FI85545B

FI85545B - Arc shield

Info

Publication number: FI85545B
Application number: FI904897A
Authority: FI
Inventors: Antero Hinkkuri
Original assignee: Nokia Kaapeli Oy
Priority date: 1990-10-04
Filing date: 1990-10-04
Publication date: 1992-01-15
Also published as: FI904897A; NO913783L; SE9102853L; FI85545C; NO913783D0; SE9102853D0; FI904897A0

Description

1 855451 85545

Valokaarisuoja Tämän keksinnön kohteena on valokaarisuoja käytettäväksi ohuella eristyskerroksella varustetun ns. päällys-5 tetyn avojohdon johtimen yhteydessä, joka on kiinnitetty eristimeen kierresiteellä, käsittäen ainakin yhden valo-kaaren kantapisteen polttovaikutuksen vastaanottamaan tarkoitetun suojaosan liitettynä galvaaniseen kosketukseen johtimen kanssa ja päällystetyn johtimen rinnalle sen ri-10 pustuskohdassa sijoitetun paljaan virtatien.The present invention relates to an arc shield for use in the application of a so-called arc shield with a thin insulating layer. in connection with a coated open conductor conductor attached to the insulator by a helical tie, comprising a shield for receiving the burning effect of at least one arc arc point connected to galvanic contact with the conductor and a bare current path located adjacent to the coated conductor at its point of attachment.

Yllä kuvatun kaltainen valokaarisuoja tunnetaan FI-kuulutusjulkaisusta 68332. Tästä kuulutusjulkaisusta tunnettua valokaarisuojaa on edelleen kehitetty toisaalta FI-kuulutusjulkaisussa 80814 ja toisaalta FI-patenttihakemuk- 15 sessa 895165. Kuulutusjulkaisun 80814 mukaisessa konstruk- i tiossa paljaan virtatien muodostaa metallinen sidelanka, jolla johdin on sidottu eristimeen. Patenttihakemuksen 895165 mukaisessa konstruktiossa, joka on tarkoitettu käytettäväksi erityisesti silloin, kun johtimen kiinnitykseen 20 eristimeen käytetään kierresidettä, paljas rinnakkainen virtatie on korvattu yhdellä tai useammalla elektrodilla, jotka on sijoitettu galvaaniseen kosketukseen johtimen kanssa johtimen kiinnityskohtaan tai kiinnityskohdan ja suojaosan väliselle johtimen osuudelle.An arc protection such as that described above is known from FI publication 68332. The arc protection known from this publication is further developed in FI publication 80814 on the one hand and in FI patent application 895165 on the other hand. . In the construction of patent application 895165, which is intended to be used in particular when a threaded bandage is used to attach the conductor to the insulator 20, the bare parallel current is replaced by one or more electrodes placed in galvanic contact with the conductor at the conductor attachment point or the conductor portion.

:':';25 Esillä olevan keksinnön tavoitteena on tuoda esiin valokaarisuoja, joka on tarkoitettu käytettäväksi erityi-sesti silloin, kun johdin on kiinnitetty eristimeen kier-.**. resiteen avulla. Edelleen keksinnön tavoitteena on aikaan- ‘i.‘ saada valokaarisuoja, joka on aikaisempaa yksinkertaisempi ' 30 ja sisältää aikaisempaa vähemmän erillisiä osia. Tähän päästään keksinnön mukaisen valokaarisuojan avulla, jolle on tunnusomaista, että kierresiteen resistanssi on tehty V ‘ siinä määrin pieneksi, että se voi toimia valokaarta kul- jettavana paljaana virtatienä. Käytännössä paljas virtatie ____: 3 5 on siten yhtenäinen kierresiteen kanssa. Tällä tavoin • · 2 85545 erillisiä, patenttihakemuksesta 895165 tunnettuja väli-elektrodeja ei tarvita ja kuitenkin johdin voidaan kiinnittää eristimeen nykyisin yleisimmin käytetyllä ja käytännössä yksinkertaisimmalla tavalla eli kierresiteen 5 avulla.It is an object of the present invention to provide an arc shield which is intended to be used in particular when the conductor is attached to the insulator in a threaded manner. **. using the resite. It is a further object of the invention to provide an arc protection which is simpler than before and includes fewer separate parts. This is achieved by means of an arc shield according to the invention, which is characterized in that the resistance of the helical bandage V 'is made so small that it can act as a bare current path carrying the arc. In practice, the bare current path ____: 3 5 is thus uniform with the helical bandage. In this way, • 85545 separate intermediate electrodes known from patent application 895165 are not required, and yet the conductor can be attached to the insulator in the most commonly used and practically simplest way today, i.e. by means of a threaded connection 5.

