CZ284669B6

CZ284669B6 - Bleskojistka

Info

Publication number: CZ284669B6
Application number: CZ94484A
Authority: CZ
Inventors: Peter Leupp; Bertil Moritz; Walter Schmidt
Original assignee: Asea Brown Boveri Ag
Priority date: 1993-03-04
Filing date: 1994-03-03
Publication date: 1999-01-13
Also published as: CZ48494A3; PL172988B1; HUT70232A; DE59401564D1; CA2116836C; DE4306691A1; ZA941311B; HU9400549D0; AU5642394A; RU2126576C1; EP0614198B1; US5517382A; JPH06325852A; ATE147883T1; HRP940146A2; EP0614198A3; EP0614198A2; HU218050B; CA2116836A1; AU672860B2

Abstract

Bleskojistka sestává ze dvou připojovacích armatur (1, 2), upravených podél osy se vzájemným odstupem, mezi nimiž je uspořádán alespoň jeden varistorový element (7). Připojovací armatury (1, 2) a alespoň jeden varistorový element (7) jsou spolu upnuty do mechanicky stabilní aktivní části bleskojistky. Aktivní část je obklopena odlitým tělesem (12) z izolačního materiálu. Upnutí aktivní části bleskojistky se provede alespoň dvěma smyčkami (5), působícími nezávisle na sobě na připojovací armatury (1, 2). Smyčky (5) jsou uspořádány s odstupem od varistorového elementu (7). Připojovací armatury (1, 2) jsou opatřeny dosedacími plochami. ŕ

Description

Bleskojistka

Oblast techniky

Vynález se týká bleskojistky, neboli svodiče přepětí, se dvěma připojovacími armaturami, upravenými podél osy v odstupu od sebe, s alespoň jedním válcovým varistorovým elementem, uspořádaným mezi oběma připojovacími armaturami, s upínacím zařízením z izolační hmoty, upínajícím kontaktní silou připojovací armatury a alespoň jeden varistorový element ksobě, a s odlitým tělesem z izolačního materiálu, alespoň částečně obklopujícím alespoň jeden varistorový element a upínací zařízení.

Dosavadní stav techniky

Známé provedení bleskojistky je popsáno a znázorněno například v dosavadním stavu techniky v EP 0 335 480 Bl. Bleskojistka podle dosavadního stavu techniky tohoto patentového spisu obsahuje několik nelineárních odporových elementů, činných jako proměnné odpory, naskládaných na sobě, které jsou uspořádány mezi připojovacími armaturami proudu. Vinutí z nevodivého materiálu, vedené kolem odporových elementů a části připojovacích armatur, upíná připojovací armatury a odporové elementy při vytvoření axiálně působící síly. Tato síla je potřebná pro vytvoření proudového obvodu, který při vzniku nadměrného napětí musí vést krátkodobě vysoké proudy. Odporové elementy, vinutí a převážnou část připojovacích armatur obklopuje odlité těleso z plastické hmoty, odolné proti povětrnostním vlivům.

Výroba takové bleskojistky je nákladná, protože odporové elementy jsou umístěny v plastové trubce, a protože umístění vinutí je navíc relativně komplikované.

Úkolem vynálezu je vytvořit bleskojistku, která bude mít přes jednoduchou konstrukci dobré mechanické a elektrické vlastnosti, a která bude vyrobitelná zvlášť levným způsobem.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol splňuje bleskojistka se dvěma připojovacími armaturami, upravenými podél osy v odstupu od sebe, s alespoň jedním válcovým varistorovým elementem, uspořádaným mezi oběma připojovacími armaturami, s upínacím zařízením z izolační hmoty, upínajícím kontaktní silou připojovací armatury a alespoň jeden varistorový element k sobě, a s odlitým tělesem z izolačního materiálu, alespoň částečně obklopujícím alespoň jeden varistorový element a upínací zařízení, podle vynálezu, jehož podstatou je, že upínací zařízení sestává z alespoň dvou upínacích elementů, vytvořených jako smyčky a působících nezávisle na sobě na připojovací armatury, že smyčky jsou uspořádány s odstupem od alespoň jednoho varistorového elementu, a že připojovací armatury jsou opatřeny dosedacími plochami v počtu, odpovídajícím počtu smyček, a rozloženými úhlově rovnoměrně kolem osy, na nichž jsou uloženy konce smyček.

