一种波纹结构的金属氧化锌避雷器用防爆板的制作方法

本发明涉及一种避雷器用防爆板，尤其是涉及一种波纹结构的金属氧化锌避雷器用防爆板。

背景技术：

随着能源互联网和智能电网等新的具有战略意义的电力技术的快速发展，金属氧化物避雷器相较于传统类型的避雷器具有过电压后残压低、绝缘配合容易实现、无续流、陡波响应特性好以及通流容量大等优点，使得其在现代电力系统中应用逐渐增多。然而，在实际电网运行中，安装在户外的金属氧化物避雷器工作环境恶劣，长期受日晒、雨雪、风沙、温度和海拔变化大等自然环境的影响，串接结构的moa内部易发生局部单元受潮或电阻片裂化等缺陷。

金属氧化物避雷器（moa）设备出现密封失效等问题后，其内部微压力会发生泄漏，导致外界潮气进入金属氧化物避雷器内部引起受潮故障等问题。因此，检测避雷器内部微压力情况具有重要意义。现有的moa内部微压力检测技术有水煮法、卤素检测法、核磁谱检测法、泄漏电流法等方法，但存在以下问题：①moa压力检测系统会影响封闭气室的气密性；②受压元件易产生金属疲劳或橡胶老化；③测量元件不够精确；④制作工艺复杂。

技术实现要素：

为解决防爆板内压测量难，精度不够、破坏气室气密性以及制作复杂等现有技术问题，本发明提供一种波纹结构的金属氧化锌避雷器用防爆板，具体如下：

一种波纹结构的金属氧化锌避雷器用防爆板，所述防爆板设于避雷器顶部并密封，包括防爆板和压力检测装置，所述防爆板顶面中心位置呈球面凸起，自中心向外设置两道等间距布置，且与球面凸起同心的环形波纹凸起，所述防爆板是铍青铜材质，所述压力检测装置包括应变片和变量转换装置，在所述环形波纹凸起表面还铺设有应变片，所述应变片与变量转换装置电连接，所述变量转换装置能将应变片形变量转换为避雷气室内部压力。

在上述技术方案的基础上，进一步的，所述中心球面凸起顶点处高5mm，所述环形波纹凸起顶点处高3mm。通过ansys结构仿真计算证明当防爆板厚度设为0.3mm时，其爆破强度与厚度0.8mm无波纹单面玻璃纤维覆铜板防爆板相近。

在上述技术方案的基础上，进一步的，所述的变量转换装置包括应变片形变测量电路、数字信号滤波电路与变换和数字信号编码与调制电路，所述应变片形变量依次通过前述电路最终输出避雷器内部压力信号。

在上述技术方案的基础上，进一步的，所述应变片形变依次通过前述电路最终输出避雷器内部压力信号，是所述的应变片形变与电压输出成线性关系，经过数字信号滤波与变换电路，线性系数为0.001mm/0.03v，通过ansys有限元仿真计算，当波纹防爆板受均布压差时，应变片发生的形变量y（单位：mm）与避雷器气室内外气体压力差p（单位：mpa）满足非线性关系：。

本发明的优点在于，如下所述：

1）使用寿命长，经济性高。铍青铜是一种具有高硬度的弹性敏感元件，不仅具有高疲劳极限，还具有良好的耐蚀性和耐磨性，导热性和导电性俱佳。本发明中使用铍青铜制成的波纹膜片，一方面其弹性敏感性有利于体现moa密闭气室的受压情况；另一方面其高疲劳极限有利于增加微压力检测装置的使用寿命。

2）气密损害降低。本发明使用的一种新型波纹结构的金属氧化锌避雷器用防爆板，在生产阶段即压制成一体化结构，大大降低了漏气点产生的概率，减少气密损坏。

3）实现防爆配合。本发明使用的一种考虑应力配合的金属氧化物避雷器微压力检测系统在正常运行时，加装压力检测系统一方面能够完成微正压测量，另一方面也没有改变防爆板的承压能力：在moa内部气压过高发生爆炸时，一体化防爆板即发生爆炸。

4）检测精度高。本发明采用的微压力监测系统，经应变形变测量、数字信号滤波与变换、编码与调制，实现了应变片形变和微压力检测系统的输出值的定量描述，建立了应变片形变量和moa内部微压力值一一对应的关系，测量具有高稳定性和高精确性。

附图说明

图1是本发明的密封气室内外压力平衡时的一体化防爆板图；

图2为本发明的密封气室内部具有微正压时的一体化防爆板图；

图3为本发明的水平剖面图；

图4为本发明的一体化防爆板的不同工作状态下纵向位移h；

图5为本发明的微压力检测装系统图；

图6为本发明的应变片形变量与避雷器气室内外气体压力差关系曲线；

图7为本发明的于避雷器的加装位置图。

附图标记说明：

1-防爆板；2-球面凸起；3-波纹凸起；4-外边沿；5-应变片；6-变量转换装置；7-应变片形变测量电路；8-数字信号滤波与变换；9-数字信号编码与调制电路。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的实例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的原件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1、2所示，本发明提供一种波纹结构的金属氧化锌避雷器用防爆板，所述防爆板1设于避雷器顶部并密封，包括防爆板1和压力检测装置，所述防爆板1顶面中心位置呈球面凸起2，自中心向外设置两道等间距布置，且与球面凸起2同心的环形波纹凸起3，为使防爆板1的形变可被应变片5检测，所述防爆板1是铍青铜材质，所述压力检测装置包括应变片和变量转换装置，在所述环形波纹凸起表面还铺设有应变片，所述应变片5与变量转换装置6电连接，所述变量转换装置6能将应变片5形变量转换为避雷器内部压力信号。

所述中心球面凸起顶点处高5mm，所述环形波纹凸起顶点处高3mm。所述防爆板厚度为0.3mm，其爆破强度与厚度0.8mm无波纹单面玻璃纤维覆铜板防爆板相近。

如图5所示，所述的变量转换装置6包括应变片形变测量电路7、数字信号滤波电路8与变换和数字信号编码与调制电路9，所述应变片5形变量依次通过前述电路最终输出避雷器内部压力信号。

如图4、图6所示，所述应变片形变依次通过前述电路最终输出避雷器内部压力信号，经过数字信号滤波与变换电路，所述的应变片形变与电压输出成线性关系，线性系数为0.001mm/0.03v，通过ansys有限元仿真计算，当波纹防爆板受均布压差时，应变片发生的形变量y与避雷器气室内外气体压力差p满足非线性关系：。

实施例1

所述防爆板1使用时，如图7所示，固定安装于避雷器顶端，避雷器内部充有高纯度n2或sf6气体，其内部压力高于外界大气压，压差约为0.03～0.05mpa。防爆板1边沿与避雷器顶端形成密封，防爆板1如图2所示状态凸起，此时应变片5处于基准形变状态。

当避雷器内部压力泄漏时，防爆板1的形变量会减小，此时防爆板1如图1所示状态，导致防爆板1的环形波纹凸起3形变减小，其上铺设的应变片5检测到的形变对应减小，应变片5的形变量通过变量转换装置输出避雷器内部压力信号，所述变量转换装置的输出是显示屏或输出接口。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。