[发明专利]电子式高压避雷器

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于电力系统过电压防护的电子式高压避雷器，具体涉及到一种具有大功率TVS管结构，通过多重串、并联方式组合而成的瞬态过电压防护的高压避雷器。

背景技术

目前常用的高压氧化锌避雷器，存在响应速度慢、残压高的问题。瞬态抑制二极管（TVS）是广泛使用的半导体保护器件，它拥有极快的响应时间和较低的箝位电压。TVS作为一种高功率脉冲开关器件，在高功率脉冲与重复频率脉冲功率技术领域有重要应用。同时它被广泛应用于设备保护或电路免受静电、电感性负载切换时产生的瞬变电压，以及雷击感应过电压。TVS二极管可以承受的瞬时脉冲功率可达上百千瓦，其响应时间仅为1ps。但已有的电子式防雷保护器件动作电压低，不能应用于高电压系统。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种新型的电子式高压避雷器，具有高压环境下过电压响应速度快、残压低的优点。

本发明采用如下技术方案实现：

一种电子式高压避雷器，包括多个单级组件（6）、外套（7）、伞

裙（8）；多个单级组件（6）叠加形成串联式结构，封固在外套（7）内，伞裙（8）设置在外套（7）上；所述每个单级组件（6）包括上下两个圆盘形连接电极、大功率TVS管阵列（2）、环氧玻璃钢筒（4）；上下两个圆盘形连接电极分别为第一圆盘形连接电极（1）和第二圆盘形连接电极（5）。

所述上下两个圆盘形连接电极用于连接大功率TVS管阵列，同时用于单级组件的外部连接；所述大功率TVS管阵列（2）采用多个TVS管以串并联方式排列在上下两个圆盘形连接电极之间。

所述环氧玻璃钢筒（4）位于上下两个圆盘形连接电极之间，位于大功率TVS管阵列（2）之外，封闭并保护两电极间的TVS管。

所述环氧玻璃钢筒（4）的侧面开有排气孔（3），用于散发大功率TVS管阵列工作时所产生的热量。

与现有技术相比：本发明所述电子式高压避雷器响应时间比普通高压避雷器快，其响应时间为亚纳秒级，伏安特性优越，基本达到理想的非线性电压箝位特性，且响应后残压比较低。

附图说明

图1是本发明所述的多个单级组件串联后的电子式高压避雷器示意图。

图2是本发明所述电子式高压避雷器中的单级组件结构图。

其中，1-第一圆盘形连接电极，2-大功率TVS管阵列，3-排气孔，4-环氧玻璃钢筒，5-第二圆盘形连接电极，6-单级组件，7-外套，8-伞裙。

具体实施方式

本发明提供一种级联式电子高压避雷器，由多个避雷器单级组件串联构成不同电压等级的高压避雷系统。避雷器单级组件由上下两个圆盘形连接电极、大功率TVS管阵列、环氧玻璃钢筒和排气孔构成。一级大功率TVS管阵列采用多个TVS管并联联结而成，构成单级避雷器组件，再由多个单级组件简单串联而成。

下面结合附图，对本发明作进一步详细的描述。

如附图1所示，本电子式高压避雷器采用串联式结构，每一级提供的保护电压相同，当需要应用在不同电压等级系统中时，可将多级避雷器直接串联使用。

如附图2所示，单级组件6由上下两个圆盘形连接电极（1、5）、大功率TVS管阵列2、环氧玻璃钢筒4、排气孔3组成。其中上下两个圆盘形连接电极为金属材料制成，用于连接大功率TVS管阵列，同时也用于连接外部电路。大功率TVS管阵列由多个TVS二极管串并联而成，TVS的选择应遵循以下原则：TVS的箝位电压不大于被保护元件的最大允许安全电压；TVS的正向浪涌电流与TVS二极管的数量乘积不小于雷电流的大小；在规定的脉冲持续时间内，TVS的最大峰值脉冲功耗必须大于被保护电路内可能出现的峰值脉冲功率；瞬态电压抑制器可以在-55~+150℃之间工作，本发明所述电子式高压避雷器需要TVS在一个变化的温度工作，由于其反向漏电流是随温度增加而增大，功耗随TVS结温增加而下降，从+25℃到+175℃，大约线性下降50%，击穿电压随温度增加，所以选择TVS的型号时需考虑使用现场温度变化对其特性的影响。环氧玻璃钢筒用于封闭并保护大功率TVS管阵列。环氧玻璃钢筒侧面开有排气孔，用于及时排出本发明所述电子式高压避雷器工作时产生的热量。

当雷击本发明所述电子式高压避雷器时，雷电流流过本发明所述电子式高压避雷器，当多个串并联的TVS二极管两极收到反向瞬态高能量冲击时，以10-12s量级速度将其两极间的高阻抗变为低阻抗，同时吸收雷电产生的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个安全值，有效保护输电线路的安全运行。