PL213952B1 - Obudowa ogranicznika przepięć, zwłaszcza dla pierwszej strefy zabrudzeniowej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest obudowa ogranicznika przepięć, zwłaszcza dla pierwszej strefy zabrudzeniowej, przeznaczona do stosowania w warunkach napowietrznych w liniach i rozdzielniach elektroenergetycznych.

Ogranicznik przepięć znany z polskiego zgłoszenia patentowego P.377672, składa się z dwóch stykowych złączy, między którymi usytuowany jest współosiowo co najmniej jeden element warystorowy otoczony izolacyjną osłoną, w którym siłę docisku wywołują co najmniej dwie spinające pętle wykonane z taśmy z włókna szklanego zawieszonego w matrycy polimerowej, o module sprężystości ₂ na zginanie co najmniej 3 kN/mm², zaczepione o złącza stykowe. Każda spinająca pętla ma kształt zbliżony do elipsy, na obu końcach ukształtowanej półkoliście, przy czym największa odległość ramion pętli między sobą, w stanie swobodnym, jest mniejsza w stosunku do wysokości pętli i wynosi od 10 do 50% tej wysokości oraz ta sama największa odległość w stanie swobodnym pętli jest co najmniej o 15% większa od największej odległości ramion pętli w stanie napięcia, po nałożeniu jej na zaczepy, którymi są półkoliste rowki wykonane w tej części kontaktowych złącz, które przylegają do elementów warystorowych.

Ogranicznik przepięć znany z polskiego zgłoszenia patentowego P.378307, charakteryzuje się tym, że stos warystorowy, połączony jest za pomocą pierścienia i kołka osadzonego w otworze przy pomocy lutowia z prętem styku ruchomego próżniowej komory, której zestyk otwiera się wskutek stopienia lutowia i zadziałania sprężyny rozporowej.

Ogranicznik przepięć znany z polskiego zgłoszenia patentowego p.379449 jest ogranicznikiem przepięć niskiego napięcia. Ogranicznik zawiera co najmniej jeden warystorowy element tlenkowy umieszczony w obudowie izolacyjnej, wyprowadzenia przyłączeniowe oraz wizualny wskaźnik uszkodzenia, który stanowi element wykonany z materiału zmieniającego stan skupienia powyżej temperatury, określonej jako bezpieczna temperatura pracy ogranicznika przepięć.

Ograniczniki przepięć, przeznaczone do stosowania w warunkach napowietrznych mają osłony, których zadaniem jest wydłużenie drogi upływu i utworzenie obszarów chronionych przed dostępem wody deszczowej. Osłony wykonywane są z porcelany albo z polimerów, zwłaszcza z kauczuku silikonowego. Kauczuk silikonowy może być odlewany bezpośrednio na kolumnę warystorów. Technologia taka pozwala wyeliminować przestrzeń wypełnioną powietrzem pomiędzy warystorami a wewnętrzną ścianą osłony. Na zewnętrznej powierzchni osłony ograniczników przeznaczonych do pracy w warunkach napowietrznych umieszczone są klosze wykonane z materiału dielektrycznego, których zadaniem jest wydłużenie drogi upływu. Znane są też osłony ograniczników bez kloszy przeznaczone do pracy w warunkach wnętrzowych.

Istota obudowy, według wynalazku polega na tym, że ma co najmniej dwa cylindryczne człony, z których każdy wyposażony jest w elektrody, przy czym cylindryczne człony połączone elektrodami, umieszczone są pomiędzy pierścieniowymi elementami, ponadto zewnętrzna średnica pierścieniowych elementów jest większa od zewnętrznej średnicy członów.

Korzystnie, średnica pierścieniowych elementów umieszczonych pomiędzy sąsiednimi członami, jest większa od średnicy członów.

Korzystnie, część pierścieniowego elementu wystającego poza obręb członu, ma kształt tworzącej stożka ściętego.

Obudowa ogranicznika przepięć, według wynalazku, ma bardzo krótką jednostkową drogę upływu, i może być stosowana w pierwszej strefie zabrudzeniowej przy niewielkim zanieczyszczeniu atmosfery.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest uwidoczniony na rysunku, który przedstawia obudowę ogranicznika przepięć, zwłaszcza dla pierwszej strefy zabrudzeniowej bez kloszy.

