121之间叠放组装整齐形成柱体结构，进而便于柱体结构的固定。金属垫块122不仅可避免相邻电阻片121之间的直接接触，还用于调整柱体结构的高度使其以与空心外套11的高度配合。其中，金属垫块122的高度h可以根据实际情况确定，本实施例中对其不做任何限定。
28.柱体结构的外周壁设有沿其整周设置的固体绝缘层123，用以包覆在电阻片121和金属垫块122的外周，在电阻片121存在绝缘缺陷而发生表面闪烁产生电弧时，固体绝缘层123起到绝缘隔离作用，以抑制电弧烧蚀存在绝缘缺陷的电阻片121相邻的电阻片121，进而抑制电弧的发展。具体地，各电阻片121和金属垫块122的外周壁均可设有固体绝缘层123，尤其是电阻片121的外周壁。该固体绝缘层123可通过涂覆粘接在组装整齐的电阻片121和金属垫块122的外周壁上，以便三者一体成型固化形成一体结构。如果其中的一个电阻片121存在绝缘缺陷而发生表面闪络时，电弧将迅速在局部烧蚀固体绝缘层123，由于固体绝缘层123的绝缘隔离作用，电弧不会烧蚀存在绝缘缺陷的电阻片121相邻的电阻片121，即避免内部缺陷的扩大，进而抑制电弧的发展，从而避免单个电阻片121缺陷导致整只避雷器本体的故障。其中，固体绝缘层123可以为无纬带层、黏胶层或热缩套管，也可以为具有绝缘性能并能与柱体结构紧密结合的其他材料。
29.在固体绝缘层123的外周沿固体绝缘层123的周向布置有若干个绝缘杆124，用以固定电阻片121和金属垫块122。具体地，绝缘杆124可以为环氧杆，其沿固体绝缘层123的外周沿固体绝缘层123的周向呈圆周布置，以实现设有固体绝缘层123的柱体结构的固定，进而实现电阻片121和金属垫块122的固定，以整体固定至空心外套11的内部空腔中。
30.因为最上侧和最下侧结构复杂，不能保证所有法兰等都涂敷绝缘介质，为了避免邻近电弧越过最上侧和最下侧电阻片造成短路，对金属垫块122的高度进行加厚处理；柱体结构中最上侧的两片电阻片121之间的金属垫块122和/或柱体结构中最下侧的两片电阻片121之间的金属垫块122的高度可以基于上下两侧产生电弧的电弧长度，以确保金属垫块122的高度大于可能出现的电弧长度，进而避免电弧烧蚀邻近电阻片；优选地，柱体结构中最上侧的两片电阻片121之间的金属垫块122的高度大于或等于50mm；和/或，柱体结构中最下侧的两片电阻片121之间的金属垫块122的高度大于或等于50mm。具体地，组成避雷器芯体1的电阻片和垫块中，最上侧两个电阻片121和/或最下侧两个电阻片121上之间的金属垫块122的高度大于或等于50mm，且应与柱体结构一体化涂敷固体绝缘介质，使得加厚的金属垫块122抑制上下两侧产生的电弧烧蚀电弧临近的电阻片121，即进一步避免内部缺陷的扩
大，进而进一步抑制电弧的发展。进一步优选地，柱体结构中最上侧的两片电阻片121之间的金属垫块122的高度大于或等于60mm；和/或，柱体结构中最下侧的两片电阻片121之间的金属垫块122的高度大于或等于60mm，以提高避免避雷器发生闪络现象的效果。
31.在本实施例中，为确保固体绝缘层123的绝缘隔离作用同时避免电弧在固体绝缘层123与柱体结构的结合面发展，优选地，固体绝缘层123的厚度t大于或等于1mm，并且，固体绝缘层123的厚度t小于或等于10mm，其中，固体绝缘层123的厚度t小于1mm时，绝缘强度偏弱，不能起到柱体结构与电弧绝缘隔离的作用；固体绝缘层123的厚度t过厚工艺要求较高，容易在内部产生气隙，且不易被内部电弧快速撕裂，电弧会在固体绝缘层123与内部柱体结构的接合面发展，进而烧蚀邻近合格电阻片，故固体绝缘层123的厚度t大于或等于1mm，并且，固体绝缘层123的厚度t小于或等于10mm时，可确保固体绝缘层123对柱体结构的绝缘隔离效果。进一步优选地，固体绝缘层123的厚度t小于或等于2mm。
32.下面对本实用新型实施例提供的避雷器本体1进行更为详细的说明。
33.如图1至2所示，该避雷器本体1包括：空心外套11以及避雷器芯体12。空心外套11的内径d2可以根据实际情况确定。避雷器芯体12包括：三片电阻片121、两个金属垫块122、固体绝缘层123和多个绝缘杆124，其中，电阻片121的外径d2和金属垫块122的外径均为100mm；三片电阻片121沿其轴向间隔设置，并且，任意相邻两片电阻片121之间均叠放有一个金属垫块122，以形成之间为100mm的柱体结构，固体绝缘层123可以涂覆在柱体结构的外周壁并经固化后与柱体结构形成一体结构，以进行试验。多个绝缘杆124在柱体结构的外周沿柱体结构的周向呈圆周状布置。为便于对该避雷器本体1进行测试验证，可将三片电阻片121中的中间电阻片设为缺陷电阻片，另外两片为合格电阻片；可适应冲击电流发生器向比例单元注入规定能量，试验电流持续时间约130ms，幅值90~160a。如果缺陷电阻片表面闪络而合格电阻片不闪络，则认为试验通过。试验表明，进行的8次试验，固体绝缘层123的厚度t为1~2mm时，试验均能通过，固体绝缘层123的厚度t超过10mm时，试验通过率低于50%。
34.综上，本实施例提供的带有绝缘层的避雷器芯体及避雷器本体，通过电阻片121和金属垫块122叠放形成的柱体结构的外周壁上设置的固体绝缘层123，在其中的一个电阻片121存在绝缘缺陷而发生表面闪络产生电弧时，电弧将迅速在局部烧蚀固体绝缘层123，由于固体绝缘层123的绝缘隔离作用，电弧不会烧蚀存在绝缘缺陷的电阻片121相邻的电阻片121，即避免内部缺陷的扩大，进而抑制电弧的发展，从而避免单个电阻片121缺陷导致整只避雷器芯体12甚至整个避雷器本体1故障。
35.多柱并联避雷器实施例：
36.参见图3，其为本实用新型实施例提供的多柱并联避雷器的剖面图。如图所示，该多柱并联避雷器设置有上述避雷器本体1。该避雷器本体1可以为多柱，并且，多柱避雷器本体1之间可以并联连接。其中，各柱避雷器本体1可以为一个避雷器本体1亦可包括多节叠放的避雷器本体1，本实施例中对其不做任何限定。本实施例中以四柱并联连接为例进行说明，并且，各柱均包括三节叠放的避雷器本体1。
37.由于避雷器本体具有上述效果，所以具有该避雷器本体的多柱并联避雷器也具有相应的技术效果。
38.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描
述，而不是指示或暗示所述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实用新型的限制。
39.此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。