電子式高壓避雷器的制作方法

本發明涉及一種可用于電力系統過電壓防護的電子式高壓避雷器，具體涉及到一種具有大功率tvs管結構，通過多重串、并聯方式組合而成的瞬態過電壓防護的高壓避雷器。

背景技術：

目前常用的高壓氧化鋅避雷器，存在響應速度慢、殘壓高的問題。瞬態抑制二極管（tvs）是廣泛使用的半導體保護器件，它擁有極快的響應時間和較低的箝位電壓。tvs作為一種高功率脈沖開關器件，在高功率脈沖與重復頻率脈沖功率技術領域有重要應用。同時它被廣泛應用于設備保護或電路免受靜電、電感性負載切換時產生的瞬變電壓，以及雷擊感應過電壓。tvs二極管可以承受的瞬時脈沖功率可達上百千瓦，其響應時間僅為1ps。但已有的電子式防雷保護器件動作電壓低，不能應用于高電壓系統。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供一種新型的電子式高壓避雷器，具有高壓環境下過電壓響應速度快、殘壓低的優點。

本發明采用如下技術方案實現：

一種電子式高壓避雷器，包括多個單級組件（6）、外套（7）、傘

裙（8）；多個單級組件（6）疊加形成串聯式結構，封固在外套（7）內，傘裙（8）設置在外套（7）上；所述每個單級組件（6）包括上下兩個圓盤形連接電極、大功率tvs管陣列（2）、環氧玻璃鋼筒（4）；上下兩個圓盤形連接電極分別為第一圓盤形連接電極（1）和第二圓盤形連接電極（5）。

所述上下兩個圓盤形連接電極用于連接大功率tvs管陣列，同時用于單級組件的外部連接；所述大功率tvs管陣列（2）采用多個tvs管以串并聯方式排列在上下兩個圓盤形連接電極之間。

所述環氧玻璃鋼筒（4）位于上下兩個圓盤形連接電極之間，位于大功率tvs管陣列（2）之外，封閉并保護兩電極間的tvs管。

所述環氧玻璃鋼筒（4）的側面開有排氣孔（3），用于散發大功率tvs管陣列工作時所產生的熱量。

與現有技術相比：本發明所述電子式高壓避雷器響應時間比普通高壓避雷器快，其響應時間為亞納秒級，伏安特性優越，基本達到理想的非線性電壓箝位特性，且響應后殘壓比較低。

附圖說明

圖1是本發明所述的多個單級組件串聯后的電子式高壓避雷器示意圖。

圖2是本發明所述電子式高壓避雷器中的單級組件結構圖。

其中，1-第一圓盤形連接電極，2-大功率tvs管陣列，3-排氣孔，4-環氧玻璃鋼筒，5-第二圓盤形連接電極，6-單級組件，7-外套，8-傘裙。

具體實施方式

本發明提供一種級聯式電子高壓避雷器，由多個避雷器單級組件串聯構成不同電壓等級的高壓避雷系統。避雷器單級組件由上下兩個圓盤形連接電極、大功率tvs管陣列、環氧玻璃鋼筒和排氣孔構成。一級大功率tvs管陣列采用多個tvs管并聯聯結而成，構成單級避雷器組件，再由多個單級組件簡單串聯而成。

下面結合附圖，對本發明作進一步詳細的描述。

如附圖1所示，本電子式高壓避雷器采用串聯式結構，每一級提供的保護電壓相同，當需要應用在不同電壓等級系統中時，可將多級避雷器直接串聯使用。

如附圖2所示，單級組件6由上下兩個圓盤形連接電極（1、5）、大功率tvs管陣列2、環氧玻璃鋼筒4、排氣孔3組成。其中上下兩個圓盤形連接電極為金屬材料制成，用于連接大功率tvs管陣列，同時也用于連接外部電路。大功率tvs管陣列由多個tvs二極管串并聯而成，tvs的選擇應遵循以下原則：tvs的箝位電壓不大于被保護元件的最大允許安全電壓；tvs的正向浪涌電流與tvs二極管的數量乘積不小于雷電流的大小；在規定的脈沖持續時間內，tvs的最大峰值脈沖功耗必須大于被保護電路內可能出現的峰值脈沖功率；瞬態電壓抑制器可以在-55~+150℃之間工作，本發明所述電子式高壓避雷器需要tvs在一個變化的溫度工作，由于其反向漏電流是隨溫度增加而增大，功耗隨tvs結溫增加而下降，從+25℃到+175℃，大約線性下降50%，擊穿電壓隨溫度增加，所以選擇tvs的型號時需考慮使用現場溫度變化對其特性的影響。環氧玻璃鋼筒用于封閉并保護大功率tvs管陣列。環氧玻璃鋼筒側面開有排氣孔，用于及時排出本發明所述電子式高壓避雷器工作時產生的熱量。

當雷擊本發明所述電子式高壓避雷器時，雷電流流過本發明所述電子式高壓避雷器，當多個串并聯的tvs二極管兩極收到反向瞬態高能量沖擊時，以10-12s量級速度將其兩極間的高阻抗變為低阻抗，同時吸收雷電產生的浪涌功率，使兩極間的電壓箝位于一個安全值，有效保護輸電線路的安全運行。

技術特征：

技術總結
本發明提供一種電子式高壓避雷器，包括多個單級組件、外套、傘裙；多個單級組件疊加形成級聯式結構，封固在外套內，傘裙設置在外套上；所述每個單級組件包括上下兩個圓盤形連接電極、大功率TVS管陣列、環氧玻璃鋼筒能有效解決目前高壓避雷器對雷電過電壓響應速度慢、保護殘壓高的問題，同時具有大功率TVS管結構，通過多重串、并聯方式組合而成，實現瞬態過電壓的箝位和防護。

技術研發人員：周文俊;夏學智;楊帥;李涵;喻劍輝
受保護的技術使用者：武漢大學
技術研發日：2017.06.13
技術公布日：2017.10.10