БЛОК С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ И СПОСОБ ЕГО ПРОВЕРКИ Российский патент 2013 года по МПК H02H7/00 

Изобретение касается способа проведения испытания на перенапряжение в электрической схеме, в которой подключен, по меньшей мере, один ограничитель перенапряжения. Кроме того, изобретение относится к блоку с защитой от перенапряжения для осуществления данного способа.

В высоковольтных системах ограничители перенапряжения применяются для того, чтобы отводить недопустимые перенапряжения в землю. Обычно подобные ограничители перенапряжения содержат варистор, который при низких напряжениях имеет большое полное сопротивление, но который начинает проводить при недопустимых перенапряжениях и, следовательно, в состоянии ограничить превышение напряжения.

Для проверки высоковольтных систем во время фазы тестирования к системе подключают испытательное напряжение и проверяют, в состоянии ли система выдержать данное напряжение. При этом необходимо следить за тем, чтобы подключенный к высоковольтной системе ограничитель перенапряжения не реагировал на испытательное напряжение, так как в противном случае он мог бы ограничить испытательное напряжение или под его действием выйти из строя. Поэтому ограничители перенапряжения во время фазы тестирования обычно снимают,

В частности, у конструкций с газовой изоляцией, у которых высоковольтные системы и ограничители перенапряжения имеют газовую изоляцию, снятие ограничителя перенапряжения для проведения испытания на перенапряжение является крайне сложным.

Задача изобретения состоит в создании способа и блока вышеуказанного типа, которые позволяют упростить проведение испытания на перенапряжение.

Указанная задача решается посредством способа соответственно блока согласно признакам независимых пунктов формулы изобретения.

Таким образом, изобретение относится к способу проведения испытания на перенапряжение в электрической схеме, в которой подключен, по меньшей мере, один ограничитель перенапряжения. Данный ограничитель перенапряжения содержит варистор, который на первом контактном выводе через первую линию находится под высоким напряжением и на втором контактном выводе через вторую линию может подключаться к земле. Во время фазы тестирования на электрическую схему подается испытательное напряжение. Для предотвращения срабатывания варистора на испытательное напряжение осуществляются следующие шаги:

- перед фазой тестирования размыкают первую или вторую линии,

- во время фазы тестирования в зависимости от того, размыкалась ли перед этим первая или вторая линия, выполняют один из следующих шагов:

a) если прежде вторая (со стороны земли) линия размыкалась, то первый контактный вывод остается соединенным с электрической схемой, в то время как второй контактный вывод через добавочное сопротивление подключен к земле;

b) если прежде первая (со стороны высокого напряжения) линия размыкалась, то второй контактный вывод остается подключенным к земле, в то время как первый контактный вывод через добавочное сопротивление соединен с электрической схемой, то есть с высоким напряжением.

В обоих случаях добавочное сопротивление имеет более высокое полное сопротивление, чем разомкнутая линия.

- После фазы тестирования размыкание первой или второй линии прекращается, так что ограничитель перенапряжения снова выполняет обычную защитную функцию.

Задача добавочного сопротивления заключается в создании во время фазы тестирования вместе с варистором достаточно большого полного сопротивления без срабатывания ограничителя перенапряжения, что могло бы привести к перегрузке или ограничению испытательного напряжения. Однако в противоположность к известным решениям не требуется полного отключения варистора от высокого напряжения.

Предпочтительно размыкается вторая (со стороны земли) линия и добавочное сопротивление размещается между вторым контактным выводом и землей. В данном случае добавочное сопротивление во время фазы тестирования позволяет уменьшить напряжение со стороны земли на втором контактном выводе варистора по сравнению с испытательным напряжением, так что в данной зоне удается избежать пробоя.

Блок в соответствии с настоящим изобретением содержит следующие компоненты:

- варистор, как известно, служит для снижения перенапряжения, то есть свое полное сопротивление сильно уменьшает выше предельного напряжения. Он содержит первый контактный вывод, через который он подключен к высокому напряжению, и второй контактный вывод для соединения с землей.

- Предусмотрена первая линия для подключения первого контактного вывода к высокому напряжению.

- Предусмотрена вторая линия для соединения второго контактного вывода с землей, то есть с потенциалом земли.

- Кроме того, предусмотрено добавочное сопротивление, которое имеет более высокое полное сопротивление, чем первая или вторая линия, и которое может располагаться между первым контактным выводом и высоким напряжением или между вторым контактным выводом и землей. Добавочное сопротивление увеличивает описанным выше способом полное сопротивление ограничителя перенапряжения во время фазы тестирования.

Блок данного типа может быть, например, ограничителем перенапряжения или прибором, который содержит подобный ограничитель перенапряжения, например ввод с защитой от перенапряжения.

Предусмотрен механический коммутационный аппарат. Во время фазы тестирования простым способом он позволяет размыкать первую или вторую линию.

