РАЗРЯДНИК ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ С ЗАТЯЖНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ Российский патент 2004 года по МПК H01T4/16 H01C7/12 

Изобретение относится к разряднику защиты от перенапряжений с по меньшей мере одним разрядным элементом, который расположен между двумя электрически проводящими оконечными арматурами, и с по меньшей мере одним затяжным элементом, который закреплен на обеих оконечных арматурах и удерживает вместе в осевом направлении стопку, образованную из разрядного элемента и оконечных арматур.

Подобный разрядник защиты от перенапряжений известен, например, из японской заявки на патент 62/149511.

Там множество разрядных элементов объединены в цилиндрическую стопку, которая содержит на концах соответственно по одной оконечной арматуре, причем оконечные арматуры содержат выемки для затяжных элементов в виде штанг. Затяжные элементы затянуты посредством крепежных гаек между оконечными арматурами, причем крепежные гайки наложены на краях выемок оконечных арматур.

При монтаже подобного разрядника защиты от перенапряжений отдельные гайки должны привинчиваться под давлением. Кроме того, должно обеспечиваться равномерное распределение давления по периметру оконечных арматур.

В основе настоящего изобретения лежит задача упростить монтаж и достичь надежную затяжку стопки в разряднике защиты от перенапряжений названного выше вида.

Задача согласно изобретению решается за счет того, что затяжной элемент в по меньшей мере одной оконечной арматуре удерживается в затяжной гильзе, что внешний контур затяжной гильзы в аксиальном направлении к середине стопки конически сужается в конической области, что затяжная гильза содержит для приема затяжного элемента отверстие, ограничительные стенки которого являются подвижными в направлении к внутренней области отверстия по меньшей мере в конической области, и что оконечная арматура содержит для приема соответственно одной затяжной гильзы сквозную выемку, в которую при деформации конической области вдвигается по меньшей мере частично соответствующая затяжная гильза.

Затяжной элемент для крепления на оконечной арматуре можно вдвигать в затяжную гильзу и после этого вводить последнюю в сквозную выемку внутри оконечной арматуры. Предварительно смонтированную стопку затем фиксируют и к затяжному элементу прикладывают напряжение натяжения. Затяжной элемент за счет этого упруго удлиняется. Пружинящее напряжение затяжного элемента накапливается за счет того, что по меньшей мере одна дистанционная распорка в стопке компенсирует путь затяжки. Подобная дистанционная распорка может быть реализована, например, в виде распорного болта, подвижного между оконечной арматурой и разрядными элементами. Затяжная гильза может вдвигаться в сквозную выемку оконечной арматуры настолько, что коническая область затяжной гильзы примыкает к стенкам сквозной выемки оконечной арматуры так, что ограничительные стенки начинают радиально двигаться в направлении внутрь отверстия к затяжному элементу.

За счет этого коническая область затяжной гильзы деформируется еще больше и ограничительные стенки прижимаются радиально внутрь к затяжному элементу. Таким образом, за счет силового замыкания затяжной элемент удерживается в затяжной гильзе. При этом размеры и формы сквозной выемки в оконечной арматуре и затяжной гильзы должны быть соответственно согласованы друг с другом. Конусность затяжной гильзы также должна выполняться подходящей.

Затяжной элемент предпочтительно выполнен из эпоксидной смолы, армированной волокнами. За счет радиального введения силы в затяжной элемент посредством силового замыкания к затяжной гильзе, с одной стороны, не возникает никого влияния надреза на затяжной элемент, с другой стороны, почти все поперечное сечение затяжного элемента используется для передачи осевой силы. За счет осевой затяжки стопки затяжной элемент в затяжной гильзе удерживается автоматически.

Предпочтительно может быть предусмотрено, что сквозная выемка в оконечной арматуре выполнена дополнительной относительно конической области затяжной гильзы.

Таким образом, может быть особенно просто реализовано, чтобы затяжная гильза при приложении осевого натяжения желаемым образом сжималась в направлении к затяжному элементу.

Кроме того, предпочтительно может быть предусмотрено, что затяжная гильза в конической области выполнена разрезной так, что ограничительные стенки отверстия в конической области являются радиально пружиняще подвижными.

