DD200960A1

DD200960A1 - PRINT RELIEF DEVICE, ESPECIALLY FOR OVERVOLTAGE DEVICES

Info

Publication number: DD200960A1
Application number: DD23324881A
Authority: DD
Inventors: Volker Engelhardt; Hartmut Beier; Hans-Juergen Schmidt
Original assignee: Volker Engelhardt; Hartmut Beier; Schmidt Hans Juergen
Priority date: 1981-09-14
Filing date: 1981-09-14
Publication date: 1983-06-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckentlastungsvorrichtung, insbesondere fuer Ueberspannungsableiter, die in elektrischen Uebertragungsanlagen, vorzugsweise in mit Freileitungen gekoppelten Mittelspannungsanlagen, benutzt wird. Es ist Ziel der Erfindung, eine technologisch einfache und kostenguenstige Konstruktion einer Druckerlastungsvorrichtung zu gewaehrleiten. Die Aufgabe der Erfindung, insbesondere bei Ueberspannungsableitern einen Abbau des im Gefaess entstehenden Ueberdruckes ohne Zerberstwirkung und auch hohe Ueberlastungsfestigkeiten bei kleiner Gesamtgeometrie zu garantieren, wird durch eine Druckenlastungsvorrichtung, bestehend aus einer Abschlusshaube, einem dichtring, einem Verschlussdeckel und einem federnden Element zwischen Abschlusshaube und Verschlussdeckel, geleost, indem sich innerhalb des Verschlussdeckels ein Teil, insbesondere aus Blech, befindet, das als geschlitzter zylindrischer Hohlkoerper an der Ueberwurfinnenwand bis ueber den Dichtring am Verschlussdeckel anliegt, wobei der Schitz vor der Ausblasoeffnung liegt, sowie die symmetrisch oder asymmetrisch in der Armatur liegende Tellerfeder oder Tellerfedern mit Teilaussparungen versehen sind. Hauptanwendungsgebiet der Erfindung ist die Herstellung von Ueberspannungsableitern. FigurThe invention relates to a pressure relief device, in particular for surge arresters, which is used in electrical transmission systems, preferably in coupled with overhead lines medium voltage systems. It is an object of the invention to provide a technologically simple and cost-effective construction of a printer load device. The object of the invention, especially in Übere surge arresters to reduce degradation of the vessel resulting overpressure without Zerrstwirkung and high overload strengths with small overall geometry, by a pressure load device consisting of a closure cap, a sealing ring, a cap and a resilient element between the end cap and cap , solved by a part, in particular made of sheet metal, located within the closure lid, which rests as a slotted cylindrical body on the inner wall over the sealing ring on the closure lid, the Schitz located in front of the Ausblasoeffnung, and lying symmetrically or asymmetrically in the fitting Disc spring or disc springs are provided with partial recesses. Main field of application of the invention is the production of surge arresters. figure

Description

Volker Sngelhardt P 828Volker Sngelhardt P 828

Hartmat Beier IPK: H 01 T, 1/14Hartmat Beier IPK: H 01 T, 1/14

Hans-Jürgen Schmidt . 28.8.1980Hans-Jürgen Schmidt. 08/28/1980

Druckentlastungsvorrichtung₉ insbesondere für Überspannungs ableiterPressure relief device ₉ in particular for surge arrester

Die Erfindung be Grifft eine Druckentlastungsvorrichtung^ insbesondere für überspannungsableiterj die in elektrischen übertragungsanlagen, vorzugsweise in mit freileitungen gekoppelten Mittelspannungsanlagen, benutzt wird. Sie ist ebenfalls in an-vderen Hohlisoliergefäßen mit der Möglichkeit des Abbaus des Innendruckes infolge von Funktionsstörungen der im Gefäß befindlichen Geräte zu benutzen,The invention concerns a pressure relief device, in particular for surge arresters which are used in electrical transmission systems, preferably in medium-voltage systems coupled with overhead lines. It is also to be used in other hollow insulating vessels with the possibility of reducing the internal pressure due to malfunctioning of the devices in the vessel,