Предпочтительным является размещение добавочного сопротивления между вторым контактным выводом и землей, при котором с помощью коммутационного аппарата может размыкаться вторая линия. Другими словами, в данном исполнении добавочное сопротивление последовательно подключается к варистору со стороны земли, что выполняется проще. Однако, допустимо и расположение на стороне высокого напряжения варистора, при котором в данном случае с помощью коммутационного аппарата может размыкаться первая линия. Кроме того, допустимо размещение одного добавочного сопротивления со стороны земли и другого добавочного сопротивления со стороны высокого напряжения, при котором с помощью коммутационного аппарата могут размыкаться первая и вторая линии.

Добавочное сопротивление выбирается таким образом, чтобы во время фазы тестирования падение напряжения на варисторе не превышало допустимое максимальное напряжение варистора на определенную длительность испытания, даже если испытательное напряжение выше, чем максимальное напряжение варистора. Тем самым может быть обеспечено, что варистор не потянет избыточный ток.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения добавочное сопротивление и коммутационный аппарат размещены в корпусе. Благодаря этому можно отказаться от электрически прочного ввода, и, кроме того, находящийся в корпусе защитный газ может предотвратить также пробои в зоне добавочного сопротивления.

В качестве альтернативы добавочное сопротивление может располагаться и снаружи корпуса. В данном случае предпочтительным является вывод заземления, которое связано со вторым (со стороны земли) контактным выводом варистора и проходит через изолирующий ввод корпуса. Размещение добавочного сопротивления снаружи корпуса делает возможным облегченный доступ. Кроме того, в данном случае простым способом можно удалить добавочное сопротивление, если оно больше не требуется после фазы тестирования.

При этом у блоков с газовой изоляцией под «корпусом» следует понимать газонепроницаемый корпус, который окружает изолирующий газ. В остальных случаях под корпусом следует понимать корпус в виде наружной поверхности блока. Однако изобретение может применяться и для деталей с жидкой или твердой изоляцией.

Под «механическим коммутационным аппаратом» в рамках настоящего изобретения следует понимать то, что он содержит как выключатель, так и механизм разделения, который позволяет размыкать первую или вторую линию посредством установки и/или снятия деталей ограничителя перенапряжения, например, относительно исполнения в соответствии с нижеописанной фиг.3.

Особо предпочтительным является изобретение относительно электрической схемы с газовой, жидкой или твердой изоляцией с ограничителем перенапряжения с газовой, жидкой или твердой изоляцией, так как установка в ней ограничителя перенапряжения для фазы тестирования была бы особенно дорогостоящей. Принцип в соответствии с изобретением по аналогии может использоваться и для других ограничителей перенапряжения, а также для электрических схем не с газовой, жидкой или твердой изоляцией.

Другие варианты осуществления изобретения, преимущества и примеры использования изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения и описания фигур. Показано:

на фиг.1 первый вариант исполнения ограничителя перенапряжения,

на фиг.2 второй вариант исполнения ограничителя перенапряжения,

на фиг.3 третий вариант исполнения ограничителя перенапряжения,

на фиг.4 четвертый вариант исполнения ограничителя перенапряжения,

на фиг.5 пятый вариант исполнения ограничителя перенапряжения с поворотным выключателем,

на фиг.6 шестой вариант исполнения ограничителя перенапряжения с поворотным выключателем,

на фиг.7 седьмой вариант исполнения ограничителя перенапряжения с клавишным выключателем,

на фиг.8 восьмой вариант исполнения ограничителя перенапряжения с боковым металлическим штифтом,

на фиг.9 первый вариант исполнения ограничителя перенапряжения в высоковольтном вводе,

на фиг.10 второй вариант исполнения ограничителя перенапряжения в высоковольтном вводе в нормальном режиме,

на фиг.11 вариант исполнения по фиг.10 в тестовом режиме,

на фиг.12 третий вариант исполнения ограничителя перенапряжения в высоковольтном вводе нормальном режиме,

на фиг.13 вариант исполнения по фиг.12 в тестовом режиме,

на фиг.14 высоковольтный блок со встроенным ограничителем перенапряжения во время фазы тестирования,

на фиг.15 блок по фиг.14 в нормальном режиме,

на фиг.16 подробный вариант к фиг.5.

На фиг.1 показан ограничитель 1 перенапряжения с газовой изоляцией, который подключен к заштрихованной электрической схеме 2 тоже с газовой изоляцией. В случае электрической схемы 2 речь может идти о проводящей высокое напряжение схеме, например о выключателе с газовой изоляцией, трансформаторе или о другом приборе. Электрическая схема 2 может быть рассчитана на постоянное напряжение, переменный ток иди их наложение и на другие формы напряжения.