Bleskojistka podle vynálezu má oproti známým srovnatelným bleskojistkám výhodu vtom, že přes vynikající mechanické a elektrické vlastnosti je její konstrukce jednoduchá, takže je vyrobitelná zvlášť hospodárným způsobem. Pro její montáž je zapotřebí pouze předem zhotovená šablona, zaručující na potřebnou přechodnou dobu axiální vyrovnání jednotlivých součástí, v níž se nejprve na sebe postupně naskládají připojovací armatury a alespoň jeden varistorový element, které potom po umístění smyček a vytvoření předpětí vytvoří mechanicky stabilní aktivní Část bleskojistky. Protože přitom se smyčky umístí s odstupem od alespoň jednoho varistorového elementu, může se při následující výrobě odlitého tělesa zalít aktivní část

- 1 CZ 284669 B6 bleskojistky s vysokou jistotou bez vzniku mezer a staženin. Proto má bleskojistka podle vynálezu nejen dobré mechanické, nýbrž i dobré elektrické vlastnosti.

Smyčky mohou být zhotoveny již předem a při montáži je pouze potřeba je nasunout na dosedací plochy připojovacích armatur. Zvlášť stabilní a přesto rozměrově malé smyčky jsou tvořeny pásem, navinutým do tvaru smyčky, který je výhodou zalit v plastové matrici. Mechanické stability aktivní části bleskojistky může být dosaženo dodatečným upnutím jednotlivých součástí, naskládaných na sebe při montáži v šabloně, pomocí upínacího zařízení, upraveného v jedné zobou připojovacích armatur, nebo pomocí pružných elementů, které se zabudují do naskládaného sloupce v šabloně a při umísťování smyček se při vzniku požadované kontaktní síly a tím i potřebné mechanické stability předepnou.

Přídavné upínací zařízení, popřípadě přídavné pružné elementy nemusí být použity tehdy, když se smyčky vytvoří z pružně deformovatelného pásu, například ze skleněných vláken. Tento pás se potom při vytvoření kontaktní síly, a proto i mechanické stability aktivní části bleskojistky, navine kolem připojovacích armatur s předpětím, stanoveným předem potřebnou kontaktní silou, a přitom se uloží vždy na jedné dosedací ploše každé připojovací armatury.

S výhodou by měl být navinutý pás zalit v plastové matrici, která se po položení smyček na dosedací plochy vytvoří vytvrzením vytvrditelné plastické hmoty. Pás je s výhodou impregnován neboli napuštěn plastickou hmotou na bázi epoxidu (čímž vznikl takzvaný prepreg), která se po navinutí, prováděném při předpětí, vytvrdí. Protože takový pás má dobré přilnavé vlastnosti, není nutno při jeho použití upravit upevňovací zařízení jeho konců.

Dosedací plochy na připojovacích armaturách mají s výhodou úsek tvaru půlkruhu s co možná největším průměrem, protože potom se upínací síla, vyvozená pásem, rozloží na připojovacích armaturách rovnoměrně a přenáší se na alespoň jeden varistorový element jako homogenní kontaktní síla. Dosedací plochy mohou být místo v drážkách rovněž uspořádány na výstupcích připojovacích armatur, které jsou vytvořeny jako nástavce. Přitom vytvoření s drážkami je zvlášť výhodné, protože drážka může být bez problémů vytvarována v obvykle používané válcové armatuře a současně zaručuje zvlášť bezpečné uložení příslušných smyček.

Pro dobrou mechanickou stabilitu aktivních součástí bleskojistky v podstatě postačuje upravit na každé připojovací armatuře dvě dosedací plochy, vytvořené diametrálně proti sobě, přičemž v každé je umístěna vždy jedna smyčka. Stabilita se zvýší použitím tří dosedacích ploch, uspořádaných kolem osy po 120°, přičemž v každé je uložena vždy jedna ze tří použitých smyček. Stabilita může být dále ještě poněkud zvýšena upravením čtyř nebo i více dosedacích ploch na připojovacích armaturách, což však způsobí zvýšení výrobních nákladů.

