Ограничитель перенапряжения нелинейный

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты изоляции электрооборудования высокого напряжения станций и подстанций переменного и постоянного тока от атмосферных и коммутационных перенапряжений. Задача предлагаемого технического решения - повышение взрывобезопасности и надежности работы, упрощения технологического процесса сборки и повышения удобства эксплуатации. Для решения поставленной задачи в ограничитель перенапряжений нелинейный, содержащий корпус 1 с фланцами 2 на торцах, внутри которого размещен, по меньшей мере, один модуль 3, включающий колонку варисторов 4, прижимной узел в виде кольца и узел электрического контакта, расположенный между колонкой варисторов и верхним фланцем, узел электрического контакта выполнен иначе, а именно в виде скользящего подпружиненного соединения типа вилка-розетка 7. Кроме того в предлагаемом ограничителе перенапряжений между варисторами размещены тонкие шайбы 5 из мягкой алюминиевой фольги. Электрический контакт между модулями 3 осуществляется также посредством соединения типа вилка-розетка 7. Кроме того в корпусе ограничителя перенапряжений выполнены заглубления 10, расположенные по поверхности корпуса в шахматном порядке для повышения взрывобезопасности, поверхность корпуса покрыта праймером для увеличения адгезии с поверхностным кремнийорганическим покрытием, что исключает проникновение влаги и повышает качество и надежность работы устройства. Для удобства пользователей корпус ограничителя перенапряжений закреплен на основании в виде крестовины 11.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты изоляции электрооборудования высокого напряжения станций и подстанций переменного и постоянного тока от атмосферных и коммутационных перенапряжений.

Известно устройство для защиты от перенапряжений [1], содержащее параллельные колонки варисторов, размещенных в цилиндрическом изоляционном корпусе, заполненном изоляционным теплопроводным материалом, и канал для выхода газов. Канал для выхода газов выполнен в виде коаксиального изоляционного цилиндра, а параллельные колонки размещены между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью цилиндра.

Подобная конструкция также не обеспечивает необходимую взрывобезопасность, поскольку дуга, образующаяся при перекрытии колонок варисторов в аварийном режиме, и горячие газы могут вызвать его разрушение в результате резкого перепада температур. В указанной конструкции приходится применять толстостенный фарфор из высокопрочной массы, чтобы выдержать внутреннее давление газов при перекрытии до срабатывания всей системы взрывобезопасности (внутренний цилиндр-клапан).

Кроме того, недостатком устройства является то, что в нем необходимо использование изоляционного теплопроводящего сыпучего материала, например кварцевого песка. Наличие песка увеличивает вес и стоимость устройства, его материалоемкость, усложняет технологический процесс сборки устройства, так как необходимо обеспечить чистоту песка и требуемый гранулометрический состав.

Известно трехфазное устройство для ограничения перенапряжений [2], которое содержит три ячейки с варисторами (или варистор-ными столбиками) и прижимными контактами. Прижимные контакты выполнены в виде прижимной пластины, винта и гайки. Устройство просто в изготовлении, обеспечивает прочность контактов, но также не обладает достаточной надежностью.

Наиболее близким решением к предлагаемому можно считать устройство для защиты от перенапряжений [3], которое содержит по меньшей мере одну колонку варисторов, размещенную с зазором, образующим канал для, выхода газов, в изоляционном цилиндре, расположенном в цилиндрическом изоляционном корпусе. Внутри изоляционного цилиндра с одной стороны закреплено кольцо с диаметрально фиксированной планкой, на которой закреплена колонка варисторов, а с противоположной стороны закреплены два кольца, между которыми установлен диск, фиксирующий колонку варисторов.

Совокупность перечисленных признаков позволяет решить задачу снижения материалоемкости, упрощения и удешевления технологического процесса сборки, а также повышения взрывобезопасности и надежности работы устройства.