Ограничитель 1 перенапряжения содержит газонепроницаемый корпус 3 из металла, внутреннее пространство 4 которого под избыточным давлением заполнено защитным газом, например 8Рб. В корпусе 3 размещен варистор 5. Данный варистор, который состоит из одного или нескольких отдельных компонентов 6, образует зависимое от напряжения полное сопротивление, например на базе оксида металла, в частности легированного соответствующим образом ZnO. Отдельные компоненты 6 соединяются друг с другом механически и электрически известным способом.

Варистор 5 содержит первый контактный вывод 7 со стороны высокого напряжения, а также второй контактный вывод 8 со стороны земли. Первый контактный вывод 7 через первую линию 30 посредством изолированного ввода 9 соединен с электрической схемой 2. Второй контактный вывод 8 через вторую линию 10 (далее обозначается также как заземляющая линия) и механический коммутационный аппарат 11 соединен с землей, то есть с потенциалом земли.

Заземляющая линия 10 содержит в указанном варианте исполнения изобретения участок 12 проводника из металла, а также металлический штифт 13. Металлический штифт 13 расположен с возможностью перемещения в продольном направлении в газонепроницаемом, электрически изолированном вводе 14. Его наружный конец через подключаемый измерительный прибор 15 соединен с землей.

Участок 12 проводника и металлический штифт 13 образуют вместе размещенный в корпусе 3 выключатель коммутационного аппарата 11, с помощью которого может размыкаться заземляющая линия 10. Если металлический штифт 13 находится в показанном на фиг.1 положении, то заземляющая линия не разомкнута. Однако если его частично выдвинуть, так чтобы он потерял контакт с участком 12 проводника, то заземляющая линия 10 размыкается.

Таким образом, образованный металлическим штифтом 13 и участком 12 проводника выключатель может приводиться в действие через герметизированный корпус 3, так что заземляющая линия 10 может размыкаться без открытия корпуса 3. Однако данный выключатель может быть сконструирован и другим способом. Так, например, может быть предусмотрен другой похожий подвижный элемент, который проходит через ввод в корпус и удерживается в нем в подвижном состоянии, и с помощью которого выключатель может приводиться в действие. Данный подвижный элемент, как показано в исполнении в соответствии с фиг.1, может образовывать одновременно часть заземляющей линии 10, но может идти речь и об изолирующем элементе, который даже не образует часть заземляющей линии 10. Следующие варианты выполнения коммутационного аппарата 11 описаны ниже со ссылкой на другие примеры осуществления изобретения.

Как видно далее из фиг.1, между вторым контактным выводом 8 варистора 5 и корпусом 3 дополнительно предусмотрено электрически изолированное тело 16, на которое в настоящем исполнении механически опираются участок 12 проводника и варистор 5.

Кроме того, ко второму контактному выводу 8 подключено добавочное сопротивление 17. При этом речь идет о сопротивлении или конденсаторе или их комбинации. Другими словами значение импеданса добавочного сопротивления является емкостным и/или резистивным. Значение импеданса снижается при возрастающем напряжении. Например, добавочное сопротивление 17 может быть изготовлено из одного и того же или аналогичного материала, что и варистор 5. Однако оно должно быть рассчитано для меньших мощностей или токов, чем варистор 5, так как добавочное сопротивление находится под значительным напряжением только во время описываемой ниже фазы тестирования, а не в нормальном режиме.

В электрической схеме добавочное сопротивление размещено между вторым контактным выводом 8 варистора 5 и выводом 18 заземления ограничителя 1 перенапряжения. Вывод 18 заземления образуется, например, корпусом 3.

Далее описывается, каким образом проводится испытание на перенапряжение в электрической схеме 2 с ограничителем 1 перенапряжения указанного на фиг.1 типа. В сущности, один и тот же способ может использоваться в ниже описываемых исполнениях ограничителя 1 перенапряжения.

Для проведения испытания на перенапряжение перед фазой тестирования сначала размыкается заземляющая линия 10. В примере выполнения согласно фиг.1 осуществляется это вследствие вытягивания наружу металлического штифта 13 на такое расстояние, при котором он теряет контакт с участком 12 проводника и настолько удаляется от него, что коммутационный аппарат 11 для действующих далее напряжений размыкает без пробоя заземляющую линию 10.

Затем происходит фаза тестирования. В данной фазе тестирования, по меньшей мере, на одну часть токоведущих деталей электрической схемы 2 подается испытательное напряжение, которое выше номинального напряжения названных деталей. Если номинальное напряжение составляет, например, 420 кВ от фазы к фазе или 242 кВ от фазы к земле, то подается испытательное напряжение 515 кВ от фазы к земле.