Edullisesti paljaan virtatien yhdistäminen kier-resiteeseen tapahtuu joko siten, että kierresiteen valmistukseen käytetään sähköä johtavalla pinnoitteella varustettuja metallilankoja tai vaihtoehtoisesti kierresiteen 10 metallilankojen joukkoon sovitetaan hyvin sähköä johtavaa metallia oleva lanka. Paras toiminta keksinnön mukaiselle valokaarisuojalle saadaan, kun keksinnön mukaisesti toteutettu kierreside yhdistetään galvaaniseen kosketukseen valokaaren kantapisteen polttovaikutuksen vastaanottamaan 15 tarkoitetun suojaosan kanssa.Preferably, the connection of the bare current path to the helical resistor takes place either by using electrically conductive coated metal wires to make the helical bandage or, alternatively, a wire of highly electrically conductive metal is fitted to the metal threads of the helical bandage 10. The best operation for the arc shield according to the invention is obtained when the helical bandage according to the invention is combined with galvanic contact with the shield 15 intended to receive the burning effect of the arc point.

Keksinnön mukaisesti valokaarisuo jän osan muodostava paljas virtatie on siis yhdistetty johtimen eristimeen kiinnittävään kierresiteeseen. Tavanomaisimmin tällaiset kierresiteet, joita yleisimmin käytetään johtimien kiin-20 nittämiseen eristimiin, muodostuvat yhdestä tai useammas ta esijännitetystä teräslangasta. Tällaisen tavanomaisen kierresiteen käyttö valokaaren ohjaukseen ei kuitenkaan ole mahdollista teräksen huonojen sähköisten ominaisuuk- sien vuoksi. Käytännön kokeissa on osoittautunut, että :25 tällainen tavanomainen kierreside valokaaripurkauksen yh- : teydessä palaa poikki vaurioittaen mahdollisesti jopa itse johdinta. Käytännössä onkin täten jouduttu käyttämään FI-kuulutus julkaisusta 68332 tai FI-patenttihakemuksesta '•y 815165 tunnettuja valokaarisuojarakenteita. Tämän keksin- 30 nön mukainen paljaan virtatien sisältävä kierreside tar joaa kuitenkin yksinkertaisemman tavan ratkaista tämä ongelma.According to the invention, the bare current path forming part of the arc shield is thus connected to a threaded connection attaching the conductor to the insulator. Most commonly, such threads, which are most commonly used to attach conductors to insulators, consist of one or more prestressed steel wires. However, the use of such a conventional helical bandage for arc control is not possible due to the poor electrical properties of the steel. Practical experiments have shown that: 25 such a conventional helical bond burns in the event of an arc discharge, possibly damaging even the conductor itself. In practice, it has thus been necessary to use arc protection structures known from FI-Kuulutus 68332 or FI patent application '• y 815165. However, the bare current helical bandage of the present invention provides a simpler way to solve this problem.

Seuraavassa keksinnön mukaista valokaarisuojaa ku-vataan yksityiskohtaisemmin viitaten oheiseen piirustuk- • · 35 seen, jossa 3 85545 kuvio 1 esittää poikkileikkauksen keksinnön mukaisen valokaarisuojän suoritusmuodosta, joka soveltuu käytettäväksi silloin, kun kuorman suunta johtimella on aina sama ja 5 kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen valokaarisuojän suoritusmuodon, joka soveltuu käytettäväksi silloin, kun kuorman suunta johtimella voi vaihdella.The arc shield according to the invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 3 85545 shows a cross-section of an embodiment of an arc shield according to the invention suitable for use when the load direction of the conductor is always the same and Fig. 2 shows an embodiment of an arc shield according to the invention. , which is suitable for use when the direction of the load on the conductor may vary.

