【CN209980887U】带接地验电装置的复合外套无间隙金属氧化物避雷器【专利】

各种型号的金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器型号说明：一、有机复合外套无间隙氧化物避雷器有机复合外套无间隙氧化物避雷器采用通流能力较强的氧化锌非线性电阻片叠加组装，密封于外套腔内，无任何放电间隙。

在正常持续运行电压状态下，避雷器不动作，呈高阻状态。

当大气过电压或操作过电压的幅值超过一定范围时，避雷器导通。

由于氧化锌电阻片优良的非线性伏安特性，导通后其两端的残压被抑制在被保护设备的绝缘安全值以下，从而使电气设备受到保护。

氧化锌电阻片通流容量大，保护残压低，电压响应迅速，是近十余年兴起的高性能新型限压元件。

优点：有机复合外套是我国硅橡胶复合绝缘子技术在避雷器外套上的应用。

由于采用硅橡胶外套，从根本上消除了瓷套式避雷器可能存在的外瓷套爆裂现象，并提高了防潮、耐污、抗老化、散热等性能，同时体积小重量轻，免于维修。

因此，该产品聚集了有机外套和氧化锌电阻片的全部优点，是新型的过电压保护电器。

二、带脱离装置的复合外套无间隙氧化锌避雷器脱离装置是避雷器本体所带的一种自我保护装置，通常接在避雷器的底部，避雷器通过其接地。

当避雷器在系统雷击或操作过电压下泄放能量，外界电动力、机械力及环境温度变化等综合作用时，脱离器不会动作，即避雷器正常工作时，脱离装置不影响其工作。

当避雷器自动运行的稳定性受到损坏，或避雷器已经损坏时，脱离器迅速工作，将避雷接地线断开，避雷器电位悬空，退出运行。

优点：安秒特性稳定、反应快、灭弧效果好、分断能力强、工作可靠性高、体积小、密封性好、为故障避雷器提供了明显标记、便于迅速发现故障点并及时维修。

三、金属氧化物避雷器外形尺寸避雷器型号D（mm）h（mm）H（mm）伞数重量（kg）YH5WS1-17/50 90 190 260 5 1.5YH5WZ1-17/45 92 190 260 5 1.7避雷器型号D（mm）h（mm）H（mm）伞数重量（kg）YH5WS1-17/50L 90 210 286 6 1.8YH5WZ1-17/45L 92 220 296 6 2.0交流无间隙金属氧化物避雷器技术性能指标典型的电站型和配电型避雷器电气特性GB11032产品型号系统额定电压kv（有效值）避雷器额定电压kv（有效值）避雷器持续运行电压kv（有效值）陡波冲击电流下残压kv（峰值）雷电冲击电流下残压kv（峰值）操作冲击电流下残压kv（峰值）4/10us大电流冲击耐受kv（峰值）直流1mA电压kv不小于2ms方波电流峰值A不小于YH5WS-5/15 3 5 4.0 17.3 15.0 12.8 65 7.5 75(150) YH5WS-10/30 6 10 8 34.6 30 25.6 65 15 75(150)YH5WS-17/50 10 17 13.6 57.5 50 42.5 65 25(26) 75(150) YH5WS-17/50L 10 17 13.6 57.5 50 42.5 65 25(26) 75(150) Y5WS-17/50 10 17 13.6 57.5 50 42.5 65 25(26) 75(150) YH5WZ-5/13.5 3 5 4.0 15.5 13.5 11.5 65 7.2 150(200) YH5WZ-10/27 6 10 8 31 27 23.0 65 14.4 150(200) YH5WZ-17/45 10 17 13.6 51.8 45 38.3 65 24 150(200) YH5WZ-51/134 35 51 40.8 154 134 114 100 73(76) 400(600) 注：括号内为企业内控参数，下同。

