FI116328B - Läpivientieristin tai jännitemuuntaja - Google Patents

Description

116328 Läpivientieristin tai jännitemuuntaja Keksinnön tausta Tämän keksinnön kohteena on läpivientieristin tai jännitemuuntaja, 5 joka käsittää päästä päähän ulottuvan ensiövirtajohtimen ja ensiövirtajohtimen ympärille valuhartsista valetun rungon.

Läpivientieristimiä käytetään esimerkiksi jakelumuuntajissa muuntajan kuoren sisään sovitetun käämityksen yhdistämiseksi muuntajan kuoren läpi ulkoiseen sähköverkkoon. Tällaisissa jakelumuuntajissa käytetään tyypillisesti 10 sulakesuojausta muuntajan käämien vaurioitumisen varalta. Sulakesuojauk-sen ansiosta muuntajan vikaantuminen ei aiheuta jakeluverkkoon tai kojeiston kiskostoon pitkää jännitekatkoa, koska verkko voidaan pitää jännitteisenä vian hakemisen ja muuntajan vaihdon valmisteluun kuluvan ajan.

Jakelumuuntajissa suuijännitesulake voidaan sijoittaa muuntajan 15 kotelon sisään. Tämän ratkaisun ongelmana on sulakkeen edellyttämä tilantarve, minkä johdosta muuntajan kotelon mittoja joudutaan muuttamaan stan-dardiratkaisuihin nähden.

Tunnettu ratkaisu välttää edellä mainittu muuntajan kotelon suurentamiseen liittyvä ongelma on käyttää posliinista läpivientieristintä, jonka sisään - 20 on järjestetty vaihdettava sulake. Muuntajan säiliön täyttämisen yhteydessä : ·. eristeaineinen neste, joka siis täyttää muuntajan, täyttää myös läpivientieristi- men sisään suurjännitesulakkeen ympärille jäävän vapaan tilaan. Jotta eriste-, . aineinen neste saataisiin johdettua myös kyseiseen vapaaseen tilaan, on eris- ; ’: timessä oltava järjestely ilmausta varten, sillä jos eristimeen sisään jää ilmaa, ’1 25 se aiheuttaa osittaispurkauksia läpivientieristimen sisällä. Tällaisiin eristeai- ‘ neella täytettyihin posliinisiin läpivientieristimiin, joiden sisään on järjestetty vaihdettava sulake, sisältyy kuitenkin se riski, että läpivientieristimen rikkoon-• tuessa muuntajan eristeaineena käytettyä nestettä pääsee valumaan ulos, : mistä aiheutuu muun muassa ympäristöongelmia ja palovaara.

30

> I

Keksinnön lyhyt selostus »

Yllämainitut ongelmat on onnistuttu ratkaisemaan keksinnön mukai-sen läpivientieristimen tai jännitemuuntajan avulla, jolle on tunnusomaista, 35 että ensiövirtajohdin käsittää ainakin osin valuhartsin sisään runkoa valettaes- 116328 2 sa jätetyn, ei vaihdettavissa olevan sulakkeen, ja että valuhartsin sisään runkoa valettaessa jäänyt sulakkeen osa on ympäröity kumia tai muuta vastaavaa kimmoisaa materiaalia olevalla kerroksella, joka puolestaan on ympäröity puo-lijohtavalla kerroksella.

5 Keksinnön kohteena on myös läpivientieristin tai jännitemuuntaja, jolle on tunnusomaista, että ensiövirtajohdin käsittää ainakin osin valuhartsin sisään runkoa valettaessa jätetyn, ei vaihdettavissa olevan sulakkeen, ja että valuhartsin sisään runkoa valettaessa jäänyt sulakkeenosa on ympäröity puoli-johtavaa kumia tai muuta vastaavaa puolijohtavaa kimmoisaa materiaalia ole-10 valla kerroksella.

Kumi tai muu vastaava kimmoisa materiaali kykenee kimmoisuutensa johdosta vastaanottamaan valuhartsin kutistumisesta aiheutuvat jännitykset ja siten estämään itse sulakkeen rikkoutumisen näiden jännitysten vaikutuksesta. Materiaalin puolijohtavuuden tai puolijohtavan kerroksen tarkoituk-15 sena on puolestaan pitää sähkökenttä eristysvälillä eli valuhartsin sisällä ja siten estää osittaispurkausten syntyminen joko umpisoluisen kumin solujen sisään mahdollisesti jääneessä ilmassa tai siinä ilmatilassa, joka saattaa jäädä sulakkeen ja kumia tai muuta vastaavaa kimmoisaa materiaalia olevan kerroksen väliin.

20

Kuvioiden lyhyt selostus

Seuraavassa keksinnön mukaista läpivientieristintä kuvataan yksi-·:* · tyiskohtaisemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jonka kuviossa on esitetty : * ·. j 25 keksinnön mukaisen läpivientieristimen esimerkkiomainen suoritusmuoto osit- I · :' tain aukileikattuna.