Kuviossa 1 on esitetty tilanne, jossa päällystetyn avojohdon johdin 1 on kiinnitetty kierresiteellä 2 eris-10 timeen 3. Valokaarisuojauksen aikaansaamiseksi johtimeen 1 on kiinnitetty valokaarisuojaosa 4, joka on mitoitettu kestämään esimerkiksi kolmivaihejohdon vaiheiden välisen valokaaren kantapisteen polttovaikutusta sellaisen ajan, että johdon releistys ennättää katkaista virran johdosta 15 ennenkuin itse johdin 1 vaurioituu. Valokaarisuoja 4 on käytännössä jonkin muotoinen metallikappale, joka on kiinnitetty galvaaniseen kosketukseen johtimen 1 kanssa. Keksinnön mukaisen valokaarisuojän toisen osan muodostaa kierreside 2, joka on yhdistetty galvaaniseen kosketukseen 20 suojaosan 4 kanssa viemällä kierresiteen 2 pää esimerkiksi sitä varten tehtyyn poraukseen suojaosassa 4 ja kiristämällä tämä pää suojaosaan tehtyyn kierteytettyyn poraukseen sovitetun mutterin tai ruuvin 5 kärjen alle. Kuten edellä jo kävi ilmi, kuvion 1 mukainen suoritusmuoto so-25 veltuu käytettäväksi silloin, kun kuorman suunta johtimella 1 on aina sama eli eristimestä 3 suojaosaan 4 päin.Figure 1 shows a situation in which the conductor 1 of a coated open conductor is attached to insulator 3 by a helical band 2. In order to provide arc protection, lead 15 before the lead 1 itself is damaged. The arc shield 4 is in practice a metal body of some shape attached to galvanic contact with the conductor 1. The second part of the arc shield according to the invention is formed by a threaded connection 2 connected to galvanic contact 20 with the protective part 4 by inserting the end of the threaded connection 2 into a bore made in the protective part 4, for example, and tightening this end under the tip of a nut or screw 5 fitted to the protective part. As already indicated above, the embodiment according to Fig. 1 is suitable for use when the direction of the load on the conductor 1 is always the same, i.e. from the insulator 3 towards the shield part 4.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukaisen valokaa-risuojan suoritusmuoto, joka soveltuu käytettäväksi silloin, kun kuorman suunta johtimella 1 voi vaihdella. Tässä 30 suoritusmuodossa on kaksi suojaosaa 4, jotka on sovitettu galvaaniseen kosketukseen johtimen 1 kanssa eristimen 3 eri puolille ja kierresiteen päät on kiinnitetty näihin suojaosiin 4 samoin kuin kuvion 1 suoritusmuodossa. Muu-toin kuvion 2 suoritusmuoto vastaa kuvion 1 suoritusmuo-35 toa.Figure 2 shows an embodiment of an arc shield according to the invention, which is suitable for use when the direction of the load on the conductor 1 can vary. This embodiment 30 has two shields 4 arranged in galvanic contact with the conductor 1 on different sides of the insulator 3 and the ends of the threaded connection are attached to these shields 4 as in the embodiment of Fig. 1. Otherwise, the embodiment of Figure 2 corresponds to the embodiment of Figure 1.

4 855454,85545

Keksinnön mukaisen valokaarisuojan perusideana on käyttää valokaaren suojaosan johtavana paljaana virtatienä tähän tarkoitukseen sopivaksi muunnettua kierresidettä. Täten keksinnön mukaisessa rakenteessa tavanomaisen teräk-5 sisen kierresiteen resistanssia pienennetään siinä määrin, että kierreside voi toimia valokaarta kuljettavana sivu-virtapiirinä. Tavanomaisen teräksisen kierresiteen sähkönjohtavuus on siinä määrin huono, että valokaarivirran kulku siinä johtaa huomattavaan lämpötilan nousuun. Kierresi-10 de kuumenee käytännössä ainakin siinä määrin, että sen lujuusominaisuudet heikkenevät ja se saattaa myös palaa poikki. Erityisen arka tuhoutumaan on suojaosan ja kierresiteen välinen liitospiste.The basic idea of the arc shield according to the invention is to use a helical bandage adapted for this purpose as the conductive bare current of the arc shield part. Thus, in the structure according to the invention, the resistance of a conventional steel-helix is reduced to such an extent that the helix can act as a side circuit carrying the arc. The electrical conductivity of a conventional steel helix is so poor that the flow of arc current therein leads to a considerable rise in temperature. The spiral-10 de heats up in practice at least to the extent that its strength properties deteriorate and it may also burn. The connection point between the protective part and the threaded connection is particularly susceptible to destruction.

