Ограничитель перенапряжений клеточной конструкции
Изобретение относится к области электротехники и касается ограничителя перенапряжений, который содержит, по меньшей мере, один варисторный блок (1), один концевой соединительный элемент (3), один усиливающий элемент (9), который прочно закрепляет варисторный блок (1) на концевом соединительном элементе (3) благодаря силе натяжения, и, по меньшей мере, один фиксирующий элемент (27), который прочно закрепляет усиливающий элемент (9) на концевом соединительном элементе (3) благодаря силе натяжения, причем фиксирующий элемент (27) содержит, по меньшей мере, один край (29), который врезается в усиливающий элемент (9). Фиксирующий элемент (27) предпочтительно представляет собой объединение врезного кольца и винта. Техническим результатом изобретения является обеспечение надежного крепления усиливающих элементов к концевым соединительным элементам, за счет чего поддерживается прочность ограничителей перенапряжения при установке их на открытом воздухе. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к ограничителю перенапряжений, который имеет клеточную конструкцию и известен, например, из документа JP 62-149511 (номер заявки на патент). В системах подачи электроэнергии ограничители перенапряжений соединяют кабели под напряжением и землю для того, чтобы в случае возникновения перенапряжения на линии сбрасывать это перенапряжение в землю и, таким образом, защищать другие компоненты сети подачи электроэнергии. Такие ограничители перенапряжений содержат набор варисторных блоков, который закреплен между двумя соединительными элементами. Эта конструкция размещается в корпусе.
Для того чтобы обеспечить хороший контакт варисторных блоков между собой даже в случае приложения механических нагрузок, набор должен удерживаться под давлением. В случае ограничителей перенапряжений, имеющих клеточную конструкцию, этого добиваются с помощью усиливающих элементов, обычно стержней или тросов, предпочтительно пластиковых стержней, армированных стекловолокном (АСВ стержни), на которые действует растягивающее усилие со стороны двух концевых соединительных элементов.
Одна проблема, связанная с такими ограничителями перенапряжений, заключается в надежном креплении усиливающих элементов к концевым соединительным элементам, чтобы поддерживалась необходимая прочность даже в случае таких механических нагрузок, какие возникают в случае установки ограничителей перенапряжений на открытом воздухе.
В упомянутой заявке на японский патент эта проблема решалась следующим образом: в концевых соединительных элементах в направлении образования набора варисторных блоков предусмотрены пазы, в которые вставлены усиливающие элементы, причем концы усиливающих элементов снабжены резьбой, на которую навернута гайка, диаметр которой больше паза концевого соединительного элемента, таким образом, усиливающий элемент, по существу, заблокирован.
Хотя это позволяет эффективно выполнять ограничитель перенапряжений, такая конструкция приводит к проблеме нарезания резьбы в АСВ стержнях, которые используются в качестве усиливающих элементов, причем при нарезании резьбы АСВ стержни не должны быть повреждены. Это сложно и дорого.
Другие варианты известны из заявки на европейский патент ЕР 93915343.3, в которой описано, как усиливающие элементы могут быть зафиксированы на концевых соединительных элементах ограничителя перенапряжений. В частности, в этом документе предлагается, чтобы усиливающие элементы были прочно закреплены с помощью пальца или винта, который расположен под прямыми углами к продольному направлению усиливающих элементов и который проходит через отверстие без резьбы, выполненное в стержнях. При этом палец и винт закреплены в соответствующем пазу или резьбовом отверстии в концевом соединительном элементе.
Хотя значительно проще изготовить отверстие под прямыми углами к направлению расположения АСВ стержней, которые используются в качестве усиливающих элементов, по сравнению с нарезанием на них резьбы, но такая конструкция приводит к риску ослабления усиливающих элементов в области отверстия, так что они могут разрушаться.
К тому же в упомянутой заявке на европейский патент также описан вариант фиксации усиливающих элементов в концевом соединительном элементе с помощью клиньев. С этой целью клин, сужающийся в направлении центра набора варисторных блоков, расположен между каждым усиливающим элементом и соответствующей наклонной поверхностью концевого соединительного элемента, и они удерживаются вместе благодаря усилию, направленному по оси со стороны внешней детали концевого соединительного элемента. При приложении к усиливающим элементам растягивающего усилия трение покоя приводит к сближению клиньев, таким образом, обеспечивается закрепление усиливающих элементов фрикционным стопором или посадкой с натягом между связанными клином и концевым соединительным элементом.
