CZ9508U1 - Držák pojistek - Google Patents

Description

vysokonapěťové pojistky.

Dosavadní stav techniky

Pro nadproudové jištění trojfázového vedení se používá klasický držák pojistek, který obsahuje univerzální základní desku se dvěmi plastovými nebo keramickými izolačními podpěrkami, mezi které se nainstaluje vysokonapěťová pojistka. Dosud známé a používané držáky pojistek jsou většinou provedeny jako jednopólové a většinou se skládají ze základní desky, na které je umístěna dvojice izolačních podpěrek, které tvoří podpěrné plastové nebo keramické izolátory s přívodními svorkami, izolační podpěrky jsou dále opatřeny kontaktním ústrojím, ke kterým se připojují elektrické vodiče kabelů, resp. vnějších vedení na jedné straně a elektrické vodiče chráněných elektrických zařízení na druhé straně. Dále jsou izolační podpěrky opatřeny držáky vysokonapěťové pojistky, do kterých se vkládá pojistková patrona, např. typu XJ. Z hlediska bezpečnosti obsluhy po vysunutí pojistkové patrony tvoří držák pojistek viditelnou pojistkovou dráhu. Jejich nevýhodou je, že nejsou chráněné vůči přepětí. Vysokonapěťové sítě jsou většinou provozovány s neúčinně uzemněným uzlem transformátoru. Takové sítě jsou náchylné na přepětí, která podle původu jejích vzniku mohou mít charakter provozních přepětí, anebo atmosférických přepětí. Proto je důležité takovému stavu ve vysokonapěťové síti předcházet. Tuto úlohu plní svodič přepětí impedancí, který je obvykle montován přímo na stožáry vedení vysokého napětí, jehož úkolem je zabránit překročení napětí sítě nad prahovou hodnotu napětí a ochránit nejdražší zařízení sítě před jejich zničením. Svodiče přepětí se též používají v místech vedení, kde dochází ke změně vlnových impedancí. Typickým případem je přechod kabelu na venkovní vedení a naopak, kde dochází ke skládání vln a tedy zvýšenému výskytu přepětí. Při takovýchto stavech vysokonapěťové sítě dochází ke zvýšenému napětí na prahovou hodnotu vysokonapěťové sítě. Je známo elektrické zařízení popsané vU.S. patentu č. 5 444 429, které obsahuje svodič přepětí typu ZnO a izolátor s vysokou mechanickou pevností, které jsou paralelně spojeny. Svodič přepětí obsahuje množství nelineárních odporových prvků uspořádaných mezi dvěmi přírubami, které jsou uspořádány v obalu z umělé hmoty, jenž je odolný povětrnostním vlivům, izolátor obsahuje zesílenou trubku vyrobenou ze sklených vláken s dvěmi přírubami a je kryt pouzdrem z umělé hmoty, jenž odolává povětrnostním vlivům. Svodič přepětí i izolátor jsou vzájemně spojeny prostřednictvím kovových desek, ke kterým jsou upevněny pomocí upevňovacích prvků, např. šroubů. Dále je znám vysokonapěťový pojistkový spodek obsahující základní desku, na níž je umístěn alespoň jeden podpěrný izolátor a alespoň jeden vodič přepětí typu ZnO, opatřený kontaktním ústrojím a držákem vysokonapěťové pojistky. Takovéto uspořádání zajišťuje proudové i napěťové jištění venkovního vedení v oblasti jeho napojení na zemní kabel či transformátor. Nedostatkem takto konstruovaných spodků je, že při opravách a údržbě není možnost viditelně uzemnit vysokonapěťovou síť, zvláště při použití izolovaných vodičů. Jistým nedostatkem je, že při překročení maximálního, přepětí je vzniklý proud sváděn do země přes svodič přepětí, avšak je-li přepětí příliš veliké, např. při úderu blesku do rozvodného vedení, může dojít až ke zničení svodiče přepětí.