Charakteristik der bekannten technischen..LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Druckentlastungsvorrichtungen für Überspannungsableiter sind je nach konstruktiver Auslegung der Ableiter und zu beherrschender Überlastungsfestigkeit in verschiedenen Varianten bekannt_β Nach den Wennlöschspannungen werden im wesentlichen, bedingt durch, die Baugrößen, unterschiedliche Lösungsvarianten vorgeschlagen* Im. Bereich der H ennlö sch. spannung en bis 48 kV haben sich entsprechend der kleinen Bauausführung Druckentlastungsvorrichtungen einfacher Ausführung und geringer Gewichte durch-Pressure relief devices for surge arresters are known in various variants, depending on the constructive design of the arresters and the overload resistance to be controlled _β According to the extinguishing voltages, different sizes of solution are proposed, depending on the sizes, in the range of the enclosure. voltages of up to 48 kV have, according to the small construction, pressure relief devices of simple design and low weights.

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gesetzt, deren Wirkungsprinzipien von der zu beherrschenden Überlastungsfestigkeit abhängen,,whose principles of operation depend on the overload strength to be controlled ,,

Der sich aufbauende Überdruck infolge des Kurzschlusses der Aktivbauteile resultiert aus ionisierten Gasen, die a\is dem Überwurf abgeführt werden müssen und am Gehäuse zwischen Spannungs- und Erdanschluß oder geerdeter Befestigungsschelle einen stehenden Lichtbogen bilden*The resulting overpressure due to the short circuit of the active components results from ionized gases, which must be removed from the union and form a standing arc on the housing between the voltage and ground connection or earthed mounting clamp *

Zur Lichtbogenumlenkung haben sich meist sogenannte Lichtbogenumlenkeinrichtungen durchgesetzt, die in der Lage sind₉ die aus dem Überwurfinneren ausgetretenen ionisierten Gase auf die Gegenarmatur zu richten.For arc deflection usually so-called Lichtbogenumlenkeinrichtungen have prevailed, which are able to ₉ the leaked from the inside Überwurf ionized gases directed to the counter-valve.

Unterschiedlich gelöst wird das öffnen der Ableiter bei auftretendem überdruck. Da der gesamte Vorgang desöffnens des Gefäßes und der Lichtbogenumlenkung bei hohen Kurzschlußströmen innerhalb des ersten Anstieges der ersten Halbwelle des asymmetrischen Kurzschlußstromes erfolgen sollte, ist ein trägheitsarmes schnelles öffnen erforderlich. Gleichzeitig muß das System jedoch für den normalen Betriebsfall eine zuverlässige Abdichtung des inneren Ableiteraktivteils auch un~' ter extremen Freiluftbedingungen garantieren. Zur Lösung wurden bisher verschiedene Möglichkeiten, wie die thermische Zerstörung einer dünnen Membran, das Anbringen eines Bruchdeckels auf der Membran, der mit Sollbruchstellen versehen ist und bei bestimmtem inneren überdruck zerberstet, oder eine Kombination von Bruchdeckel und Membran mit Aufreißdorn sowie die mechanische Verbindung zwischen Abschlußhaube und Verschlußdeckel über ein federndes Element in Form einer Tellerfeder (DE-AS 1 060 97?) _s genutzt. .Für diese Ausführungen machen sich wegen der separaten Druckumlenkeinrichtung meist komplizierte Gußarmaturen erforderlich oder es lassen sich keine hohen 'Überlastungsfestigkeiten realisieren» Desweiteren ist eine Konstruktion bekannt, bei der das Austreiben einer Dichtung durch entsprechende geometrische Gestaltung des Verschlußbleches, das gleichzeitig die Funkfcion der Lichtbogenumlenkung mit übernimmt, erfolgt (DD-PS 141 888), Bei dieser Ausführungsform werden zwar die Forderungen hin-Dissolved differently is the opening of the arresters when overpressure occurs. Since the entire process of opening the vessel and the arc deflection should occur at high short-circuit currents within the first rise of the first half cycle of the asymmetrical short-circuit current, a low-inertia fast opening is required. At the same time, however, the system must guarantee a reliable sealing of the internal arrester active part under normal outdoor conditions, even under extreme outdoor conditions. To solve so far, various possibilities, such as the thermal destruction of a thin membrane, the attachment of a broken cover on the membrane, which is provided with predetermined breaking points and zerberstet certain internal pressure, or a combination of broken cover and membrane with Aufreißdorn and the mechanical connection between the end cap and closure cap via a resilient element in the form of a plate spring (DE-AS 1 060 97?) _s used. .For these versions, because of the separate Druckumlenkeinrichtung usually complicated cast fittings required or it can be no high 'overload strengths realize »Furthermore, a construction is known in which the expulsion of a seal by appropriate geometric design of the closure plate, the same Funkfcion the arc deflection with takes over (DD-PS 141 888), In this embodiment, although the demands Hin-

