阅读说明：本技术 一种真空放电管及使用该真空放电管的避雷器 (Vacuum discharge tube and lightning arrester using same ) 是由 胡可 袁端磊 徐铭辉 唐猛 王红庆 王海燕 华争祥 朱晨光 于 2018-05-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种真空放电管及使用该真空放电管的避雷器,真空放电管包括具有真空腔体的外壳体,外壳体上设有在所述真空腔体中对应间隔布置以形成真空间隙的上、下电极,外壳体包括绝缘筒体和与绝缘筒体两端部密封配合以形成所述真空腔体的上、下端盖,所述上、下端盖上对应地密封穿装有所述上、下电极。安装时,通过将上端盖与下端盖密封安装在筒体的两端的同时,也将上、下电极的一端伸入真空放电管中,完成真空放电管的组装,装配过程简单方便。(The invention provides a vacuum discharge tube and a lightning arrester using the vacuum discharge tube, wherein the vacuum discharge tube comprises an outer shell with a vacuum cavity, the outer shell is provided with an upper electrode and a lower electrode which are correspondingly arranged in the vacuum cavity at intervals to form a vacuum gap, the outer shell comprises an insulating cylinder and an upper end cover and a lower end cover which are in sealing fit with two end parts of the insulating cylinder to form the vacuum cavity, and the upper electrode and the lower electrode are correspondingly and hermetically penetrated on the upper end cover and the lower end cover. During installation, the upper end cover and the lower end cover are hermetically installed at the two ends of the cylinder body, and one ends of the upper electrode and the lower electrode extend into the vacuum discharge tube, so that the vacuum discharge tube is assembled, and the assembly process is simple and convenient.)

一种真空放电管及使用该真空放电管的避雷器

技术领域

本发明涉及一种真空放电管及使用该真空放电管的避雷器。

背景技术

避雷器是电力系统过压保护最常用的设备，在10kV配电线路中，10kV避雷器更是大量应用。目前市场上的避雷器主要包含无间隙避雷器与串联空气间隙避雷器，无间隙避雷器在正常运行条件下承受系统电压而存在泄漏电流的情况，易引起非线性电阻片（避雷器中的主要功能单元）老化而缩短避雷器使用寿命。串联空气间隙避雷器包括空气间隙和电阻片，空气间隙是由裸露在空气中的相对间隔布置的两个电极构成的，空气间隙易受户外环境影响，造成间隙击穿特性不稳定，影响避雷器整体使用性能。

现有技术中存在的真空间隙避雷器的结构，如授权公告号为CN201629490U的一篇实用新型专利所示，真空间隙避雷器包括筒身，筒身外设有硅橡胶外套，筒身的内部由上至下设置有真空放电管和与真空放电管相连的电阻片，在真空放电管的上端设有上引出电极，在电阻片的下端连接有接地电极，使用时，当电压过高时，大电流首先将真空放电管击穿，真空放电管内形成短路，电流通过真空放电管与电阻片流入接地电极，实现对电力系统的保护。

现有技术中真空放电管的工作原理如申请公布号为2010年11月24日、申请公布号为CN101894722A的一篇发明专利所示，真空放电管包括形成真空腔体的外壳，外壳上装配有上、下两个电极，上、下两个电极之间间隔设置而形成真空间隙，真空间隙为真空放电间隙，用来被击穿以导通上、下电极。下电极与电阻片相连，电阻片的下方连接有接地电极，上电极的上端接引出极，使用过程中，当上下电极间电压过大时，真空间隙被击穿，上下电极导通，将外部的大电流引至电阻片及接地电极上，实现过压防护。现有技术中基于上述工作原理的真空放电管结构较为复杂，安装不方便，不利于生产制作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的装配较为方便的真空放电管，还提供了一种使用该真空放电管的避雷器。

为实现上述目的，本发明真空放电管的技术方案是：

真空放电管的方案一：一种真空放电管，包括具有真空腔体的外壳体，外壳体上设有在所述真空腔体中对应间隔布置以形成真空间隙的上、下电极，外壳体包括绝缘筒体和与绝缘筒体两端部密封配合以形成所述真空腔体的上、下端盖，所述上、下端盖上对应地密封穿装有所述上、下电极。

本发明的有益效果是：本发明提供的真空放电管中，上电极密封穿装于上端盖上，下电极密封穿装于下端盖上，安装时，通过将上端盖与下端盖密封安装在筒体的两端的同时，也将上、下电极的一端伸入真空放电管中，完成真空放电管的组装，装配过程简单方便。

