[发明专利]一种可变串联间隙复合绝缘金属氧化物避雷器

说明书

本发明公开了一种可变串联间隙复合绝缘金属氧化物避雷器，包括空心绝缘管（2）、包覆于空心绝缘管外侧壁上的伞群套（3）、分别设于空心绝缘管（2）上下两端的第一金属端板（4）及第二金属端板（5）、自上而下轴向设于空心绝缘管（2）内的绝缘容器（6）及层叠设置的氧化锌电阻片（8），绝缘容器及氧化锌电阻片外侧壁均与空心绝缘管形成间隙（9），绝缘容器上端与第一金属端板相连，氧化锌电阻片下端设于第二金属端板；绝缘容器为可伸缩波纹管，并于其内腔轴向设有放电间隙结构。本发明可避免传统金属氧化物避雷器易发生电阻片电老化进而引发热破坏和绝缘击穿问题，也可解决采用固定串联间隙的避雷器在短时过电压消失后的续流电弧问题。

技术领域

本发明涉及电力系统输变电设备过电压保护技术领域，具体涉及一种可变串联间隙复合绝缘金属氧化物避雷器。

背景技术

避雷器用于保护电力系统中电气设备免受雷击过电压的损害或避免由于设备操作所引起的内部过电压损害，是关系到电力系统安全稳定运行的重要保护设备。随着电压等级的提高，雷击过电压和操作过电压问题变得日益突出，提高避雷器的运行性能显得尤为重要。

传统金属氧化物避雷器在结构上一般为多个氧化锌非线性电阻片叠置在两金属电极之间，没有中间间隙。其在电压正常时具有极高的电阻从而呈绝缘状态，而当系统中出现短时过电压时，冲击电流经电阻片入地，电阻片本身的压降（残压）由于其非线性特性则维持在一定范围内，从而使与避雷器并联设备上的过电压幅值得到限制，电气设备得到保护。但是，该结构的金属氧化物避雷器随着运行时间的增长，在长期运行的工频或直流电压以及间断性的雷击过电压、操作过电压作用下，电阻片会逐渐出现劣化和老化现象，造成阻性电流上升，有功功率增大，长期的热效应显著增加，避雷器内部气体压力和温度逐渐增高，当温度长期超过某一极限值时将引起避雷器的热破坏（热崩溃）。即便不出现热破坏现象，但因电阻片的绝缘性能下降，最终可能在一次冲击电压作用下，出现绝缘击穿损坏，从而引起电气设备的跳闸或接地事故。

近年来，金属氧化物避雷器也有采用在氧化锌电阻片与金属电极间设置固定串联间隙的结构形式，由于串联间隙在正常运行时保持绝缘状态，避免了氧化锌电阻片的长期带电运行。当超过系统允许的雷击过电压或操作过电压出现时，串联间隙电气击穿，形成导电电弧，冲击电流经电阻片入地，氧化锌电阻片的限压特性动作，从而与避雷器并联的电气设备得到保护。虽然过电压现象持续时间很短，但在此过程中，由于运行电压一直作用在串联间隙上，当过电压消失后，有些时候串联间隙间的电弧并不能随之熄灭，形成续流电弧现象，串联间隙不能恢复到绝缘状态。此时，电弧持续燃烧，引起避雷器内部温度和气压在短时间内急剧升高，直至发生爆炸，严重影响电力系统的安全稳定运行。

因此，亟需本领域技术人员研究出一种可变串联间隙复合绝缘金属氧化物避雷器，以避免传统金属氧化物避雷器易发生电阻片电老化进而引发热破坏和绝缘击穿的问题，同时还能够解决采用固定串联间隙的避雷器在短时过电压消失后的续流电弧问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的不足，提供了一种可变串联间隙复合绝缘金属氧化物避雷器，从而避免传统金属氧化物避雷器易发生电阻片电老化进而引发热破坏和绝缘击穿的问题，同时还能够解决采用固定串联间隙的避雷器在短时过电压消失后的续流电弧问题，提升金属氧化物避雷器的使用寿命和性能可靠性。

为了达到上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：一种可变串联间隙复合绝缘金属氧化物避雷器，该避雷器包括空心绝缘管、包覆于空心绝缘管外侧壁上的伞群套、分别设置于空心绝缘管上下两端的第一金属端板及第二金属端板、自上而下轴向设置于空心绝缘管内的绝缘容器以及至少二个层叠设置的氧化锌电阻片，所述绝缘容器以及氧化锌电阻片外侧壁均与空心绝缘管内侧壁之间形成间隙，所述绝缘容器上端与第一金属端板相连接，所述氧化锌电阻片下端设于第二金属端板上；

所述绝缘容器为可伸缩波纹管，并于其内腔轴向设有放电间隙结构；