< r »

Keksinnön yksityiskohtainen selostus : Oheisen piirustuksen kuviossa on esitetty keksinnön mukaisen eris- 30 timen esimerkinomainen suoritusmuoto osittain aukileikattuna. Kuviossa esi-. tetty eristin käsittää ensiövirtajohtimen 1, joka ulottuu koko eristimen läpi. Eris- timen runko 2 on valettu ensiövirtajohtimen 1 ympärille valuhartsista 3. Koska kuviossa esitetty esimerkinomainen suoritusmuoto on tarkoitettu ulkokäyttöön : on runko 2 varustettu tavanomaisella tavalla laipoituksella, jonka tarkoituksena 35 on estää vuotovirrat eristimen pintaa pitkin ensiövirtajohtimesta 1 eristimen tukirakenteeseen (ei esitetty), kuten muuntajan kuoreen. Kuviossa esitetty 116328 3 eristin on tarkoitettu tukeutumaan tukirakenteeseen toisen päänsä läheisyydessä olevan järeähkön laipan 7 alapuolelta.

Kuvion mukaisessa läpivientieristimessä osa ensiövirtajohtimesta 1 on muodostettu sulakkeesta 4, joka on pääosin valettu valuhartsin 3 sisään.

5 Sulake on yhdistetty yläpäässään olevasta metallihatusta tinaamalla ensiövir-tajohtimen muuhun osaan. Osa sulakkeesta 4 työntyy näkyviin eristerungon 2 alapäästä. Jotta sulakkeen 4 ympärille valettu valuhartsi 3 ei valunjälkeisessä kutistumisessa pääsisi särkemään tyypillisesti rungoltaan keraamista sulaketta 4, on sulake ennen valuhartsiin 3 valamista ympäröity kumia tai muuta vastaa-10 va materiaalia olevalla kerroksella 6. Tämän kumikerroksen 6 tarkoituksena on vastaanottaa valuhartsin kutistumisesta sulakkeeseen kohdistuva puristusjännitys. Kumikerrokseen 6 ja sulakkeen 4 väliin voi valussa jäädä ilmakerros, josta voisi aiheutua osittaispurkauksia. Järjestämällä kumikerroksen 6 ja valu-hartsin 3 väliin puolijohtava kerros, kuten paperi 5, voidaan osittaispurkauksilta 15 välttyä, koska ensiövirtajohtimen 1 ja eristimen tukirakenteen välinen sähkökenttä jää tällöin vaikuttamaan tämän puolijohtavan kerroksen 5 ja tukirakenteen väliin eli nimenomaan valuhartsin 3 yli. Vaikka puolijohtava kerros 5 kyt-keytyessään rinnan sulakkeen kanssa osittain oikosulkee sulakkeen, on tämä oikosulkeutuminen kuitenkin niin vähäistä, että sulake edelleen toimii oikein eli 20 palaa niillä vikavirroilla, joita vaikkapa jakelumuuntajaan käämiin syntyvä vika aiheuttaa.

: Sulakkeen rinnalla oleva puolijohtava kerros 5 aiheuttaa myös sen, t » t että sulakkeen toinenkin pää jää jännitteiseksi ja pieni vuotovirta jää kulke-maan vaikka sulake on palanut. Esimerkiksi jakelumuuntajan tapauksessa : ’ ·. 25 tällainen vikavirta on kuitenkin niin pieni, että sillä ei ole merkitystä varsinaisen t suojausfunktion kannalta eikä täydellistä vian erottamista vaadita.

;·. Vaihtoehtoisena ratkaisuna edellä kuvatulle menettelylle osittais- purkausten estämiseksi voidaan itse kumi tai muu vastaava kimmoisa materi-. . aali tehdä sinänsä puolijohtavaksi, jolloin erillisen puolijohtavan kerroksen 30 käyttö ei ole tarpeen. Myös tässä tapauksessa sähkökenttä ohjautuu eristysvä-•; ** lille eli valuhartsin sisään eikä kumin tai muun vastaavan materiaalin sisään tai V: kyseisen materiaalin ja sulakkeen väliin mahdollisesti jääneessä ilmassa pää- ’ * ’: se tapahtumaan osittaispurkauksia.

Kuviossa esitetyssä suurjänniteläpivientieristimessä on edellä ku-35 vattujen rakenneosien lisäksi kentänohjain, käytännössä metallinen lieriö, sovitettuna valuhartsin 3 sisään, sillä kohdalla, josta läpivientieristin on vaikkapa jakelumuuntajan kotelon seinämän kohdalla. Tätä kentänohjainta on kuviossa 116328 4 merkitty viitenumerolla 8. Tämän kentänohjain 8 on maadoitettavissa kierre-reikiin 9 kytkettävien maadoitusjohtimien avulla.

