BRPI0211168B1

BRPI0211168B1 - protetor de sobretensão para utilização em redes de transmissão de energia

Info

Publication number: BRPI0211168B1
Application number: BRPI0211168A
Authority: BR
Inventors: Bernd Kruska; Kai Steinfeld
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 2001-07-17
Filing date: 2002-07-16
Publication date: 2016-01-05
Also published as: CN1528001A; EP1410407A2; CN1326161C; US7120001B2; DE50203021D1; US20040207969A1; BR0211168A; RU2004104458A; RU2292096C2; WO2003009310A3; WO2003009310A2; EP1410407B1; DE10136617C1; JP2004535683A

Abstract

"descarregador de sobretensão para utilização em redes de transmissão de energia". a fim de impedir que em um descarregador de sobretensão (1) que apresenta um trecho de descarga de corrente com pelo menos um bloco varistor (4a, 4b, 4c), quando da presença de uma falha interna e da aparição de um arco voltaico ligada a isso, um despedaçamento dos blocos varistores (4a, 4b, 4c) é previsto dispor na região lateral de pelo menos um bloco varistor (4a, 4b, 4c) um revestimento (9, 9a, 9b, 9c) de um material que, quando da ultrapassagem de uma temperatura crítica dos blocos varistores (4a, 4b, 4c), inicia uma descarga elétrica.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROTETOR DE SOBRETENSÃO PARA UTILIZAÇÃO EM REDES DE TRANSMISSÃO DE ENERGIA". [001] A presente invenção refere-se a um protetor de sobreten-são, para utilização em redes de transmissão de energia, com um trajeto de descarga de corrente, que apresenta pelo menos um bloco va-ristor, sendo que o bloco varistor apresenta duas regiões de contato e uma região lateral. Em um protetor de sobretensão conhecido deste tipo são dispostos, um atrás do outro, vários blocos varistores, que formam o trajeto de descarga de corrente do protetor de sobretensão e que são fixados entre duas armaduras terminais. Tais protetores de sobretensão são utilizados em redes de transmissão de energia em diversos planos de tensão. Entre as armaduras terminais que cercam os blocos varistores lateralmente é disposta uma caixa de material iso-lante. Os blocos varistores são envolvidos com fibras não condutoras. Falhas internas de tais blocos varistores podem levar a aparições de arcos voltaicos. Para poder deixar esvair os gases quentes que se formam com a ignição do arco voltaico para fora do protetor de sobretensão, são previstas aberturas entre as fibras não condutoras. Além disso, as fibras não condutoras seguram os blocos varistores mecanicamente juntos de maneira que os fragmentos que se formam em caso de falha quando de uma ruptura dos blocos varistores são guardados juntos (EP 0 335 480 A2). [002] A presente invenção tem como base a tarefa de aperfeiçoar um protetor de sobretensão do tipo acima mencionado de tal maneira que o risco de ruptura dos blocos varistores seja diminuída quando surge uma falha. [003] Esta tarefa é solucionada pelo fato de que, pelo menos um em uma parte da região lateral do bloco varistor é disposto um revestimento que, por ocasião de uma ultrapassagem de uma temperatura crítica do bloco varistor, serve para a iniciação de uma descarga elétrica. [004] Com o auxílio do revestimento, previsto de acordo com a invenção, em caso de falha, pela ignição prematura de um arco voltai-co na região lateral está sendo impedida uma ruptura no interior do bloco varistor. Assim, o perigo de ruptura do bloco varistor é reduzido substancialmente. [005] Como material para o revestimento pode ser utilizado, vantajosamente, um termistor. Tal material diminui, com a temperatura crítica dos blocos varistores, sua resistência elétrica de tal maneira que ela passa a um nível inferior da resistência de arco do trajeto de descarga e que, destarte, é iniciada uma descarga elétrica. Tal termistor pode ser fabricado com as mesmas medidas de fabricação, como elas são usuais quando da fabricação de blocos varistores, a saber, sinteri-zação e esmaltagem. A aplicação do revestimento, portanto, pode ser integrada, sem problemas, nos passos de fabricação usuais para a fabricação de blocos varistores. [006] Em um aperfeiçoamento da invenção pode ser previsto a considerar, alternativamente, uma substância pirotécnica para a configuração do revestimento. [007] Quando de uma ignição da substância pirotécnica em consequência da temperatura crítica do bloco varistor é produzido um atalho condutor de gás ionizado. Este atalho condutor serve para a indução de uma descarga elétrica ao longo da região lateral do bloco varistor. O atalho condutor induz, imediatamente, um arco voltaico fora do bloco varistor. A utilização de uma substância pirotécnica para a configuração do revestimento representa uma variante de configuração especialmente confiável. Quanto ao material do revestimento, pode-se recorrer a substâncias pirotécnicas comerciais à base em nitrocelulose. [008] Substâncias pirotécnicas à base de nitrocelulose podem ser aplicadas, de maneira fácil, sobre a região lateral de um bloco varistor. Por exemplo, para a aplicação do revestimento oferece-se uma solução pastosa de nitrocelulose em acetona. O solvente evapora depois da aplicação e a nitrocelulose