Účelem technického řešení je vytvoření ochranného zařízení, zaručujícího spolehlivost a jednoduchost při zachování proudového a napěťového jištění venkovního vysokonapěťového vedení se zajištěním viditelného uzemnění vysokonapěťové sítě.

-1 CZ 9508 Ul

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje držák pojistek, sestávající z univerzální základní desky, na které je umístěn alespoň jeden izolátor, opatřený kontaktním ústrojím a držákem vysokonapěťové pojistky, jehož podstata spočívá v tom, že první podpěrný izolátor je na své vrchní části opatřen prvním zemnícím kolíkem, přičemž druhý zemnící kolík je uspořádán na základové desce.

Výhodou technického řešení je především to, že se zabrání proudovému namáhání držáku a následně i podpěrného izolátoru, protože zemnící kolíky zabezpečují ochranu elektrického zařízení vůči poškození průrazem. A následně zamezují vytvoření erozního kanálu na podpěrném izolátoru, protože protékání výbojového proudu proběhne mezi horním zemnícím kolíkem a dolním zemnícím kolíkem a ne po povrchu prvního podpěrného izolátoru, což by mělo za následek jeho průraz či zhoršení izolační funkce.

Při každé poruše, opravě či údržbě zařízení vysokého napětí je potřebné a nutné bezpečné a viditelné uzemnění sítě vysokého napětí. Proto je přirozené využití jednoho ze zemnících kolíků pro upevnění zkratovací soupravy, což je zvláště výhodné u sítí s izolovanými vodiči. Tímto se vyloučí možnost přímého kontaktu obsluhy se zařízením vysokého napětí při údržbě, obsluze či opravě zařízení vysokého napětí. Tímto dojde ke zvýšení bezpečnosti a ochrany zdraví při práci. Výhodou zemnících kolíků je i to, že vzdálenost mezi kolíky lze měnit prostřednictvím jejích výšky, ale i to, že mají prakticky neomezenou propustnost napětí a proudu. Mezi zemnícími kolíky přeskočí jiskra v případě, když dosáhne-li elektrické napětí určité hodnoty, tzv. přeskokového napětí.

Výhodnou je i řešení, kdy je podpěrný izolátor proveden ze svodičem napětí tímto je možné docílit dvojnásobnou ochranu zařízení vůči přepětí a navíc ve většině případů zabránit zničení svodiěe přepětí.

Výhodné je i to, že první zemnící kolík a druhý zemnící kolík jsou proměnné délky. Tímto je možné regulovat hodnotu přeskokového napětí.

Přehled obrázků na výkrese

Technické řešení bude blíže vysvětleno pomocí výkresu, na kterém znázorňuje obr. 1 nárys držáku pojistek a obr. 2 půdorys držáku pojistek.

Příkladné provedení technického řešení

Jedno z příkladných provedení držáku pojistek je znázorněno na obr. 1 a 2. Každá fáze vnějšího vedení je v oblasti přechodu do zemního kabelu nebo transformátoru chráněná držákem pojistek, který tvoří univerzální základní deska 3, upevněná na neznázoměném sloupu vnějšího vedení. Na této základní desce 3 je známým způsobem uspořádán druhý zemnící kolík 2, dále první podpěrný izolátor 4 a druhý podpěrný izolátor 5. Vrchní část prvního podpěrného izolátoru 4 je opatřena prvním zemnícím kolíkem 1. Přitom dále jsou vrchní části prvního i druhého podpěrného izolátoru 4 a 5 opatřeny jednak kontaktním ústrojím s připojovací svorkou 7, ke které je připojen neznázoměný fázový vodič transformátoru nebo v zemi uložený kabel a jednak držákem 6 vysokonapěťové pojistky.

Funkce držáku pojistek je následující. Držák pojistek, chráněný transformátor ěi v zemí uložený kabel jsou při trvalém provozu dimenzovány na stanovené napětí a proud. Z různých příčin však může při provozu dojít ke skutečnosti, že maximálně stanovená velikost proudu nebo napětí, na které je zařízení dimenzované, je překročená. Takováto skutečnost nastane např. při úderu blesku do vnějšího přívodního vysokonapěťového vedení nebo do nosného sloupu elektrického vedení.