Данное испытательное напряжение 515 кВ значительно было бы превышено по максимальному длительному напряжению варистора 5, которое, например, составляет 317 кВ. Однако, поскольку заземляющая линия 10 разомкнута, варистор 5 и добавочное сопротивление 17 образуют делитель напряжения, так что на варисторе 5 прикладывается только часть испытательного напряжения. Конкретное значение добавочного сопротивления 17 рассчитывается таким образом, чтобы падение напряжения на варисторе 5 при подаче испытательного напряжения не превышало максимально допустимое для длительности испытания напряжение варистора 5. В вышеуказанном численном примере падение напряжения на добавочном сопротивлении 17, по меньшей мере, должно составлять 198 кВ, то есть добавочное сопротивление 17 не должно иметь слишком маленькое значение импеданса.

С другой стороны, значение импеданса 17 не должно быть и слишком большим, так как в противном случае падение напряжения между вторым контактным выводом 8 и землей становится слишком большим и это могло бы привести к разряду в нижней части ограничителя перенапряжения, например на коммутационном аппарате 11.

В конце фазы тестирования с электрической схемы 2 снимается испытательное напряжение. Затем после фазы тестирования размыкание заземляющей линии 10 может прекращаться, тем, что коммутационный аппарат 11 замыкается путем введения металлического штифта 13. Теперь может начаться нормальный режим работы электрической схемы 2. Поскольку при этом добавочное сопротивление через коммутационный аппарат 11 или заземляющую линию 10 практически замыкается накоротко, то возможное перенапряжение прикладывается полностью на варисторе 5, в то время как добавочное сопротивление 17 с более слабыми параметрами не нагружается.

На фиг.2 показан второй вариант исполнения ограничителя 1 перенапряжения. По сравнению с вариантом, представленным на фиг.1, данное исполнение отличается конструкцией нижней части, в частности расположением добавочного сопротивления 17 и заземляющей линии 10 или коммутационного аппарата 11.

Сначала в противоположность к фиг.1 добавочное сопротивление 17 непосредственно соединено со вторым контактным выводом 8 или нижним концом варистора 5 и проходит между варистором 5 и заземленным днищем корпуса 3.

Металлический штифт 13 также соединен со вторым контактным выводом 8 напрямую или посредством простого контактного устройства 19, так что образуется коммутационный аппарат 11 между вторым контактным выводом 8 и металлическим штифтом 13. Металлический штифт 13 снова может перемещаться в продольном направлении в газонепроницаемом, электрически изолированном вводе 14 корпуса 3, так что он частично может выдвигаться из корпуса для размыкания коммутационного аппарата 11.

Вокруг металлического штифта 13 расположен изолированный опорный корпус 20, который соединяет нижний конец варистора 5 с днищем корпуса 3.

Принцип действия исполнения по фиг.2 соответствует по существу исполнению согласно фиг.1. Таким образом для фазы тестирования металлический штифт 13 частично выдвигается из корпуса 3, так что размыкается заземляющая линия 10. Добавочное сопротивление 17 уменьшает напряжение на варисторе 5 и может подаваться испытательное напряжение.

В исполнении в соответствии с фиг.3 добавочное сопротивление 17 размещено снаружи корпуса 3. Оно встроено в дополнительный модуль 21, который требуется только во время испытания на перенапряжение. В нормальном режиме дополнительный модуль 21 заменяется заземляющим элементом 28. Для направления наружу без пробоев напряжения со второго контактного вывода 8 во время фазы тестирования в корпусе 3, в частности его днище, предусмотрен высоковольтный ввод 22, через который проводник 23 проходит от второго контактного вывода 8 к выводу 18 заземления и образует на наружной стороне корпуса 3 наружный конус.

В противоположность к вводу 14 исполнений в соответствии с фиг.1 и 2 высоковольтный ввод 22 должен быть в состоянии выдерживать во время фазы тестирования напряжение на втором контактном выводе 8. С другой стороны проводник 23 может удерживаться неподвижно в высоковольтном вводе 22. Возможность перемещения или подвижность как у металлического штифта 13 во вводе 14 исполнения по фиг.1 или 2 не требуется. Внутреннее пространство 4 также может быть исполнено минимальным.

Дополнительный модуль 21 может быть выполнен по-разному и содержать как на фиг.3, например, колпачок 24 из металла. Фланец 25 колпачка 24 может соединяться во время фазы тестирования не указанным крепежом с днищем корпуса 3. В крышке предусмотрено пространство для установки добавочного сопротивления 17, а именно таким образом, что добавочное сопротивление 17 в смонтированном дополнительном модуле 21 проходит между колпачком 24 и выводом 18 заземления. Для обеспечения хорошего контакта между добавочным сопротивлением 17 и выводом 18 заземления может быть предусмотрен подходящий пружинный контактный элемент 26.

Пространство сбоку между добавочным сопротивлением 17 колпачком 24 предпочтительно заполнено изоляционным средством 27. При этом речь может идти о силиконе или геле. Допустимо и применение заполненной защитным газом (например, 8Рб) изоляции.