é fixada com duração suficiente sobre a superfície lateral. A temperatura de inflamação de nitrocelulose corresponde, aproximadamente, à temperatura crítica dos blocos varistores de maneira que, antes de uma sobrecarga dos blocos varistores, ocorre a descarga exterior desejada. Além do mais, nitrocelulose pode ser adquirida em termos favoráveis de custo. [009] Uma construção favorável da invenção prevê que o revestimento - independentemente do material ora escolhido - se estenda ao longo de uma linha lateral de pelo menos um bloco varistor. [0010] Nisso, o revestimento pode ser aplicado sobre a superfície externa dos blocos varistores ou ser embutido em uma ranhura. Se na região lateral for prevista uma ranhura, na qual é disposto o revestimento, então será possível alocar o revestimento a um bloco varistor sem alterar seu contorno externo. [0011] Um revestimento que se estende ao longo de uma linha lateral, com vários blocos varistores dispostos um atrás do outro, abrange cada um dos blocos varistores de maneira que, independentemente do fato em qual bloco varistor existe uma falha, é garantida uma rápida eficácia da medida de proteção. [0012] Pode ser previsto que a camada seja configurada em forma de anel. [0013] Se o revestimento for aplicado em forma de anel em redor de um bloco varistor será garantido um tempo de reação o menor possível. Uma camada em forma de anel pode ser combinada, eventualmente, com uma camada que corre ao longo de uma linha lateral. -Uma disposição em forma de anel da camada tem, na verdade, como consequência um maior desgaste de material de revestimento. Em ca- so extremo, toda a superfície lateral de um bloco varistor pode ser revestida. [0014] Três exemplos de execução da invenção são representados no desenho. Os desenhos mostram: [0015] figura 1 um corte através de um protetor de sobretensão com uma camada que corre ao longo de uma linha lateral, [0016] figura 2 um corte através de um protetor de sobretensão com várias camadas que correm em forma de anel em redor do trajeto de descarga de corrente e [0017] figura 3 uma vista de um bloco varistor com uma ranhura. [0018] O protetor de sobretensão 1 representado em corte na figura 1 apresenta uma primeira armadura terminal 2 e uma segunda armadura terminal 3. Entre as armaduras terminais 2 e 3 é disposto um trajeto de descarga de corrente que consiste em três blocos varistores 4a, 4b, 4c. Para o contato elétrico e a fixação mecânica do protetor de sobretensão 1 é disposto na primeira armadura terminal um primeiro pino de conexão 5 assim como na segunda armadura terminal um segundo pino de conexão 6. Os três blocos varistores 4a, 4b, 4c são escorados para a estabilidade mecânica com barras isolantes 7. Para a proteção contra ações externas, o protetor de sobretensão 1 apresenta uma carcaça de material isolante 8. Ao longo de uma linha lateral dos blocos varistores 4a, 4b, 4c é disposto um revestimento 9 de um material o qual, quando de uma ultrapassagem de uma temperatura crítica dos blocos varistores, serve para a iniciação de uma descarga elétrica. O revestimento 9 pode consistir, por exemplo, em um termistor ou em uma substância pirotécnica. O modo de ação do revestimento 9 há de ser explicado, exemplarmente, em uma variante de execução da camada como revestimento pirotécnico. [0019] Com uma falha interna no protetor de sobretensão, por e-xemplo, com um bloco varistor defeituoso 4a ou 4b ou 4c, por causa de uma corrente de falha que corre através do trajeto de descarga de corrente se chega a um aquecimento dos blocos varistores. Quando do alcance de uma temperatura crítica de cerca de 200°C chega-se à ignição do revestimento 9 e à formação de gás ionizado. Este gás ionizado forma agora entre a primeira armadura terminal e a segunda armadura terminal um atalho condutivo. Por causa da elevada diferença de potencial aplicada em ambas as armaduras terminais se forma imediatamente um arco voltaico. Este arco voltaico queima fora dos blocos varistores 4a, 4b, 4c; desta maneira está sendo impedida uma ruptura no interior dos blocos varistores 4a, 4b, 4c. A sobrepressão de gás que se forma pelo arco voltaico queimante no interior do protetor de sobreten-são 1 pode ser desmontada por uma rebentação correspondente da carcaça de material isolante 8. [0020] O protetor de sobretensão 1a segundo a figura 2 apresenta, em princípio, a mesma construção como a do protetor de sobretensão 1 representado na figura 1. Sobre os blocos varistores 4a, 4b, 4c são apenas dispostos os revestimentos 9a, 9b, 9c correndo em forma de anel. A aplicação da substância pirotécnica pode ser efetuada em diversas variantes. Como já mencionado, a substância pirotécnica pode ser utilizada como solução pastosa. No presente caso, a substância pirotécnica é enrolada em forma de uma estrutura à moda de fita sobre o respectivo bloco varistor. [0021] Segundo a figura 3, um bloco varistor isolado 4d é dotado ao longo de uma linha lateral de uma ranhura 10. Esta ranhura pode ser enchida com aquele material que serve quando da ultrapassagem de uma temperatura crítica para a iniciação de uma descarga elétrica.