Кроме того, в документе DE 19940939 описан вариант закрепления усиливающих элементов в концевом соединительном элементе путем вставки в коническое отверстие концевого соединительного элемента втулки, которая конически сужается в направлении центра набора варисторных блоков и содержит подвижные боковые стенки, указанная втулка, в качестве зажимной втулки, прочно закрепляет связанный с ней усиливающий элемент, на который действует растягивающее усилие, с помощью фрикционного стопора или посадки с натягом аналогично тому, как в упомянутой выше заявке на европейский патент.
Наконец, в документе WO 00/55869 предлагается снабдить усиливающие элементы обжимными втулками, расположенными на концах усиливающих элементов, что будет препятствовать их перемещению по направляющим пазам концевого соединительного элемента.
В случае всех упомянутых выше документов, в которых усиливающие элементы удерживаются фрикционным стопором или посадкой с натягом в концевом соединительном элементе, трудно обеспечить необходимую прочность при растяжении. В частности, когда ограничитель перенапряжений подвергается воздействию изгибающего усилия, на одной стороне ограничителя перенапряжений возникает очень сильное растягивающее усилие.
Изготовить ограничители перенапряжений с обжимной втулкой трудно, так как обжимная втулка должна устанавливаться тогда, когда к усиливающему элементу приложено растягивающее усилие. Процесс обжатия также может привести к повреждению стержня, причем повреждений может быть не видно.
Если в ограничителях перенапряжений усиливающие элементы закрепляются в концевом соединительном элементе с помощью винтов, то это неизбежно влечет за собой ослабление усиливающего элемента в области винта.
Таким образом, цель изобретения заключается в том, чтобы предложить ограничитель перенапряжений общего типа с клеточной конструкцией, который был бы прост в изготовлении и обеспечивал надежное крепление усиливающих элементов в концевых соединительных элементах.
Эта цель достигается с помощью ограничителя перенапряжений, соответствующего п.1 формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения относятся к другим предпочтительным вариантам осуществления изобретения.
Далее изобретение будет подробно описано со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 - общий вид ограничителя перенапряжений общего типа, при этом наружный корпус показан в частичном разрезе;
фиг.2 - вид с пространственным разделением деталей клетки ограничителя перенапряжений, соответствующего изобретению, вместе с концевым соединительным элементом;
фиг.3 - разрез А-А фиг.2;
фиг.4 - вид, показывающий принцип действия фиксирующего элемента с врезным кольцом, который использован в ограничителе перенапряжений, соответствующим изобретению и показанном на фиг.2 и 3;
фиг.5 - вид альтернативного варианта осуществления ограничителя перенапряжений, соответствующего изобретению; и
фиг.6 - подробный вид стержня с врезным элементом, показанного на фиг.5.
Как показано на фиг.1, ограничитель перенапряжений с клеточной конструкцией содержит, по меньшей мере, один варисторный блок 1. В качестве варисторных блоков 1 могут использоваться известные керамические пластины, сопротивление которых зависит от напряжения (переменный резистор). При низких напряжениях они фактически работают как идеальные изоляторы, а при высоком напряжении они имеют высокую проводимость. Обычные доступные варисторные блоки изготавливаются на основе оксида цинка (ZnO). Тем не менее, изобретение не ограничено такими ограничителями перенапряжений из оксида цинка. При изготовлении варисторного блока возможно также использовать, например, другие оксиды металлов, а также карбид кремния. Более того, в дополнение к варисторным блокам 1 в набор могут быть включены другие блоки, например металлические блоки или искровые блоки, благодаря чему можно добиться, чтобы длина ограничителя перенапряжений соответствовала соответствующим требованиям.
Форма обычных варисторных блоков 1 представляет собой круговой цилиндр, диаметр которого, например, равен 5 см, а высота приближенно равна 4 см. Алюминиевые электроды, которые не показаны подробно, расположены с обеих сторон варисторных блоков 1 с целью обеспечения лучшего контакта. Для того чтобы еще улучшить контакт, между варисторными блоками 1 также располагают тонкие алюминиевые диски, которые не показаны.
