專利名稱：電涌放電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電涌放電器，該電涌放電器有多個堆置的圓柱形非線性電阻體(最好是由金屬氧化物制成)，在軸向上首尾連接地置于兩個端電極之間，外面用橡膠或其它聚合物材料制成的細(xì)長電絕緣外殼起來。為壓堆置體各不同的元件之間提供必要的接觸壓力，放電器配備有一個或以上的壓緊構(gòu)件，該構(gòu)件在兩個端電極之間延伸，且固定在該兩個端電極上。
從美國專利US-A-4,656,555和歐洲專利EP-A-0,230,103的專利說明書早先就知道上述那種電涌放電器的情況。已知的這些設(shè)計有這樣一個缺點，例如在非線性電阻體出故障的情況下，放電器內(nèi)就有電弧產(chǎn)生，從而使壓力增加，放電器的各部件可能會以爆炸的形式發(fā)散出去，這會危害環(huán)境。有人試圖用交叉繞制的籠體圍罩放電器堆置體的方法來解決這個問題。該籠體上開有許多卸壓口(歐洲專利EP-A-0,335,480)，但這樣做卻使制造過程更復(fù)雜，成本更高。
本發(fā)明的目的是提供上述那一種能承受非線性電阻堆置體的電擊穿/熱擊穿而不致機械地四分五裂而短路性能比上述現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計好的電涌放電器。此外，這種電涌放電器結(jié)構(gòu)應(yīng)該較簡單，而且能以經(jīng)濟實惠的方式制造出來。為達(dá)到這個目的，本發(fā)明將非線性電阻堆置體在徑向上用絕緣材料制成的防爆包帶包起來，包帶上留有許多孔眼，供電涌放電器發(fā)生內(nèi)部短路時卸壓之用。
產(chǎn)生接觸壓力遙壓緊構(gòu)件可由玻璃纖維絲繞制成并埋置在聚合物內(nèi)的線圈的形式具有優(yōu)越之處，例如，如尚未預(yù)公開的德國專利申請P4306,69.1中所示的那一種。這樣，本發(fā)明的防爆包帶以包繞在玻璃纖維線圈外的纖維加強環(huán)為宜。這些環(huán)可與線圈相連接，也可不與線圈接觸。環(huán)的寬度(也就是其軸向的尺寸)，可在10與50毫米之間，但最好小于非線性電阻體的高度。環(huán)的厚度以2—5毫米為宜。各環(huán)沿非線性電阻堆置體彼此間隔一段距離軸向配置，從而在它們之間形成寬約5—50毫米的卸壓環(huán)形孔。各環(huán)應(yīng)安置得使各孔正好處在毗鄰各非線性電阻體的高度。環(huán)的厚度以2—5毫米為宜。各環(huán)沿非線性電阻堆置體彼此間隔一段距離軸向配置，從而在它們之間形成寬約5—50毫米的卸壓環(huán)形孔。各環(huán)應(yīng)安置得使各孔正好處在毗鄰各非線性電阻體之間的接頭對面。這可以加速電弧風(fēng)險極大的那些點的卸壓過程，從而降低各環(huán)上的應(yīng)力。
基本上呈方形的環(huán)比起圓形環(huán)提高了徑向機械應(yīng)力的彈性形變，因而能承受更大的機械作用。通過埋置在硅橡膠或其它彈性體中，部分能量就作為剪切能為彈性體所吸收。也可以把環(huán)制成圓形，但這會使體積增大。
防爆器件也可以不制成環(huán)狀而制成螺旋體，呈螺旋線的形式配置在非線性電阻堆置體和壓緊構(gòu)件周圍。
環(huán)或螺旋體中的材料可以是連續(xù)繞制的玻璃纖維。要求更好的機械性能時，可采用芳族聚酰胺纖維。芳族聚酰胺纖維比玻璃纖維能承受更高的特定負(fù)載和更大的形變。
現(xiàn)在參看附圖介紹一些實施例，更詳細(xì)地說明本發(fā)明的內(nèi)容。


圖1是按本發(fā)明設(shè)計的電涌放電器組件第一實施例的側(cè)視圖，半邊以剖面的形式示出。
圖2是沿圖1中的II-II線截取的橫剖面。
圖3是電涌放電器的側(cè)視圖，半邊以剖面的形式示出，電涌放電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本上如圖1和圖2中所示。
圖4示出了圖3電涌放電器的端視圖。
圖5和圖6示出了按本發(fā)明設(shè)計的電涌放電器組件的第二實施例，圖5是側(cè)視圖，圖6是沿圖5中的VI-VI線截取的橫剖面。
圖7和圖8以相應(yīng)的方式示出了這種電涌放電器的第三實施例。
圖1和圖2所示的電涌放電器有一堆五個非線性電阻元件組成的堆置體10，各非線性電阻元件呈氧化鋅(ZnO)圓柱體的形式。非線性電阻堆置體用中間壓板13夾持在上端電極11與下端電極12之間。端電極和壓力板可適當(dāng)用鋁制成。非線性電阻堆置體的軸向緊是靠四個電絕緣壓緊線圈14，15，16，17進行的，這些線圈由連續(xù)的玻璃纖維絲繞制成，匝數(shù)多，且埋置在熱固性樹脂中。壓緊線圈14-17固定到端電極11，12上，為此，端電極上設(shè)有四個徑向突出的掛耳18，接觸表面呈圓柱形。線圈可以事先預(yù)制，然后用緊固螺栓19固定到由非線性電阻體和電阻組面的堆置體上。緊固螺栓19擰入下端電極12中，同時用作連接螺栓或端部接頭。怕需要的接觸壓力也可以通過將帶預(yù)應(yīng)力的玻璃纖維絲直接繞制到裝配好的堆置體上提供，電涌放電器組件的上端電極11開有一個帶絲扣的孔20，供連接(串聯(lián)連接)到同一個組件的螺栓用，或供外部連接用。