Заземляющий элемент 28 образуется посредством металлической пластинки 29, которая может монтироваться вместо дополнительного модуля 21 на ограничителе 1 перенапряжения. Форма заземляющего элемента 28 выбирается такой, чтобы после монтажа он был соединен с выводом 18 заземления, покрывал его и соединял его с землей, например, дополнительно через ввод 31 и измерительный прибор 15 или через корпус 3.

В исполнении согласно фиг.3 заземляющий элемент 28, добавочное сопротивление 17 могут соединяться и с выводом 18 заземления.

Перед фазой тестирования заземляющий элемент 28 снимается с ограничителя 1 перенапряжения и заменяется дополнительным модулем 21, так что при подаче испытательного напряжения вышеуказанный делитель напряжения образуется из варистора 5 и добавочного сопротивления 17 относительно земли и добавочное сопротивление 17 может принять часть напряжения. После фазы тестирования дополнительный модуль 21 снимается и, например, может быть возвращен изготовителю, так как он не требуется при нормальном режиме. Вместо дополнительного модуля 21 монтируется заземляющий элемент 28, который вместе с проводником 23 образует электрическое соединение второго контактного вывода с землей.

Следовательно, в исполнении по фиг.3 заземляющая линия образуется проводником 23 и заземляющим элементом 28. Посредством снятия заземляющего элемента 28 данная заземляющая линия может размыкаться, так что заземляющий элемент 28 может быть идентифицирован как механический коммутационный аппарат, с помощью которого заземляющая линия может размыкаться.

На фиг.4 показан альтернативный вариант к исполнению по фиг.3, при котором на нижней стороне ограничителя 1 перенапряжения образовано углубление 32 (в форме внутреннего конуса) к варистору 5, в которое могут вставляться дополнительный модуль 21 или заземляющий элемент 28. Вместо углубления 32 может быть предусмотрен и выступающий наружу контур, например в форме наружного конуса, на котором находится дополнительный модуль 21.

В данном случае дополнительный модуль 21 содержит соответствующий углублению 32 выступ 33, а заземляющий элемент 28 - соответствующий также углублению 32 выступ 34. Выступ 33 и выступ 34 образуются изолятором 35 и изолятором 36 соответственно. Изолятор 35 и изолятор 36 снаружи корпуса 3 дополнительно может быть экранирован.

Через изолятор 35 дополнительного модуля 21 проходит проводник 38 к добавочному сопротивлению 17. Через изолятор 36 заземляющего элемента 28 проходит проводник 39 к выводу 18 заземления.

В исполнении согласно фиг.4 проводник 38 выполнен прямым, а изолятор 36 представляет собой тело вращения, то есть дополнительный модуль 21 имеет прямую форму. Однако дополнительный модуль 21 также может быть сконструирован, например, L-образным с корпусом, который наклонен на 90 по отношению к выступу 33, или дополнительный модуль может быть гибким отрезком кабеля или содержать подобный. То же самое относится к заземляющему элементу 38.

В исполнении по фиг.4 в качестве дополнительного модуля 21 может применяться, например, штепсельный ограничитель известной конструкции.

На фиг.5 показан альтернативный вариант к исполнению по фиг.1, при котором коммутационный аппарат 11 выполнен в виде поворотного выключателя. Кроме того, на нижней стороне корпуса 3 предусмотрен ввод для исполнительного элемента 40, который может вращаться относительно своей продольной оси в газонепроницаемой поворотной опоре 41. На внутреннем конце исполнительного элемента 40 закреплен электропроводящий шарнирный поводок 42, который на первом конце шарнирно соединен со вторым контактным выводом 8 варистора, и второй конец которого между металлическим штифтом 13 и добавочным сопротивлением 17 для создания там контакта может поворачиваться в прямом и обратном направлении. На фиг.5 представлен шарнирный поводок 42 в том положении, в котором он контактирует с металлическим штифтом 13, а положение, в котором он контактирует с добавочным сопротивлением заштриховано.

В исполнении согласно фиг.5 исполнительный элемент 40 вращается снаружи корпуса, на фиг.16 показан вариант, при котором исполнительный элемент 40 проходит не через корпус 3. Напротив, предусмотрен магнитный привод, который действует через корпус 3. Кроме того, на нижнем конце исполнительного элемента 40 предусмотрен постоянный магнит 54, который может вращаться от электромагнитной системы 55 или системы с постоянным магнитом снаружи корпуса, например против силы пружины кручения. Магнитное поле магнитной системы 55 действует через корпус 3, который, например, состоит из алюминия.

Также для создания прямолинейного или опрокидывающего движений могут использоваться соответствующая система с постоянным магнитом или электромагнитная система.

Электромагнитная система 55 может размещаться и внутри корпуса 3.

Как показано на фиг.6, исполнительный элемент 40 может быть образован металлическим штифтом 13. В данном случае поворотную опору 41 следует располагать вокруг металлического штифта 13.