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sichtlich der Einfachheit; und des geringen Gewichtes erfüllt, je doch läßt sie sich nicht auf sehr hohe Überlastungsfestigkeiten* wie sie technisch realisierbar sind, übertragen. Außerdem ist eine Armaturenvereinfachung nach diesem Wirkungsprinzip, wie sie für geringe Überlastungsfestigkeiten gefordert werden, nicht möglich,visibly of simplicity; and the low weight, but it can not be transferred to very high overload strengths * as they are technically feasible. In addition, a valve simplification according to this principle of action, as required for low overload strengths, is not possible,

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ss ist Ziel der Erfindung, eine technologisch einfache und kostengünstige Konstruktion einer Druckentlastungsvorrichtung zu gewährleisten,It is an object of the invention to provide a technologically simple and inexpensive construction of a pressure relief device,

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the We sens the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckentlastungsvorrichtung, insbesondere für Überspannungsableiter, zu schaffen, die einen Abbau des im Gefäß entstehenden Überdruckes ohne Serberstwirkung und auch hohe Überlastungsfestigkeiten bei kleiner Gesamtgeometrie garantiert* Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Druckentlastungsvorrichtung, bestehend aus einer Abschlußhaube, einem Dichtring, einem "Verschlußdeekel und einem federnden Element zwischen Abschlußhaube und Verschlußdeckel, gelöst, indem sich innerhalb des Verschlußdeckels ein Teil, insbesondere aus Blech, befindet, das als geschlitzter zylinderischer Hohlkörper an der Überwurfinnenwand bis über den Dichtring am Verschlußdeckel anliegt, wobei der Schlitz vor der Ausblasöffnung liegt, sowie die symmetrisch oder.asymmetrisch in der Armatur liegende Tellerfeder oder Tellerfedern mit Teilaussparungen versehen sind«,The invention has for its object to provide a pressure relief device, in particular for surge arresters, which guarantees a reduction of the resulting pressure in the vessel without Serberstwirkung and high overload strengths with small overall geometry * According to the invention by a pressure relief device consisting of a closure cap, a Sealing ring, a "Verschlußdeekel and a resilient element between the end cap and closure lid, dissolved by a part, in particular made of sheet metal, located within the closure lid, which rests as a slotted cylindrical hollow body on the inside wall over the sealing ring on the cap, wherein the slot the blow-out opening is located, as well as the symmetrical or .asymmetric in the fitting lying diaphragm spring or disc springs are provided with partial recesses,

An einem Ausführungsbeispiel und einer dazugehörigen Prinzipzeichnung soll die erfindungsgemäße Druckentlastungsvorrichtung sowie ihre vorteilhafte Punktion näher erläutert werden.The pressure relief device according to the invention and its advantageous puncture should be explained in more detail using an exemplary embodiment and a corresponding principle drawing.

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In der Fig, ist die obere Armatur mit Druckentlastungsvorrichtung für einen Mittelspannungsventilableiter dargestellt. Da das "Ρτχόύ,ϊό der Bö.rde.larniatur mit? Gummi rin*? ¹JJId starrem Verschlußblech, daß in der Verlängerung die Lichtbogenumlenkung übernimmt, die einfachste und materialsparendste Lösungsvarian-„te darstellt, jedoch bei hohen Überlastungsfestigkeiten versagt, wird eine Verbesserung dieses Verhaltens möglich, indem die beim, anstehenden Innendruck zu überwindende Reibung zwischen den gedrückten Dichtgummi und dem VerSchlußdeekel bzw» der geschliffenen Überwurfstirnfläche, verringert wird. Dabei darf die Funktion der Dichtung in Normalbetrieb nicht gefährdet werden. Diese Forderung ist durch zusätzlich angebrachte elastisch federnd verspannte Elemente zu realisieren, die zwischen der oberen geschlossenen Fläche der Bördelhaube und des Ver·™ schlußdeckels angebracht sind. Dabei ist es sinnvoll, die durch dieses federnde Element auftretenden Kräfte so zu verteilen, daß die Kraftwirkung an der Ausblasöffnung geringer ist als auf dem restlichen Umfang,,In the figure, the upper armature with pressure relief device for a medium voltage valve arrester is shown. Since the "Ρτχόύ, ϊό of the Bö.rde.larniatur with Gummi Rubber rin * ¹ JJId rigid closure plate that takes over the arc deflection in the extension, which represents the simplest and most material-saving solution variants te, but fails at high overload strengths, is an improvement This behavior can be minimized by reducing the friction between the pressed rubber seal and the closing decouple or the polished cap face with the internal pressure that is to be overcome It is useful to distribute the forces that occur through this resilient element so that the force at the exhaust opening is less than on the rest of the circumference ,,