В случае, показанном на фиг.1, набор, который сформирован из сложенных в стопку один сверху другого таких варисторных блоков 1 и, возможно, металлических блоков, закреплен между двумя концевыми соединительными элементами 3. Концевые соединительные элементы 3 обычно изготовлены из алюминия или нержавеющей стали и выполнены так, что их можно легко включить в состав существующих электрических установок или сетей подачи электроэнергии, например, с помощью центрального винта 4, который выступает из ограничителя перенапряжений и имеет хороший электрический контакт с варисторными блоками 1.
Для защиты окружающей среды эти ограничители перенапряжений окружены наружным корпусом 5, который часто выполнен из кремнийорганической смолы. Корпус может быть сформирован с помощью напыления или литья.
С целью увеличения длины пути утечки тока снаружи корпуса 5 сформированы экраны 7.
Как описано ранее, когда такие ограничители перенапряжений используются на открытом воздухе, они подвергаются действию значительных изгибающих моментов. Следовательно, необходимо обеспечить поддержание контакта варисторных блоков 1 с концевыми соединительными элементами даже в случае приложения сравнительно больших механических нагрузок. Для осуществления этого пластиковые стержни или тросы 9, армированные стекловолокном, обычно зажаты между двумя концевыми соединительными элементами 3, при этом указанные стержни или тросы 9 выступают в качестве усиливающих элементов. Это удерживает варисторные блоки 1 вместе между двумя концевыми соединительными элементами 3, при этом к стержням 9 приложено растягивающее усилие. Более того, также в набор варисторных блоков 1 иногда вставляются пружинные элементы, что призвано обеспечить контакт даже в случае колебания температуры или чего-либо подобного.
Далее фиксирующие элементы называются стержнями 9, что не ограничивает изобретение.
На фиг.2 показана «клетка» ограничителя перенапряжений, соответствующая первому варианту осуществления изобретения. Для улучшения понимания опущены варисторные блоки 1 и другие компоненты набора. Для иллюстрации варианта осуществления изобретения один из двух концевых соединительных элементов 3 показан с пространственным разделением деталей. На фиг.3 показан разрез А-А.
На фиг.2 и 3 восемь стержней 9 равномерно расположены по окружности концевых соединительных элементов 3.
Сам концевой соединительный элемент 3 содержит первую деталь 3А и вторую деталь 3В. Первая деталь 3А содержит восемь отверстий 11 без резьбы, которые предназначены для стержней 9, армированных стекловолокном, и аналогично содержит восемь резьбовых отверстий 13А, предназначенных для стяжных винтов 15, причем отверстия 11 без резьбы и резьбовые отверстия 13А, чередуясь, расположены вдоль окружности первой детали 3А концевого соединительного элемента. При необходимости точное число соединений, выполненных с помощью стяжных винтов, и число стержней 9 может быть выбрано специалистами. В принципе, возможно обойтись только одним стяжным винтом и/или только одним (центральным) стержнем, например, когда форма варисторных блоков 1 представляет собой кольцо. Тем не менее, предпочтительны конструкции, в которых три или большее количество стержней распределены вдоль окружности концевого соединительного элемента и в которых варисторные блоки имеют форму (круговых) цилиндрических дисков.
Вторая деталь 3В варианта осуществления изобретения, показанного на фиг.2 и 3, содержит восемь соответствующих сквозных отверстий 13 для стяжных винтов 15 и восемь гнезд 17, которые открыты только с одной стороны и предназначены для закрепления верхних концов стержней 9.
Первая деталь 3А концевого соединительного элемента 3 имеет форму кольца с центральным отверстием 19. В центре второй детали 3В расположена направляющая трубка 21, которая может заходить в кольцо первой детали 3А. Изнутри направляющая трубка 21 снабжена внутренней резьбой 23, в которую может закручиваться дополнительный большой винт 25 или болт, прочно удерживающий набор варисторных блоков 1 вместе после сборки, при этом к стержням приложено растягивающее усилие.
Фиксирующий элемент 27 посажен на каждый конец каждого стержня 9. Этот фиксирующий элемент 27 прочно соединен со стержнем 9 и обеспечивает прочное закрепление стержня 9 в концевом соединительном элементе 3 при приложении растягивающих нагрузок.
На фиг.3 и 4 в разрезе показан один из этих фиксирующих элементов 27. На фигурах также показано, каким образом в этом предпочтительном варианте осуществления изобретения этот фиксирующий элемент 27 взаимодействует со второй деталью 3В и первой деталью 3А концевого соединительного элемента.