专利名称：有机复合外套无间隙金属氧化物避雷器专利类型：实用新型专利
发明人：陈舒娟,张永盛,何计谋,王大军
申请号：CN97201747.X
申请日：19970314
公开号：CN2293888Y
公开日：
19981007
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：电力机车用有机复合外套无间隙金属氧化物避雷器,由硅橡胶外罩与内衬支撑筒固接构成的有机复合外套,氧化锌电阻片芯体及动态紧固防振盘座组成,外套与芯体之间的空腔突破传统避雷器充入保护气体的旧工艺,采用真空灌注绝缘导热材料,全密封固体绝缘结构,上下盘座为动态密封紧固结构,该新型避雷器重量轻,绝缘性能好,机械强度高,耐污秽,抗振能力强,安全防爆,适合机车顶部安装。

满足电力牵引准高速要求及各种环境条件使用。

申请人：郑州铁路局西安计量管理所,西安铁路分局西安机务段西安电瓷研究所
地址：710054 陕西省西安市友谊东路7号
国籍：CN
代理机构：铁道部科技情报所铁路专利咨询服务中心
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220kV交流系统电站用复合外套无间隙金属氧化物避雷器设计优化摘要交流系统电站用复合外套无间隙金属氧化物避雷器（以下简称避雷器），在挂网运行过程中，靠近避雷器上端的电阻片需承受更高的电压，长期运行过程中，上端电阻片会加速老化损坏，进而导致避雷器内其他电阻片的承担电压升高，最终导致避雷器整体快速老化，影响避雷器寿命。

本文通过有限元方法进行电位分布计算，并对220kV交流系统电站用复合外套无间隙金属氧化物避雷器设计优化，最终优化设计后的避雷器，改善了电阻片的电位分布，保证了避雷器的设计质量。

关键词避雷器；电位分布；优化1 引言220kV交流系统电站用复合外套无间隙金属氧化物避雷器（以下简称避雷器）具有优良的非线性伏安特性，在持续运行电压下，避雷器呈现高阻状态，避雷器中流过的电流很小；当系统出现过电压时，避雷器呈现低电阻状态（即导通状态），此后系统电压恢复正常后，避雷器又恢复高阻状态。

用于保护其他设备免受雷电冲击造成损坏。

据统计，电位分布不均匀引起避雷器损坏是避雷器损坏的重要原因之一。

由于金属法兰对地、带电部件的杂散电容等因素，导致避雷器各个电阻片电位分布不均。

电压分担率高的电阻片，由于长期施加高压导致最先老化损坏，进而导致避雷器内其他电阻片的承担电压升高，最終导致避雷器整体快速老化，影响避雷器寿命。

进行避雷器的电位分布计算及优化避雷器设计，对避雷器及整个电力系统的安全运行都具有非常重要的意义[1]。

2 原避雷器电位分布计算原避雷器的设计模型及电位分布计算如图1所示，在避雷器上端施加高电压，下端法兰及底架电压0V，其中绝缘筒、复合外套、螺栓等均做了简化处理。

通过数据分析，避雷器内承担电压最高的电阻片达到122%，对避雷器的长时间运行极为不利，长期运行易导致避雷器快速老化。

3 避雷器优化设计本避雷器的优化设计主要为对避雷器的均压环的高度、直径、截面直径，进行优化设计，优化设计后，保证避雷器性能达到最优电位分布。

各种型号的金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器型号说明：一、有机复合外套无间隙氧化物避雷器有机复合外套无间隙氧化物避雷器采用通流能力较强的氧化锌非线性电阻片叠加组装，密封于外套腔内，无任何放电间隙。

