УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ Российский патент 2001 года по МПК H01C7/12 

Изобретение 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 [1], содержащее варистор, 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 изоляционного цилиндра, а параллельные колонки размещены между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью цилиндра.

Указанная конфигурация не обеспечивает необходимую взрывобезопасность, поскольку дуга, образующаяся при перекрытии колонок варисторов в аварийном режиме, и горячие газы, касаясь внутренней поверхности фарфора через небольшой слой изоляционного материала, могут вызвать его разрушение в результате резкого перепада температур. 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).

Кроме того, недостатком устройства является то, что в нем необходимо использование изоляционного теплопроводящего сыпучего материала, например кварцевого песка. Наличие песка увеличивает вес и стоимость устройства, его материалоемкость, усложняет технологический процесс сборки устройства, так как необходимо обеспечить чистоту песка и требуемый гранулометрический состав.

Известно устройство для защиты от перенапряжений [2], принимаемое за прототип. Оно содержит варистор, 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 внутреннюю полость на две части, в первой из которых размещен варистор в сыпучем электроизоляционном теплопроводящем материале, а во второй - указанный канал для выхода газов.

К недостаткам устройства относится необходимость использования электроизоляционного теплопроводящего сыпучего материала, что приводит к увеличению веса и стоимости устройства, его материалоемкости, усложнению технологического процесса сборки, так как сыпучий материал (например, кварцевый песок) необходимо предварительно очищать, сушить и обеспечивать требуемый гранулометрический состав. Кроме того, крепление внутренних узлов устройства не исключает высыпание кварцевого песка через перегородку, что уменьшает полный объем выхлопа газов, образующихся при повреждении аппарата, и что, в свою очередь, снижает допустимые токи короткого замыкания, при которых обеспечивается взрывобезопасность аппарата, что снижает надежность работы устройства и его взрывобезопасность.

Изобретение решает задачу повышения взрывобезопасности и надежности работы, снижения материалоемкости, упрощения технологического процесса сборки.

Устройство для защиты от перенапряжений содержит по меньшей мере одну колонку варисторов, размещенную с зазором, образующим канал для выхода газов, в изоляционном цилиндре, расположенном в цилиндрическом изоляционном корпусе.

Для решения поставленной задачи в этом устройстве внутри изоляционного цилиндра с одной стороны закреплено кольцо с диаметрально фиксированной планкой, на которой закреплена колонка варисторов, а с противоположной стороны закреплены два кольца, между которыми установлен диск, фиксирующий колонку варисторов.

Кольцо с планкой на внутренней поверхности может иметь углубления.

Совокупность перечисленных признаков позволяет решить поставленную задачу снижения материалоемкости, упрощения и удешевления технологического процесса сборки, а также повышения взрывобезопасности и надежности работы устройства.

На фиг. 1 изображен продольный разрез устройства.

На фиг. 2 изображен поперечный разрез устройства в сечении А-А.

На фиг. 3 изображен поперечный разрез устройства в сечении Б-Б.

На фиг. 4 изображен поперечный разрез устройства в сечении В-В.

Устройство содержит колонку варисторов 1, размещенную в изоляционном цилиндре 2, который в данном случае выполнен из стеклопластика. Колонка варисторов 1 установлена в цилиндре 2 с зазором, который образует канал 3 для выхода газов. Цилиндр 2 расположен в цилиндрическом изоляционном корпусе 4, в данном случае выполненном из фарфора. Внутри цилиндра 2 с одной стороны закреплено кольцо 5 с диаметрально фиксированной планкой 6, на которой закреплена колонка варисторов 1 при помощи шпильки 7 и гайки 8. На противоположной стороне цилиндра 2 внутри закреплены два кольца 9 и 10, между которыми установлен диск 11, фиксирующий колонку варисторов 1 при помощи шпильки 12 и гайки 13. В данном устройстве кольца 5, 9 и 10, а также планка 6 и диск 11 выполнены из металла. Кольцо 5 имеет на внутренней поверхности выемки 14, которые увеличивают площадь поперечного сечения канала для выхода газов. Изоляционный корпус 4 снабжен фланцами 15 и герметизирован металлическими крышками 16, снабженными предохранительными клапанами 17. К фланцам прикреплены выхлопные крышки 18 и 19, образующие встречный поток газов.

Устройство для защиты от перенапряжений работает следующим образом. В нормальном эксплуатационном режиме на устройство воздействует рабочее напряжение сети. При возникновении перенапряжений в сети устройство их ограничивает до заданной величины в соответствии с вольтамперной характеристикой устройства. Если произошло повреждение колонки варисторов 1, которое вызвало горение дуги тока короткого замыкания, то в пространстве, где горит дуга, начинает резко возрастать давление и раскаленные газы через канал 3 для выхода газов устремляются к предохранительному клапану 17. Когда давление достигает уровня срабатывания, клапан 17 срабатывает и раскаленные газы через отверстия в выхлопных крышках 19 выбрасываются наружу. Благодаря этому возникает перекрытие снаружи изоляционного корпуса 4, что способствует снижению давления внутри этого корпуса и предотвращает его взрывное разрушение.

Применение предлагаемой конструкции позволяет повысить взрывобезопасность и надежность работы, снизить материалоемкость, упростить и удешевить технологический процесс сборки устройства для защиты от перенапряжений.

Список литературы
1. Авт.св. 947317, H 01 C 1/028, заявл. 25.01.78
2. RU, патент 2097862, H 01 C 7/12, 25.07.95 (прототип).

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты изоляции электрооборудования высокого напряжения станций и подстанций переменного и постоянного тока от атмосферных и коммутационных перенапряжений. Устройство содержит по меньшей мере одну колонку варисторов, размещенную в изоляционном цилиндре с зазором, образующим канал для выхода газов. Изоляционный цилиндр расположен в цилиндрическом изоляционном корпусе. Внутри изоляционного цилиндра с одной стороны закреплено кольцо с диаметрально фиксированной планкой, на которой закреплена колонка варисторов, а с противоположной стороны закреплены два кольца, между которыми установлен диск, фиксирующий колонку варисторов. Кольцо с планкой на внутренней поверхности может иметь выемки. Изобретение позволяет повысить взрывобезопасность и надежность устройства и снизить материалоемкость. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для защиты от перенапряжений, содержащее по меньшей мере одну колонку варисторов, размещенную с зазором, образующим канал для выхода газов, в изоляционном цилиндре, расположенном в цилиндрическом изоляционном корпусе, отличающееся тем, что внутри изоляционного цилиндра с одной стороны закреплено кольцо с диаметрально фиксированной планкой, на которой закреплена колонка варисторов, а с противоположной стороны закреплены два кольца, между которыми установлен диск, фиксирующий колонку варисторов. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кольцо с планкой на внутренней поверхности имеет выемки.