В исполнении в соответствии с фиг.7 шарнирный поводок 42 заменяется поворотным рычагом 43, который благодаря продольному перемещению металлического штифта 13 может наклоняться. Он, например, на первом конце 44 шарнирно соединен с верхним концом металлического штифта 13 и удерживается по центру в шарнирной опоре 45, так что его второй конец 46 благодаря продольному перемещению металлического штифта 13 находится в контакте со вторым выводом 8 варистора 5 и снова может отключаться от него.

Следующий вариант исполнения представлен на фиг.8. Данный вариант отличается от исполнения по фиг.1 тем, что металлический штифт 13 введен сбоку через корпус 3.

На фиг.9 показан схематический разрез блока в виде высоковольтного ввода 48 со встроенным ограничителем перенапряжения в соответствии с настоящим изобретением. В данном случае высоковольтный проводник 47 соответствует «электрической схеме» 2. Варистор 5, например, расположен по цилиндрической поверхности вокруг высоковольтного проводника 47. Первый контактный вывод 7 варистора 5 образует тонкое кольцо, которое в радиальном направлении проходит внутрь до высоковольтного проводника 47. Второй контактный вывод 8 также образуется тонким кольцом, которое в нормальном режиме через вторую линию 10 (на фиг.9 заштрихована) соединено с землей. Также добавочное сопротивление 17, например, расположено по цилиндрической поверхности вокруг высоковольтного проводника 47 и со стороны высокого напряжения соединено со вторым контактным выводом 8 и со стороны земли - с землей.

При нормальном режиме второй контактный вывод 8, как упомянуто выше, соединен через вторую линию 10 с землей. Для тестового режима вторая линия 10 размыкается, например, через выключатель или посредством того, что ее полностью снимают.

На фиг.10 и 11 показано второе исполнение высоковольтного ввода. Он имеет, главным образом, цилиндрическую форму, из-за чего на фигурах отображена только одна половина.

В сравнении с исполнением по фиг.9 здесь добавочное сопротивление 17 расположено в радиальном направлении и корпус 3 содержит изолированный участок 56. Предпочтительно он вставляется, как изображено на фигурах, в качестве альтернативы заземляющей линии 10 между вторым контактным выводом 8 и землей.

На фиг.12 и 13 показано третье исполнение высоковольтного ввода.

По сравнению с предыдущими описанными исполнениями здесь в тестовом режиме добавочное сопротивление 17 размещается между первым контактным выводом 7 варистора 5 и высоким напряжением. Принципиально данная схема подходит не только для вводов, но и для всех других конфигураций.

В исполнении согласно фиг.12 и 13 добавочное сопротивление 17 размещено в дополнительном модуле 21 аналогично, как в исполнении в соответствии с фиг.3. и требуется только в тестовом режиме. Изолированный ввод 52 выполнен, например, в виде наружного конуса. В нормальном режиме дополнительный модуль 21 отбрасывается и вместо него используется перемычка 48 аналогично заземляющему элементу 28 исполнения по фиг.3.

В исполнении в соответствии с фиг.12 и фиг.13 второй контактный вывод 8 варистора 5 постоянно находится на земле. Первый контактный вывод 7 в нормальном режиме связан с высоким напряжением через перемычку 48, которая образует первую линию 30. Перемычка 48 в настоящем исполнении сконструирована в виде козырьковой насадки высоковольтного ввода и образует механический вывод 49 для подключения внешней линии.

Во время фазы тестирования в указанном исполнении перемычка 48 заменяется дополнительным модулем 21, то есть первая линия 30 размыкается. Первый контактный вывод 7 через добавочное сопротивление 17 связан с высоким напряжением. Кроме того, дополнительный модуль 21 сконструирован таким образом, что добавочное сопротивление 17 связано с первым контактным выводом 7 и на противоположной стороне через радиальное контактное кольцо 50 и осевой контактный стержень 51 соединено с высоковольтным проводником 47. Для подключения внешней линии дополнительный модуль 21 образует механический вывод 49.

В исполнениях по фиг.9-13 пространство между варистором 5 и высоковольтным проводником 47 может быть заполнено защитным газом или защитной жидкостью, или на данном участке может быть предусмотрено изолированное твердое тело. При использовании заполненного защитным газом или защитной жидкостью зазора для механической устойчивости и уплотнения предусмотрены электрически изолированные вводы 52, см., например, фиг.12, 13.

На фиг.14 и 15 показан другой высоковольтный блок 53 с защитой от перенапряжения. В данном случае речь может идти, например, о трансформаторе.

В качестве защиты от перенапряжения по известному способу предусмотрен варистор 5. В нормальном режиме (фиг.15) первый контактный вывод 7 варистора 5 через первую линию 30 соединен с проводящей высокое напряжение электрической схемой 2, и второй контактный вывод 8 через вторую линию 10 - с землей.

