HRP20000617A2 - Surge diverter - Google Patents

Description

Tehničko područje

Kod pronalaska se polazi od prenaponskog odvodnika prema uvodnom dijelu Patentnog zahtjeva 1.

Stanje tehnike

Pronalazak se kod toga poziva na stanje tehnike, kako proizlazi iz EP 0 614 198 B1. Prenaponski odvodnik opisan u ovom stanju tehnike sadrži dvije priključne armature i između priključnih armatura stavljen stup od elemenata varistora naslaganih jedan na drugi. Električni kontakt između priključnih armatura i elemenata varistora proizvodi se preko dvije ili više izolirajuće petlje, čiji su krajevi uležišteni u jednoj od obje priključne armature, a koje na obje priključne armature, a time i na elemente varistora između njih, djeluju s kontaktom silom.

Za velike konstrukcijske visine, koje su npr. potrebne kod nazivnih napona viših od 70 kV, na ovaj način izgrađen prenaponski odvodnik općenito se ne koristi, jer su u tom slučaju potrebni relativno složeni dodatni zahvati kod njegove izrade.

Iz EP 0 335 479 B1 poznat je prenaponski odvodnik s kućištem za zaštitu od vremenskih nepogoda, s dvije priključne armature koje se vode iz kućišta i s aksijalno simetrično izvedenim aktivnim dijelom stavljenim između priključnih armatura, a nalazi se unutar kućišta.

Aktivni se dio tvori od više modula cilindričnog oblika, koji su ovisno od vrste stupa naslagani jedan na drugi. Svaki modul ima više elemenata varistora cilindričnog oblika koji su preko svojih čeonih strana naslagani jedan na drugi uzduž osi cilindra. Električni kontakt između elemenata varistora postiže se preko pretežito aksijalno vođenog namotaja niti, koji silom prednaprezanja djeluje na dva metalna krajnja dijela, na čeonim stranama ograničenim modulima. Moduli uz krajnje dijelove su međusobno galvanski spojeni pomoću vijčanih svornjaka.

Izrada jednog takvog prenaponskog odvodnika relativno je složena, jer se u prvom koraku trebaju najprije izraditi moduli namatanjem niti, a zatim u idućem drugom koraku, moduli se priljubljuju jedan uz drugog vijčanim spajanjem susjednih krajnjih dijelova modula, uz tvorbu električno dobro vodljivog spojnog dijela.

Kratak prikaz pronalaska

Zadaća je pronalaska, kako je naveden u patentnim zahtjevima, da realizira prenaponski odvodnik u uvodu spomenute vrste, koji se i kod velikih konstrukcijskih visina može proizvesti na jednostavan i ekonomičan način.

Prenaponski odvodnik prema pronalasku, u odnosu na usporedive prenaponske odvodnike prema stanju tehnike, odlikuje se time što se on bez obzira na svoju konstrukcijsku visinu može proizvesti na jednostavniji i ekonomičniji način. Dodatno se ugrađuje u aktivni dio odvodnika samo, najmanje jedan između dva uzastopna elementa varistora stavljen spojni element od električno vodljivog materijala, s prikladno izvedenim raspoređenim mjestima uležištenja. Petlje koje se drže na mjestima uležištenja, vode se u suprotnim smjerovima i utvrđuju na mjestima uležištenja priključnih armatura ili jednog daljnjeg spojnog elementa ili drugog daljnjeg spojnog elementa. uz tvorbu kontaktne sile. Zbog toga je za njegovu montažu u biti potrebna samo jedna šablona, koja je kao predfabricirana već provjerena prema stanju tehnike kod izrade prenaponskih odvodnika predfabricirana i koja osigurava privremeno aksijalno vođenje, u priključnim armaturama, gdje su elementi varistora i ovisno od promjera elemenata varistora i konstrukcijske visine, kao i jednog ili više spojnih elemenata, naslagani i zatim stavljanjem i djelovanjem s prednaprezanjem, povezani u mehanički stabilni aktivni dio prenaponskog odvodnika.

Tijekom slaganja mehanička stabilnost aktivnog dijela može se postići postupnim pritezanjem dionih slogova koji slijede jedan iza drugog, kod čega se sila prednaprezanja postiže pomoću stezne naprave već ugrađene u armaturama i/ili spojnim elementima ili preko opružnih (elastičnih) elemenata koji su ugrađeni u slog tvoren u šabloni. a kod stavljanja petlje postiže se željena kontaktna sila a time i potrebna mehanička stabilnost.