在正常持续运行电压状态下，避雷器不动作，呈高阻状态。

当大气过电压或操作过电压的幅值超过一定范围时，避雷器导通。

由于氧化锌电阻片优良的非线性伏安特性，导通后其两端的残压被抑制在被保护设备的绝缘安全值以下，从而使电气设备受到保护。

氧化锌电阻片通流容量大，保护残压低，电压响应迅速，是近十余年兴起的高性能新型限压元件。

优点：有机复合外套是我国硅橡胶复合绝缘子技术在避雷器外套上的应用。

由于采用硅橡胶外套，从根本上消除了瓷套式避雷器可能存在的外瓷套爆裂现象，并提高了防潮、耐污、抗老化、散热等性能，同时体积小重量轻，免于维修。

因此，该产品聚集了有机外套和氧化锌电阻片的全部优点，是新型的过电压保护电器。

二、带脱离装置的复合外套无间隙氧化锌避雷器脱离装置是避雷器本体所带的一种自我保护装置，通常接在避雷器的底部，避雷器通过其接地。

当避雷器在系统雷击或操作过电压下泄放能量，外界电动力、机械力及环境温度变化等综合作用时，脱离器不会动作，即避雷器正常工作时，脱离装置不影响其工作。

当避雷器自动运行的稳定性受到损坏，或避雷器已经损坏时，脱离器迅速工作，将避雷接地线断开，避雷器电位悬空，退出运行。

优点：安秒特性稳定、反应快、灭弧效果好、分断能力强、工作可靠性高、体积小、密封性好、为故障避雷器提供了明显标记、便于迅速发现故障点并及时维修。

三、金属氧化物避雷器外形尺寸避雷器型号D（mm）h（mm）H（mm）伞数重量（kg）YH5WS1-17/50 90 190 260 5 1.5 YH5WZ1-17/45 92 190 260 5 1.7避雷器型号D（mm）h（mm）H（mm）伞数重量（kg）YH5WS1-17/50L 90 210 286 6 1.8 YH5WZ1-17/45L 92 220 296 62.0交流无间隙金属氧化物避雷器技术性能指标典型的电站型和配电型避雷器电气特性GB11032产品型号系统额定电压kv（有效值）避雷器额定电压kv（有效值）避雷器持续运行电压kv（有效值）陡波冲击电流下残压kv（峰值）雷电冲击电流下残压kv（峰值）操作冲击电流下残压kv（峰值）4/10us大电流冲击耐受kv（峰值）直流1mA电压kv不小于2ms方波电流峰值A不小于YH5WS-5/15 3 5 4.0 17.3 15.0 12.8 65 7.5 75(150) YH5WS-10/30 6 10 8 34.6 30 25.6 65 15 75(150) YH5WS-17/50 10 17 13.6 57.5 50 42.5 65 25(26) 75(150) YH5WS-17/50L 10 17 13.6 57.5 50 42.5 65 25(26) 75(150) Y5WS-17/50 10 17 13.6 57.5 50 42.5 65 25(26) 75(150) YH5WZ-5/13.5 3 5 4.0 15.5 13.5 11.5 65 7.2 150(200) YH5WZ-10/27 6 10 8 31 27 23.0 65 14.4 150(200) YH5WZ-17/45 10 17 13.6 51.8 45 38.3 65 24 150(200) YH5WZ-51/134 35 51 40.8 154 134 114 100 73(76) 400(600) 注：括号内为企业内控参数，下同。

机车用复合外套无间隙氧化锌避雷器可靠性分析摘要：电气化铁路机车运行条件严酷，在运行中震动大、污移严重、温度变化范围大、海拔高度落差大等特点。

对复合外套无间隙避雷器（以下简称避雷器）的性能、结构、密封及避雷器所承受的抗弯负荷等提出了更高的要求，因此对避雷器进行系统分析，从而验证其各自的性能质量的可靠性。

关键词：无间隙氧化锌避雷器、结构、制造、运行、可靠性。

Abstract: The operation conditions of electrified locomotive for railway is very severe, featured with strong vibration, high pollution, big temperature variation, great difference in altitude etc. So it has much high requirements for polymer housed gapless surge arrester (hereafter called surge arrester) in performance, structure, sealing and the bending load withstood by surge arrester. Therefore a system analysis is needed for surge arrester in order to verify the reliability of all performances and quality.Key words: Gapless ZnO Surge Arrester, Struture, Reliability1. 引言机车用复合外套无间隙氧化锌避雷器（以下简称CMOA）的可靠性，涉及面很广，本文所谈的可靠性，主要是指CMOA在机车上必须有可靠的运行。