В исполнении согласно фиг.15 вторая линия 10 проведена через заземляющий элемент 28, аналогично как в исполнении по фиг.4, который вставлен в углубление в корпусе 3 блока. Благодаря снятию заземляющего элемента 28 может размыкаться вторая линия 10.

Для фазы тестирования, как показано на фиг.14, заземляющий элемент 28 заменяется дополнительным модулем 21, который сконструирован приблизительно так же, как такой же элемент согласно фиг.4 и содержит добавочное сопротивление 17.

Следует принять во внимание, что показанные на фигурах исполнения еще можно изменять самыми разными способами.

Так, например, в показанном на фиг.2 исполнении диаметр добавочного сопротивления 17 может соответствовать диаметру варистора 5, в данном случае второй контактный вывод может ответвляться сбоку на более длинном варисторе. Тогда данное боковое ответвление, например, может контактировать с металлическим штифтом 13 представленного на фиг.1 типа.

Кроме того, необходимо учитывать, что настоящее изобретение хотя и является особо предпочтительным в сочетании с компонентами с газовой, жидкой или твердой изоляцией, так как в тестах не требуется действий, которые вызвали бы сброс защитного газа соответственно защитной жидкости. Однако, изобретение, как пояснено выше при помощи нескольких примеров, может применяться и для компонентов не с газовой, жидкой или твердой изоляцией.

Особо предпочтительно применять изобретение в штепсельном ограничителе, который со стороны земли содержит штекерный разъем показанного на фиг.4 типа. Со стороны высокого напряжения штепсельный ограничитель образует выступ, соответственно выступу 33 или 34, и вставлен в углубление проводящего высокое напряжение блока.

Если предусмотрен механический коммутационный аппарат, то предпочтительно использование электромагнитной системы 55, например, показанного на фиг.16 типа. Применение электромагнитной системы для приведения в действие коммутационного аппарата, которая может использоваться во всех исполнениях коммутационного аппарата, предпочтительно тем, что можно отказаться от перемещающегося через корпус 3 механического ввода.

Кроме того, для срабатывания механического коммутационного аппарата можно предусмотреть в корпусе подвижный гофрированный чехол, через который может осуществляться приведение в действие. И данное решение может выполняться полностью газонепроницаемым.

В настоящей заявке описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения, поэтому следует указать на то, что изобретение не ограничивается ими и может выполняться другим способом в объеме нижеследующих пунктов формулы изобретения.

Позиции

1: ограничитель перенапряжения

2: электрическая схема

3: корпус

4: внутреннее пространство

5: варистор

6: отдельные компоненты

7, 8: первый и второй контактный вывод

9: ввод

10: вторая линия (заземляющая линия)

11: коммутационный аппарат

12: сечение проводника

13: металлический штифт

14: ввод

15: измерительный прибор

16: изолированное тело

17: добавочное сопротивление

18: вывод заземления

19: контактное устройство

20: опорный корпус

21: дополнительный модуль

22: высоковольтный ввод

23: проводник

24: колпачок

25: фланец

26: контактный элемент

27: изоляционное средство

28: заземляющий элемент

29: металлическая пластинка

30: первая линия

31: ввод

32: углубление

33, 34: выступ

35, 36: изолятор

38, 39: проводник

40: исполнительный элемент

41: поворотная опора

42: шарнирный поводок

43: поворотный рычаг

44: первый конец поворотного рычага

45: шарнирная опора

46: второй конец поворотного рычага

47: высоковольтный проводник

48: перемычка

49: вывод

50: контактное кольцо

51: контактный стержень

52: ввод

53: высоковольтный блок

54: постоянный магнит

55: конфигурация магнитной системы

56: изолированный участок

Изобретение относится к устройствам и способам защиты от перенапряжений. Технический результат - упрощение испытаний на перенапряжение. Блок с защитой от перенапряжения содержит варистор, который может с помощью первого контактного вывода через первую линию подключаться к высокому напряжению электрической схемы, в то время как второй контактный вывод через вторую линию соединен с землей. Кроме того, предусмотрено добавочное сопротивление, которое может включаться между вторым контактным выводом и землей или первым контактным выводом и высоким напряжением или неподвижно смонтировано в данном положении. Соответствующая линия может размыкаться с помощью коммутационного аппарата. Для испытания прочности на пробой электрической схемы сначала размыкается первая или вторая линия и устанавливается добавочное сопротивление. Затем на электрическую схему подается испытательное напряжение. Поскольку падение напряжения на варисторе меньше, чем подаваемое испытательное напряжение, то может быть предотвращена перегрузка варистора. После испытания на перенапряжение размыкание первой соответственно второй линий снова прекращается. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Способ проведения испытания на перенапряжение в электрической схеме, в которой подключен, по меньшей мере, один ограничитель перенапряжения, причем ограничитель перенапряжения содержит варистор, который в нормальном режиме на первом контактном выводе через первую линию находится под высоким напряжением и на втором контактном выводе через вторую линию соединен с землей, и причем во время фазы тестирования на электрическую схему подают испытательное напряжение, отличающийся тем, что перед фазой тестирования размыкают первую и/или вторую линию, во время фазы тестирования первый контактный вывод оставляют соединенным с электрической схемой, и второй контактный вывод через добавочное сопротивление подключают к земле, или первый контактный вывод через добавочное сопротивление соединяют с электрической схемой, и второй контактный вывод оставляют подключенным к земле, или первый и второй контактные выводы соединяют через добавочное сопротивление с землей соответственно с электрической схемой, причем добавочное сопротивление имеет более высокое полное сопротивление, чем разомкнутая линия, и после фазы тестирования размыкание первой или второй линии снова прекращают.