真空放电管的方案二：在方案一的基础上，所述上、下端盖中的至少一个在绝缘筒体上压装固定有用于对相应端盖与绝缘筒体连接处进行屏蔽的屏蔽结构。

屏蔽结构被压装在端盖与绝缘筒体之间，在安装时，能够首先将屏蔽结构安装进，最后安装端盖，在安装端盖的同时固定屏蔽结构，安装过程简单方便，屏蔽结构能够对端盖与绝缘筒体之间的连接处进行屏蔽，使连接处的电场均匀。

真空放电管的方案三：在方案二的基础上，所述屏蔽结构为屏蔽筒，该屏蔽筒具有延伸入绝缘筒体中的筒体段及供对应端盖压装以将屏蔽筒固定在绝缘筒体上的外翻沿。

筒体段能够使两电极之间的电场均匀，使放电特性稳定，同时有效屏蔽电极放电时的电弧，使电弧不损伤绝缘筒体，外翻沿能够方便端盖的压装。

真空放电管的方案四：在方案三的基础上，所述筒体段具有与绝缘筒体内壁顶压配合的屏蔽筒径向外凸起。

屏蔽筒径向外凸起与绝缘筒体内壁沿径向方向顶压配合，不仅能够对屏蔽筒进行支撑，防止屏蔽筒在使用时径向晃动，装配真空放电管时，也能够起到对屏蔽筒、对应端盖进行定位的作用，使真空放电管的对应电极顺利的安装至正确的位置。

真空放电管的方案五：在方案三的基础上，所述外翻沿的朝向对应端盖的侧面上设有环形定位台阶，所述对应端盖具有与环形定位台阶吻合插接的筒形安装段。

安装时，外翻沿上的环形定位台阶与对应端盖上的筒形安装段之间吻合插接，屏蔽筒的环形定位台阶与筒形安装段之间在径向上挡止，对端盖的径向进行定位，进而使电极直接安装至正确的位置，不需要调整，装配过程简单方便。

真空放电管的方案六：在方案三或方案四或方案五的基础上，所述上、下端盖与所述绝缘筒体焊接联接。

真空放电管的方案七：在方案三或方案四或方案五的基础上，所述上、下端盖分别在绝缘筒体上压装固定有所述的屏蔽筒，其中一个屏蔽筒的筒体段延伸至所述真空间隙的周向外侧。

真空放电管的方案八：在方案一到方案五中任意一项的基础上，所述上电极为可沿上下方向活动以调整所述真空间隙大小的可调电极，可调电极外部套装有与可调电极转动配合并向可调电极施加向下作用力的波纹管，波纹管的上端与上端盖顶压配合或固定联接，波纹管的下端与所述可调电极上设有的波纹管定位台阶顶压配合，可调电极上螺旋装配有可调电极安装座，可调电极安装座与所述上端盖上具有的朝上的挡止面顶压配合。

本发明避雷器的技术方案是：

避雷器的方案一：一种避雷器，包括真空放电管及电阻片，真空放电管，包括具有真空腔体的外壳体，外壳体上设有在所述真空腔体中对应间隔布置以形成真空间隙的上、下电极，外壳体包括绝缘筒体和与绝缘筒体两端部密封配合以形成所述真空腔体的上、下端盖，所述上、下端盖上对应地密封穿装有所述上、下电极。

避雷器的方案二：在方案一的基础上，所述上、下端盖中的至少一个在绝缘筒体上压装固定有用于对相应端盖与绝缘筒体连接处进行屏蔽的屏蔽结构。

避雷器的方案三：在方案二的基础上，所述屏蔽结构为屏蔽筒，该屏蔽筒具有延伸入绝缘筒体中的筒体段及供对应端盖压装以将屏蔽筒固定在绝缘筒体上的外翻沿。

避雷器的方案四：在方案三的基础上，所述筒体段具有与绝缘筒体内壁顶压配合的屏蔽筒径向外凸起。

避雷器的方案五：在方案三的基础上，所述外翻沿的朝向对应端盖的侧面上设有环形定位台阶，所述对应端盖具有与环形定位台阶吻合插接的筒形安装段。

避雷器的方案六：在方案三或方案四或方案五的基础上，所述上、下端盖与所述绝缘筒体焊接联接。

避雷器的方案七：在方案三或方案四或方案五的基础上，所述上、下端盖分别在绝缘筒体上压装固定有所述的屏蔽筒，其中一个屏蔽筒的筒体段延伸至所述真空间隙的周向外侧。

避雷器的方案八：在方案一到方案五中任意一项的基础上，所述上电极为可沿上下方向活动以调整所述真空间隙大小的可调电极，可调电极外部套装有与可调电极转动配合并向可调电极施加向下作用力的波纹管，波纹管的上端与上端盖顶压配合或固定联接，波纹管的下端与所述可调电极上设有的波纹管定位台阶顶压配合，可调电极上螺旋装配有可调电极安装座，可调电极安装座与所述上端盖上具有的朝上的挡止面顶压配合。

