Ограничитель перенапряжения

Авторы патента:


Ограничитель перенапряжения
Ограничитель перенапряжения
Ограничитель перенапряжения

 


Владельцы патента RU 2427049:

АББ ТЕКНОЛОДЖИ ЛТД (CH)

Изобретение относится к ограничителям перенапряжения и, в частности, относится к ограничителям среднего и высокого напряжения, имеющим сокращенное количество составных элементов для облегчения их сборки. Ограничитель перенапряжения (1) для среднего и высокого напряжения содержит два концевых электрода, колонку из множества варисторных блоков, установленных один за другим в осевом направлении варисторных блоков между первым и вторым концевым электродами, зажимные средства, соединяющие первый концевой электрод со вторым концевым электродом, и внешний корпус и содержит комбинированный модуль для обеспечения регулировки длины и поворота, расположенный между колонкой варисторных блоков и вторым концевым электродом. Комбинированный модуль содержит два элемента, выполненные с возможностью регулировки относительно друг друга в осевом направлении. В способе сборки ограничителя перенапряжения устройство регулировки длины и поворотный элемент связывают друг с другом с обеспечением единого модуля. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в общем случае относится к ограничителям перенапряжения и, в частности, относится к ограничителям среднего и высокого напряжения, имеющим сокращенное количество составных элементов для облегчения их сборки.

Уровень техники

Ограничители перенапряжения используются для защиты дорогостоящего электрооборудования в электроэнергетических системах от перенапряжений. Обычно для этой цели используют металооксидные цилиндрические блоки, например из оксида цинка, так называемые варисторы. Данные элементы характеризуются тем, что они обладают высоким сопротивлением при низком напряжении и низким сопротивлением при высоком напряжении.

Когда рабочее напряжение выше напряжения, которое может выдержать один единичный варистор и при этом обнаруживать высокое сопротивление, несколько варисторных блоков соединяют последовательно в виде колонки. Для пропускания через колонку больших токов необходимо обеспечить достаточное контактное давление между блоками. Это достигается при помощи зажимных элементов, соединяющих первый и второй концевые электроды и устройство регулировки длины, установленное между первым электродом и колонкой варисторов, что гарантирует обеспечение достаточного давления на варисторные блоки зажимными элементами.

Для достижения улучшенного сопротивления поперечным механическим воздействиям, между нижним концевым электродом и ближайшим оксидно-цинковым блоком в колонке помещают центральный поворотный элемент.

Пример ограничителя перенапряжения, известного из уровня техники, описан в публикации ЕР 1625600 А1, включаемой в данный документ в виде ссылки.

Раскрытие изобретения

Целью настоящего изобретения является создание ограничителя перенапряжения для средних и высоких напряжений, в котором количество компонентов сведено к минимуму.

Еще одной целью является создание ограничителя перенапряжения, который является легким для сборки.

Изобретение основывается на понимании того факта, что известное из уровня техники устройство регулировки длины и поворотная шайба могут быть объединены в один единый модуль, размещенный между колонкой варисторных блоков и нижним концевым электродом.

Согласно первому аспекту изобретения предлагается комбинированный модуль для обеспечения регулировки длины и поворота ограничителя перенапряжения, отличающийся тем, что содержит первый элемент и второй элемент, имеющий поворотную поверхность, причем первый и второй элементы могут регулироваться относительно друг друга в осевом направлении.

Согласно второму аспекту изобретения предлагается ограничитель перенапряжения, содержащий колонку из множества цилиндрических варисторных блоков, установленных один за другим в осевом направлении варисторных блоков, первый концевой электрод и второй концевой электрод, зажимные средства, соединяющие первый концевой электрод со вторым концевым электродом, и электрически изолированный внешний корпус. Ограничитель перенапряжения отличается тем, что содержит описанный выше комбинированный модуль для обеспечения регулировки длины и поворота, расположенный между колонкой варисторных блоков и вторым концевым электродом.

Согласно третьему аспекту изобретения предлагается способ сборки ограничителя перенапряжения, состоящий из следующих шагов: обеспечение первого концевого электрода, обеспечение второго концевого электрода, обеспечение колонки из множества цилиндрических варисторных блоков, установленных один за другим в осевом направлении варисторных блоков между первым и вторым концевыми электродами, обеспечение устройства регулировки длины, обеспечение поворотного элемента между колонкой варисторных блоков и вторым концевым электродом, обеспечение зажимных средств, соединяющих первый концевой электрод со вторым концевым электродом, и обеспечение электрически изолированного внешнего корпуса. Способ отличается тем, что устройство регулировки длины и поворотный элемент обеспечивают в виде единого модуля.