2. Способ по п.1, при котором во время фазы тестирования вторую линию размыкают и второй контактный вывод через добавочное сопротивление соединяют с землей.

3. Способ по п.1, при котором первую или вторую линии размыкают посредством механического коммутационного аппарата.

4. Способ по п.1, при котором добавочное сопротивление рассчитывают таким образом, чтобы во время фазы тестирования падение напряжения на варисторе не превышало допустимое для длительности испытания напряжение варистора, в то время как испытательное напряжение выше, чем максимально допустимое для длительности испытания напряжение варистора.

5. Способ по любому из пп.1-4, при котором электрическая схема является электрической схемой с газовой, жидкой или твердой изоляцией и/или ограничитель перенапряжения является ограничителем перенапряжения с газовой, жидкой или твердой изоляцией.

6. Блок с защитой от перенапряжения для осуществления способа по любому из предыдущих пунктов, содержащий варистор, который на первом контактном выводе через первую линию находится под высоким напряжением и на втором контактном выводе может подключаться к земле, первую линию, через которую первый контактный вывод может подключаться к высокому напряжению, вторую линию, через которую второй контактный вывод может подключаться к земле, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно добавочное сопротивление, которое имеет повышенное полное сопротивление, чем первая или вторая линии, и которые могут располагаться между первым контактным выводом и высоким напряжением и/или между вторым контактным выводом и землей.

7. Блок по п.6 с механическим коммутационным аппаратом, с помощью которого может размыкаться первая или вторая линии.

8. Блок по любому из пп.6 или 7, в котором добавочное сопротивление выполнено с возможностью расположения или расположено между вторым контактным выводом и землей, а вторая линия (10) может размыкаться.

9. Блок по п.8, причем блок содержит корпус, в частности корпус, в котором запущен изолирующий газ или запущена изолирующая жидкость, причем варистор и добавочное сопротивление размещены в корпусе.

10. Блок по п.9, в котором коммутационный аппарат содержит расположенный в корпусе выключатель, который может приводиться в действие через корпус.

11. Блок по п.10, в котором выключатель содержит подвижный элемент (13), который проходит через корпус и удерживается в газонепроницаемом вводе в подвижном состоянии.

12. Блок по п.11, в котором подвижный элемент проводит электричество и образует часть первой и второй линий.

13. Блок по любому из пп.10-12, в котором выключатель содержит подвижный элемент, который запускается магнитной системой.

14. Блок по п.6 или 7, причем блок содержит корпус, в частности корпус, в котором герметично запущен изолирующий газ или запущена изолирующая жидкость, в котором варистор расположен в корпусе, и коммутационный аппарат размещен снаружи корпуса.

15. Блок по п.8, причем блок содержит корпус, в частности корпус, в котором герметично запущен изолирующий газ или запущена изолирующая жидкость, в котором варистор расположен в корпусе, и коммутационный аппарат размещен снаружи корпуса.

16. Блок по п.15 с проводящим электричество, съемным заземляющим элементом, который может располагаться между вторым контактным выводом и землей, или с проводящей электричество, съемной перемычкой, которая может размещаться между первым контактным выводом и высоким напряжением.

17. Блок по п.16, в котором заземляющий элемент может вставляться в углубление или снаружи блока.

18. Блок по п.6, причем блок содержит корпус, в частности корпус, в котором герметично запущен изолирующий газ или запущена изолирующая жидкость, причем варистор расположен в корпусе, и причем добавочное сопротивление размещено снаружи корпуса.

19. Блок по любому из пп.16-18, в котором добавочное сопротивление расположено в дополнительном модуле и заземляющий элемент соответственно перемычка и дополнительный модуль могут устанавливаться также на корпусе.

20. Блок по п.6, в котором добавочное сопротивление может размещаться между вторым контактным выводом и землей.

21. Блок по п.6, в котором добавочное сопротивление имеет емкостное и/или резистивное значение импеданса.

22. Блок по любому из пп.6, 7, 9-12, 15-18, 20, в котором добавочное сопротивление имеет значение импеданса, которое уменьшается при возрастающем напряжении.

23. Блок по п.21, причем блок является ограничителем перенапряжения или вводом.