Устройство для защиты от перенапряжений

 

Изобретение относится к электротехнике. Устройство для защиты от перенапряжения содержит нелинейный резистор, выполненный в виде по меньшей мере одной колонки, размещенной в электроизоляционном теплопроводном сыпучем материале в изоляционном цилиндре. Этот цилиндр расположен внутри цилиндрического изоляционного корпуса коаксиально ему с зазором, заполненным сыпучим электроизоляционным теплопроводным материалом. Устройство также содержит канал для выхода газов. Внутри изоляционного цилиндра по всей его высоте размещена перегородка из изоляционного материала, разделяющая его внутреннюю полость в поперечном сечении на две части, образуя с внутренней стенкой изоляционного цилиндра с одной стороны полость. В первой части размещен нелинейный резистор с сыпучим изоляционным материалом, во второй - канал для выхода газов. Перегородка в поперечном сечении может иметь форму дуги и своей выпуклой стороной обращена к полости, образующей канал для выхода газов. Изобретение решает задачу уменьшения материалоемкости, сокращения габаритов и увеличения надежности устройства для защиты от перенапряжения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

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 (авт.св. 947317, H 01 C l/028, заявл. 25.01.78), содержащее нелинейный резистор, выполненный в виде параллельных колонок, размещенных в цилиндрическом изоляционном корпусе, заполненном изоляционным теплопроводным материалом, и канал для выхода газов. Канал для выхода газов выполнен в виде коаксиального изоляционному корпусу двухслойного изоляционного цилиндра, а параллельные колонки размещены между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью цилиндра.

Указанная конструкция не обеспечивает необходимую взрывобезопасность, поскольку дуга, образующаяся при перекрытии колонок резисторов в аварийном режиме, и горячие газы, касаясь внутренней поверхности фарфора непосредственно или через небольшой слой изоляционного материала, могут вызвать его разрушение в результате резкого перепада температур. Кроме того, в указанной конструкции приходится применять достаточно толстостенный фарфор из высокопрочной массы, так как прочность обычного фарфора недостаточна для того, чтобы выдержать внутреннее давление газов при перекрытии до срабатывания всей системы взрывобезопасности (внутренний цилиндр клапан).

Кроме того, недостатком устройства является то, что цилиндр должен быть круговым, что является не рациональным с точки зрения получения максимального сечения канала для выхода газов и габаритов устройства в диаметральной плоскости. Это особенно ярко проявляется в случае одной или небольшого количества колонок в нелинейном резисторе, когда все остальное пространство между цилиндром и корпусом, кроме места расположения колонки нелинейных резисторов, является неоправданным и влечет за собой увеличение габаритов устройства в диаметральной плоскости и дополнительную материалоемкость. Кроме того, в аварийном режиме поверхность изоляционного цилиндра, через которую горячие газы проникают в канал выхода газов, определяется, практически, диаметральным сечением поврежденной колонки резисторов.

Указанное устройство принято за прототип.

Изобретение решает задачу уменьшения материалоемкости, сокращения габаритов и увеличения надежности устройства для защиты от перенапряжений.

Устройство для защиты от перенапряжений содержит нелинейный резистор, выполненный в виде по меньшей мере одной колонки, размещенный в цилиндрическом изоляционном корпусе в электроизоляционном теплопроводном сыпучем материале, и канал для выхода газов, выполненный в виде изоляционного цилиндра.

Для решения поставленной задачи в этом устройстве нелинейный резистор расположен внутри изоляционного цилиндра, по всей высоте которого размещена перегородка из изоляционного материала, разделяющая его внутреннюю полость на две части, в первой из которых размещен нелинейный резистор с сыпучим электроизоляционным теплопроводным материалом, а во второй канал для выхода газов.

Перегородка в поперечном сечении может иметь форму дуги и своей выпуклой стороной обращена к части полости с каналом для выхода газов.

Совокупность перечисленных признаков позволяет решить поставленную задачу уменьшения материалоемкости, сокращения габаритов и увеличения надежности устройства для защиты от перенапряжений.

На фиг.1 изображено устройство продольный разрез; на фиг.2 то же, поперечное сечение.

Устройство содержит цилиндрический изоляционный корпус 1 с размещенным в нем блоком 2, который состоит из изоляционного цилиндра 3, имеющего перегородку 4, отделяющую канал 5 для выхода газов, и нелинейного резистора 6, выполненного в данном случае из одной колонки, размещенного в сыпучем изоляционном теплопроводном материале 7. В данном конкретном примере изоляционный цилиндр 3 и перегородка 4 выполнены из стеклопластика, при этом толщина стенки цилиндра составляет 3 мм, а толщина перегородки 0,5 мм. Перегородка может быть вклеена в ранее изготовленный цилиндр 3 или может быть выполнена технологически одновременно с выполнением цилиндра 3. В качестве теплопроводного изоляционного сыпучего материала применен кварцевый песок. Он же образует слой 8 между корпусом 1 и цилиндром 3. Корпус 1 снабжен фланцами 9 и герметизирован металлическими крышками 10. Крышки 10 выполнены с отверстиями, которые закрыты предохранительными клапанами 11.

Устройство для защиты от 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 аппарата. Выделяющееся при этом тепло отводится через сыпучий изоляционный теплопроводный материал, изоляционный цилиндр 3 и корпус 1 наружу. Если произошло повреждение колонки нелинейного резистора 6, которое перешло в горение дуги тока короткого замыкания, то в пространстве, где горит дуга, начнет резко возрастать давление, перегородка 4 разрушится, освобождая для расширения раскаленных газов полость для выхода газов, которую она ограничивала. Поскольку эта полость имеет непосредственный выход к предохранительным клапанам, последние, когда давление достигает уровня срабатывания, приходят в действие и сбрасывают давление внутри изоляционного цилиндра 3 наружу. При этом стенки цилиндра 3 и слой 8 изоляционного материала предохраняют корпус 1 от непосредственного касания раскаленных газов и воздействия давления и, как следствие, от взрывного разрушения.

Применение предлагаемой конструкции устройства позволяет наиболее рационально расположить в цилиндрическом изоляционном корпусе изоляционный цилиндр, полость для выхода газов, нелинейный резистор и теплопроводный изоляционный материал, сократив габариты указанных элементов и, как следствие, габариты всего устройства, что, в свою очередь, приводит к уменьшению материалоемкости. Применение предлагаемой конструкции также увеличивает надежность устройства, улучшая взрывобезопасность, и упрощает сборку.

Формула изобретения

1. Устройство для защиты от перенапряжений, содержащее нелинейный резистор, выполненный в виде по меньшей мере из одной колонки, размещенной в цилиндрическом изоляционном корпусе в электроизоляционном теплопроводящем сыпучем материале, и канал для выхода газов, выполненный в изоляционном цилиндре, отличающееся тем, что по всей высоте изоляционного цилиндра размещена перегородка из изоляционного материала, разделяющая его внутреннюю полость на две части, в первой из которых размещен нелинейный резистор в сыпучем электроизоляционном теплопроводном материале, а во второй указанный канал для выхода газов.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что перегородка в поперечном сечении имеет форму дуги и своей выпуклой стороной обращена к части полости с каналом для выхода газов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2