Использование комбинированного модуля, состоящего из устройства регулировки длины и поворотного элемента, позволяет достичь определенных преимуществ. Количество составных элементов в ограничителе перенапряжения сокращается, поскольку известные из уровня техники устройство регулировки длины и поворотная шайба заменяются одним единым модулем. Кроме того, в первом электроде не требуется выполнение сквозного отверстия для управления устройством регулировки длины. В конечном итоге, применение комбинированного модуля, состоящего из устройства регулировки длины и поворотного элемента, позволяет использовать резьбу полной длины на втором концевом электроде.

Дополнительные предпочтительные варианты осуществления изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Ниже изобретение описывается путем примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

На фиг.1 схематически показан ограничитель перенапряжения, установленный в электрически изолированном корпусе.

На фиг.2 схематически показан ограничитель перенапряжения по фиг.1 до его установки в электрически изолированный корпус.

На фиг.3 представлено осевое сечение комбинированного модуля, состоящего из устройства регулировки длины и поворотного элемента, в соответствии с изобретением.

Осуществление изобретения

Ниже приводится подробное описание предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения. В данном описании термин «среднее и высокое напряжение» будет использоваться для напряжений от 1 кВ и выше. На сегодняшний день верхний предел для промышленных высоковольтных устройств составляет 800 кВ, но уже сейчас строятся или планируются в ближайшем будущем установки более высокого напряжения, такого как 1000 кВ и выше.

В настоящем документе введены обозначения по отношению к направлениям, такие как "верхний" и "нижний". Следует понимать, что данные обозначения не являются ограничительными и относятся только к тому, что показано на чертежах.

На фиг.1 изображен ограничитель перенапряжения 1, имеющий верхний первый концевой электрод 11, предназначенный для подключения к линейному напряжению, нижний второй концевой электрод 12, предназначенный для подключения на землю, и электрически изолированный корпус 19, окружающий внутреннюю часть ограничителя перенапряжения 1. Концевые электроды 11, 12 изготавливают предпочтительно из подходящего металла, такого как алюминий.

На фиг.2 изображен ограничитель перенапряжения 1 по фиг.1 без электрически изолированного корпуса. Колонку, содержащую шестнадцать цилиндрических варисторных блоков 10, предпочтительно изготовленных из металлооксида и имеющих круглое поперечное сечение, размещают между верхним концевым электродом 11 и нижним концевым электродом 12. Оси симметрии варисторных блоков 10 совпадают, формируя фактически вертикальную колонку. Высота и диаметр отдельных блоков 10 зависят от рассматриваемой области применения. Например, могут быть использованы следующие размеры: диаметр 60 мм и высота 40 мм.

Зажимные элементы 15 размещают вокруг колонки в виде множества петель 15, одна из которых показана на чертеже. Петли 15 скручивают из непрерывного стекловолокна и пропитывают эпоксидной смолой. Петли 15 проходят вокруг выступов На верхнего концевого электрода 11 и выступов 12а нижнего концевого электрода 12 и прижимают концевые электроды 11, 12 к колонке, создавая, таким образом, необходимое контактное давление между варисторными блоками 10.

С внешней стороны петель 15 имеется защищающий от разрывов бандаж в виде множества колец 16, два из которых показаны на чертеже. Бандаж размещают по существу в центральной части высоты соответствующих варисторных блоков 10. Кольца 16 скручивают из волокон, таких как арамидное волокно с эпоксидной матрицей, и плотно прижимают к петлям 15 таким образом, чтобы они сдавливали варисторные блоки 10. Высота колец 16 зависит от области применения, и подходящий размер для вышеприведенного примера составляет 20 мм при толщине 5 мм. Между двумя смежными кольцами 16, в отличие от контактной поверхности между варисторными блоками 10, имеется круговой зазор 17 высотой около 20 см для снятия давления в случае короткого замыкания.

Над нижним концевым электродом 12, между электродом и колонкой варисторов, расположен комбинированный модуль, состоящий из устройства регулировки длины и поворотного элемента. Детальный разрез данного модуля показан на фиг.3. Данный комбинированный модуль, предназначенный для обеспечения регулировки длины и поворота, имеет по существу круглую форму сечения, соответствующую форме варисторных блоков 10, и состоит из двух соединенных друг с другом элементов: верхнего первого элемента 13 и нижнего второго элемента 14, которые могут регулироваться относительно друг друга в осевом направлении. Два этих элемента соединены друг с другом посредством взаимодействующей резьбы 13а, 14а на верхнем и нижнем элементе соответственно. Посредством взаимного вращения верхнего и нижнего элементов можно регулировать общую длину или высоту модуля, состоящего из элементов 13, 14. Функция регулировки длины состоит в удлинении колонки между двумя концевыми электродами, т.е. варисторной колонки и комбинированного модуля, таким образом, чтобы сила зажима в петлях 15 реально обеспечивала необходимое контактное давление между варисторными блоками в колонке.