За счет прорези затяжной гильзы радиальная подвижность ограничительных стенок отверстия в затяжной гильзе может быть реализована особенно просто.

Другая предпочтительная форма выполнения изобретения предусматривает, что затяжной элемент в каждой из оконечных арматур удерживается посредством затяжной гильзы.

Кроме того, предпочтительно может быть предусмотрено, что параллельно относительно оси стопки по ее внешнему периметру предусмотрено множество затяжных элементов.

Таким образом, большие аксиальные силы в стопке разрядника могут выгодным образом распределяться на множество затяжных элементов. Равномерное распределение сил натяжения на различные затяжные элементы устанавливается автоматически. За счет множества затяжных элементов, кроме того, достигается большая механическая прочность.

Кроме того, предпочтительно может быть предусмотрено, что оконечные арматуры выступают радиально за пределы разрядных элементов и содержат в выступающей области конические отверстия для приема соответствующих затяжных гильз.

Таким образом, из затяжных элементов может быть образована клетка, окружающая разрядные элементы, которая при изготовлении разрядника может заливаться вместе с разрядными элементами, например, кремнийорганическим эластомером.

Кроме того, предпочтительно может быть предусмотрено, что каждая затяжная гильза содержит отверстие, форма которого точно припасована к внешнему контуру соответствующего затяжного элемента.

Таким образом, может достигаться особенно эффективное силовое замыкание между соответствующей затяжной гильзой и затяжным элементом.

В последующем изобретение показывается с помощью примера выполнения на чертеже.

Фигура 1 показывает схематически разрядник защиты от перенапряжений,
Фигура 2 - затяжную гильзу.

Фигура 1 показывает схематически разрядник защиты от перенапряжении со стопкой, которая состоит из разрядных элементов 1, 2, 3 и оконечных арматур 4, 5. Разрядные элементы выполнены, например, из оксида цинка. Каждый разрядный элемент снабжен на своих торцовых поверхностях металлизацией так, что за счет осевого сжатия оконечных арматур 4, 5 и разрядных элементов 1, 2, 3 существует проводящее соединение между разрядными элементами. В случае, если напряжение, приложенное на разряднике защиты от перенапряжений, превышает критическое значение, ток через разрядник от оконечной арматуры 4 может течь через разрядные элементы 1, 2, 3 к другой оконечной арматуре.

Для затяжки стопки предусмотрены затяжные элементы 6, 7, 8, которые выполнены в виде круглых в поперечном сечении стержней из эпоксидной смолы, армированной волокнами. Армирующие волокна могут быть, например, стекловолокном.

На своих концах затяжные элементы 6, 7, 8 удерживаются каждый соответственно в одной затяжной гильзе 9, 10, 11, 12, 13, 14.

Как показывает Фигура 2, каждая затяжная гильза выполнена в виде полого цилиндра и содержит коническую область 15, которая конически сужается в направлении аксиально к середине стопки.

Затяжная гильза 9 содержит внутри отверстие 20, которое точно согласовано с внешним контуром затяжного элемента 6.

В конической области 15 в затяжной гильзе 9 предусмотрены проходные прорези 16, 17, 18, 19, за счет которых ограничительные стенки 21, 22, 23, 24 проходного отверстия 20 являются пружиняще подвижными в конической области 15 радиально относительно продольной оси затяжной гильзы 9.

Каждая из оконечных арматур 4, 5 имеет выемки в форме конических отверстий, каждая из которых принимает затяжную гильзу 9, 10, 11, 12, 13, 14.

При приложении к затяжным элементам 6, 7, 8 сил натяжения затяжные гильзы 9, 10, 11, 12, 13, 14 втягиваются в конические отверстия оконечных арматур так, что ограничительные стенки 21, 22, 23, 24 прижимаются внутрь к соответственно удерживаемому в затяжной гильзе 9, 10, 11, 12, 13, 14 затяжному элементу 6, 7, 8 и фиксируют его с силовым замыканием.

За счет этого соединения с силовым замыканием между соответствующим затяжным элементом 6, 7, 8 и затяжной гильзой достигается оптимальное введение силы натяжения в затяжные элементы 6, 7, 8, причем их общее поперечное сечение нагружается равномерно.