Na dodatnoj steznoj napravi, odnosno dodatnim elastičnim elementima može se uštedjeti ako se petlje tvore preko elastično deformabilne trake, kao npr. od staklenih vlakana.

Za dobru mehaničku stabilnost aktivnog dijela općenito su dovoljne četiri petlje uležištene na spojnom elementu, od kojih su npr. po dvije dijametralno jedna prema drugoj raspoređene i vode se protusmjerno prema druge dvije petlje. Povećana stabilnost postiže se primjenom šest mjesta uležištenja, raspoređenih pomaknuto za oko 60° u smjeru oboda, od koji tri služe za vođenje petlji u jednom, prethodno zadanom prvom smjeru, a tri daljnje u suprotnom smjeru. Stabilnost će se još neznatno poboljšati preko osam ili više mjesta uležištenja, ali to zahtjeva dodatne proizvodno-tehničke izdatke. Na jednom spojnom komadu suprotno vođene petlje, mogu se i bez pomaka u smjeru oboda rasporediti samo pomaknuto u aksijalnom smjeru. U datom slučaju može se spojni komad tvoriti od dva rastavljivo jedan s drugim spojiva ili jedan od drugog odvojiva dijela, koji nose petlje usmjerene samo u jednom smjeru.

Jedan preferirani izvedbeni primjer pronalaska, a time i postizive daljnje prednosti, u daljnjem su tekstu pobliže objašnjene na osnovi crteža.

Kratak opis crteža

Na samo jednom crtežu prikazan je bočni pogled na prenaponski odvodnik prema pronalasku, čije je aksijalno simetrično izvedeno kućište prikazano u presjeku.

Načini izvođenja pronalaska

Na samo jednoj slici prikazan prenaponski odvodnik ima aksijalno-simetrično izvedeno kućište 1, u kojem je uzduž neucrtane osi kućišta smješten aksijalno-simetrično izveden aktivni dio odvodnika 2. Kućište se tvori od izolirajuće cijevi 3 sa zaslonima, koja je cijev izrađena od materijala otpornog na vremenske nepogode, npr. polimernog materijala, kao npr. silikon ili porculan i od dvije, na čeonim stranama izolirajuće cijevi pričvršćene metalne priključne armature 4 i 5. Priključne armature 4, 5 imaju metalnu ploču koja plinonepropusno zatvara kućište 1. koja iz razloga preglednosti nije ucrtana na crtežu, kao i završni dio 6 odnosno 7 cilindričnog oblika, koji je aksijalno-simetrično smješten unutar kućišta, aktivni dio odvodnika 2 zatvara prema gore odnosno prema dolje. U završnom dijelu 6 odnosno 7, izrađen je provrt s unutarnjim navojem. S unutarnjim navojem zajedno djeluje uzduž osi kućišta, kroz ploču priključne armature, prema van vođen pritisni vijak 8 odnosno 9. Podnožje pritisnog vijka 8 odnosno 9, uležišteno je na metalnoj pritisnoj ploči 10 odnosno 11 aktivnog dijela odvodnika 2, koja se aksijalno pomiče u otvoru završnog dijela 6 odnosno 7.

Aktivni dio odvodnika izveden je kao slog i sadrži osim oba završna dijela 6 i 7 i elemente varistora cilindričnog oblika 12, od nelinearnog otpornog materijala, kao npr. na bazi metalnih oksida, kao što su osobito ZnO, i metalne spojne elemente 13 cilindričnog oblika. U aktivnom dijelu odvodnika 2 osim toga se nalaze daljnje pritisne ploče 10', 11', kao i elementi pločastog oblika za prijelaz struje koji se mogu nalaziti između pritisne ploče 10, 10', 11, 11' i susjednog elementa varistora, između susjednih elemenata varistora 12 i između spojnog elementaa 13 i elementa varistora 12 ili pritisne ploče.

