[发明专利]用于6kV或10kV交流电力系统的过压保护器

说明书

技术领域

本发明涉及一种避雷器，特别涉及一种用于旋转电机、电站、配电、线路绝缘子和电力电容器的过电压保护器。

背景技术

二十世纪七十年代前的过压保护，一般用放电间隙，之后随着科技的发展，碳化硅非线性电阻的研究成功，就发展为使用带有串联间隙的阀式避雷器作过压保护。二十世纪七十年代后期，如美国、日本、瑞典和前苏联等国积极研制了一种新型的半导体电阻片——金属氧化物非线性电阻片，并获得一定的成就。我国也积极进行研制，经历十年奋斗之后，经国务院批准后向全世界招标，于1985年决定引进日本日立公司“交流无间隙金属氧化物雷器”的生产技术。

经过十年的技术消化和生产，我国的过压保护器进入一个“交流无间隙金属氧化物避雷器”的新时代（以下简称氧化锌避雷器）。

氧化锌避雷器在相关科研单位和生产企业技术人员的共同努力下，得到迅猛发展并推广和应用于全国各地。

然而，氧化锌避雷器在发展中也存在不少问题，如被保护的电力设备经常受损、烧毁和引起停电事故等，究其原因，主要为其雷电冲击保护水平还较低。

所谓雷电冲击保护水平，即在氧化锌避雷器的V—A特性曲线上相应于某标称放电电流所读取的残压值。由此可知，残压值越低，其保护水平就越好。

表1为国内外典型的氧化锌避雷器相关参数表。

表1：

从表1中可知，我国氧化锌避雷器的保护比相对美标和德标而言参数值高些，因此其保护水平略差些。至于在其它雷电冲击电流下的保护比，没有确切的数据难以作比较。

在20kA雷电电流冲击下，德国氧化锌避雷器的保护比为2.4，美国氧化锌避雷器的保护比为2.7；在40kA雷电电流冲击下，美国氧化锌避雷器的保护比为3.0，我国氧化锌避雷器在20kA和40kA雷电冲击下没有确切数据可比，但在4/10μs65kA大电流冲击下，其残压值均大于90kV，远高于设备的绝缘水平75kV，这必然会导致电力设备的烧毁或绝缘闪络或氧化锌避雷器发生爆炸损坏。

保护比定义：雷电流冲击残压/持续运行电压

残压比定义：雷电流冲击残压/直流1mA参考电压

目前，国内外过压保护器，大多都采用交流无间隙金属氧化物避雷器作过压保护，这种过压保护器虽能满足“GB11032－2010”和“IEC60099－4：2006”标准的技术要求，但还存在如下不足：

1）若在雷电流较大或遇强雷电冲击时，由于其残压较高，易使被保护的电力设备受损，或者其内部的非线性电阻片发生击穿或闪络，将导致瓷外套的氧化锌避雷器发生爆炸或复合外套氧化锌避雷器因其内部闪络击穿造成电力系统永久性接地故障而停电。

2）在标称雷电流冲击下，其保护比或残压比都比较大，导致保护水平较低。

3）漏电流较大、电阻片老化速度快、避雷器使用寿命较短。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种通流能力大、泄漏电流小、残压比低且在强雷电冲击下，能够高效快速令接地螺栓自动脱离的高保护水平的过压保护器。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明的用于6kV或10kV交流电力系统的过压保护器，包括由伞裙套、与伞裙套同轴设置并与其内壁紧密相接的绝缘筒构成的复合外套，在复合外套内高压螺栓、芯体、第二非线性电阻、底部绝缘密封盖和穿过底部绝缘密封盖伸出的接地螺栓依次相连，在第二非线性电阻与底部绝缘密封盖之间还设有第三非线性电阻，并且在第二非线性电阻与第三非线性电阻之间和/或第三非线性电阻与底部绝缘密封盖之间设有助推内腔，在每个助推内腔中设有使第二非线性电阻、第三非线性电阻和接地螺栓电连接的导电助推盘片，所述底部绝缘密封盖的周边为沿轴向延伸的圆桶，在该圆桶的内壁设有桶壁螺纹，在绝缘筒的底端外周壁上设有与所述桶壁螺纹可以旋合并紧密适配的筒底螺纹，所述底部绝缘密封盖与所述绝缘筒底端面相接段的底部绝缘密封盖的厚度为绝缘筒壁厚的1/20—1/6，所述芯体包括绝缘套筒、绝缘隔块、电极片、第一非线性电阻、电感、导电簧和导电片，在复合外套内介于高压螺栓与接地螺栓之间的等效电路由选频间隙放电电路和第二非线性电阻、导电助推盘片及第三非线性电阻串联构成，所述选频间隙放电电路由间隙支路和电感、第一非线性电阻串联组成的阻抗支路并联而成，该等效电路的一端与高压螺栓相接，其另一端与接地螺栓相接。