附图说明

图1为本发明避雷器实施例中真空放电管的示意图；

图2为图1中陶瓷外壳、下端盖和屏蔽筒之间的装配放大图；

图3为本发明避雷器实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的避雷器的具体实施例，如图1至图3所示，避雷器包括非线性电阻片15和真空放电管14。真空放电管14包括轴线沿上下方向延伸的筒状的陶瓷外壳1，在陶瓷外壳1的下端密封装配有下端盖2，下端盖2通过铅锡焊焊接在陶瓷外壳1的下端端面上，由图2中可以看出，下端盖2开口的一端具有向外折弯后向上延伸的折弯段13，该折弯段13与陶瓷外壳通过铅锡焊焊接相连。在下端盖2的中间位置穿装有固定电极3，本实施例中，下端盖2的材质为金属，固定电极3通过焊接的方式固定在下端盖上，金属材质的下端盖具有一定的强度，除了起到固定电极的作用外，还能起到保护真空放电管内的结构、防止内部结构受损的作用。固定电极3的上端位于陶瓷外壳1内，下端位于下端盖的下方，固定电极的上端为环板结构，下端用来与非线性电阻片15接触导电。真空放电管还设有屏蔽筒4，屏蔽筒4包括筒体段41，筒体段41位于固定电极3和可调电极7之间间隙的***，筒体段41的外侧具有屏蔽筒径向外凸起5，屏蔽筒径向外凸起5与陶瓷外壳1的内壁沿筒体段41的径向接触挡止，通过接触挡止的作用力支撑筒体段41，使筒体段41不会发生径向晃动，同时屏蔽筒径向外凸起5也起到了对筒体段41的位置进行限定的作用，使筒体段41正好位于陶瓷外壳1的中间位置。屏蔽筒4还包括位于筒体段41下端的外翻沿42，外翻沿42径向向外延伸，装配时，下端盖2将外翻沿42压紧在陶瓷外壳1的下端端面上，在外翻沿42上具有环形定位台阶43，环形定位台阶43所对应的侧面构成圆柱外面44，装配时，下端盖2吻合插装在圆柱外面44的外侧，并使折弯段13压紧环形定位台阶43，之后下端盖2焊接固定在陶瓷外壳1上。本实施例中，下端盖2中与圆柱外面44相配合的部分为筒形安装段。

本实施例中，通过屏蔽筒径向外凸起的作用来定位屏蔽筒的位置，通过屏蔽筒上的环形定位台阶来定位下端盖的位置，由于固定电极固定在下端盖上，也限定了固定电极的位置。本发明中，通过屏蔽筒径向外凸起、环形定位台阶的配合作用，使得装配方便且装配位置准确。

在陶瓷外壳1的上端设有上端盖6，其中上端盖6与陶瓷外壳1上端端面的固定方式与下端盖2与陶瓷外壳1下端端面的固定方式一致，其内容在此不再赘述。上端盖6、下端盖2以及陶瓷外壳1共同围成了密闭腔体，使用时，对该密闭腔体进行抽真空处理而形成真空腔体。在上端盖6与陶瓷外壳1上端端面之间压紧有屏蔽环8，屏蔽环8的压紧方式与屏蔽筒4的压紧方式一致，屏蔽环包括被压紧在上端盖与陶瓷外壳之间的水平环边，屏蔽环的内沿向下延伸形成了环形折边，在环形折边的外侧设有多个与陶瓷外壳的沿径向挡止配合的屏蔽环凸起9。屏蔽环8能够均衡上端盖6与陶瓷外壳1焊接位置的电场。

在上端盖6上开设有中间通孔，在上端盖的上方设置有法兰10，此处法兰作为可调电极安装座用于安装可调电极，法兰10与上端盖的上方具有的挡止面顶压配合。法兰10的下端伸至上端盖6的中间通孔内。法兰10具有内螺纹，在法兰10的内螺纹装配有可调电极7，可调电极7的上端与法兰10螺纹相连，下端伸到陶瓷外壳1内。法兰10的下端延伸至上端盖6的中间通孔内，能够在不增加可调电极7和上端盖6高度的基础上，增加可调电极7与法兰10之间的螺纹连接长度，防止出现滑丝等现象。