Монтаж такого разрядника защиты от перенапряжений происходит таким образом, что вначале предварительно монтируют стопку 1, 2, 3, 4, 5, вдвигают затяжные элементы 6, 7, 8 и соответствующие затяжные гильзы и после этого аксиально удлиняют затяжные элементы. Удлинение компенсируют за счет ввинчивания контактного болта, который опирается на разрядный элемент или на соседнюю с ним металлическую плиту и направляется в резьбе оконечной арматуры. Накопленная при этом в затяжных элементах пружинящая сила вызывает тем самым длительно аксиальное сжатие разрядных элементов.

В разряднике защиты от перенапряжений для высокого или среднего напряжения предусмотрено, что образованная из разрядных элементов и оконечных арматур стопка аксиально удерживается вместе посредством затяжных элементов в виде штанг из эпоксидной смолы. Затяжные элементы автоматически удерживаются в оконечных арматурах с помощью конических затяжных гильз, которые за счет приложения напряжения фиксируются на затяжных элементах в конических отверстиях оконечных арматур. Технический результат - упрощение монтажа и повышение надежности затяжки. 6 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Разрядник защиты от перенапряжений с по меньшей мере одним разрядным элементом (1, 2, 3), который расположен между двумя электрически проводящими оконечными арматурами (4, 5), и с по меньшей мере одним затяжным элементом (6, 7, 8), который закреплен на обеих оконечных арматурах (4, 5) и который удерживает вместе в осевом направлении стопку, образованную из разрядного элемента (1, 2, 3) и оконечных арматур (4, 5), отличающийся тем, что затяжной элемент (6, 7, 8) в по меньшей мере одной оконечной арматуре (4, 5) удерживается в затяжной гильзе (9, 10, 11, 12, 13, 14), что внешний контур затяжной гильзы (9, 10, 11, 12, 13, 14) конически сужается в конической области (15) в аксиальном направлении к середине штабеля, что затяжная гильза (9, 10, 11, 12, 13, 14) содержит для приема затяжного элемента (6, 7, 8) отверстие (20), ограничительные стенки которого (21, 22, 23, 24) являются подвижными по меньшей мере в конической области (15) в направлении к внутренней области отверстия, и что оконечная арматура (4, 5) содержит для приема соответственно одной затяжной гильзы (9, 10, 11, 12, 13, 14) сквозную выемку (25), в которую при деформации конической области (15) является вдвигаемой по меньшей мере частично соответствующая затяжная гильза (9, 10, 11, 12, 13, 14).2. Разрядник защиты от перенапряжений по п.1, отличающийся тем, что сквозная выемка (25) в оконечной арматуре (4, 5) выполнена дополнительной относительно конической области (15) затяжной гильзы (9, 10, 11, 12, 13, 14).3. Разрядник защиты от перенапряжений по п.1 или 2, отличающийся тем, что затяжная гильза (9, 10, 11, 12, 13, 14) в конической области (15) выполнена прорезной так, что ограничительные стенки (21, 22, 23, 24) отверстия (20) являются радиально пружиняще подвижными в конической области (15).4. Разрядник защиты от перенапряжений по пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что затяжной элемент (6, 7, 8) фиксирован в каждой из оконечных арматур (4, 5) посредством затяжной гильзы (9, 10, 11, 12, 13, 14).5. Разрядник защиты от перенапряжений по п.1 или любому из последующих пунктов, отличающийся тем, что параллельно относительно оси стопки (1, 2, 3, 4, 5) по ее внешнему периметру предусмотрено множество затяжных элементов (6, 7, 8).6. Разрядник защиты от перенапряжений по п.5, отличающийся тем, что оконечные арматуры (4, 5) выступают радиально за пределы разрядных элементов (1, 2, 3) и содержат в выступающей области конические отверстия (25) для приема соответствующих затяжных гильз (9, 10, 11, 12, 13, 14).7. Разрядник защиты от перенапряжений по п.1 или любому из следующих пунктов, отличающийся тем, что каждая затяжная гильза (9, 10, 11, 12, 13, 14) содержит отверстие (20), форма которого точно согласована с внешним контуром соответствующего затяжного элемента (6, 7, 8).