Устройство для защиты от перенапряжений Советский патент 1990 года по МПК H01C7/12 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании аппаратов для защиты изоляции электрооборудования от перенапряжений,ч

Конструкция защитных аппаратов на основе оксидно-цинковых резисторов выбирается такой, чтобы обеспечить непосредственный контакт резисторов или блоков резисторов со стенкой изоляционного корпуса, в котором они помещаются. Это необходимо для улучшения условий отдачи тепла, выделяемого в резисторах при прохождении рабочего тока через них, чем увеличивается надежность аппарата.

Цель изобретения - повышение надежности, ремонтопригодности и увеличение технологичности устройства для защиты от перенапряжений.

На фиг,1 показано устройство тля защиты от перенапряжении, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А нафиг.1.

Устройство состоит из изоляционного корпуса 1 с конической внутренней токовой поверхностью и равномерной толщиной стенки. Внутри корпуса 1 установлен блок нелинейных резисторов 2 с оболочкой, отделяющей резисторы 2 от внутренней аоверхно- сти корпуса 1. Оболочка блока выполнена двухслойной с внутренним сплошным цилиндрическим изоляционным слоем 3 и наружным слоем 4 изоляции, который выполнен в виде укрепленных по периметру слоя 3 блока трех элементов, выполненных в виде сегментов с конической наружной боковой поверхностью, которые установлены с зазорами 5 по отношению друг к другу и обел

0

со о

О5

разуют продольные каналы для выхода газа. Корпус 1 с торцов закрыт металлическими крышками 6 и 7, в одной из которых может быть смонтировано взры- вопредохранительное устройство. Между крышкой 6 и блоком резисторов 2 установлена осевая пружина 8, обеспечивающая поджатие блока резисторов 2 к внутренней стенке корпуса 1. Между крышкой 7 и блоком размещена пружина 9, которая обеспечивает электрический контакт между ними.

Внутренний изоляционный слой 3 блока резисторов 2 выполнен из твердого заливочного материала, например из компаунда на основе эпоксидных смол, с минимально необходимой по механической прочности блока толщиной стенки.

Элементы наружного изоляционного слоя 4 приклеены к слою 3 и выполнен из эластичного материала, например из кремнийорганическон резины, в виде сегментов с поперечным сечением, имеющих вид кольцевых секторов.

Эластичность наружного слоя 4 изоляции оболочки блока резисторов компенсирует допуски конусности корпуса 1 и блока резисторов 2 и обеспечивает надежный тепловой контакт между оболочкой блока и внутренней стенкой корпуса 1,

Для достижения более высокой эффективности в поставленной цели необходимо соблюдать некоторые конструктивные размеры изоляции блока резисторов. Толщина внутреннего слоя 3 изоляции для обеспечения минимального теплового сопротивления от блока резисторов 2 к корпусу 1 выбирается минимальной, однако, блок одновременно должен обладать достаточной механической прочностью. Так, при применении, например, резисторов типа РНС-60-1 диаметром 60 мм и высотой 10 мм при количестве резисторов в блоке до 20-30 эту толщину можно принять равной 2-3 мм.

I

Толщина наружного слоя 4 изоляции блока резисторов - неравномерная по высоте. В тонком месте она может быть равна 2-3 мм, а в широком месте, учитывая необходимость обеспечения достаточного отвода тепла из этой части блока, толщина изоляции принимается равной не более 7 - 8 мм.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Суммарное сечение продольных воз- . душных каналов 5 в изоляции второго слоя 4, с одной стороны, должно быть достаточно маленьким для того, чтобы не ухудшить условия теплоотдачи от резисторов 2, а, с другой стороны, должно быть достаточно большим для обеспечения взрывобезопасности. С учетом обоих требований суммарное сечение каналов можно принять равным 20-35% от общего сечения второго слоя изоляции.

В устройстве сравнительно ухудшены условия теплоотдачи на нижних резисторах блока по причине увеличенной толщины наружного слоя 4 изоляции этого участка блока. Однако это не может привести к снижению надежности работы устройства в целом, что можно объяснить следующим образом. В защитных устройствах на основе оксидно- цинковых резисторов в рабочем режиме протекают ток проводимости, емкостной ток через собственную емкость блока резисторов и емкостные токи через паразитные емкости резисторов на землю. За счет последнего происходит неравномерное распределение напряжения и количества выделяемого тепла в резисторах, причем наибольшее количество тепла выделяется в резисторе, находящемся у крышки 7,и это количество тепла уменьшается по мере удаления от крышки 7.

Таким образом, в предлагаемом устройстве недостаток неравномерности толщины изоляции слоя 4, в основном, компенсируется неравномерным распределением выделяемого в резисторах тепла. В резисторах, находящихся ближе к крышке 7, выделяется более высокое количество тепла, но При этом у них и толщина изоляции меньше, т.е. условия теплоотдачи лучше. Это обстоятельство приближает к равномерному распределению температуры по колонке блока резисторов.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным обладает более высокой надежностью по взрывобезопасности, так как при перекрытиях через изоляцию блока или пробоя резисторов образованные газы могут удаляться через воздушные каналы наружного слоя изоляции.

Надежность повышена также за счет того, что в устройстве при темпера51

турных колебаниях возможные изменения соотношений размеров блока резисторов и корпуса по причине разных коэффициентов их линейного расширения компенсируются эластичностью наружного слоя изоляции и упругостью прижимающей пружины, что устраняет возможность появления механических напряжений в блоке и корпусе.

Кроме того,в предлагаемом устройстве контакт между блоком и корпусом обеспечивается за счет поджатия пружины без использования заливки резисторов компаундом, что обеспечивает более простую технологию установки блока в корпусе и повышает ремонтопригодность устройства.

Формула изобретения

Устройство для защиты от перенапряжений, содержащее изоляционный корпус, в полости которого по оси расположен блок установленных в колонну нелинейных резисторов с изоляционной теплопроводной оболочкой на

6906

ее боковой поверхности, отделяющей колонку от внутренней поверхности корпуса, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и ремонтопригодности и улучшения технологичности, корпус выполнен с конической внутренней поверхностью, оболочка блока нелинейных резисторов

Q выполнена двухслойной в виде внутреннего сплошного цилиндрического слоя из твердого заливочного материала, по наружному периметру которого вдоль образующих закреплены элементы наружного слоя оболочки, выполненные из эластичного изоляционного материала в виде протяженных сегментов с поперечным сечением в виде кольцевых секторов и с конической наружной бо20 ковой поверхностью, прилегающей к

внутренней поверхности корпуса, между сегментами наружного слоя оболочки образованы продольные каналы для выхода газа, причем блок резисторов под25 жат к внутренней боковой поверхности корпуса с помощью дополнительно введенной осевой пружины.

15

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение надежности и ремонтопригодности и улучшение технологичности устройства для защиты от перенапряжений. Оболочка блока нелинейных резисторов выполнена двуслойной в виде внутреннено сплошного изоляционного цилиндрического слоя, окружающего колонку резисторов блока и укрепленных на внутренней оболочке сегментов наружного изоляционного слоя, выполненных с конической наружной поверхностью, которые установлены с зазорами друг к другу и образуют продольный каналы для выхода газа. Оболочка блока резисторов поджимается к внутренней конической стенке корпуса с помощью осевой пружины. 2 ил.

Составитель В.Гомзин Редактор Н.Тупица Техред Л.Сердшкова Корректор Т.Малец

Заказ 1847

Тираж 390

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CQCP 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Фиг. Z

Подписное