Esillä olevan keksinnön mukaisessa läpivientieristimessä sulake ei ole vaihdettavissa. Sulake mitoitetaan kuitenkin siten, että se palaa vain 5 muuntajan vikaantuessa, joten koko läpivientieristimen vaihtamisen aiheuttama suurempi kustannus verrattuna pelkän sulakkeen vaihtamiseen ei ole merkittävä suhteutettuna koko muuntajan vaihdon aiheuttamiin kokonaiskustannuksiin.

Myös kojeistoihin sijoitettavissa (yksivaiheisissa) jännitemuuntajissa 10 esiintyy tarve sulakesuojaukseen muuntajan käämin vaurioitumisen varalta. Sulakesuojauksen ansiosta muuntajan vikaantuminen ei aiheuta ainakaan pitkää jännitekatkoa, koska kisko voidaan pitää jännitteisenä muuntajan vaihdon valmisteluun kuluvan ajan. Riippuen vioittuneen muuntajan sijainnista ja kis-koston rakenteesta saattaa kiskoston kytkentätilannetta muuttamalla muunta-15 jän vaihto olla mahdollinen aiheuttamatta lainkaan sähkökatkosta.

Keksinnön mukainen järjestely sulakkeen valamisesta valuhartsiin sisään käyttämällä sulakkeen ympärillä puristusvoimat vastaanottavaa kumia tai vastaavaa materiaalia oleva kerrosta ja puolijohtavaa kerrosta tai vaihtoehtoisesti puolijohtavaa kumia tai muuta vastaavaa puolijohtavaa materiaalia 20 olevaa kerrosta, soveltuu erinomaisesti käytettäväksi myös tämän komponentin yhteydessä. Tyypillisesti jännitemuuntajan sulake mitoitetaan niin, että se : : palaa vain muuntajan vioittuessa. Koska hartsiin valettua muuntajaa ei voida

• » I

: kuitenkaan korjata, voidaan sulake keksinnön mukaista järjestelyä käyttäen ': ’'valaa nyt kiinteästi muuntajan rungon sisään. Tällä tavoin päästään eroon ta-25 vanomaisissa jännitemuuntajissa käytetystä ratkaisusta, jossa sulakkeelle on muodostettu erillinen pesä, jossa on sulakepidin sulakkeen yhdistämiseksi ,·. osaksi ensiövirtajohdinta. Nyt voidaan suhteellisen kallis sulakepidin jättää pois. Samalla jää myös huonoissa olosuhteissa korroosiolle altis, mutta han-kalasti tarkistettava liitos pois.

30 Yllä keksinnönmukaista läpivientieristintä tai jännitemuuntajaa on ;·’ kuvattu vain yhden esimerkinomaisen suoritusmuodon avulla ja viittaamalla ; toiseen edulliseen käyttösovellukseen. Alan asiantuntijalle on selvää, että kek- ''; sinnönmukaista tapaa sulakkeen valamiseen valuhartsin sisään voidaan sovel taa myös muissa vastaavantyyppisissä sähköteknisissä kojeissa ja laitteissa 35 poikkeamatta kuitenkaan oheisten patenttivaatimusten määrittelemästä suoja-piiristä.

Claims (3)

116328

1. Läpivientieristin tai jännitemuuntaja, joka käsittää päästä päähän 5 ulottuvan ensiövirtajohtimen (1) ja ensiövirtajohtimen ympärille valuhartsista (3) valetun rungon (2), tunnettu siitä, että ensiövirtajohdin (1) käsittää ainakin osin valuhartsin (3) sisään runkoa (2) valettaessa jätetyn, ei vaihdettavissa olevan sulakkeen (4), ja että valuhartsin (3) sisään runkoa valettaessa jäänyt sulakkeen (4) osa on ympäröity kumia tai muuta vastaavaa kimmoisaa 10 materiaalia olevalla kerroksella (6), joka puolestaan on ympäröity puoli-johtavalla kerroksella (5).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen läpivientieristin, tunnettu siitä, että mainittu kumi tai muu vastaava kimmoisa materiaali on puolijohtavaa.

3. Läpivientieristin tai jännitemuuntaja, joka käsittää päästä päähän 15 ulottuvan ensiövirtajohtimen (1) ja ensiövirtajohtimen ympärille valuhartsista (3) valetun rungon (2), tunnettu siitä, että ensiövirtajohdin (1) käsittää ainakin osin valuhartsin (3) sisään runkoa (2) valettaessa jätetyn, ei vaihdettavissa olevan sulakkeen (4), ja että valuhartsin (3) sisään runkoa valettaessa jäänyt sulakkeen (4) osa on ympäröity puolijohtavaa kumia tai muuta vastaa-20 vaa puolijohtavaa kimmoisaa materiaalia olevalla kerroksella. * 1 1 - 1 I ) • » • 1 116328