P r z y k ł a d 1

Obudowa ogranicznika przepięć, zwłaszcza dla pierwszej strefy zabrudzeniowej ma trzy cylindryczne człony 1, z których każdy wyposażony jest w dwie elektrody ogranicznika 3. Cylindryczne człony 1 połączone elektrodami 3, umieszczone są pomiędzy pierścieniowymi elementami 2. Pierścieniowe elementy 2 mają kształt tworzącej stożka ściętego i są wykonane z materiału przewodzącego w postaci metalu. Ponadto elektrody sąsiednich członów 1 połączone są ze sobą mechanicznie w kompletny ogranicznik. W tym przykładzie wykonania jako cylindryczne człony 1 zastosowane są ograniczniki średnich napięć do warunków wnętrzowych.

PL 213 952 B1

Kształt pierścieniowego elementu 2 przewodzącego jest podobny do kształtu zwykłych kloszy, lecz elementy 2 te nie są kloszami, ponieważ nie wydłużają drogi upływu. Pierścieniowe elementy 2 przewodzące montowane pomiędzy elektrodami sąsiednich członów 1, znajdują się więc na tym samym potencjale co elektrody. Jeśli pierścieniowe elementy 2 wykonane są z metalu, mogą wówczas stanowić elektrody ochronne przed działaniem łuku elektrycznego. Ponadto elementy 2 pełnią rolę kloszy, podczas deszczu woda nie spływa po powierzchni członów 1 górnych na dolne i skapuje z elementów 2.

P r z y k ł a d 2

Obudowa ogranicznika przepięć, zwłaszcza dla pierwszej strefy zabrudzeniowej wykonana jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że ma pięć cylindrycznych członów 1, a pierścieniowe elementy 2 wykonane są dielektryka.

Długotrwałe badania prototypowych izolatorów bez kloszy wykazały, że przy niewielkim zanieczyszczeniu atmosfery, zwłaszcza w pierwszej strefie zabrudzeniowej, izolatory mogą mieć bardzo krótką jednostkową drogę upływu. Dotyczy to zwłaszcza izolatorów o powierzchni hydrofobowej z kauczuku silikonowego. Badania te zostały rozszerzone na ograniczniki przepięć. Okazuje się, że ograniczniki w osłonie silikonowej bez kloszy, o średnicy 5,4 cm i jednostkowej drodze upływu

1,3 cm/kV napięcia fazowego (0,75 cm/kV napięcia międzyfazowego) mogą pracować w warunkach napowietrznych. Jest to prawie dwukrotnie krótsza droga upływu od wymagań stawianych w obecnie modyfikowanej normie międzynarodowej. W ciągu dwóch lat trwania eksperymentu nie zauważono żadnych oznak degradacji osłony silikonowej oraz warystorów zamontowanych w obudowie. Wartość prądu upływu na ogranicznikach jest podobna do prądu upływu na izolatorach kompozytowych bez kloszy o zbliżonej długości drogi upływu pomimo tego, ze średnica izolatorów kompozytowych jest dwukrotnie mniejsza od średnicy ograniczników. Efekt ten może wynikać z wyrównania rozkładu napięcia na osłonie ogranicznika dzięki dużej pojemności warystorów tlenkowych oraz nieco wyższej temperatury osłony ogranicznika podgrzewaną o kilka stopni przez warystory.

Claims (4)

1. Obudowa ogranicznika przepięć, zwłaszcza dla pierwszej strefy zabrudzeniowej, znamienny tym, że ma co najmniej dwa cylindryczne człony (1), z których każdy wyposażony jest w elektrody (3), przy czym cylindryczne człony (1) połączone elektrodami (3), umieszczone są pomiędzy pierścieniowymi elementami (2), ponadto zewnętrzna średnica pierścieniowych elementów (2) jest większa od zewnętrznej średnicy członów (1).

2. Obudowa, według zastrz. 1, znamienny tym, że część pierścieniowego elementu (2) wystającego poza obręb członu (1), ma kształt tworzącej stożka ściętego.

3. Obudowa, według zastrz. 1, znamienny tym, że pierścieniowy element (2) wykonany jest z materiału przewodzącego, korzystnie z metalu.

4. Ogranicznik według zastrz. 1, znamienny tym, że pierścieniowy element (2) wykonany jest z materiału dielektrycznego.