Однако указанная конструкция не обеспечивает необходимой надежности контакта варисторов между собой и с соединительным контактом корпуса, а также не обеспечивает надежной взрывобезопасности.

Задача предлагаемого технического решения - повышение взрывобезопасности и надежности работы, упрощения технологического процесса сборки и повышения удобства эксплуатации.

Для решения поставленной задачи в ограничитель перенапряжений нелинейный, содержащий корпус с фланцами на торцах, внутри которого размещен, по меньшей мере, один модуль, включающий колонку варисторов, прижимной узел в виде кольца и узел электрического контакта, расположенный между колонкой варисторов и верхним фланцем, узел электрического контакта выполнен иначе, а

именно в виде скользящего подпружиненного соединения типа вилка-розетка. Кроме того в предлагаемом ограничителе перенапряжений между варисторами размещены тонкие шайбы из мягкой алюминиевой фольги.

Электрический контакт между модулями осуществляется также посредством соединения типа вилка-розетка.

Кроме того в корпусе ограничителя перенапряжений выполнены заглубления, расположенные по поверхности корпуса в шахматном порядке для повышения взрывобезопасности, поверхность корпуса покрыта праймером для увеличения адгезии с поверхностным кремнийорганическим покрытием, что исключает проникновение влаги и повышает качество и надежность работы устройства.

Для удобства пользователей корпус ограничителя перенапряжений закреплен на основании в виде крестовины.

Введение предлагаемого комплекса конструктивных усовершенствований в совокупности позволил повысить надежность устройства за счет повышения прочности электрического контакта между деталями и взрывобезопасности корпуса, а также позволил упростить технологию изготовления и повысить удобства при эксплуатации.

Предлагаемая конструкция поясняется чертежами, где показаны:

фиг.1 - продольный разрез ограничителя перенапряжения,

фиг.2 - продольный разрез узла стыковки колонки варисторов с фланцем корпуса,

фиг.3 - продольный разрез участка корпуса,

фиг.4 - продольный разрез узла стыковки модулей,

фиг.5 - соединение вилка-розетка

Ограничитель перенапряжения содержит корпус 1 из стеклопластика. Торцы корпуса закрыты фланцами 2. Внутри корпуса 1 размещены модули 3. Каждый модуль состоит из колонки варисторов 4. Каждый варистор 4 имеет форму шайбы. Между варисторами 4 проложены тонкие шайбы 5 из мягкой алюминиевой фольги. Контактная поверхность варисторных шайб не имеет ровной гладкой поверхности, что снижает надежность контакта между ними. Введение в конструкцию алюминиевых прокладок позволяет устранить этот недостаток. При сжатии колонки варисторов алюминиевые прокладки заполняют зазоры между ними, улучшают контакт варисторов в колонке, а также препятствуют попаданию между ними синтетического термостойкого покрытия (СКТН), которым обрабатывается колонка варисторов.

Контакт между варисторами обеспечивается за счет прижимного узла, который размещен между верхней шайбой колонки и верхним фланцем 2 корпуса. Прижимной узел выполнен в виде скользящего пружинящего соединения типа вилка 6 - розетка 7.

Аналогичная конструкция узла использована для обеспечения контакта между модулями 3, размещенными внутри корпуса 1. Для этого фланцы модулей 8 снабжены отверстиями в середине для соединительных контактов вилка-розетка 7. Сами фланцы 8 не имеют электрического контакта с вилкой-розеткой 7.

Модули 3 соединяются между собой посредством муфт 9.

Корпус 1 снабжен заглублениями 10 в виде участков с меньшей толщиной стен (до 0,5-1 мм). В случае электроперегрузки варисторов выделяется большое количество тепла и газов, которые могут привести к нарушению целостности корпуса. В предлагаемой конструкции газы скапливаются в местах заглублений и при больших перенапряжениях корпус разрывается, в первую очередь, в местах заглублений. Через образовавшиеся отверстия газы выходят наружу, предотвращая взрыв всей конструкции целиком. Заглубления расположены в шахматном порядке, что способствует повышению взрывобезопасности устройства.