lieben einem federnden Blechstreifen, der an der Bördelhaube gegenüber der Ausblasöffnung angebracht ist und auf das Verschlußblech drückt, ist die Anordnung direkter Federn möglich» Auf Grund der notwendigen hohen Federkräfte sind Zylinderdruckfedern, symmetrische- und asymmetrische Kegelfedern wegen ihrer Gesamtlänge nur bedingt einsetzbar«,love a springy metal strip, which is attached to the flange over the exhaust opening and presses on the closure plate, the arrangement of direct springs is possible »Due to the necessary high spring forces cylinder springs, symmetric and asymmetric cones are only partially usable because of their overall length,

Da die Gewährleistung der Funktion bereits bei kleinen Federwegen möglich ist, und andererseits das Fedefelement wegen der Gesamthöhe der Bördelhaube klein sein sollte, ist der Einsatz von Tellerfedern 3 möglich. Dabei liegt der innere Sand der Feder auf dem Verschlußblech 2 und der äußere Sand nahe den Kanten der Bördelhaube 1. Zur Erreichung unterschiedlicher Kräfte am Umfang ist beim Einsatz von Tellerfedern neben der exzentrischen Anordnung die Möglichkeit von Aussparungen in der Feder zur Ausblasöffnung gegeben« Diese sollten in ihrer Größe der Schlitzbreite der Ausblasöffnung entsprechen. Zur Gewährleistung der Dichtigkeitsfunktion ist es günstig, die Ausparung nicht in Schlitzform zu wählen, sondern einen Ring, am inneren Rand der Feder zu belassen»Since the warranty of the function is already possible with small spring travel, and on the other hand, the Fedefelement should be small because of the overall height of the crimp cap, the use of disc springs 3 is possible. In this case, the inner sand of the spring on the closure plate 2 and the outer sand near the edges of the crimping hood 1. To achieve different forces on the circumference is the use of disc springs in addition to the eccentric arrangement the possibility of recesses in the spring given to the exhaust opening «These should correspond in size to the slot width of the exhaust opening. To ensure the tightness function, it is favorable not to select the cutout in slot shape, but to leave a ring at the inner edge of the spring »

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Im Überlastungsfall wird das Anschwellen der ionisierten Gasmenge der Funkenstrecke in Richtung Armatur erfolgen und dort innerhalb kürzester Zeit (einige 100 ,us) einen statischen Druck aufbauen, wobei die Druckaufbauzeit und Höhe von der Geometrie, den Strömungsverhältnissen und den angelegten Kurzschlußstrom abhängen. Wird dieser Druck größer als die Gegenkraft der !Feder ( ca. 1 t)_} erfolgt ein Anheben des starren Verschlußbleches und durch die Verringerung des Eeibungswiederstandes der Dichtflächen ein Heraustreiben des Dichtringes 6 und damit eine Druckentlastung. Danach werden die Gase durch die Umlenkwirkung des Verschlußbleches in üblicher, bereits beschriebener Form_s umgelenkt und der stehende äußere Lichtbogen erzeugt_o In the overload case, the swelling of the ionized gas amount of the spark gap will take place in the direction of fitting and there within a very short time (some 100, us) build a static pressure, the pressure build-up time and altitude on the geometry, the flow conditions and the applied short-circuit current depend. If this pressure is greater than the opposing force of the! Spring (about 1 _t)} occurs a lifting of the rigid closure sheet and by the reduction of the sealing surfaces Eeibungswiederstandes a driving out of the sealing ring 6 and a pressure relief. Thereafter, the gases are deflected by the deflection effect of the closure plate in the usual, already described form _s and generates the stationary outer arc _o