Keksinnön mukaisessa valokaarisuojassa sen osana 15 toimivan kierresiteen resistanssia on pienennetty siinä määrin, että kierreside voi toimia valokaarta kuljettavana sivuvirtapiirinä. Tämä voidaan aikaansaada päällystämällä teräslanka tai teräslangat, joista kierreside muodostuu, hyvin sähköä johtavalla metallilla, kuten alumiinilla. 20 Tällä tavoin teräslangan johtavuus saadaan sinkittyyn te-räslankaan verrattuna helposti 3...7 kertaiseksi lujuuden pienentyessä kuitenkin suhteellisen vähän. Lankojen alu-miinipäällystys, jonka paksuus on 10...30 % langan säteestä aikaansaa myös hyvät korroosionkesto-ominaisuudet. Täl-: ' 25 laisesta alumiinipäällysteisestä teräslangasta tehtyä esi- jännitettyä kierresidettä käytettäessä siteen päät voidaan kiinnittää suoraan valokaarisuojaosiin, eikä eril-.*··. listä sivuvirtapiiriä tarvita, joten asennus yksinkertais- tuu ja helpottuu ja rakenne muodostuu muutoinkin hinnal-30 taan edulliseksi. Tällaista alumiinipäällysteisistä teräs-langoista tehtyä esijännitettyä kierresidettä voidaan ajatella käytettäväksi myös kirkkaille johtimille.In the arc shield according to the invention, the resistance of the helical bandage 15 acting as part thereof has been reduced to such an extent that the helical bandage can act as a side circuit carrying the arc. This can be accomplished by coating the steel wire or steel wires from which the helical bond is formed with a highly electrically conductive metal such as aluminum. In this way, the conductivity of the steel wire can be easily increased 3 to 7 times compared to the galvanized steel wire, but the strength decreases relatively little. Aluminum coating of wires with a thickness of 10 ... 30% of the wire radius also provides good corrosion resistance properties. When using a pre-tensioned twisted bandage made of 25 aluminum-coated steel wire, the ends of the bandage can be attached directly to the arc protection parts and not separately. * ··. additional side circuit is required, so installation is simpler and easier and the structure is otherwise inexpensive. Such a prestressed helical bandage made of aluminum-coated steel wires can also be considered for use on clear conductors.

*·’ ‘ Vaihtoehtoisena rakenteena yllä mainitulle kierre- siteen muodostavien teräslankojen pinnoitukselle voidaan • :··; 35 esittää kierresiderakenne, jossa kierresiteen teräslanko- li 5 85545 jen joukkoon on sovitettu yksi tai useampia hyvin sähköä johtavaa materiaalia, kuten alumiinia, olevia lankoja. Todennäköisesti tämä tapa ei kuitenkaan ole itse kierresi-teen rakenteen ja toiminnan kannalta siinä määrin edul-5 linen kuin rakennevaihtoehto, jossa kierresiteen aikaansaantiin käytetään päällystettyjä teräslankoja.* · ”‘ As an alternative structure to the above-mentioned coating of thread-forming steel wires, it is possible to:: ··; 35 shows a threaded structure in which one or more threads of a highly electrically conductive material, such as aluminum, are arranged among the threaded steel wires 5 85545. However, it is likely that this method is not as advantageous in terms of the structure and operation of the thread itself as the structural alternative in which coated steel wires are used to provide the thread.

Yllä keksinnön mukaista valokaarisuojaa on kuvattu vain kahden esimerkinomaisen suoritusmuodon avulla ja alan asiantuntijalle on ilmeistä, että niihin voidaan tehdä 10 useitakin rakenteellisia muutoksia poikkeamatta kuitenkaan oheisten patenttivaatimusten määrittelemästä suojapiiris-tä. Siten valokaarisuojaosien rakenne voi poiketa huomattavastikin kuvatusta vaikuttamatta itse suojaosan toimintaan ja toisaalta on ajateltavissa myös rakenne, jossa 15 kierreside ei ole galvaanisessa kosketuksessa suojaosan kanssa. Tällöin valokaarisuojän toiminta vastaa patenttihakemuksessa 895165 esitetyn valokaarisuojan toimintaa, jossa valokaari ainakin jonkin matkaa hyppää valokaarisuojan osasta toiseen.The arc protection according to the invention has been described above by means of only two exemplary embodiments and it will be apparent to a person skilled in the art that several structural changes can be made to them without departing from the scope defined by the appended claims. Thus, the structure of the arc shielding parts can deviate considerably from the description without affecting the operation of the shielding part itself, and on the other hand, a structure in which the threaded connection is not in galvanic contact with the shielding part is also conceivable. In this case, the operation of the arc guard corresponds to the operation of the arc guard disclosed in patent application 895165, in which the arc jumps from one part of the arc guard to another for at least some distance.

Claims

6 85545

1. Arc protection for use with a so-called thin insulating layer. in connection with a coated open conductor conductor 5 (1) fixed to the insulator by a threaded fastener (2), comprising at least one arc base point for receiving the burning effect of the shield (4) connected to galvanic contact with the conductor (1) and parallel to the coated conductor -10 in a bare current path, characterized in that the resistance of the helical bandage (2) is made so low that it can act as a bare current path carrying the arc.

Arc protection according to Claim 1, characterized in that the bare current path is formed by an electrically conductive coating with the wire or wires forming the helical bandage (2).

Arc protection according to Claim 1, characterized in that the bare current path comprises one or more metal wires integrated in the threaded connection (2).

Arc shield according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the helical bandage (2) is * "connected to galvanic contact with the shield part (4).