V proudovém okruhu mezi připojovacími armaturami je s výhodou upraven alespoň jeden element pro přechod proudu, který se při vytvoření kontaktní síly zdeformuje. Tím je zaručeno vytvoření zvlášť bezpečného kontaktu a proto i dobrého vedení proudu v přechodech mezi varistorovými elementy nebo připojovací armaturou a varistorovým elementem, nebo popřípadě mezi připojovací armaturou a přítlačnou deskou, upravenou v proudovém okruhu. Jako velmi výhodné se ukázalo to, když je element pro přechod proudu vytvořen jako kotouč a je opatřen drážkami, upravenými na jeho čelních plochách soustředně kolem jeho osy. Takto vytvořený element pro přechod proudu totiž utěsňuje zóny přechodu proudu v aktivní části bleskojistky proti vnikání kapalné izolační hmoty v roztaveném stavu při odlévání tělesa bleskojistky.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž znázorňuje

-2CZ 284669 B6 obr. 1 bokorys prvního provedení bleskojistky podle vynálezu, kde je odlité těleso znázorněno v řezu, obr. 2 podélný řez podél čáiy II—II prvním provedením bleskojistky z obr. 1, obr. 3 půdorys připojovací armatury prvního provedení bleskojistky podle vynálezu, znázorněné na obr. 1, obr. 4 půdorys připojovací armatury druhého provedení bleskojistky podle vynálezu, obr. 5 půdorys připojovací armatury třetího provedení bleskojistky podle vynálezu, a obr. 6 půdorys připojovací armatury čtvrtého provedení bleskojistky podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Bleskojistka, znázorněná na obr. 1 až 3, která má v podstatě válcový symetrický tvar, sestává ze dvou připojovacích armatur 1, 2, provedených s výhodou z hliníku, které mají v podélném směru osy válce od sebe odstup. První připojovací armatura 1 je opatřena neznázoměným upevňovacím zařízením pro jeden elektrický vodič. V zemnicí druhé připojovací armatuře 2 je upravena axiální závitová díra 3, v níž je v axiálním směru posuvně veden přítlačný šroub 4. Bleskojistka je dále opatřena dvěma smyčkami 5 z navinutého pásu, vyztuženého skleněnými vlákny a zalitého v plastové matrici. Smyčky 5 jsou svými konci vedeny v drážkách 6, které jsou vytvořeny v připojovacích armaturách 1 a 2. Drážky 6 tvoří svými dny dosedací plochy vždy s částí tvaru půlkruhu, na niž vždy navazují dva axiální rovné úseky (obr. 2).

Mezi připojovacími armaturami 1, 2 jsou uspořádány dva varistorové elementy 7 z nelineárního odporového materiálu na bázi oxidu kovu, jako například ZnO. Ve vybrání první připojovací armatury 1 je vložena kotoučovitá první přítlačná deska 8 z hliníku. Mezi touto první přítlačnou deskou 8 a sousedním varistorovým elementem 2 a mezi druhou přítlačnou deskou 9 z hliníku a dalším varistorovým elementem 7 jsou uspořádány elementy pro přechod proudu, které jsou vytvořeny jako kotouče 10 s drážkami, vytvořenými v obou čelních plochách kotoučů 10 a vedenými soustředně kolem osy. Kotouče 10 jsou s výhodou vytvořeny z hliníku, žíhaného naměkko.

Připojovací armatury 1, 2 jsou obklopeny odlitým tělesem 12 opatřeným talířovitými stínítky 11, jen částečně, zatímco varistorové elementy 7, přítlačné desky 8, 9 a smyčky 5 jsou tímto odlitým tělesem 12 z izolačního materiálu obklopeny úplně.

Pro výrobu bleskojistky se naskládají postupně na sebe do šablony druhá připojovací armatura 2, druhá přítlačná deska 9, potom střídavě kotouče 10 a varistorové elementy 7, dále první přítlačná deska 8 a konečně první připojovací armatura 1. Drážky 6 v obou připojovacích armaturách J_, 2 se přitom vyrovnají tak, že spolu navzájem lícují (obr. 1). Potom se do navzájem lícujících drážek 6 zavěsí dvě předem vyrobené smyčky 6, které s výhodou sestávají vždy z jednoho navinutého pásového prepregu, který byl po navinutí vytvrzen, a otáčením přítlačného šroubu 4 se vyvine síla, působící na druhou přítlačnou desku 9 a tím přes upínající se smyčky 5 i na všechny ostatní zbývající komponenty aktivní části bleskojistky.

Místo dvou předem vyrobených smyček 5 mohou být použity i dvě smyčky, které se vytvoří v průběhu výroby bleskojistky. Pro vytvoření těchto smyček se navinou dva pásy, zatížené vždy určitým předpětím, kolem obou připojovacích armatur 1, 2, a to kolem dosedacích ploch obou navzájem lícujících drážek 6. Přitom se obě připojovací armatury 1, 2 při vytvoření dotykové síly pevně k sobě upnou, a tím se vytvoří mechanicky stabilní aktivní část vyráběné bleskojistky. Pro dobrou mechanickou pevnost aktivní části bleskojistky toto upnutí již všeobecně zcela postačuje. Při použití pásů s dostatečnou pružností, jako jsou pásy, vyrobené již se skleněnými

-3 CZ 284669 B6 vlákny, může proto aktivní část bleskojistky sestávat pouze zobou připojovacích armatur 1, 2, alespoň jednoho varistorového elementu 7 a smyček 5.