Нижняя поверхность нижнего элемента 14 снабжена поворотным элементом для того, чтобы разгрузить варисторную колонку и сократить возможность появления зазоров между блоками во время горизонтальных механических напряжений в ограничителе перенапряжения. Поворотный элемент представляет собой скошенную внешнюю часть 14b нижней поверхности. Данный скос обеспечивает определенную степень наклона комбинированного модуля, состоящего из устройства регулировки длины и поворотного элемента, что позволяет избежать или, по крайней мере, сократить механическое напряжение на варисторной колонке. Радиус поворотного элемента может быть определен подходящим способом, таким как имитационное моделирование.

Нижний элемент 14 снабжен осевым центральным сквозным отверстием 14 с, совмещенным с осевым отверстием 13b в нижней поверхности верхнего элемента 13. Осевое отверстие 13b имеет некруглое поперечное сечение, предпочтительно шестиугольное поперечное сечение. Данное некруглое отверстие используется в процессе сборки, как будет описано ниже.

Далее описывается способ сборки ограничителя перенапряжения. Сначала варисторные блоки 10, концевые электроды 11, 12 и комбинированный модуль, состоящий из устройства регулировки длины и поворотного элемента, помещают в каркас в порядке, показанном на фиг.2. При помещении в каркас комбинированный модуль, состоящий из устройства регулировки длины и поворотного элемента, имеет минимальную длину. Затем прикрепляют петли 15 к концевым электродам, и два концевых электрода 11, 12 удаляются друг от друга, с тем чтобы вытянуть гибкие петли 15. После этого верхний элемент 13 комбинированного модуля вращают до тех пор, пока нижний элемент 14 не будет зафиксирован против поворота.

Длину комбинированного модуля увеличивают насколько это возможно, вытягивая гибкие петли таким образом, чтобы обеспечить усилие предварительного натяжения на состоящей из варисторных блоков 10 колонке. Вращение верхнего элемента 13 предпочтительно производят при помощи шестигранного прорезного торцевого ключа, вставляемого в отверстие 13b через осевое отверстие (не показано) сквозь нижний электрод 12 и через отверстие 14 с в нижнем элементе 14.

После того, как комбинированный модуль вытянут, два конечных электрода отпускают, для того чтобы они оказывали давление на варисторную колонку посредством усилия в петлях 15. На варисторную колонку устанавливают защищающий от разрывов бандаж 16, после чего собранный узел, включающий в себя варисторную колонку, комбинированный модуль, состоящий из устройства регулировки длины и поворотного элемента, и концевые электроды, помещают в защитный корпус 19.

Выше был описан предпочтительный вариант осуществления ограничителя перенапряжения согласно настоящему изобретению. Специалист в данной области техники должен понимать, что он может изменяться в рамках прилагаемой формулы изобретения. Таким образом, хотя был показан и описан только один ограничитель перенапряжения, следует понимать, что два или более ограничителя перенапряжения могут быть соединены последовательно для работы с более высокими напряжениями.

1. Комбинированный модуль для обеспечения регулировки длины и поворота ограничителя перенапряжения, отличающийся тем, что содержит первый элемент (13) и второй элемент (14), имеющий поворотную поверхность, причем первый и второй элементы выполнены с возможностью регулировки относительно друг друга в осевом направлении.

2. Комбинированный модуль по п.1, отличающийся тем, что первый и второй элементы (13, 14) соединены посредством взаимодействующей резьбы (13а, 14а), выполненной на первом и втором элементе соответственно.

3. Комбинированный модуль по п.1 или 2, отличающийся тем, что поворотная поверхность содержит скошенную внешнюю часть (14b) нижней поверхности второго элемента (14).

4. Комбинированный модуль по п.1 или 2, отличающийся тем, что второй элемент (14) снабжен осевым центральным сквозным отверстием (14с), совмещенным с некруглым осевым отверстием (13b) в нижней поверхности первого элемента (13).