Pozicijom 15 su označene petlje od izolirajućeg materijala, koje prvenstveno tvore namotane trake, ojačane vlaknima i uložene u polimernu matricu i koje pritežu dva spojna elementa 13, ili završni dio 6 i u aktivnom dijelu odvodnika 2, spojni dio 13, odnosno završni dio 7 i u aktivnom dijelu odvodnika 2, spojni element 13 koji se nastavlja na dio 6, odnosno završni dio i u aktivnom dijelu odvodnika 2, spojni element 13 koji se nastavlja na dio 7, uz tvorbu kontaktne sile. Petlje 15 su svojim krajevima vođene u utorima 16, 16', koje su formirane u oplaštenim površinama završnih dijelova 6, 7 i u spojnim elementima 13. Završni dijelovi 6, 7, odnosno spojni elementi 13, nadvisuju pritisne ploče 10, 10', 11, 11' i elemente varistora 12 u radijalnom smjeru. Petlje 15 uležištene u utorima 16, 16', imaju tako na električno povoljan način, jedan određeni razmak od elemenata varistora 12. Slično vođenje petlje može se postići ako završni dijelovi 6, 7 i spojni elementi 13 imaju doduše isti promjer kao i elementi varistora 12, ali umjesto utora imaju sada radijalno vođene izdanke, na koje su uležištene petlje 15.

Svaki od oba spojna elementa 13 ima šest utora 16, 16' međusobno pomaknutih za oko 60° u smjeru oboda. Ovi utori imaju svi, jedan u aksijalnom smjeru otvoren odsječak polukružnog oblika, u kojem je uležišten jedan kraj jedne petlje 15. Na polukružni odsječak nastavljaju se dva, prvenstveno u aksijalnom smjeru vođenja odsječka, u kojima se drži jedan dio, jednog odsječka petlje položenog pravocrtno, koji se nastavlja na završetak uležištene petlje. Ovaj odsječak je položen paralelno i s prethodno zadanim dielektrično povoljnim razmakom prema elementima varistora, na koje kontaktnom silom djeluje uležištena petlja.

Pravocrtno vođeni odsječci utora 16 položeni su suprotno odgovarajućim odsječcima utora 16'. U utorima je 16' je oslonjena jedna od tri petlje, koje međusobno pritežu spojni element 13 i završni dio 6, kao i između njih postavljene elemente varistora, uz tvorbu kontaktne sile. Veličina kontaktne sile podešava se kod montaže prenaponskog odvodnika okretanjem pritisnog vijka 8, a time i aksijalnim pomicanjem pritisne ploče. Kontaktna sila se kod toga postiže preko elastično deformabilnih petlji i može se u slučaju potrebe mijenjati po svojoj veličini, s pritisnim vijkom i steznom pločom, preko stezne naprave ugrađene su spojni element 13. U datom slučaju, u spojnom elementu 13 može biti još ugrađena jedna druga stezna naprava, koja djeluje na iznad ležeći odsječak aktivnog dijela odvodnika 2. Stezni vijak 8 pritisna ploča 10 su u tom slučaju nepotrebni.

U smjeru oboda spojnih elemenata 13 slijede utori 16 i 16' naizmjenično jedan iza drugog. Sila prednaprezanja koju preuzimaju petlje, tako se jednoliko prenosi na elemente varistora 12.

Za izradu ovog prenaponskog odvodnika se niz, od završnog dijela 7, pritisne ploče 11. elementa za prijelaz struje 14, naizmjenično daljnjih elemenata za prijelaz struje, elemenata varistora 12, pritisne ploče 11' i donjeg spojnog elementa 13, slaže u šablonu jedan na drugi. Utori 16' završnog dijela 7 i 16, spojnog elementa 13, kod toga su tako usmjereni da se jedan s drugim podudaraju. Nakon toga se tri predfabricirane petlje 15, koje se prvenstveno sastoje od namotanog prepreg oblika trake, koje su nakon namatanja stvrdnute, učvršćuju u međusobno podudarne utore 16, 16' i okretanjem pritisnog vijka 9, silom se djeluje na pritisnu ploču 11, a time preko steznih petlji 15, na sve elemente varistora, aktivnog dijela odvodnika koji se nalaze između dijelova 7 i 13.

Na spojni element 13 se sada odgovarajuće slažu daljnji elementi varistora 12 i elementi za prijelaz struje i ovaj dioni slog aktivnog dijela odvodnika može se pritegnuti s petljama, na koje se kod izrade prenaponskog odvodnika, namatanjem djeluje silom prednaprezanja, u međusobno podudarnim utorima 16 i 16' tvore se položene trake.