无间隙金属氧化物避雷器说明书一、产品概述无间隙金属氧化物避雷器是一种用于保护电力系统设备免受雷击影响的重要装置。

它采用金属氧化物电阻材料制成，具有快速响应、高能力吸收和长寿命等优点。

二、产品结构无间隙金属氧化物避雷器由外壳、中心引线、金属氧化物电阻体和压盖等主要部件组成。

外壳采用高强度绝缘材料制成，能够有效地隔离外界环境。

中心引线连接避雷器与电力系统设备，起到引导雷电电流的作用。

金属氧化物电阻体是避雷器的核心部分，能够在雷电冲击下迅速吸收电能，并将其导向地面。

压盖用于固定金属氧化物电阻体和保护避雷器内部结构。

三、产品特点1. 快速响应：无间隙金属氧化物避雷器能够在微秒级别内响应雷电冲击，快速导向雷电电流，避免电力系统设备受到损害。

2. 高能力吸收：金属氧化物电阻体具有高能量吸收能力，能够有效地吸收雷电冲击产生的能量，保护电力系统设备免受损害。

3. 长寿命：无间隙金属氧化物避雷器采用优质材料制成，具有良好的耐久性和稳定性，能够长时间稳定工作。

4. 安全可靠：避雷器内部采用多重保护措施，能够有效地防止火灾和爆炸等安全事故发生。

四、产品安装与使用1. 安装位置：无间隙金属氧化物避雷器应安装在电力系统设备的进线侧，以确保能够及时吸收雷电冲击。

2. 安装要求：安装时应保持避雷器与设备之间的连接导线短而粗，以减小电流通过的电阻，提高避雷器的响应能力。

3. 使用注意事项：使用过程中应定期检查避雷器的运行状态，如发现异常应及时更换。

同时，避雷器应避免受到过大的机械冲击，以免影响其正常工作。

五、产品维护与检修1. 维护要求：无间隙金属氧化物避雷器无需常规维护，但应定期进行检查，确保其外壳完好无损，内部结构正常。

2. 检修方法：如遇到避雷器损坏或失效，应及时更换。

更换时应按照相关规定进行操作，并确保新避雷器符合要求。

3. 检修周期：无间隙金属氧化物避雷器一般建议每年进行一次检修，以确保其正常工作状态。

六、产品注意事项1. 请勿在避雷器表面涂抹任何物质，以免影响其正常工作。

金属氧化物避雷器安装使用说明书一概述 (1)二正常使用条件 (1)三型号及意义 (1)四复合外套金属氧化物避雷器主要技术参数 (2)1、电站用无间隙金属氧化物避雷器 (2)2、配电用无间隙金属氧化物避雷器 (3)3、并联补偿电容器用无间隙金属氧化物避雷器 (3)4、发电机、电动机、电机中性点保护用无间隙金属氧化物避雷器 (4)5、变压器中性点用无间隙金属氧化物避雷器 (5)6、带串联间隙的金属氧化物避雷器 (5)7、电气化铁道无间隙的金属氧化物避雷器 (6)8、线路用复合外套无间隙的金属氧化物避雷器 (6)五复合外套金属氧化物避雷器外形结构及安装尺寸图 (7)六瓷外套金属氧化物避雷器 (11)七瓷外套金属氧化物避雷器外形结构及安装尺寸图 (13)八用户须知 (16)金属氧化物避雷器简介一、 概述金属氧化物避雷器（MOA ）是用于保护输变电设备的绝缘免受过电压危害的重要保护 电器，它具有响应快、伏安特性平坦、性能稳定、通流容量大、残压低、寿命长、结构简 单等优点，广泛使用于发电、输电、变电、配电等系统中。

