一种金属氧化物避雷器的电气单元结构制造技术

一种金属氧化物避雷器的电气单元结构，包括主金属氧化物非线性电阻片单元、辅金属氧化物非线性电阻片单元和放电间隙单元，其中：辅金属氧化物非线性电阻片单元和放电间隙单元相并联后与主金属氧化物非线性电阻片单元串联，其特征在于：它还包括一与辅金属氧化物非线性电阻片单元相串联的其电阻值为近似线性的降残压微控元件单元。本实用新型专利技术可有效实现无间隙避雷器结构单元和串间隙避雷器结构单元各自的性能优点，同时避免各自的性能缺点。内部电阻片和间隙参数可完全执行避雷器行业的国标和行业标准，可与所有符合相关标准的常规单极式或三相组合式避雷器安全共用于同一系统，具有强兼容性。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力系统电气设备的过电压冲击保护装置，尤其涉及金属氧化物避雷器(以下简称MOA)的核心元件金属氧化物非线性电阻片(以下简称MOV)。
技术介绍
电力系统中运行的电气设备，承受着各种过电压。有来自外部的雷电过电压和由于系统切合、接地故障、参数发生变化、电磁能产生震荡积聚而引起的内部过电压。这些过电压常损害电气设备的绝缘，造成事故。现有技术中采用单极式或三相组合式MOA来限制雷电过电压和某些内部过电压。由于MOA其核心元件MOV存在工作残压随电流升高而升高的缺点，限制过电压幅值的能力随过电压下电流增大而降低。目前最优质的MOV，其标称压比——5kA，8/20冲击电压峰值/工频阻性1mA电压峰值——均在1.6以上，在大工作电流下其真实限压能力与1mA转变电压测试值存在较大差异，影响性能。现有技术中，MOA结构单元配置采用以下三种方式之一。1、无间隙2、串联间隙3、并联间隙1、无间隙配置单纯以MOV作为限压元件，简单方便。其缺点与MOV本身相同。工作电流升高其残压相应升高，限压能力随电流升高而降低，不利于大电流冲击下的过电压保护，不利于与弱绝缘电气设备进行有效绝缘配合。2、串联间隙配置以放电间隙与MOV串联。此方式利用放电间隙给MOV分压，适当减少MOV的数量，达到了降低残压的目的。其缺点在于放电间隙需要击穿方能工作，而击穿电流远大于1mA，故此类产品对小电流响应不好。另一方面，间隙响应所须时间慢于MOV本身，故此类产品对陡波响应较差。3、并联间隙配置采用部分MOV与放电间隙并联，此并联体再与另一部分MOV串联的方式进行。此方式大电流下利用间隙旁路部分MOV以实现降低残压的目的。但此类产品实用的很少，原因在于间隙放电需要足够高的电压，故并联部分的MOV不能过少；同时间隙灭弧需要足够小的电流，故串联部分MOV也不能过少。两部分MOV的叠加致使该类产品1mA转变电压极高，起始工作电压甚至高于2类串联间隙MOA。因此小电流响应极差，只能用于大冲击的雷电过电压保护，对内部操作过电压不起作用。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种既可以快速高效响应陡波和小电流冲击，又可以在大电流冲击下自动降低残压的过电压限制单元结构，提高MOA整体的保护水平。本技术所提供的一种金属氧化物避雷器的电气单元结构，包括主金属氧化物非线性电阻片单元、辅金属氧化物非线性电阻片单元和放电间隙单元，其中辅金属氧化物非线性电阻片单元和放电间隙单元相并联后与主金属氧化物非线性电阻片单元串联，其特征在于它还包括一与辅金属氧化物非线性电阻片单元相串联的其电阻值为近似线性的降残压微控元件单元。上述的金属氧化物避雷器的电气单元结构，其中主金属氧化物非线性电阻片单元中的金属氧化物非线性电阻片数量大于所述辅金属氧化物非线性电阻片单元的金属氧化物非线性电阻片数量。采用了上述的技术解决方案，以非线性远远小于金属氧化物非线性电阻片的微控元件对无间隙和串间隙两回路进行电流微控，调整两回路接入电路的时机，从而实现小电流下响应快，大电流下自动降低残压的优异工作性能。因此，本技术可有效实现无间隙避雷器结构单元和串间隙避雷器结构单元各自的性能优点，同时避免各自的性能缺点。内部电阻片和间隙参数可完全执行避雷器行业的国标和行业标准，可与所有符合相关标准的常规单极式或三相组合式避雷器安全共用于同一系统，具有强兼容性。附图说明图1是本技术结构的原理图； 图2是本技术的内部结构的实施例示意图。具体实施方式参见附图1，本技术，即一种金属氧化物避雷器的电气单元结构包括主MOV单元A，MOV数量及性能与串联间隙MOV产品相同或相近。