PL206744B1 - Ogranicznik przepięć - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 206744 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 379449 ^{(51) Int.Cl.}

H01C 7/12 (2006.01) H01T 1/12 (2006.01) G01K 11/06 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 12.04.2006 (54)

Ogranicznik przepięć

	(73) Uprawniony z patentu: ABB SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Warszawa, PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 15.10.2007 BUP 21/07	(72) Twórca(y) wynalazku:
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	PRZEMYSŁAW BURZYŃSKI, Kraków, PL JAN CZYŻEWSKI, Kraków, PL PRZEMYSŁAW BALCEREK, Wrocław, PL WOJCIECH PIASECKI, Kraków, PL
30.09.2010 WUP 09/10	(74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Chochorowska-Winiarska Krystyna ABB Corporate Research

PL 206 744 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest ogranicznik przepięć, a zwłaszcza ogranicznik przepięć niskiego napięcia. Ogranicznik przepięć znajduje zastosowanie do ochrony sieci niskich napięć prądu przemiennego i stałego przed wielokrotnymi przepięciami atmosferycznymi i łączeniowymi.

Ogranicznik przepięć niskich napięć typu LOVOS, produkowany przez firmę ABB, składa się z izolacyjnej obudowy, w której umieszczony jest warystor typu tlenkowego, którego pł askie powierzchnie czołowe stykają się z metalowymi wyprowadzeniami przyłączeniowymi. Jedno z wyprowadzeń, tzw. wypust uziomowy, służy do uziemiania ogranicznika przepięć, a drugie z wyprowadzeń służy do przyłączania przewodów sieciowych. Warystor wraz z końcami stykających się z nim wyprowadzeń otoczony jest tworzywem polimerowym, z którego utworzona jest izolacyjna obudowa. W części obudowy usytuowanej wokół wypustu uziomowego, wykonane jest wgłębienie, w którym umieszczona jest tabliczka znamionowa ogranicznika przepięć. We wgłębieniu obudowy może być również usytuowany wskaźnik sygnalizacyjny zadziałania odłącznika. Wskaźnik taki zbudowany jest ze sprężyny, która w stanie napięcia zamocowana jest wewnątrz wgłębienia i połączonej z nim tarczy. W momencie zadział ania odłącznika tarcza waz z tabliczką znamionową wypychana jest na zewną trz ogranicznika pod wpływem siły uwolnionej sprężyny.

Podobne rozwiązanie ogranicznika przepięć znane jest z opisu patentowego USA nr 5 237 482.

Z europejskiego opisu patentowego nr EP 0 521 805 znany jest sygnalizator uszkodzenia ogranicznika przepięć przeznaczonego do zabezpieczania przed przepięciami sieci średniego i wysokiego napięcia. Sygnalizator ten składa się dwóch elektrod, będących wyprowadzeniami elektrycznymi ogranicznika, które połączone są szeregowo z warystorem oraz równolegle z opornikiem. Warystor, końce elektrod i opornik umieszczone są w obudowie Izolacyjnej. Na zewnątrz obudowy izolacyjnej usytuowana jest obejma, która spięta jest elementem, który pod wpływem podwyższonej temperatury opornika topi się, uwalniając końce obejmy. Obejma pozbawiona elementu spinającego zsuwa się samoczynnie z obudowy, a jej widoczny brak wskazuje na uszkodzenie ogranicznika.

Opisane wskaźniki zawierają sprężyste elementy konstrukcyjne, za pomocą których określa się wizualnie, w jakim stanie jest ogranicznik przepięć. Usytuowanie w odpowiednim położeniu tych elementów pozwala na szybką ocenę stanu urządzenia.

Z europejskiego opisu patentowego nr EP 0 915 544 znany jest ogranicznik przepięć, wyposażony w indykator do wskazywania prądu zakłóceniowego. Indykator ten stanowi wydzieloną część zewnętrznej obudowy izolacyjnej, która nagrzewa się podczas przepływu prądu zakłóceniowego i może być łatwo zidentyfikowana przez obserwację z zewnątrz. Część ta, określona jako nośnik informacji, zawiera farbę termiczną, która naniesiona jest na zewnętrzną powierzchnię przynajmniej jednej części izolacyjnej obudowy. Farba termiczna powyżej określonej temperatury progowej zmienia swoja barwę. Przykładowo Co(NH3)6 w temperaturze 200°C zmienia swoją barwę z żółtej na niebieską. Zmiana koloru indykatora powoduje, że możliwe jest szybkie wskazanie uszkodzonego ogranicznika przez osobę dokonującą inspekcji z zewnątrz.