V takovémto případě se zvýší proud i napětí nad maximální hodnotu. Při překročení maximální hodnoty proudu dojde k přetavení na výkrese neznázorněné pojistky uložené známým způsobem

-2CZ 9508 Ul v držáku pojistek 6, čímž se následně přeruší vodivé spojení mezi neznázoměným fázovým vodičem vnějšího přívodního vysokonapěťového vedení, uchyceném na připojovací svorce kontaktního ústrojí 7. Elektrický proud tak nemůže protékat do elektrického zařízení, které je chráněno. Tímto se zabrání jeho proudovému průrazu. Při překročení maximální velikosti napětí je přebytečné napětí pomocí prvního zemnícího kolíku I a druhého zemnícího kolíku 2 z nichž jeden je uspořádán na uzemněné základové desce 3 známým způsobem svedeno do země. Toto se děje až do okamžiku, kdy velikost napětí klesne na hodnotu, která je daná izolační vzdáleností mezi prvním zemnícím kolíkem i a druhým zemnícím kolíkem 2, čímž se zabrání napěťovému průrazu následně připojeného elektrického zařízení.

Nahrazením prvního podpěrného izolátoru 4 svodičem přepětí, který je uspořádán na uzemněné základové desce 3 spolu s druhým podpěrným izolátorem 5 je možné docílit dvojnásobnou ochranu zařízení vůči přepětí. Přitom uspořádání držáku pojistek je dále shodné s příkladným provedené popisovaným výše.

Funkce držáku pojistek při tomto uspořádání je následující: při překročení maximální velikosti napětí je přebytečné napětí pomocí svodiče přepětí opatřeného prvním zemnícím kolíkem I a druhým zemnícím kolíkem 2 uspořádaným na uzemněné základové desce 3 známým způsobem svedeno do země. Toto se děje až do okamžiku, kdy velikost napětí klesne na hodnotu, která je daná izolační vzdáleností mezi prvním zemnícím kolíkem 1 a druhým zemnícím kolíkem 2 a izolační hodnotou svodiče přepětí, čímž se zabrání napěťovému průrazu následně připojeného elektrického zařízení. Navíc pří tomto uspořádání první zemnící kolík 1 a druhý zemnící kolík 2 plní funkci symetrického usekávacího jiskřiště, umístěného na svodiči přepětí, které navíc chrání povrch plastového nebo keramického pouzdra bloků ZnO před nepříznivými účinky elektrického oblouku, jehož doba trvání převyšuje dobu činnosti přepěťové ochrany.

Průmyslová využitelnost

Držák pojistek podle tohoto technického řešení lze využít pro nadproudové jištění jednotlivých fází vysokonapěťového vedení, zejména v místech napojení na další elektrická zařízení, která je nutné zabezpečit proti průrazu elektrickým proudem, což by mělo za následek jejich zničení nebo nákladnou opravu.

Claims (3)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   30 1. Držák pojistek, sestávající ze základní desky, na které jsou umístěny dva izolátory opatřené kontaktním ústrojím a držáky vysokonapěťové pojistky, vyznačující se tím, že první podpěrný izolátor (4) je na své vrchní části opatřen prvním zemnícím kolíkem (1), přičemž druhý zemnící kolík (2) je uspořádán na základové desce (3).
2. 2. Držák pojistek podle nároku 1, vyznačující se tím, že první podpěrný izolátor

   35 (4) je proveden se svodičem přepětí.
3. 3. Držák pojistek podle nároku 1, vyznačující se tím, že první zemnící kolík (1) a druhý zemnící kolík (2) jsou proměnné délky.

   1 výkres

   -3 CZ 9508 Ul

   O

   Vt7

   =?·

   B

   Ό

   ZXí obr