УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ Российский патент 1999 года по МПК H01C7/12 

Устройство для защиты от перенапряжений относится к электротехнике и предназначено для защиты изоляции электрооборудования высокого напряжения станций и подстанций переменного и постоянного тока от атмосферных и коммутационных перенапряжений.

Известно устройство для защиты от перенапряжений. Оно содержит сердечник, состоящий из блоков распределенного нелинейного резистора, изготовленного из окиси цинка, и алюминиевых блоков. Имеется армированная стеклом эпоксидная оболочка. Оболочка изготовлена путем намотки пропитанного материала на собранные в комплект блоки. Сердечник заключен в полимерный кожух, на поверхности которого выполнены юбки изоляторов.

Недостатком устройства является отсутствие канала для выхода газов, поэтому такая конструкция не обеспечивает необходимую взрывобезопасность.

Известно устройство для защиты от перенапряжений. Оно содержит нелинейный резистор, выполненный в виде параллельных колонок, размещенных в цилиндрическом изоляционном корпусе, заполненном изоляционным теплопроводным материалом, и канал для выхода газов. Канал для выхода газов выполнен в виде коаксиального изоляционному корпусу двухслойного изоляционного цилиндра, а параллельные колонки размещены между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью цилиндра.

Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает необходимую взрывобезопасность, поскольку дуга, образующаяся при перекрытии колонок резисторов в аварийном режиме, и горячие газы, касаясь внутренней поверхности фарфора непосредственно или через небольшой слой изоляционного материала, могут вызвать его разрушение в результате резкого перепада температур. Кроме того, в указанной конструкции приходится применять достаточно толстостенный фарфор из высокопрочной массы, так как прочность обычного фарфора недостаточна для того, чтобы выдержать внутреннее давление газов при перекрытии до срабатывания всей системы взрывобезопасности (внутренний цилиндр - клапан).

Известно устройство для защиты от перенапряжений, принятое за прототип. Оно содержит нелинейный резистор, выполненный в виде по меньшей мере одной колонки, размещенной в цилиндрическом изоляционном корпусе в электроизоляционном теплопроводящем сыпучем материале, и канал для выхода газов, выполненный в изоляционном цилиндре. По всей высоте изоляционного цилиндра размещена перегородка из изоляционного материала, разделяющая его внутреннюю полость на две части, в первой из которых размещен нелинейный резистор в сыпучем электроизоляционном теплопроводящем материале, а во второй - указанный канал для выхода газов.

Недостатком конструкции является необходимость закрепления изоляционной перегородки по всей высоте изоляционного цилиндра, которая может быть больше метра, а также необходимость использования специальных приспособлений при закреплении перегородки по высоте цилиндра. Кроме того, требуется располагать нижнюю часть колонки резисторов на определенном расстоянии от предохранительного клапана для того, чтобы она его не перекрывала. Для этого устанавливают дистанционные прокладки, в качестве которых используют две пластины, поставленные на ребро в виде крестовины, которые своими краями должны опираться на днище, что, в свою очередь, уменьшает диаметр клапана. При заполнении полости с колонкой резисторов электроизоляционным теплопроводным материалом указанный материал может также перекрывать клапан или попасть в полость для выхода газов, если не принять необходимых мер. Все выше сказанное снижает надежность известного устройства.

Изобретение решает задачу улучшения технологичности и повышения надежности конструкции.

Устройство для защиты от перенапряжений содержит внешнюю полимерную изоляционную оболочку, по меньшей мере один предохранительный клапан и изоляционный цилиндр с продольной перегородкой из изоляционного материала, разделяющей его внутреннюю полость на две части, в первой из которых размещен нелинейный резистор, выполненный в виде по меньшей мере одной колонки, а во второй - канал для выхода газов. Для решения поставленной задачи часть внутренней полости изоляционного цилиндра с размещенным в ней нелинейным резистором снабжена поперечной перегородкой, расположенной в нижней части цилиндра между его внутренней стенкой и продольной перегородкой.

Канал для выхода газов снабжен поперечной перегородкой, размещенной в верхней части изоляционного цилиндра между его внутренней стенкой и продольной перегородкой.

Наличие нижней поперечной перегородки позволяет закрепить на ней колонку нелинейных резисторов и образовать совместно с продольной перегородкой пространство (карман), который фиксирует нелинейные резисторы и предотвращает их смещение относительно друг друга, а также не позволяет им перекрыть предохранительный клапан при сборке, размещая колонку резисторов на необходимом расстоянии от него, кроме того, защищает клапан от попадания на него сыпучего теплопроводного материала (в случае его применения). Наличие верхней поперечной перегородки совместно с нижней поперечной перегородкой способствует фиксации продольной перегородки в необходимом месте и положении. Таким образом исключается необходимость применения сложных приспособлений при изготовлении цилиндра с перегородкой. Кроме того, наличие обеих поперечных перегородок позволяет отказаться от технологически сложной проклейки продольной перегородки с двух сторон по всей высоте цилиндра, так как она может быть закреплена на поперечных перегородках. Верхняя поперечная перегородка служит также для крепления контактных дисков и пружины. Таким образом наличие в устройстве изоляционного цилиндра с продольной и двумя поперечными перегородками увеличивает надежность устройства. Кроме того, эта конструкция является более технологичной по сравнению с прототипом.