W trakcie eksploatacji zdarza się częściowe uszkodzenie ogranicznika przepięć, czego efektem jest stopniowe zwiększenie się prądu upływu. Taki stan powoduje rozgrzewanie się ogranicznika i stopniową degradację warystora. Zastosowanie wskaźnika termicznego, który może uaktywnić się już w temperaturze 100°C pozwala zarówno na wskazania całkowicie uszkodzonego ogranicznika, jak i uwidocznienie począ tkowego (narastają cego) stanu uszkodzenia w przypadku, gdy proces ten zachodzi powoli.

Istota ogranicznika przepięć według wynalazku, zawierającego co najmniej jeden warystorowy element tlenkowy umieszczony w obudowie izolacyjnej, wyprowadzenia przyłączeniowe, z których jedno stanowi wypust uziomowy, a drugie służy do przyłączania przewodów sieciowych oraz wyposażonego w wizualny wskaźnik uszkodzenia, polega na tym, że wskaźnik uszkodzenia umiejscowiony jest w otworze, usytuowanym w obudowie izolacyjnej wokół jednego z wyprowadzeń przyłączeniowych i stanowi element wykonany z materiału zmieniającego stan skupienia powyżej temperatury określonej jako bezpieczna temperatura pracy ogranicznika przepiąć, a widoczny efekt tej zmiany stanu skupienia stanowi wskazanie uszkodzenia ogranicznika.

Korzystnie, wskaźnik uszkodzenia wykonany jest z polimeru termoplastycznego.

Korzystnie, wskaźnik uszkodzenia wykonany jest z wosku.

Korzystnie, wskaźnik uszkodzenia wykonany jest z wosku polipropylenowego.

Korzystnie, wskaźnik uszkodzenia wykonany jest z wosku polietylenowego.

PL 206 744 B1

Korzystnie, wskaźnik uszkodzenia wykonany jest z mieszaniny wosku o temperaturze topnienia (100-160°C).

Korzystnie, wskaźnik uszkodzenia wykonany jest z wosku mikronizowanego.

Korzystnie, wskaźnik uszkodzenia wykonany jest z wosku barwionego.

Korzystnie, wskaźnik uszkodzenia składa się z dwóch połączonych ze sobą warstw - wewnętrznej połączonej z płytką wypustu uziomowego oraz z warstwy zewnętrznej.

Korzystnie, obie warstwy różnią się od siebie składem chemicznym.

Korzystnie, warstwa wewnętrzna zawiera barwnik.

Korzystnie, wskaźnik ma kształt krążka dopasowanego do otworu w obudowie izolacyjnej.

Zaletą wskaźnika temperaturowego jest łatwość identyfikacji uszkodzonego ogranicznika przepięć. W porównaniu z rozwiązaniami mechanicznymi konstrukcja wskaźnika jest bardzo prosta. Prosty jest również montaż wskaźnika do dowolnego typu ogranicznika przepięć, w szczególności przy użyciu wosku mikronizowanego. Zmieniając odpowiednio skład chemiczny materiału, łatwo jest przystosować wskaźnik do szerokiego zakresu temperatur (100-160°C), a więc zastosować go do ograniczników o różnych napięciowych i prądowych zakresach pracy.

Przedmiot wynalazku zobrazowany jest w przykładowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w przekroju bocznym wykonanie ogranicznika ze wskaźnikiem uszkodzenia w postaci jednowarstwowego krążka, fig. 2 - wykonanie ogranicznika ze wskaźnikiem uszkodzenia w postaci dwuwarstwowego krążka, w przekroju bocznym, a fig. 3 - wykonanie ogranicznika umieszczonego na powierzchni obudowy izolacyjnej w przekroju bocznym.

Warystorowy element tlenkowy 1 wraz z końcami wyprowadzeń przyłączeniowych 2 i 3 umieszczony jest szczelnie w obudowie izolacyjnej 4. Jedno z wyprowadzeń przyłączeniowych stanowi wypust uziomowy 2, a drugie wyprowadzenie 3 służy do przyłączania przewodów sieciowych. Obudowa izolacyjna 4 wykonana jest jako odlew z materiału polimerowego i ma kształt cylindra, w którego wnętrzu wykonany jest, cylindryczny otwór 5, przez który przechodzi oś wypustu uziomowego 2 ogranicznika przepięć. W świetle otworu 5 umieszczony jest temperaturowy wskaźnik uszkodzenia 6. Otwór 5 może być wykonany w innym miejscu obudowy izolacyjnej 4, co nie jest uwidocznione na rysunku, jednakże powinien być usytuowany w bezpośredniej bliskości elementu warystorowego 1, a jego obrys może przyjmować dowolny kształt. Wskaźnik uszkodzenia 6 przylega do płytki wypustu uziomowego 2. Wskaźnik ma kształt krążka dopasowanego do wgłębienia w obudowie 4.