Na odgovarajući način može se aktivni dio odvodnika produžiti daljnjim dionim slogovima i konačno završiti sa završnim dijelom 6. Aktivni se dio sada može staviti u kućište 1 i nakon punjenja zatvoriti s stvrdnjavajućim izolirajućim materijalom. Budući da se kod toga petlje stavljaju s određenim razmakom od elemenata varistora 12, to izolirajući materijal okružuje aktivni dio s velikom sigurnošću, bez raspora i lunkera (unutarnjih šupljina). Zbog toga prenaponski odvodnik prema pronalasku, unatoč proizvoljne konstrukcijske visine, nema samo dobra mehanička nego i električna svojstva.

Kućište ne treba neizostavno sadržavati izolirajući materijal, ono može biti i metalno. Između stijenke kućišta i aktivnog dijela odvodnika treba u tom slučaju predvidjeti dodatna sredstva za upravljanje potencijalom i na čeonim stranama kućišta načiniti prolaze.

Popis pozicija sa crteža

1 Kućište

2 Aktivni dio odvodnika

3 Izolirajuća cijev

4, 5 Priključne armature

6, 7 Završni dijelovi

8, 9 Pritisni vijci

10, 10', 11, 11' Pritisne ploče

12 Elementi varistora

13 Spojni elementi

14 Elementi za prijelaz struje

15 Petlje

16, 16' Utori, mjesta uležištenja

Claims (8)

1. Prenaponski odvodnik s dvije električno vodljive priključne armature (1, 2), međusobno razmaknute uzduž osi jedne osi, s aksijalno simetričnim aktivnim dijelom (2) stavljenim između obje priključne armature (1, 2), koji sadrži elemente varistora (12) cilindričnog oblika, naslagane jedan na drugi, s jednim aktivnim dijelom koji prima kućište (1) i s jednim, koji aktivni dio (1) s kontaktnom silom koja djeluje i petljama (15) koje imaju držač, karakteriziran time što aktivni dio (2) ima najmanje jedan električno vodljiv, aksijalno simetričan spojni element (13), da je spojni element (13) smješten između dva u slogu elementa varistora (12) postavljana jedan na drugog i ima najmanje četiri mjesta uležištenja (16, 16') koja su jednoliko raspodijeljena u smjeru opsega oko osi u spojnom elementu (13) i/ili oblikovana na spojnom elementu (13), koji je oslonjen na dva prva (16) od mjesta uležištenja, od toga jedno od dvije prve petlje (15), koji na spojni element (13) i prvi od oba elementa varistora (12) djeluju s prvom kontaktnom silom i što na druga dva (16') mjesta uležištenja oslonjena jedna od dvije druge petlje (15), koja na spojni element (13) i drugi od dva elementa varistora (12) djeluje drugom kontaktnom silom.

2. Prenaponski odvodnik prema Zahtjevu 1, karakteriziran time što spojni element sadrži steznu napravu koja proizvodi jednu prvu i/ili drugu kontaktnu silu.

3. Prenaponski odvodnik prema jednom od Zahtjeva 1 ili 2, karakteriziran time što je svako od prvih mjesta uležištenja (16) raspoređeno između dva druga mjesta uležištenja (16').

4. Prenaponski odvodnik prema jednom od Zahtjeva 1 do 3, karakteriziran time što spojni element (13) nadvisuje elemente varistora (12) u radijalnom smjeru i što su u odsječku nadvišenja spojnog dijela upušteni utori (16, 16') koji tvore mjesta uležištenja.

5. Prenaponski odvodnik prema Zahtjevu 4, karakteriziran time što utori (16, 16') imaju odsječak polukružnog oblika otvoren u aksijalnom smjeru, u kojem je uležišten jedan kraj, prve ili druge petlje (15).

6. Prenaponski odvodnik prema Zahtjevu 5, karakteriziran time što su na polukružni odsječak priključena dva, prvenstveno u aksijalnom smjeru vođena odsječka, u kojima je uležišten jedan dio jednog odsječka petlje koji se priključuje na kraju petlje, položenog pravocrtno, koji je paralelno i s prethodno zadanim razmakom položen prema elementima varistora (12) na koje djeluje petlja (15) s kontaktnom silom.

7. Prenaponski odvodnik prema Zahtjevu 6, karakteriziran time što su pravocrtno vođeni odsječci usmjereni protusmjerno u smjeru oboda, utora koji slijede jedan iza drugog.

8. Prenaponski odvodnik prema jednom od Zahtjeva 1 do 7, karakteriziran time što spojni dio ima šest utora raspoređenih na oko 60° jedan od drugog u smjeru oboda.