Neben der Einbringung eines federnden Elements besteht noch die Möglichkeit der Verbesserung der Überlastungsfestigkeit durch gezieltes ungleichmäßiges Anlegen der Kraftwirkung auf den Teil des Gummiringes_s der bei der Überlastung ausgetrieben wird, Da der Gesamtvorgang innerhalb sehr kurzer Zeiten ablaufen muß und dabei die Entstehung eines hohen statischen Druckes wegen der begrenzten Festigkeit des -Porzellanüber- -wurfes vermieden v/erden sollte, wird hierbei der Übergang strömendes Gas - Aufbau des statischen Druckes bereits zur Druckentlastung genutzt. Wird im Inneren des Überwurfes an der Armatur ein Element zur Druckrichtung in Richtung Ausblasöffnung angebracht, bewirkt das Gas dort eine lokale Druckerhöhung, die ebenfalls in der Lage ist, die Druckkräfte schneller zu überwinden .und somit die Druckentlastung einzuleiten. Es ist dabei zweckmäßig, dieses Druckumlenkblech 4 so auszulegen, daß es an der Überwurfinnenwand 5 "und bis über die Dichtung hinaus an dem Verschlußblech einseitig anliegt. Das Teil, an dem die Druckerhöhung stattfinden muß, wird großflächig ausgespart. Günstig wird dieser Körper in zylindrischer Form mit beschriebener Aussparung aus federndem Blech so ausgelegt, daß er sich an die Überwurfinnenwand anlegt und mit einer runden gebogenen Scheibe oben abgeschlossen ist, Damit wird neben der Funktion gewährleistet, daß innerhalb desIn addition to the introduction of a resilient element there is still the possibility of improving the overload resistance by targeted uneven application of the force on the part of the rubber ring _s expelled in the overload, since the entire process must take place within a very short times and thereby the emergence of a high static pressure Because of the limited strength of porcelain over-throw avoided v / earth, here the transition flowing gas - structure of the static pressure is already used for pressure relief. If an element is attached to the pressure direction in the direction of the discharge opening in the interior of the union, the gas causes a local pressure increase there, which is also able to overcome the pressure forces more quickly and thus initiate the pressure relief. It is expedient to design this pressure deflecting plate 4 so that it abuts the closure plate on one side on the inside wall 5 "and beyond the gasket Form with described recess made of resilient sheet designed so that it rests against the inside wall of the cap and is completed with a round curved disc top, This is in addition to the function ensures that within the

«Bleches die Druckfeder für den aktiven Bausteinstapel unter·= gebracht werden kann und somit eine Verlängerung der Überwürfe durch dieses Zusatzteil nicht erforderlich ist»"Sheet metal, the compression spring for the active module stack can be brought under · = and thus an extension of the throws is not required by this additional part»

oben beschrieben federnden Element zu verwirklichen,.Ss hat den Vorteil, daß seine Funktion trägheitslos erfolgt, Desweiteren besteht dadurch die Möglichkeit, eine weitere Vereinfachung der Anordnung Bördelkappe-Verschlußblech durch Zusammenfassung dieser beiden Elemente vorzunehmen und eine Druckentlastungsfestigkeit zu erreichen.It has the advantage that its function is inertia-free, Furthermore, this makes it possible to make a further simplification of the arrangement flare cap closure sheet by combining these two elements and to achieve a pressure relief strength.

Claims

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] Rf inaun & sanspruch

Pressure relief device, in particular for surge arrester, consisting of a closure cap, preferably a crimping, a sealing ring, a YerschlußdeckeI ₅ unilaterally on one side unequaled hand to the escape of the sealing rubber in the occurrence of internal overpressure and an arc umlenkverlängerung has, and a resilient element between the End cap and the Yerschlußdeckel, preferably a disc spring, characterized in that within the Yerschlußdeckels (2) is a part (4), in particular of sheet metal, as a slotted cylindrical hollow body on the Überv / urf inner wall (5) to over the sealing ring (6) rests on Yerschlußdeckel, the slot is located in front of the exhaust opening «and the symmetrical or asymmetric lying in the valve disc spring (3) or Te 1.1 he feather η are provided with partial recesses.

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