為避免放電器組件在非線性電阻堆置體發(fā)生電/熱故障時因受機械力而四分五裂，放電器組件配備防爆裝置。防爆裝置由五個纖維增強環(huán)21和玻璃纖維線圈組成。環(huán)21在徑向上將非線性電阻堆置體圍起來，基本上呈方形，彼此沿堆置體間隔一段距離配置，從而在放電器出故障時在它們之間形成環(huán)形孔22，供卸壓之用。環(huán)形孔22正好處在吡鄰的各非線性電阻體之間各接頭的對面。
圖1所示的那種設(shè)計的放電器組件，其長度可取例如10—100厘米。這種放電器組件可以單獨構(gòu)成電壓高達(dá)72千伏的系統(tǒng)的電涌放電器的起作用的部分，和其它組件做在一起則可構(gòu)成系統(tǒng)電壓高達(dá)例如145千伏的放電部件。這些又可與另外一些這類部件做在一起構(gòu)成系統(tǒng)電壓高達(dá)例如245千伏和362千伏的電涌放電器。各放電器部件都配備有外殼，鑄成放電器部件，最好是由彈性體組成，例如硅橡膠或乙烯丙烯三共聚(乙丙橡膠)。
圖3和圖4示出了電涌放電器的成品，它包括由六個非線性電阻體10組成的內(nèi)部，其結(jié)構(gòu)如參照圖1和圖2所述的那樣，和包括一個鑄在內(nèi)部分上的外殼。
這里放電器也可以不采用環(huán)形防爆裝置而采用螺旋體，以螺旋線的形式將非線性電阻堆置體和壓緊線圈圍起來。圖5和圖6示出了帶有這種兩端封半著的螺旋體24的放電器組件，圖7和圖8則示出了帶有兩端敞開著的螺施體25的放電器組件敞開式螺旋體的好處是安裝簡單，封閉式螺旋體的好處是強度高。與環(huán)形防爆裝置比較，螺旋形在內(nèi)部受到徑向機械沖擊載荷時偏移量較大。為避免偏移，外殼體由硫化彈性體構(gòu)成，由份量更大的彈性體來吸收變形能。
權(quán)利要求
1.一種電涌放電器，包括多個堆疊置的圓柱形金屬氧化物非線性電阻體(10)，在軸向上首尾連接地配置在兩個端電極(11，12)之間，外面用橡膠或其它聚合物材料制成的細(xì)長電絕緣外殼(23)圍起來，所述電極(11，12)用一個或多個壓緊構(gòu)件(14，17)互連起來，壓緊構(gòu)件(14，17)由絕緣材料制成，供提供非線性電阻堆置體各不同元件(10，11，12)之間必要的接觸壓力，所述放電器的其特征在于，非線性電阻堆置體(10)在徑向上用防焊包帶(21)包起來，防焊包帶(21)電絕緣材料制成，包帶上留有許多孔眼(22)，供電涌放電器內(nèi)發(fā)生內(nèi)部短路時卸壓之用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電涌放電器，其特征在于，壓緊構(gòu)件(14-17)也把防爆包帶(21)在徑向上圍起來。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電涌放電器，其特征在于，包帶(21)包括多個彼此沿非線性電阻堆置體間隔一段距離配置的環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電涌放電器，其特征在于，包帶(21)包括一個呈螺旋線圍繞非線性電阻堆置體配置的螺旋體(24，25)。
5.根據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的電涌放電器，其特征在于，包帶(21，24，25)包括一條埋置在熱固性樹脂中連續(xù)繞制的玻璃或芳族聚酰胺纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電涌放電器，其特征在于，環(huán)(21)的軸向尺寸小于非線性電阻體(10)的厚度，環(huán)(21)本身則安置得使卸壓孔(22)處在與毗鄰的非線性電阻體(10)之間的連接點處于同一高度上。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的電涌放電器，其特征在于，環(huán)(21)為非圓形。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電涌放電器，其特征在于，環(huán)(21)基本上呈方形。
9.根據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的電涌放電器，其特征在于，所述壓緊構(gòu)件(14-17)由至少一個壓緊圈組成，在軸向上將非線性電阻堆置體(10)和電極(11，12)圍起來。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電涌放電器，其特征在于，壓緊線圈(例如14)包括埋置在電絕緣的熱固性樹脂(例如玻璃或芳族聚酰胺纖維)中的多匝繞組。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電涌放電器，該電涌放電器由一堆非線性電阻體(10)(例如氧化鋅)配置在聚合物材料(例如硅橡)制成的細(xì)長絕緣外殼(23)中構(gòu)成。非線性電阻體和電極在軸向上用絕緣材料制成的壓實線圖(14-17)圍起來，以提供非線性電阻堆置體中各不同構(gòu)件(10，11，12)之間必要的接觸壓力。非線性電阻堆置體(10)和壓實線圈在軸向上用絕緣材料制成的防爆包帶(21)包起來，且留有孔隙(22)供電涌放電器發(fā)生內(nèi)部短路時卸壓之用。
文檔編號H01C7/12GK1115507SQ95105609
公開日1996年1月24日 申請日期1995年5月9日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月13日
發(fā)明者G·霍爾斯特龍, J·隆德奎斯特, H·韋克 申請人:瑞典通用電器勃朗勃威力公司