Как показано на фиг.3, отверстие 11 без резьбы первой детали 3А концевого соединительного элемента содержит первый узкий участок на стороне варисторных блоков 1 и второй широкий участок на стороне второй детали 3 В, указанные участки соединены друг с другом с помощью конического участка. Хотя на фиг.3 показан конический участок, он не является обязательным и также может быть использована простая кромка или ступенька. Отверстие 11 без резьбы должно быть выполнено так, что его узкий участок плотно окружает стержень 9, а его широкий участок частично закрепляет фиксирующий элемент 27. Конический участок или кромка выполнены так, чтобы их форма дополняла форму внешнего контура фиксирующего элемента 27 с тем, чтобы фиксирующий элемент 27 был прочно и надежно заблокирован в концевом соединительном элементе 3.
Гнездо 17 второй детали 3В концевого соединительного элемента также снабжено широким первым участком на открытой стороне, направленной к первой детали 3А, и коническим сужающимся участком на закрытом конце. Размеры гнезда 17 и отверстия 11 без резьбы таковы, чтобы они могли блокировать фиксирующий элемент 27. Это показано внизу фиг.3.
Например, в качестве фиксирующего элемента 27 может быть использовано серийно выпускаемое «винтовое соединение Ermeto», известное с тридцатых годов 20 века.
Такие винтовые соединения Ermeto использовались при конструировании соединений гидравлических труб и серийно выпускаются, помимо прочего, фирмой Parker-Ermeto.
В этом случае фиксирующий элемент 27 имеет, по меньшей мере, один край 29, который опирается на стержень 9 и наклонен в направлении, противоположном направлению приложения растягивающего усилия.
На фиг.4 подробно показан этот вариант осуществления фиксирующего элемента 27, соответствующего изобретению.
Показанный вариант осуществления фиксирующего элемента 27 содержит три детали, первый врезной кольцевой элемент 27А, зажимная втулка 27В и второй врезной кольцевой элемент 27С. В показанном варианте осуществления два врезных кольцевых элемента 27А и 27С физически одинаковы и содержат втулку, внутренний диаметр которой соответствует внешнему диаметру стержня 9. В показанном варианте осуществления изобретения в каждом случае два врезных кольца 29 или края выполнены внутри втулки врезных кольцевых элементов 27А, 27С и при использовании они врезаются в поверхность стержня 9. Предпочтительно, чтобы края были наклонены в направлении, противоположном направлению действия предполагаемого растягивающего усилия. Материал, из которого изготовлены врезные кольцевые элементы 27А, 27С, характеризуется некоторой степенью эластичности. Врезное кольцо может быть снабжено прорезью.
В области врезных колец внешний контур врезных кольцевых элементов 27А, 27С имеет коническую форму, при этом диаметр увеличивается в направлении действия предполагаемого растягивающего усилия.
Форма зажимной втулки 27В изнутри представляет собой конус, указанная форма дополняет форму внешнего контура врезных кольцевых элементов 27А, 27С. Когда зажимная втулка 27В и врезной кольцевой элемент 27А выполнены для контакта друг с другом и их вместе толкают в осевом направлении стержня 9, то врезные кольца вбиваются в стержень 9, врезаясь в него в силу дополняющих друг друга уклонов внешнего контура врезного кольцевого элемента 27А и внутренней формы зажимной втулки 27В. Таким образом, наклонное расположение врезного кольца или колец приводит к взаимному блокированию стержня 9 и врезного кольца, которое даже усиливается при растягивании стержня, следовательно, стержень 9 закрепляется еще более прочно. Этот хорошо известный принцип врезного кольца, который используется для соединения гидравлических труб с тридцатых годов 20 века, обеспечивает отличное закрепление на стержне 9 фиксирующего элемента 27 при приложении растягивающего усилия.
Как упоминалось, на фиг.4 показан второй врезной кольцевой элемент 27С. Для этого врезного кольцевого элемента 27С не предусмотрено отдельной зажимной втулки, так как эту задачу выполняет гнездо 17 второй детали 3В концевого соединительного элемента.
На фиг.4 каждый врезной кольцевой элемент 27А, 27С имеет два врезных кольца 29. Также возможны варианты, когда используется только одно врезное кольцо или три или более врезных колец.
Врезной кольцевой элемент 27А, 27С выполнен гладким изнутри у своего конца, который направлен в сторону действия предполагаемого растягивающего усилия, и его внешний контур является вторым, сравнительно крутым конусом, диаметр которого уменьшается в направлении действия предполагаемого растягивающего усилия.