W innym wykonaniu wynalazku wskaźnik uszkodzenia 6 może być również umieszczony na powierzchni obudowy izolacyjnej 4, w miejscu znajdującym się w bezpośredniej bliskości elementu warystorowego 1.

Wskaźnik uszkodzenia 6 stanowi element wykonany z materiału, który zmienia stan skupienia powyżej temperatury, określonej jako bezpieczna temperatura pracy ogranicznika przepięć. Temperatura ta dla ogranicznika przepięć niskiego napięcia wynosi 100-160°C, a wskaźnik uszkodzenia wykonany jest z wosku polipropylenowego lub polietylenowego albo ich mieszaniny. Korzystnie, materiał woskowy, z którego wykonuje się wskaźnik ma strukturę wosku mikronizowanego.

W innych wykonaniach wynalazku do wosku dodaje się barwnik w celu ułatwienia obserwacji wypływu wosku, po jego stopieniu na skutek zadziałania wskaźnika temperaturowego.

W jeszcze innym wykonaniu wynalazku wskaźnik 6 składa się z dwóch warstw materiału woskowego, przy czym wewnętrzna warstwa 7 przylega do płytki wypustu uziomowego 2, a zewnętrzna warstwa 8 połączona jest z warstwą 7. Obie warstwy różnią się od siebie składem chemicznym. Warstwa wewnętrzna 7 zawiera domieszkę barwnika.

Działanie wskaźnika uszkodzenia polega na tym, że pod wpływem podwyższonej temperatury ogranicznika, spowodowanej prądem zakłóceniowym, wskaźnik ten topi się całkowicie lub częściowo. Nieobecność wskaźnika 6 na powierzchni płytki wypustu uziomowego 2, oznacza uszkodzenie ogranicznika przepięć i jest łatwo zauważalne przez osobę dokonującą inspekcji. Podobnie pozostałość jedynie fragmentu nie wytopionego wskaźnika pozwala na prawidłowe dokonanie inspekcji.

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Ogranicznik przepięć zawierający co najmniej jeden warystorowy element tlenkowy umieszczony w obudowie izolacyjnej, wyprowadzenia przyłączeniowe, z których jedno stanowi wypust uziomowy, a drugie służy do przyłączania przewodów sieciowych oraz wyposażony w wizualny wskaźnik

   PL 206 744 B1 uszkodzenia, znamienny tym, że wskaźnik uszkodzenia (6) umiejscowiony jest w otworze (5) usytuowanym w obudowie izolacyjnej (4) wokół jednego z wyprowadzeń przyłączeniowych (2) i stanowi element wykonany z materiału zmieniającego stan skupienia powyżej temperatury, określonej jako bezpieczna temperatura pracy ogranicznika przepięć, a widoczny efekt tej zmiany stanu skupienia stanowi wskazanie uszkodzenia ogranicznika.
2. 2. Ogranicznik według zastrz. 1, znamienny tym, że wskaźnik uszkodzenia wykonany jest z polimeru termoplastycznego.
3. 3. Ogranicznik według zastrz. 1, znamienny tym, że wskaźnik uszkodzenia wykonany jest z wosku.
4. 4. Ogranicznik według zastrz. 3, znamienny tym, że wskaźnik uszkodzenia wykonany z wosku polipropylenowego.
5. 5. Ogranicznik według zastrz. 3, znamienny tym, że wskaźnik uszkodzenia wykonany jest z wosku polietylenowego.
6. 6. Ogranicznik według zastrz. 3, znamienny tym, że wskaźnik uszkodzenia wykonany jest z mieszaniny wosku, której temperatury topnienia wynosi od 100°C do 160°C.
7. 7. Ogranicznik według zastrz. 3, znamienny tym, że wskaźnik uszkodzenia wykonany jest z wosku mikronizowanego.
8. 8. Ogranicznik według zastrz. 3, znamienny tym, że wskaźnik uszkodzenia wykonany jest z wosku barwionego.
9. 9. Ogranicznik według zastrz. 1, znamienny tym, że wskaźnik uszkodzenia składa się z dwóch połączonych ze sobą warstw - wewnętrznej (7) połączonej z płytką wypustu uziomowego (2) oraz z warstwy zewnętrznej (8).
10. 10. Ogranicznik według zastrz. 9, znamienny tym, że obie warstwy różnią się od siebie składem chemicznym.
11. 11. Ogranicznik według zastrz. 9, znamienny tym, że warstwa wewnętrzna (7) zawiera barwnik.
12. 12. Ogranicznik według zastrz. 1, znamienny tym, że wskaźnik uszkodzenia ma kształt krążka dopasowanego do otworu (5) w obudowie izolacyjnej (4).