5. Ограничитель перенапряжения (1), содержащий первый концевой электрод (11), второй концевой электрод (12), колонку из множества цилиндрических варисторных блоков (10), установленных один за другим в осевом направлении варисторных блоков (10) между первым и вторым концевым электродами, зажимные средства (15), соединяющие первый концевой электрод (11) со вторым концевым электродом (12), и электрически изолированный внешний корпус (19), отличающийся тем, что содержит комбинированный модуль для обеспечения регулировки длины и поворота, охарактеризованный в любом из пп.1-4, расположенный между колонкой варисторных блоков и вторым концевым электродом.

6. Способ сборки ограничителя перенапряжения, в котором обеспечивают первый концевой электрод (11), обеспечивают второй концевой электрод (12), обеспечивают колонку из множества цилиндрических варисторных блоков (10), которые установлены один за другим в осевом направлении варисторных блоков (10) между первым и вторым концевым электродами, обеспечивают устройство (13) регулировки длины, обеспечивают поворотный элемент (14) между колонкой варисторных блоков и вторым концевым электродом, обеспечивают зажимные средства (15), которые соединяют первый концевой электрод (11) со вторым концевым электродом (12), и обеспечивают электрически изолированный внешний корпус (19), отличающийся тем, что устройство регулировки длины и поворотный элемент связывают друг с другом с обеспечением единого модуля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам защиты от скачков напряжения. .

Изобретение относится к электротехнике. .

Изобретение относится к способу определения параметров размыкателя для разрядника защиты от перенапряжения, причем переключающее движение размыкателя происходит с помощью переключающего язычка, который посредством постоянно действующей пружинной силы направлен в направлении, противоположном удерживающей силе, созданной при помощи защитного припоя.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении обжатого узла. .

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).

Изобретение относится к разрядникам для защиты от перенапряжений. .

Изобретение относится к разрядникам для защиты от перенапряжений Разрядник для защиты от перенапряжений содержит сердечник, состоящий из столбика варисторных блоков (1), двух присоединительных блоков, между которыми закреплен столбик варисторных блоков (1), множества армирующих элементов, расположенных между присоединительными блоками (3) и закрепленных на них, причем армирующие элементы охватывают столбик варисторных блоков, и, по меньшей мере, одного стабилизирующего диска (25), расположенного на участке одного из ребер (7), а также наружный корпус (5) с ребрами, в котором сердечник расположен, по меньшей мере, частично

Изобретение относится к изоляторной системе

Изобретение может найти применение в энергетике, в аппаратах защиты высоковольтных электрических сетей от перенапряжений - ограничителях перенапряжений нелинейных. Для повышения достоверности технического состояния таких устройств необходимо разделение токов по поверхности устройства и тока колонки варисторов. Это разделение обеспечивается изолированием вывода от металлического фланца. В современных компактных устройствах для ограничения перенапряжения с полимерными корпусами изолирование вывода при одновременном обеспечении надлежащей герметизации устройства затруднено. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение эксплуатационной надежности устройства для ограничения перенапряжения путем обеспечения условий и упрощения герметизации устройства при выполнении изолированного вывода. С этой целью его выводной цилиндрический контакт и технологическое отверстие для нагнетания компаунда выполнены в виде полой металлической трубки, например, стальной цилиндрической, при этом внешний диаметр трубки выводного контакта должен быть не менее D = 4 S H   / π + d 2 , где SH - нормируемая площадь сечения заземляющего проводника; d - принятый диаметр технологического отверстия. 3 ил.