辅MOV单元B，MOV数量较少，主要用于小电流下响应工作，方波通流能力可低于A，其余单片性能与A相同或相近。放电间隙单元C，其核心作用为在间隙两极电压足够时，内部绝缘气体电离成为导体从而放电工作。以此核心作用为前提，采用不同形状(平板、自吹、磁吹等)，不同材质(陶瓷、高分子等)隔离元件，用不同性质气体绝缘介质及其它一切有利于放电快速、稳定、安全的结构(如均压、照射等)均可。核心元件——特殊降残压微控元件单元D，其核心作用在于该元件电阻值(或等比阻抗)为近似线性(或虽有一定的非线性但远不及MOV本身非线性强)。以此核心作用，采用各类有一定的耐压能力的元件均可。整个结构的工作原理叙述如下从元件配置上，A+C可视为普通串联间隙MOA单元；A+B可视为普通无间隙MOA单元(但能量吸收能力较低)。在系统电压正常时，无论A-C回路，还是A-B-D回路，其每片MOV均不足非线性转变电压，整个结构为高阻状态，可视为不工作。在系统出现小电流过压时，由于C击穿所需分压不足，C不击穿，A-C回路不工作，电流完全通过A-B-D回路，相当于标准的无间隙MOA工作模式，小电流响应好。在系统出现大电流冲击过压时，由于电流较大，D元件两端分压将急剧上升，瞬间使C放电工作。C放电后其两端电位差回落到零附近，即表示大电流冲击下电流几乎完全通过A-C回路释放，相当于标准的串联间隙MOA工作模式，有效降低冲击残压，提高了保护水平。下面以一个产品结构实例分析本技术的优点。参见图2，金属氧化物避雷器的电气单元结构包括上电极1上端与高压端联接；主MOV单元2主工作MOV，相当于附图1中A；间隙上下电极3、6这里采用自吹铜电极；辅MOV单元4辅工作MOV，相当于附图1中B；特殊降残压微控元件5这里采用线绕无感线性电阻，阻值控制在主辅MOV直流1mA电阻之和的1/100左右；下电极7下端与计数器或接地端联接。本结构除比普通MOA结构单元稍高外，虽原理较复杂，但整体紧凑，电气连线简洁，生产工艺控制容易。本结构可进行无间隙MOA标准中规定的直流1mA测试。因为元件5在1mA这么小的电流下，分压仅为MOV的1/100，对MOV的测试准确性没有影响。同理，也可以进行无间隙MOA标准中规定的0.75泄漏电流测试。因为0.75电压下MOV处于高阻态，元件5分压更小，完全不影响测试的准确性。因此本产品虽然是有间隙结构，但可以测试内部MOV的转变电压和泄漏电流，有效摆脱了目前串联间隙MOA产品成型后无法直观测试内部MOV性能变化，对长期使用后的老化情况无法准确认定的难题。有利于减少事故发生率。本结构根据用户使用具体地点的情况，可调整元件5的阻值，相应控制间隙击穿前的电流值。因为间隙击穿所需要的分压是确定的，因此在元件5的阻值确定的情况下，可以计算或测量出本结构从无间隙型工作转变为有间隙型工作所需的电流大小，在此简称为微控电流。调整元件5的阻值，就可以设定相应的微控电流。工作电流在此微控电流以下，本结构可视为无间隙MOA；工作电流在此微控电流以上，本结构转变为有间隙MOA。根据用户具体的使用环境调整元件5，就可以调整微控电流，使产品起到最好的效果。综上所述，本结构的微控电流是可以自由设定的。在工作电流未达到设定的微控电流时，为无间隙MOA工作模式，保留了MOV本身响应快，环境影响小，小电流响应好等优点。而当过电流超过设定的微控电流后，微控元件起作用，旁路辅工作MOV，自动降低残压，具有大电流下残压极低，保护性能优越的优点。本结构依附图1所示A、B、C三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属氧化物避雷器的电气单元结构，包括主金属氧化物非线性电阻片单元、辅金属氧化物非线性电阻片单元和放电间隙单元，其中：辅金属氧化物非线性电阻片单元和放电间隙单元相并联后与主金属氧化物非线性电阻片单元串联，其特征在于：它还包括一与辅金属氧化物非线性电阻片单元相串联的其电阻值为近似线性的降残压微控元件单元。

【技术特征摘要】
1.一种金属氧化物避雷器的电气单元结构，包括主金属氧化物非线性电阻片单元、辅金属氧化物非线性电阻片单元和放电间隙单元，其中辅金属氧化物非线性电阻片单元和放电间隙单元相并联后与主金属氧化物非线性电阻片单元串联，其特征在于它还包括一与辅金属氧化物非线性电...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥霖，
申请(专利权)人：孔祥霖，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]