Для улучшения защитных свойств корпуса на еговнутреннюю поверхность наносят кремнийорганическое покрытие. Предварительное покрытие корпуса специальным составом - праймером - позволяет увеличить адгезию, а следовательно надежность и качество покрытия за счет исключения проникновения влаги между корпусом и покрытием.

Свободные полости внутри собранного корпуса ограничителя напряжения заполняются синтетическим каучуком термостойким низкомолекулярным СКТН. Заполнение производится за счет создания в полости корпуса вакуума. Для этого через технологическое отверстие в верхнем фланце корпуса подключается насос, создающий вакуум. Через отверстие в нижнем фланце подается СКТН. Такой способ заполнения полостей исключает создание в полости воздушных пузырей. Наличие воздушных пузырей приводит к возникновению токов, которые могут привести к выходу из строя всего устройства.

Корпус 1, в котором помещено несколько модулей с варисторами, может быть закреплен на основании в виде крестовины 11. К крестовине корпус крепится с помощью растяжек 12 и муфты 13, жестко закрепленной на корпусе 1. Такое крепления позволяет выполнить опорный вариант ограничителя перенапряжения, который более предпочтителен для ОПН от 150кВ до 750 кВ.

Ограничитель перенапряжений работает следующим образом. В нормальном эксплуатационном режиме на устройство воздействует рабочее напряжение сети. При возникновении перенапряжений в сети устройство их ограничивает до заданной величины в соответствии с вольтамперной характеристикой устройства. Если произошло повреждение колонки варисторов 1, которое вызвало горение дуги тока короткого замыкания, то в пространстве, где горит дуга, начинает резко возрастать давление и раскаленные газы устремляются к предохранительному клапану. Когда давление достигает уровня срабатывания, клапан срабатывает и раскаленные газы через отверстия в выхлопных крышках фланцев выбрасываются наружу, что способст-

вует снижению давления внутри этого корпуса и предотвращает его взрывное разрушение.

Применение предлагаемой конструкции позволяет повысить взрывобезопасность и надежность работы, улучшить электрический контакт между элементами конструкции, упростить и удешевить технологический процесс сборки устройства для защиты от перенапряжений.

Список литературы

1. RU, патент 2097862, Н 01 С 7/12, 25.07.95

2. RU, заявка №95114325, Н 02 Н 9/04, 10.08.95 г.

3 RU, патент 2172036, H 01 C, 7/12, 18.08.2000 г.

1. Ограничитель перенапряжения нелинейный, содержащий корпус с фланцами на торцах, внутри которого размещен, по меньшей мере, один модуль, включающий колонку варисторов, прижимной узел в виде кольца и узел электрического контакта, расположенный между колонкой варисторов и верхним фланцем, отличающийся тем, что узел электрического контакта выполнен в виде скользящего подпружиненого соединения типа вилка-розетка.

2. Ограничитель перенапряжения нелинейный по п.1, отличающийся тем, что между варисторами размещены тонкие шайбы из мягкой алюминиевой фольги.

3. Ограничитель перенапряжения нелинейный по п.1, отличающийся тем, что электрический контакт между модулями, размещенными в корпусе, осуществляется через соединение типа вилка-розетка.

4. Ограничитель перенапряжения нелинейный по п.1, отличающийся тем, что в корпусе выполнены заглубления, расположенные по поверхности корпуса в шахматном порядке.

5. Ограничитель перенапряжения нелинейный по п.1, отличающийся тем, что поверхность корпуса покрыта праймером для увеличения адгезии с поверхностным кремнийорганическим покрытием.

6. Ограничитель перенапряжения нелинейный по п.1, отличающийся тем, что корпус установлен на основании в виде крестовины и соединен с ней растяжками, соединенными с муфтой, которая жестко закреплена на корпусе.