專利名稱：組合式避雷器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電氣保護(hù)裝置，更確切地說是涉及一種用于限制大氣雷電和限制電氣系統(tǒng)操作過電壓的放電保護(hù)裝置。
避雷器被廣泛地應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)中，其作用已不限于限制大氣過電壓，更主要的是限制電氣系統(tǒng)的操作過電壓。
在中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)中，由于電氣設(shè)備較多，各設(shè)備啟停頻繁，系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的操作過電壓。操作過電壓包括相對(duì)地過電壓和相與相間的過電壓，特別是幅值較高的相間過電壓，容易使高壓電機(jī)、斷路器、變壓器等設(shè)備的絕緣擊穿和發(fā)生相間導(dǎo)體閃絡(luò)(電弧放電)的事故。
現(xiàn)有的避雷器只能對(duì)地進(jìn)行保護(hù)，對(duì)相間過電壓起不到限制作用，又由于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)允許單相接地運(yùn)行2小時(shí)，使普通國(guó)標(biāo)避雷器承受的工作電壓太高其自身的安全性不能得到保證。
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種組合式避雷器，除具有普通避雷器的對(duì)地保護(hù)功能外，還具有相間保護(hù)功能。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)原型是若將四個(gè)球形電極分別置于一個(gè)正三棱錐體的四個(gè)頂角上，各電極分別連接一個(gè)非線性電阻后再接相線(N＝4)，組合成一個(gè)正三棱錐的空間組合放電間隙，如

圖1所示，任意兩相間都是兩個(gè)非線性電阻與一個(gè)放電間隙的串聯(lián)，由于任意兩個(gè)電極間的距離相等，其放電電壓也相等。
同理，用三個(gè)球形電極、三個(gè)非線性電阻所組合出的平面正三角形也具有同樣的作用(N＝3)。
但按上述結(jié)構(gòu)制作多相組合式放電器，按普通加工手段是難以保證正三棱錐體或平面正三角形中任意兩個(gè)球形電極的間距相等，或者誤差小到不影響放電電壓值(先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床可以加工)。
本發(fā)明將4相組合式放電器分解成由6個(gè)放電間隙與4個(gè)非線性電阻組合的統(tǒng)一體，可保證任意兩相間僅有一個(gè)放電間隙，任意兩相間放電電壓一致，且工藝制作簡(jiǎn)單易行。同理也可推廣到將三相組合式放電器分解或由3個(gè)放電間隙與3個(gè)非線電阻組合的統(tǒng)一體；將五相組合式放電器分解或由10個(gè)放電間隙與5個(gè)非線性電阻組合的統(tǒng)一體。任意兩相間都是兩個(gè)非線性電阻與一個(gè)放電間隙的串聯(lián)。
本發(fā)明的組合式避雷器，由接線盒、固定在接線盒上并分別連接N相相線的接線柱、固定在接線柱中一端與相線連接的非線性電阻和固定在接線盒中的放電間隙構(gòu)成，其特征在于所述的放電間隙數(shù)為(N－1)N/2個(gè)；所述各接線柱內(nèi)非線性電阻另一端各通過一個(gè)獨(dú)立的放電間隙與其他接線柱內(nèi)非線性電阻的另一端連接。
下面結(jié)合實(shí)施例附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)圖1四相組合式過電壓保護(hù)器的空間組合結(jié)構(gòu)示意2四相組合式避雷器結(jié)構(gòu)示意3四相組合式避雷器電原理4五相組合式避雷器電原理5背景技術(shù)中組合式過電壓保護(hù)器電原理6-1、圖6-2，本組合式避雷器圖6-2與普通避雷器圖6-1的性能比較電原理1說明前已述及不再贅述。
參見圖2，四相組合式避雷器由接線盒10、均勻分布在接線盒10上的4個(gè)接線柱A′-D′，設(shè)于接線盒10內(nèi)的6個(gè)圓柱形放電間隙ab、ac、ad、bc、bd、cd和設(shè)于4個(gè)接線柱內(nèi)的非線性電阻片R1-R4組成(圖中未示出R1-R4)。接線柱外設(shè)有瓷套，非線性電阻片外有外套。各接線柱A’、B’、C’、D’分別接相線A、B、C、D。各放電間隙的間距及其在接線盒上的分布形狀可任意(圖中呈一字形排列)。如當(dāng)相數(shù)為5時(shí)，則接線盒上固定5個(gè)接線柱，放電間隙增為10個(gè)。放電間隙為市售產(chǎn)品，可按要求的放電電壓調(diào)整間隙。