Этот второй конус связан с соответствующим участком зажимной втулки 27В или отверстия 11 без резьбы первой детали 3А концевого соединительного элемента 3. Зажатие по оси врезного кольцевого элемента 27С и зажимной втулки 27В и/или верхнего кольцевого элемента 27А и первой детали 3А концевого соединительного элемента 3 благодаря этой форме приводит к деформации врезного кольцевого элемента 27А, 27С, а это приводит к посадке с натягом врезного кольцевого элемента 27А, 27С и стержня 9. В технологии применения врезных колец для соединения труб эти врезные кольца используются для дополнительного уплотнения, для рабочей жидкости гидравлических систем.
Хотя эта посадка с натягом также вносит вклад в закрепление стержня в фиксирующем элементе 27, этот факт менее важен для изобретения и такая посадка может полностью отсутствовать. Например, не существует необходимости во втором конусе на врезном кольцевом элементе 27А, 27С. Таким образом, зажимная втулка 27В или отверстие 11 без резьбы также может быть выполнено без второго конуса, например, с простой кромкой или ступенькой.
Благодаря этому соединению с помощью врезного кольца возможно избежать серьезных повреждений, приводящих к ослаблению стержня 9, так как врезные кольца 29 врезаются в стержень 9 не слишком глубоко. Более того, как показано на фиг.4, может быть предусмотрено несколько врезных колец 29, расположенных одно за другим.
В ограничителе перенапряжений, соответствующем изобретению и показанном на фиг.1-4, набор варисторных блоков 1 и, возможно, металлических блоков расположен между первыми кольцеобразными деталями 3А двух концевых соединительных элементов 3. Стержни 9 проходят через отверстия 11 без резьбы, предусмотренные для этой цели в первых деталях 3А концевых соединительных элементов 3.
На одной стороне набора стержни 9 располагаются так, чтобы иметь стандартную длину, далее проталкиваются фиксирующие элементы 27. Затем с этой стороны надевается вторая деталь 3В концевого соединительного элемента. Первая 3А и вторая 3В детали концевого соединительного элемента прочно зажимаются друг к другу с помощью первых стяжных винтов 15, которые проходят через отверстия 13 без резьбы второй детали 3В концевого соединительного элемента и завинчиваются в резьбовые отверстия 13А первой детали 3А концевого соединительного элемента. Как показано на фиг.2, две детали концевого соединительного элемента выполнены так, что они полностью закрепляют фиксирующие элементы 27 в соответствующих гнездах и окружают их.
Далее стяжной винт 25 завинчивается через центральное отверстие концевого соединительного элемента и опирается на варисторные блоки 1 или на кулачковый диск, состоящий из алюминия или нержавеющей стали и расположенный между самым верхним варисторным блоком 1 и концевым соединительным элементом 3.
Затем стержни 9 на противоположной стороне набора варисторных блоков снабжаются фиксирующими элементами 27.
В этом случае вторая деталь 3В концевого соединительного элемента 3 также подгоняется и зажимается к первой детали ЗА первыми стяжными винтами 15, аналогично тому, как было описано ранее.
Второй большой стяжной винт 25 завинчивается в центральную резьбу концевого соединительного элемента 3 с тем, чтобы он опирался на соответствующий дисковый кулачок или на самый верхний варисторный блок. Нижний и верхний центральные стяжные винты 25 затягиваются до конца с использованием динамометрического ключа, чтобы набор варисторных блоков удерживался вместе с заданным усилием.
Далее таким образом полученная клетка снабжается наружным корпусом. Это целесообразно осуществлять посредством нанесения покрытия экструзионным методом или покрывая оболочкой набор варисторных блоков, стержни 9 и концевые соединительные элементы 3. Обнаружено, что кремнийорганическая смола малой вязкости подходит для материала наружного пластикового корпуса. Такие кремнийорганические смолы выпускаются серийно и уже использовались в технике при изготовлении корпусов.
Одновременно с получением корпуса 5 могут быть отлиты экраны 7. В качестве альтернативы возможно сначала выполнить цилиндрический корпус, а затем отдельно изготовить экраны 7. Далее экраны 7 могут быть подогнаны к корпусу с помощью механической деформации поверхности и/или с помощью клеевого соединения. Признано, что отдельное крепление экранов 7 представляет собой дополнительный процесс, который увеличивает затраты на изготовление ограничителя перенапряжений, но позволяет избежать продольных швов вдоль ограничителя перенапряжений, на которых из-за загрязнения могут возникать токи утечки.