На фиг. 1 изображен продольный разрез устройства.

На фиг. 2 изображен поперечный разрез устройства.

На фиг. 3 изображен продольный разрез изоляционного цилиндра.

Устройство, изображенное на фиг. 1 и 2 содержит внешнюю изоляционную оболочку 1 из кремнийорганической резины с размещенным в ней изоляционным цилиндром 2 с продольной изоляционной перегородкой 3, отделяющей канал 4 для выхода газов от нелинейного резистора 5, выполненного в данном случае в виде одной колонки. Цилиндр 2 снабжен нижней поперечной перегородкой 6 и верхней поперечной перегородкой 7. В данном конкретном примере изоляционный цилиндр 2 и перегородки 3, 6, 7 выполнены из стеклопластика, при этом толщина стенки цилиндра составляет 5 мм, толщина продольной перегородки 0,5 мм, толщина верхней поперечной перегородки 3 мм, нижней поперечной перегородки 7 мм. Цилиндр 2 снабжен фланцами 8 и герметизирован металлическими крышками 9. Нижняя крышка выполнена с отверстием, которое закрыто предохранительным клапаном 10.

На фиг. 3 изображен цилиндр 2 с продольной изоляционной перегородкой 3, отделяющей полость для выхода газов 4 и образующей "карман" 11 для установки колонки нелинейных резисторов. Перегородка 3 закреплена в нижней 6 и верхней 7 поперечных перегородках, выполненных из металла.

Устройство для защиты от перенапряжений работает следующим образом. В нормальном эксплуатационном режиме на устройство воздействует рабочее напряжение сети. При возникновении перенапряжения в сети устройство их ограничивает до заданной величины в соответствии с вольтамперной характеристикой аппарата. Если произошло повреждение колонки нелинейных резисторов 5, которое перешло в горение дуги тока короткого замыкания, то в пространстве, где горит дуга, начинает резко возрастать давление, перегородка 3 разрушается, освобождая для расширения раскаленных газов полость для выхода газов, которую она ограничивала. Поскольку эта полость имеет непосредственный выход к предохранительному клапану 10, последний, когда давление достигает уровня срабатывания, приходит в действие и сбрасывает давление внутри изоляционного цилиндра 2 наружу, предохраняя устройство от взрывного разрушения.

Применение предлагаемой конструкции позволяет повысить надежность устройства и улучшить его технологичность.

Литература
1 ЕПВ, 0233022, H 01 C 7/12, 19.08.87.

2. Положительное решение от 23.09.96 по заявке на изобретение 95112941/07 от 25.07.95 кл. H 01 C 7/12.

Устройство для защиты от перенапряжений относится к электротехнике и предназначено для защиты изоляции электрооборудования высокого напряжения станций и подстанций переменного и постоянного тока от атмосферных и коммутационных перенапряжений. Устройство для защиты от перенапряжений, содержащее внешнюю полимерную изоляционную оболочку, по меньшей мере один предохранительный клапан, изоляционный цилиндр с продольной перегородкой из изоляционного материала, разделяющей его внутреннюю полость на две части, в первой из которых размещен нелинейный резистор, выполненный в виде по меньшей мере одной колонки, а во второй - канал для выхода газов. Часть внутренней полости изоляционного цилиндра с размещенным в ней нелинейным резистором снабжена поперечной перегородкой, расположенной в нижней части цилиндра между его внутренней стенкой и продольной перегородкой. Изобретение обеспечивает улучшение технологичности и повышение надежности конструкции. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для защиты от перенапряжений, содержащее внешнюю полимерную изоляционную оболочку, по меньшей мере один предохранительный клапан, изоляционный цилиндр с продольной перегородкой из изоляционного материала, разделяющей его внутреннюю полость на две части, в первой из которых размещен нелинейный резистор, выполненный в виде по меньшей мере одной колонки, а во второй - канал для выхода газов, отличающееся тем, что часть внутренней полости изоляционного цилиндра с размещенным в ней нелинейным резистором снабжена поперечной перегородкой, расположенной в нижней части цилиндра между его внутренней стенкой и продольной перегородкой. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что канал для выхода газов снабжен поперечной перегородкой, размещенной в верхней части изоляционного цилиндра между его внутренней стенкой и продольной перегородкой.