S výhodou jsou tyto pásy provedeny z prepregu, zejména na bázi skleněných vláken a epoxidu. Prepreg má dobrý přilnavý účinek. Smyčky, navinuté zpředpjatého prepregu, jsou proto po navinutí i bez přídavných upevňovacích zařízení stabilní a mohou být vytvrzeny jen při zvýšených teplotách. Přitom se vytvoří pouze smyčky 5, které způsobí vytvoření kontaktní síly a tím i vznik mechanické stability aktivní části bleskojistky, a které sestávají z navinutého pásu a vytvrzené plastové matrice, v níž je tento pás zalit.

Jak je patrné z obr. 4, mohou být připojovací armatury 1, 2 místo dvou drážek 6 opatřeny i dvěma výstupky 13, vytvořenými jako nástavce. Tyto nástavce mohou být lehce vytvarovány v připojovacích armaturách 1, 2 a usnadňují umístění smyček 5.

Na obr. 5 a 6 je vidět, že připojovací armatury 1, 2 mohou být opatřeny i třemi drážkami 6 nebo výstupky 13, rozmístěnými po obvodu po 120°. Vestavěním takových připojovacích armatur 1, 2 do bleskojistky je možno při předem stanovené kontaktní síle přídavně zvýšit mechanickou stabilitu její aktivní části.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Bleskojistka se dvěma připojovacími armaturami (1,2), upravenými podél osy v odstupu od sebe, s alespoň jedním válcovým varistorovým elementem (7), uspořádaným mezi oběma připojovacími armaturami (1, 2), s upínacím zařízením z izolační hmoty, upínajícím kontaktní silou připojovací armatury (1, 2) a alespoň jeden varistorový element (7) k sobě, a s odlitým tělesem z izolačního materiálu, alespoň částečně obklopujícím alespoň jeden varistorový element (7) a upínací zařízení, vyznačující se tím, že upínací zařízení sestává z alespoň dvou upínacích elementů, vytvořených jako smyčky (5) a působících nezávisle na sobě na připojovací armatury (1, 2), že smyčky (5) jsou uspořádány s odstupem od alespoň jednoho varistorového elementu (7), a že připojovací armatury (1, 2) jsou opatřeny dosedacími plochami v počtu, odpovídajícím počtu smyček (5), a rozloženými úhlově rovnoměrně kolem osy, na nichž jsou uloženy konce smyček (5).
2. Bleskojistka podle nároku 1, vyznačující se tím, že dosedací plochy mají vždy jeden úsek tvaru půlkruhu.
3. Bleskojistka podle jednoho z nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že dosedací plochy jsou uspořádány na výstupcích (13), vytvořených jako nástavce, alespoň jedné z obou připojovacích armatur (1, 2).
4. Bleskojistka podle jednoho z nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že dosedací plochy jsou uspořádány ve vybráních, vytvořených jako drážky, alespoň jedné z obou připojovacích armatur (1, 2).
5. Bleskojistka podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, žena každé zobou připojovacích armatur (1, 2) jsou uspořádány dvě dosedací plochy protilehle vůči sobě.

-4CZ 284669 B6
6. Bleskojistka podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, žena každé zobou připojovacích armatur (1, 2) jsou uspořádány tři dosedací plochy kolem osy přesazené po 120°.
7. Bleskojistka podle jednoho z nároků lažó, vyznačující se tím, že alespoň jedna ze smyček (5) sestává z navinutého pásu.
8. Bleskojistka podle nároku 7, vyznačující se tím, že navinutý pás je zalit do plastové matrice.
9. Bleskojistka podle jednoho z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že v proudovém okruhu mezi oběma připojovacími armaturami (1, 2) je upraven alespoň jeden element pro přechod proudu, deformovatelný při vytvoření kontaktní síly.
10. Bleskojistka podle nároku 9, vyznačující se tím, že element pro přechod proudu je vytvořen jako kotouč (10), který je na čelních plochách opatřen drážkami, rozmístěnými soustředně kolem osy.