На фиг.5 показан альтернативный вариант осуществления ограничителя перенапряжений, соответствующего изобретению.
В отличие от варианта осуществления изобретения, который показан на фиг.2-4, поперечное сечение стержней 9 представляет собой не круговое сечение. Форма стержней 9, показанных на фиг.5, соответствует внешнему контуру набора варисторных блоков 1. Таким образом, наружный корпус 5 ограничителя перенапряжений может быть выполнен более тонким, так как стержни 9 менее толстые при той же прочности на растяжение. Это полезно, так как кремнийорганические смолы малой вязкости дороги.
При использовании таких стержней 9, армированных стекловолокном, например, имеющих форму круговых сегментов, должен быть модифицирован принцип соединения с врезным кольцом следующим образом: вместо одного сплошного врезного кольца, окружающего стержень, нужно предусмотреть одно или несколько врезных ребер 29, контуры которых соответствуют стержню 9. Это показано в виде разреза на фиг.5.
На фиг.6 показаны дополнительные подробности концевого соединительного элемента 3 и фиксирующего элемента 27, которые соответствуют этому варианту осуществления изобретения.
В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.5 и 6, концевой соединительный элемент 3 опять состоит из двух деталей. Внутренняя деталь 3С выполнена кольцеобразной или имеет вид полого цилиндра и содержит внутреннюю резьбу, на которую может навинчиваться стяжной винт 25. Предпочтительно, чтобы вдоль этой внутренней детали были выполнены направляющие пазы и их контуры соответствовали контурам стержней 9, что показано на фиг.6. Внутренняя деталь 3С концевого соединительного элемента окружена внешней деталью 3D концевого соединительного элемента чашеобразной формы, причем внутренний диаметр чаши соответствует внешнему диаметру внутренней детали в области, не содержащей пазов. Внешняя деталь 3D, имеющая форму чаши, выполнена немного конической, сужающейся в сторону действия предполагаемого растягивающего усилия, то есть по направлению к центру набора варисторных блоков 1. Клинья 33 расположены между стержнями 9 и внешней деталью 3D концевого соединительного элемента и аналогично сужаются по направлению к центру набора варисторных блоков 1.
Одно или несколько врезных ребер 29 выполнены в поперечном направлении относительно продольного направления стержня 9 на стороне клина 33, направленной к стержню 9, и эти врезные ребра 29 наклонены под острым углом в направлении, противоположном направлению действия предполагаемого растягивающего усилия, к центру набора варисторных блоков. Дополняющее врезное ребро 29А, которое также соответствует форме стержня 9, армированного стекловолокном, может быть сформировано в направляющем пазу во внутренней детали 3С концевого соединительного элемента, хотя этого не показано на фигурах.
Предпочтительно, чтобы несколько врезных ребер 29 были выполнены как на клине 33, так и на внутренней детали концевого соединительного элемента 3.
При приложении растягивающего усилия, стержень 9, с одной стороны, закреплен благодаря посадке с натягом между внутренней деталью 3С и внешней деталью 3D концевого соединительного элемента с помощью клина 33. С другой стороны, стержень 9, кроме того, заблокирован врезными ребрами 29 между клином 33 и стержнем 9 с одной стороны и между внутренней деталью 3С концевого соединительного элемента и стержнем 9 с другой стороны.
Преимущество этого варианта осуществления изобретения над другими вариантами осуществления изобретения, показанными на фиг.2-4, состоит в том, что упрощается процесс сборки. Клинья 33 могут проходить через подходящие отверстия 37 в нижней поверхности внешней детали 3D концевого соединительного элемента, который имеет форму чаши, когда два концевых соединительных элемента 3 снабжены стержнями 9 и расположены вокруг набора варисторных блоков. Когда клинья 33 поставлены на место, ко всей конструкции может быть приложено требуемое напряжение с помощью стяжных винтов 25 через центр внутренней детали 3С концевого соединительного элемента.
Далее формируется наружный пластиковый корпус 5, аналогично варианту осуществления изобретения, показанному на фиг.2-4.
