本发明涉及一种避雷装置。 目前,国内外广泛应用的主要有普通阀型避雷器(即碳化硅非线性电阻有间隙避雷器)和压敏电阻无间隙避雷器。
普通阀型避雷器的主要元件是碳化硅非线性电阻阀片和火花间隙,由他们串接组成。当过电压使避雷器动作时,经阀片、火花间隙对地放电。由于它是与被保护设备并接的,过电压过后,还有工频续流存在,依碳化硅非线性电阻和火花间隙来熄灭。由于受阀片和间隙性能的限制,这种避雷器的残压较高,通流容量不大,熄灭续流能力差。
压敏避雷器是一种国内外近十多年才研制出的无间隙避雷器。主要元件是压敏电阻阀片(目前最具代表的是氧化锌压敏电阻),它的非线性系数高,通流容量大。由它组成的压敏无间隙避雷器,工频续流极小或基本无工频续流,通流容量大是它的显著特点,但有泄漏电流存在,残压不可能大幅度下降。工频下的泄漏电流替在着使避雷器发热、绝缘下降,而这又使泄漏电流的进一步增加,形成恶性循环的因素。严重损害避雷器的性能,甚至引起爆炸。
本发明的任务旨在于提供一种保护性能好,工作可靠的避雷器。
本发明的任务是通过如下方式来完成的:
避雷器的主要组成元件是压敏电阻阀片、火花间隙、金属散热体。金属散热体咐在阀片和间隙上。压敏电阻阀片是和火花间隙相串联的。
我们知道,为了降低残压和冲放电压以提高避雷器的保护性能,在普通阀型避雷器里受碳化硅非线性电阻和火花间隙性能的限制;在压敏无间隙避雷器里,也不能单纯用减少压敏电阻阀片数量的方法,因为这将导致泄漏电流增加和其它性能的变坏。采用压敏电阻阀片和火花间隙相串联的结构却能园满地解决这一问题。通过减少串联的间隙数量,将冲击放电电压大幅度降低却还有较高地工频放电电压;通过减少串联的阀片数量,大幅度降低残压却还能保持工频续流极小或基本无工频续流,而且还无泄漏电流存在。
为进一步提高性能起见,在阀片和间隙上咐的金属散热体是与阀片和间隙制造成一体,也可以分开单独制造。当单独制造时,与阀片和间隙的电极相接的接触面要光滑、紧密,便于电流的流通和热量的迅速传导。散热体的材料必须是电和热的良导体。
在元件的连接方式上,分别将阀片和间隙集中串联成二组,这二组再串接,为一种方式;以一片阀片和一个间隙串联成一单元结构,然后单元结构间再串接,为另一种方式,一个避雷器里,至少应含有一组这样的串联结构。
本发明所说的避雷器,对普通阀型避雷器和压敏电阻无间隙避雷器来说,兼有它们的优点而又没有它们的缺点,因而保护性能好,基本本无工频续流,能应用于交、直流输变电设备,电机及其它用电器上作过电压保护。
实现本发明的一种最好方式是:
采用氧化锌压敏电阻阀片和黄铜材料的平板短间隙作为基本元件,金属散热体分开单独制造,选用铝合金为材料。散热体外形加工成园柱状以与阀片外形一致。二端面和柱面应平整光滑,横截面直径等于阀片直径。避雷器在总体安装时,按金属散热体-火花间隙-金属散热体的方式,将火花间隙集中串联成一组,按金属散热体-氧化锌压敏电阻阀片-金属散热体的方式将氧化锌压敏电阻阀片集中串联成另一组,再将这二组相串联。
在基本无工频续流的前提下,冲放电压按间隙距离每毫米2500V预先近似确定,从而决定了火花间隙距离的总长度,对于单个确定的短间隙便知道了串联间隙的个数。残压的确定:近似等于每个阀片残压之和,总体实际性能通过各种试验测定。
以额定电压10KV的避雷器为例:
使用外形φ50×5的氧化锌压敏电阻阀片 共5片
每个间隙为1.3毫米的黄铜平板短间隙 共6个
φ50外形的铝材料散热体 共12个
实测结果是:
冲击放电电压 23KV
5KA残压 13.6KV
10/20微秒波
10KA残压 14.2KV
冲击放电实验:冲击200次,冲击电流,残压波形不变。