复合外套金属氧化物避雷器是用硅橡胶复合材料做外套，和传统的瓷外套避雷器相 比，具有尺寸小、重量轻、结构坚固、耐污性强、防爆性能好等优点。

本厂产品规格齐全，各类繁多。

不但有各种常规产品，而且各种非标的、大容量的、 大爬距的、高原防污的、全绝缘内出线式的等都可生产。

本厂避雷器产品采用标准为：IEC60099-4: 1991、GB11O32-2OO0 JB/T6479-1992。

为适应国际市场的需要，本厂还可以按英标、美标或出口商指定的技术标准进行生产。

二、 正常使用条件1、 环境温度不低于—40°C ，不高于+ 40°C ；2、 海拔高度不超过2000m （瓷套式不超过1000 m ）;3、 电源频率不小于48 Hz 、不大于62 Hz ;4、 安装地点凤速不超过35m/s ；5、 长期施加在避雷器上的工频电压不超过避雷器的持续运行电压（无间隙 MOA 或 额定 电压（串联间隙MO ）6、 地震裂度8度以下地区；三、 型号及意义x-U )四、复合外套金属氧化物避雷器主要技术参数--------------------上用嶄無-霍电姐z- trt# R -帕注：带*者为旧标准型号注：带*者为旧标准型号注：带*者为旧标准型号4、发电机、电动机、电机中性点用无间隙金属氧化物避雷器注：带*者为旧标准型号注：带“*”者为旧标准型号注：带“*”者为旧标准型号HY10WT-42/12027.5 42 34.0 66 100 400 138 120 98 12、13 HY10WT-41/11527.54132.8661004001331159412、138线路用复合外套无间隙金属氧化物避雷器、、、、技术参数 产品型号电机 额定 电压 避雷器 额定 电压 避雷器 持续运 行电压直流参 考电压 KV > 大电流 冲击耐 压KA 2ms 方 波电 流 A >陡波 冲击 残压 雷电 冲击 残压 操作 冲击 残压图 号KV （有效值） KV （峰值）wHY5WX-17/50 10 17 13.6 25 65 400 57.5 50 42.5 6 HY5WX-42/134 35 42 23.8 73 65 400 154 134 114 15、16 HY5WX-51/134 35 51 40.8 74 65 400 154 134 114 15、16 HY5WZ-52.7/134 35 52.7 42.2 74 65 400 154 134 114 15、16 HY10WX-54/14035 54 43.2 76 65 400 161 140 120 15、16 HY5WX-54/150355443.2806540016915012815、16避雷器接线示意图避雷器是一种 常用的过电压保护 设备。

10kV交流输电线路用复合外套无间隙金属氧化物避雷器1范围本文件规定了10kV交流输电线路用复合外套无间隙金属氧化物避雷器的术语和定义、环境要求、技术要求、试验方法、检验规则、标志、运输及贮存。

本文件适用于10kV交流输电线路下限制瞬态过电压而设计的复合外套无间隙金属氧化物避雷器。

2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

3术语和定义GB/T311.1，GB/T2900.12—2008，GB/T2900.19—1994，GB/T26218.1—2010界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1无间隙金属氧化物避雷器metal-oxide surge arrester without gaps由装在具有电气和机械连接端子外套中的非线性金属氧化物电阻片串联和(或)并联组成且无并联或串联放电间隙的避雷器。

3.2外套housing用以提供爬电距离，机械强度并保护内部部件不受环境影响的避雷器外绝缘部件。

4分类和使用环境4.1分类根据标称放电电流的大小和是否带脱离器可将避雷器分为：a)10kV等级DH(10KA)复合外套无间隙避雷器(不带脱离器)；b)10kV等级DH(10KA)复合外套无间隙避雷器(带脱离器)；c)10kV等级DM(5KA)复合外套无间隙避雷器(不带脱离器)；d)10kV等级DM(5KA)复合外套无间隙避雷器(带脱离器)。

4.2使用环境避雷器的使用环境如下：a)系统额定电压:交流10kV；b)额定频率：50Hz；c)系统可能出现的最高电压：≤交流17kV；d)系统接地方式:有效或非有效接地；不接地：e)系统短路水平“高压侧)：16kA；f)拔高度：≤2000m；g)环境温度:最高日温度40℃，最低日温度-40℃，最大日温差25K，最热月平2均温度30℃，最高年平均温度为20℃(或项目单位提供）；h)环境湿度:日相对湿度平均值≤95%，月相对湿度平均值≤90%；i)污秽等级：e级；j)耐地震能力:地面水平加速度2m/S2，正弦共振三个周期安全系数≥1.67；k)风速:离地面高10m处，维持10min的平均最大风速不超过35m/s，l)安装地点:户外；m)最大覆冰厚度：20mm；n)太阳强度：0.1W/cm2。