Хотя в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.5 и 6, внутренняя деталь 3С концевого соединительного элемента содержит направляющие пазы, это не является обязательным. Вместо этого или в дополнение к этому внешняя деталь 3D концевого соединительного элемента также может быть снабжена направляющими пазами или от направляющих пазов можно полностью отказаться. Тем не менее, в этом случае между внутренней и внешней деталями концевого соединительного элемента остается зазор, который при формировании корпуса 5 необходимо заполнить эластомером из кремнийорганической смолы.
Согласно еще одному целесообразному варианту осуществления изобретения для дополнительного крепления стержней 9 в концевых соединительных элементах можно дополнительно использовать клеящее вещество. Например, в случае последнего рассмотренного варианта осуществления изобретения зазор между внешней и внутренней деталями концевого соединительного элемента может быть полностью заполнен клеящим веществом.
Хотя предпочтительные варианты осуществления изобретения описаны выше, изобретение не ограничивается этими вариантами осуществления. В частности, число врезных ребер или врезных колец при необходимости может быть выбрано произвольным. В дополнение или вместо блокировочного соединения врезного кольца посредством врезания во внешний слой стержней использование гибких врезных колец также позволяет получать соединения на основе посадки с натягом благодаря зажиму без повреждения поверхности стержней, когда не предполагается наличие чрезмерных растягивающих нагрузок. Например, такая ситуация имеет место, когда ограничитель перенапряжений не снабжен непосредственно подогнанным корпусом 5, а вставлен в трубку, состоящую из пластика, армированного стекловолокном, или в керамический корпус, то есть в случае ограничителя перенапряжений трубчатой конструкции. В этом случае значительная часть механических нагрузок демпфируется самой трубкой и стержни используются только в качестве дополнительного элемента, придающего устойчивость, так что предполагаемые растягивающие усилия снижены.
Хотя в показанных вариантах осуществления изобретения крепление стержней к концевым соединительным элементам было осуществлено одним и тем же образом на обеих сторонах набора варисторных блоков, это не является обязательным. Например, также вместо стержней, армированных стекловолокном, могут быть использованы тросы, которые с целью закрепления пропускаются через кромки одного концевого соединительного элемента и крепятся фиксирующими элементами в соответствии с изобретением только в противоположном концевом соединительном элементе.
1. Ограничитель перенапряжений, содержащий
по меньшей мере, один варисторный блок (1);
по меньшей мере, один концевой соединительный элемент (3);
по меньшей мере, один усиливающий элемент (9), который прочно закрепляет варисторный блок (1) на концевом соединительном элементе (3);
по меньшей мере, один фиксирующий элемент (27), который прочно закрепляет усиливающий элемент (9) на концевом соединительном элементе (3);
отличающийся тем, что фиксирующий элемент (27) содержит, по меньшей мере, один край (29), который врезается в усиливающий элемент (9).
2. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что варисторный блок или блоки изготовлен(ы) из оксида металла, предпочтительно из ZnO.
3. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что концевой соединительный элемент (3) или концевые соединительные элементы (3) изготовлен(ы) из металла, предпочтительно из алюминия.
4. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что ограничитель перенапряжений содержит корпус (5) с экранами (7).
5. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что усиливающий элемент (9) является пластиковым стержнем или тросом, армированным стекловолокном, который удерживает вместе концевой соединительный элемент (3) и варисторный блок (1), благодаря силе натяжения.
6. Ограничитель по п.5, отличающийся тем, что край (29) фиксирующего элемента (27) представляет собой врезное кольцо, которое окружает пластиковый стержень или трос, армированный стекловолокном, и врезается в его поверхность.
7. Ограничитель по п.5, отличающийся тем, что фиксирующий элемент (27) является клином (33), который взаимодействует с соответствующей наклонной поверхностью на концевом соединительном элементе (3), при этом край (29) имеет форму врезного ребра и расположен на стороне клина (33), направленной к усиливающему элементу (9), и врезается в усиливающий элемент (9) при приложении растягивающего усилия со стороны клина (33) и наклонной поверхности.
8. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что на фиксирующем элементе (27) сформировано несколько краев (29), которые взаимодействуют с усиливающим элементом (9).
9. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что фиксирующий элемент (27) заблокирован на усиливающем элементе (9) и концевом соединительном элементе (3).
10. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что край (29) врезается в фиксирующий элемент (27) в направлении, противоположном направлению растягивающего усилия.
11. Ограничитель по п.7, отличающийся тем, что усиливающий элемент представляет собой сегмент трубки, состоящий из пластикового материала, армированного стекловолокном.