本实施例中，可调电极7的下端外径大于上端外径而使可调电极7具有形成波纹管定位台阶的台阶面，在台阶面上转动设置有安装盘12，台阶面能够防止安装盘12沿轴向向下移动。在可调电极7的外部密封套装有波纹管11，波纹管11的上端焊接在上端盖6上（当然，在其他实施例中，波纹管与上端盖之间也可以仅为上下顶压配合的关系），波纹管11的下端顶压在安装盘12上，波纹管11被压紧在安装盘12和上端盖6之间，由于上端盖6被固定在陶瓷外壳1上且波纹管11受压，波纹管11会对安装盘12产生持续的向下作用力，安装盘12对可调电极施加向下作用力并带动法兰10密封安装在上端盖6的上方。

本实施例中，屏蔽筒4位于可调电极7与固定电极3的真空间隙的***，使用时能够使两电极之间的电场均匀，使放电特性稳定，同时有效屏蔽电极放电时的电弧，使电弧不损伤陶瓷外壳1。

本实施例的真空放电管的安装过程如下所示：首先将法兰10、可调电极7、上端盖6和波纹管11组装在一块，将屏蔽环8通过屏蔽环凸起9安装在陶瓷外壳1的一端，之后将法兰10、可调电极7和波纹管11的组合件与陶瓷外壳1焊接固定，实现将屏蔽环8压装在陶瓷外壳1和上端盖6结合处，完成对可调电极7和屏蔽环8的安装固定。再将屏蔽筒4通过屏蔽筒径向外凸起5安装在陶瓷外壳1的另一端，之后，再将下端盖2安装在屏蔽筒4的下端并通过焊接的方式将下端盖2和陶瓷外壳1固定在一起，进而将屏蔽筒4压装在上端盖和下端盖之间。

本实施例中，屏蔽环和屏蔽筒均为屏蔽结构，在上端盖与绝缘筒体之间、下端盖与绝缘筒体之间均设有屏蔽结构，在其他实施例中，可以仅在其中一个端盖与绝缘筒体之间设置屏蔽结构。

当可调电极7与固定电极3之间的间隙距离不同时，真空放电管14的真空击穿电压不同，实际使用时，不同的型号和电压等级的避雷器需要具有不同规格的真空击穿电压值，此时就需要调整可调电极与固定电极之间的间隙距离。以减小可调电极与固定电极之间的间隙距离为例进行阐述，转动可调电极使可调电极在法兰内转动并向下移动，即减小可调电极与固定电极之间的间隙距离，可调电极向下移动后，波纹管也会适当的伸展，但仍然保持对可调电极的顶压和密封。

如图3所示为避雷器的示意图，避雷器包括真空放电管14和非线性电阻片15，安装时，首先将真空放电管14和非线性电阻片15串联放置于绝缘筒16中，由绝缘筒16提供避雷器的整体强度，在绝缘筒的上端固定有上压盖17，下端固定有固定接地极20，在上压盖17和真空放电管的法兰10之间由上到下依次布置有压块18和压紧弹簧19，在固定接地极20与非线性电阻片15的之间布置有导电块21。本实施例的避雷器，由压紧弹簧19提供真空放电管的固定电极与非线性电阻片15之间的压紧作用力，使固定电极与非线性电阻片15良好接触并能够导通，也使非线性电阻片15与导电块21、导电块21与固定接地极20之间的良好接触并导通。真空放电管的可调电极的上端穿过压紧弹簧、压块及上压盖后引出形成了引线极22，最后在绝缘筒的外部浇注复合外套23。

本发明的避雷器，非线性电阻片由真空放电管的真空间隙与用电系统的系统电压隔离，用电系统正常使用时的系统电压不会与非线性电阻片直接相连，不会存在由于泄漏电流而导致非线性电阻片老化的问题，大大提高了避雷器的使用寿命。与现有技术中的空气间隙放电管相比，由于真空放电管为密闭的腔体，腔体内的真空环境不会受到外部的环境影响，使放电管的击穿特性稳定。

本实施例中，陶瓷外壳即为绝缘筒体，在其他实施例中，绝缘筒体的材质可以为其他绝缘材质的筒体。本实施例中，可调电极即为上电极、固定电极即为下电极，在其他实施例中，可调电极与固定电极的上下位置可以互换。屏蔽筒的长度以及半径可以根据实际情况进行改变。本实施例中，屏蔽筒设置在下端盖与绝缘筒体之间，在其他实施例中，可以将屏蔽筒设置在上端盖与绝缘筒体之间。

本发明真空放电管的具体实施例，真空放电管的结构与上述实施例的结构一致，其内容在此不再赘述。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。