參見圖3，四相組合式避雷器電原理圖，其連接特點(diǎn)是任意兩相間均連接有一個(gè)放電間隙。
非線性電阻R1-R4另一端A”-D”與放電間隙ab、ac、ad、bc、bd、cd的連接關(guān)系是A”并聯(lián)連接ab、ac、ad一端，B”并聯(lián)連接bc、bd一端和ab另一端，C”并聯(lián)連接cd一端和ac、bc另一端，D”并聯(lián)連接ad、bd、cd另一端。
圖3所示電路與圖5所示過電壓保護(hù)器電路相比，圖5中示出四相有一交會(huì)點(diǎn)O和4個(gè)放電間隙a、b、c、d，有4個(gè)非線性電阻R1-R4，任意兩相間有二個(gè)放電間隙。如A、B相間電阻為R1＋R2，放電間隙a＋b；A、C相間電阻R1＋R3，放電間隙a＋c；A、D相間電阻R1＋R4，放電間隙a＋d；B、C相間電阻R2＋R3，放電間隙b＋c；B、D相間電阻R2＋R4，放電間隙b＋d；C、D相間電阻R3＋R4，放電間隙c＋d。圖5所示電路存在交會(huì)點(diǎn)O，其O點(diǎn)電位在工況變化時(shí)是不恒定的，任一相工況改變時(shí)都會(huì)影響到其他三相的放電電壓，故而增大了間隙放電電壓的離散度，不能保證其保護(hù)性能。
而圖3所示四相組合式避雷器電路圖中，A、B相間電阻R1＋R2，放電間隙ab；A、C相間電阻R1＋R3；放電間隙ac；A、D相間電阻R1＋R4，放電間隙ad；B、C相間電阻R2＋R3，放電間隙bc；B、D相間電阻R2＋R4，放電間隙bd；C、D相間電阻R3＋R4，放電間隙cd。由于不存在四相交會(huì)點(diǎn)，因此放電電壓穩(wěn)定。
參見圖4，五相組合式避雷器，相線A-E，非線性電阻R1-R5，放電間隙ab、ac、ad、ae、bc、bd、be、cd、ce、de。其連接特點(diǎn)是任意兩相間均接有一個(gè)放電間隙。
按同樣的連接方式可方便地完成三相、六相、七相……等多相組合式避雷器。
參見圖6-1、圖6-2，圖6-1所示的普通避雷器對(duì)地保護(hù)1R，相間保護(hù)2R，共需用3組阻值為R的非線性電阻(共3R)。由于相間保護(hù)電阻阻值太高，其保護(hù)電壓為2倍殘壓，將起不到保護(hù)作用。
圖6-2所示本組合式避雷器，對(duì)地保護(hù)與相間保護(hù)均為R/2＋R/2＝1R，共需用4組阻值為R/2的非線性電阻(共2R)。圖中虛線框中為放電間隙組合體。
非線性電阻實(shí)際上是由多片電阻片串聯(lián)構(gòu)成所需阻值的，由于電阻片的售價(jià)較高，因而非線性電阻阻值越大、片數(shù)越多、成本也越高。組合式避雷器比普通避雷器所用的非線性電阻片少1/3，因而成本降低1/3-1/4。
本發(fā)明采用組合式設(shè)計(jì)，不僅在功能上能可靠進(jìn)行相間及對(duì)地保護(hù)，而在相同性能參數(shù)條件下，產(chǎn)品成本降低，串入的放電間隙在無過電壓時(shí)，非線性電阻不參與工作，不承受工作電壓，無自然老化問題，提高了使用安全性。
實(shí)施中避雷器采用氧化鋅ZnO閥片，還可解決續(xù)流問題。另外，由于組合式避雷器能可靠的限制過電壓，可以相應(yīng)降低設(shè)備和線路的絕緣等級(jí)。組合式避雷器在實(shí)用性、低成本、安全性、多功能、使用壽命等方面與普通避雷器相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
權(quán)利要求
1.一種組合式避雷器，由接線盒、固定在接線盒上并分別連接N相相線的接線柱、固定在接線柱中一端與相線連接的非線性電阻和固定在接線盒中的放電間隙構(gòu)成，其特征在于所述的放電間隙數(shù)為(N－1)N/2個(gè)；所述各接線柱內(nèi)非線性電阻的另一端各通過一個(gè)獨(dú)立的放電間隙與其他接線柱內(nèi)非線性電阻的另一端連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于限制大氣雷電和電氣系統(tǒng)操作過電壓的放電保護(hù)裝置。具有對(duì)地及相間保護(hù)作用。由接線盒、設(shè)置在接線盒上分別連接N條相線的接線柱、設(shè)在接線栓中一端與各相線連接的非線性電阻和設(shè)置在盒內(nèi)的(N-1)N/2個(gè)放電間隙組成。各接線柱內(nèi)非線性電阻另一端各通過一個(gè)放電間隙與其他接線柱內(nèi)非線性電阻另一端連接。任意兩相間均有且僅有一個(gè)放電間隙，有相同的放電電壓。易制作自身安全性好，成本比普通避雷器降1/3—1/4。
文檔編號(hào)H01T4/14GK1124878SQ9411979
公開日1996年6月19日 申請(qǐng)日期1994年12月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月16日
發(fā)明者吳昌德 申請(qǐng)人:吳昌德