Claims

1. Protetor de sobretensão (1, 1a), para utilização em redes de transmissão de energia com um trajeto de descarga de corrente, que apresenta pelo menos um bloco varistor (4a, 4b, 4c), sendo que o bloco varistor (4a, 4b, 4c) apresenta duas regiões de contato e uma região lateral, caracterizado pelo fato de que pelo menos em uma região parcial da região lateral do pelo menos um bloco varistor (4a, 4b, 4c) é disposto um revestimento (9, 9a, 9b, 9c), cuja resistência elétrica diminui com o aumento da temperatura do bloco varistor (4a, 4b, 4c) acima de um valor de temperatura crítico.

2. Protetor de sobretensão (1, 1a), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o revestimento (9, 9a, 9b, 9c) consiste em um termistor.

3. Protetor de sobretensão (1, 1a), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o revestimento (9, 9a, 9b, 9c) consiste em uma substância pirotécnica.

4. Protetor de sobretensão (1, 1a), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o revestimento (9, 9a, 9b, 9c) consiste em uma substância à base de nitrocelulose.

5. Protetor de sobretensão (1, 1a), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o revestimento (9) se estende ao longo de uma linha lateral de pelo menos um bloco varistor.

6. Protetor de sobretensão (1, 1a), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o revestimento (9a, 9b, 9c) é configurado em forma de anel.

7. Protetor de sobretensão (1, 1a), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o revestimento (9) é disposto em uma ranhura.