Устройство защиты от перенапряжений имеет корпус (1) и по меньшей мере два электрических проводника (2), подведенных к корпусу (1) для электрического подсоединения к устройству защиты от перенапряжений, тепловой переключатель (14), искровой разрядник (15) и воспламенитель (16). В корпусе (1) расположены разрядник (3) для защиты от перенапряжений для ограничения перенапряжения электрических проводников (2), а также реагирующий на давление переключатель (4) для замыкания накоротко электрических проводников (2). Тепловой переключатель (14) термически соединен с разрядником (3) для защиты от перенапряжений и выполнен таким образом, чтобы воспламенять искровой разрядник (15) посредством воспламенителя (16). Технический результат - возможность надежно и безопасно отсекать ток повреждения, замыкая накоротко электрические проводники (2) даже в случае неисправного разрядника (3) для защиты от перенапряжений, когда в корпусе (1) возникает дуга. 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Устройство защиты содержит разрядник (1, 1a) для защиты от перенапряжений, который содержит первый (4) и второй (5) присоединительные терминалы. По меньшей мере, один присоединительный терминал (4, 5) соединен с электропроводящей присоединительной токовой цепью (6), которая установлена карданно. Карданный шарнир (7, 7a) удерживается вторым присоединительным терминалом (5) и содержит первую скобу (8) и вторую скобу (9), входящие друг в друга. Первая скоба (8) прикреплена ко второму терминалу (5). Ко второй скобе (9) под жестко установленным углом прикреплено устройство (11) для разъединения присоединительной токовой цепи (6) в случае неисправности устройства. Технический результат - уменьшение необходимого конструктивного пространства с исключением приложения к устройству внешних усилий, которые могут вызвать механические повреждения устройства. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к импедансному устройству с первым (1) и вторым (2) арматурными телами, которые соединены между собой через импедансное тело, зажатое между арматурными телами (1, 2) посредством предохранительного элемента (4). Предохранительный элемент (4) имеет на конце радиально расширенный участок, ограниченный ограничителем (12)расширения. Технический результат - повышение надежности соединения между собой арматурных тел и импедансного тела за счет ограничения глубины погружения предохранительного элемента при вставке его в выемку арматурного тела. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройству для выполнения точки теплового расцепления, состоящему из разделительной полосы, которая подвергается воздействию силы предварительного натяжения, из электрического средства, производящего тепловую энергию, с контактной поверхностью, в частности, выполненного как элемент защиты от перенапряжения или как составная часть такого элемента, а также из соединительного средства, образующего единый массив материала, при определенном нагревании изменяющего свое агрегатное состояние, в частности, из припоя. Между разделительной полосой и контактной поверхностью электрического средства имеется деталь-адаптер, причем деталь-адаптер одной стороной с чисто геометрическим и/или силовым замыканием соединяется с контактной поверхностью, а с другой стороны образует соединение с разделительной полосой в виде единого массива материала, разделяемое термическим путем. Техническим результатом является повышение качества неразъемного соединения. 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к элементу защиты от перенапряжения. Устройство содержит корпус с выводами для электрического подключения элемента защиты от перенапряжения к подлежащей защите токо- или сигналопроводящей линии, с двумя расположенными внутри корпуса и включенными электрически параллельно варисторами и, по меньшей мере, с частично расположенным между варисторами центральным электродом, корпус имеет две состоящие из металла электрически соединенные друг с другом половины (7, 8) корпуса, причем центральный электрод (6) изолирован от половин (7, 8) корпуса и своими противолежащими друг другу сторонами соответственно электрически соединен с первой присоединительной областью варистора, оба варистора и центральный электрод расположены по типу сэндвича между обеими половинами (7, 8) корпуса. Техническим результатом является обеспечение компенсации допуска разных толщин применяемых варисторов. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 8 ил.

Элемент защиты от перенапряжения содержит корпус (2), по меньшей мере один расположенный в корпусе (2) ограничивающий перенапряжение компонент (3), например варистор или газонаполненный разрядник защиты от перенапряжения, и два контактных элемента (4, 5) для электрического подключения элемента (1) защиты от перенапряжения к подлежащему защите пути тока или пути сигнала. В нормальном состоянии элемента (1) защиты контактные элементы (4, 5) находятся в электропроводящем контакте соответственно с одним полюсом ограничивающего перенапряжение компонента(3). Внутри корпуса расположен терморасширяющийся материал (6) таким образом, что при тепловой перегрузке ограничивающего перенапряжение компонента (3, 3') положение ограничивающего перенапряжение компонента (3, 3') вследствие расширения терморасширяющегося материала (6) является изменяемым относительно положения контактных элементов (4, 5) так, что по меньшей мере один полюс ограничивающего перенапряжение компонента (3, 3') более не находится в электропроводящем контакте с соответствующим контактным элементом (4, 5). Технический результат - обеспечение надежного электрического соединения в нормальном состоянии и надежного отсоединения дефектного ограничивающего перенапряжение компонента (2). 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 12 ил.

Разрядник (1) защиты от перенапряжений с колонкой варисторных элементов содержит растяжимую манжету (8) для размещения натяжных элементов (4) и фиксации их в радиальном направлении. Форма манжеты предусматривает заданные зоны деформации, за счет чего при неисправности и перегрузке манжета (8) принимает высвобождаемую энергию и удерживает состоящую из натяжных элементов (4) клетку, вокруг которой уложена манжета (8). При этом осколки варисторных элементов (2) не могут выбрасываться из клетки. Технический результат - повышение надежности работы за счет предотвращения разрушения или повреждения удерживаемых вместе натяжных элементов. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх