HU225865B1 - A free-standing high voltage insulator, high voltage bushing, disconnector electric cable and switch, comprising such an insulator - Google Patents

A free-standing high voltage insulator, high voltage bushing, disconnector electric cable and switch, comprising such an insulator Download PDF

Info

Publication number
HU225865B1
HU225865B1 HU0303157A HUP0303157A HU225865B1 HU 225865 B1 HU225865 B1 HU 225865B1 HU 0303157 A HU0303157 A HU 0303157A HU P0303157 A HUP0303157 A HU P0303157A HU 225865 B1 HU225865 B1 HU 225865B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
insulating member
member according
stress control
layer
insulating
Prior art date
Application number
HU0303157A
Other languages
English (en)
Inventor
Bodo Boettcher
Ralf Lietzke
Gerold Malin
Robert Paul Glembocki
Matthew Helm Spalding
Original Assignee
Tyco Electronics Raychem Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tyco Electronics Raychem Gmbh filed Critical Tyco Electronics Raychem Gmbh
Publication of HUP0303157A2 publication Critical patent/HUP0303157A2/hu
Publication of HUP0303157A3 publication Critical patent/HUP0303157A3/hu
Publication of HU225865B1 publication Critical patent/HU225865B1/hu

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/02Suspension insulators; Strain insulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/42Means for obtaining improved distribution of voltage; Protection against arc discharges
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/005Insulators structurally associated with built-in electrical equipment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/102Varistor boundary, e.g. surface layers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Insulators (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)

Description

A jelen találmány tárgya nagyfeszültségű szabadvezetéki szigetelőtag, melynek villamosán szigetelő anyagból lévő szigetelőmagja, a szigetelőmaghoz hozzákapcsolt, egymástól távközzel elválasztott elektród párja, valamint az elektródok mindegyikével érintkező és a szigetelőmag külső felületét legalább részlegesen borító villamos igénybevétel-szabályozó anyag képezte rétege van. A találmány tárgya még ilyen szigetelőtaggal ellátott nagyfeszültségű átvezetőszigetelő, kapcsoló, szakaszoló és villamos vezeték is.
Jellemzően egy szigetelőtagnak üzemi állapotban két, lényegesen eltérő villamos potenciálon lévő elektród között terjedő szigetelőmagja van, ahol az elektródok egyikét például a föld képezheti. A szigetelőmag például kerámiaanyagból vagy üvegszál-erősítésű műanyagból készített csőként vagy rúdként lehet kialakítva. Egy villamos elosztóhálózatban a szigetelőtag egyik vége jellemzően földpotenciálon, míg másik vége az elosztóhálózat potenciálján van, ami legalább 10 kV, Egyesült Királyságban használt villamos elosztóhálózat esetén például 375 kV értékű lehet. Nagyfeszültség jelenlétében a szigetelőtag az elosztóhálózat földtől való szigetelését szolgálja - minél magasabb az elosztóhálózat üzemi feszültsége, annál hosszabb kell legyen a szigetelőtag a szigetelés fenntartásához. A szigetelőtag elektródjai közötti villamos igénybevétel a szigetelőanyag felülete mentén a nagyfeszültségtől a föld irányába folyó szivárgóáramot eredményez, és ezáltal a működő rendszer állandó teljesítményveszteségéhez vezet.
A jelen találmánnyal célunk javított szigetelőtag megvalósítása.
Kitűzött célunkat olyan szabadvezetéki szigetelőtag létrehozásával értük el, amelynek a villamos igénybevétel-szabályozó anyag rétegét kapcsoló jellegű villamos igénybevétel-szabályozó tulajdonsággal bíró anyag alkotja, amely mátrixban foglalt varisztorpor képezte szemcsés töltőanyagot tartalmaz. A találmány szerinti szigetelőtag előnyös kiviteli alakjait a 2-26. igénypontok határozzák meg.
A „szabadvezetéki megjelölés arra utal, hogy a találmány szerinti szigetelőtag per se szigetelő, vagyis szigetelő anélkül, hogy villamos vezető haladna át rajta vagy villamos vezető körül lenne elrendezve, azaz, hogy eredeti helyzetében villamos vezetőt tartalmazó kiegészítő villamos berendezésen lenne kiképezve.
A varisztoranyag előnyösen szervetlen, például kerámia vagy fém-oxid, és előnyösen cink-oxidot tartalmaz.
Bár az igénybevétel-szabályozó anyag a szigetelőanyaggal közvetlenül érintkezhet, belátható, hogy attól például egy további anyagréteggel akár el Is lehet választva. Ezen közbenső anyagréteget olyan igénybevétel-szabályozó anyag képezheti, amely a cink-oxid varisztoranyag feszültség/áram karakterisztikájától eltérő, például lineáris karakterisztikával (c=1, lásd később) rendelkezik.
Látható tehát, hogy a hagyományos villamosán szigetelő csőhöz vagy rúdhoz képest a jelen találmány szerinti szigetelőtag előnyösen mátrixban foglalt szemcsés cink-oxid varisztorpor formájában külső igénybevétel-szabályozó anyagréteggel van ellátva, amely anyag kapcsoló jellegű villamos igénybevétel-szabályozó tulajdonsággal rendelkezik. Nagyfeszültségű üzemi állapotban a szóban forgó anyag elosztja a villamos igénybevételt a szigetelő külső felületén. Ha az elektródok egyikén túlságosan nagy, például villámcsapásból származó feszültség jelenik meg, az anyag lényegében azonnal vezető állapotba „kapcsol (azaz villamosán vezetővé válik), miáltal a villamos túlfeszültséget biztonságosan a földbe továbbítja. Az anyag ezt követően szinte azonnal visszatér szigetelőállapotába.
Az ilyen anyagok az általánosított l=k-Vc nemlineáris Ohm-törvénynek tesznek eleget, ahol c egynél nagyobb állandó, melynek értéke függ a tekintett anyag fajtájától.
A szóban forgó igénybevétel-szabályozó tulajdonság váltóáramú villamos impedanciájának változása tekintetében nem csupán nemlineáris, de kapcsoló jellegű viselkedést is mutat. Eszerint az anyagra rákapcsolt feszültség anyagon átfolyó áram függvényében ábrázolt görbéjének hirtelen ugrása van; az igénybevételszabályozó anyag egy meghatározott, speciálisan az anyagtól függő villamos igénybevételnél kisebb mértékű villamos igénybevétel esetén bármiféle áram folyását lényegében megakadályozó szigetelőként viselkedik, azonban a tekintett villamos igénybevétel túllépése esetén az anyag impedanciája hirtelen lényegében zérusra esik, és így az egyik kivezetésen jelentkező gyújtó nagyfeszültség átvezethető a másik, rendszerint földpotenciálon lévő kivezetésre.
A jelen találmány szerinti szlgetelőtag különösen alkalmas per se szigetelő megvalósítására, függetlenül attól, hogy az feszítő, függő, tartó, kompressziós vagy torziós jellegű villamos szigetelő-e. A szigetelőtag emellett, cső alakját felvevő villamos szigetelőanyag formájában, ugyancsak alkalmas villamos eszközök, például nagyfeszültségű kábelvég, szigetelőhüvely, kapcsoló vagy szakaszoló körüli elhelyezésre. Az ilyen villamos eszközök a külső felületükön lévő szennyeződés következtében - különösen magas páratartalmú környezetben - átívelésre hajlamosak, ami szárazátívelést mutató sávok, kúszóáram, valamint erózió kialakulásához vezethet, amelyek szélsőséges esetben tönkreteszik a szigetelőanyagot, és szinte teljes egészében lerontják annak szigetelőképességét. Átívelés léphet fel továbbá a kábelvég külső szigetelőfelülete mentén a kábelvégben fellépő villamos igénybevétel következtében jelentkező magas térerősség és a száraz sávokban a feszültség hatására jelentkező igénybevétel egymásrahatásának a következményeként is. Az effajta átíveléseket hagyományosan a szigetelőtag hosszának és/vagy a szigetelőanyag vastagságának a megnövelésével csökkentik a lehető legkisebbre, ami az adott szerkezet külső fizikai mérete megnövekedésének nem kívánt hatásával jár együtt. A jelen találmány értelmében a szigetelőtag külsejére felhordott igénybevétel-szabályozó anyag korlátozza az elektromos térerősséget a tekintett, egyébként a szigetelőanyag és a levegő közötti átmenetet képező felületen.
HU 225 865 Β1
Nagyfeszültségű kábelvégen való alkalmazásnál a szigetelőtagot a kábel villamosán vezető árnyékolása visszavágásával nyert, nagy igénybevételnek kitett tartomány körül kerülhet elrendezésre. A kapcsoló jellegű villamos igénybevétel-szabályozó tulajdonsággal bíró varisztoranyag alkalmazása kisebb átmérőjű felépítést tesz lehetővé, miközben a szigetelőtag kívánt tengelyirányú átütési szilárdsága megmarad.
A villamos igénybevétel-mérséklő tulajdonságú varisztoranyag elhelyezhető az alatta elterülő szigetelőanyag teljes hosszában vagy egy lehetséges másik kiviteli alak szerint annak csupán egy részén. Az utóbbi esetben az igénybevétel-szabályozó anyag az elektródokhoz közeli, viszonylag nagy elektromos térerősség jellemezte tartományokban kerülhet elrendezésre, és onnan a szigetelés mentén terjedhet tova.
Továbbmenve, ha igénybevétel-szabályozó anyagból kialakított sávokat az alant elterülő szigetelőanyag szabadon hagyott sávjaival váltakozóan rendezünk el, kapacitív igénybevételt mérséklő szerkezethez jutunk.
Várakozásaink szerint a találmány szerinti szigetelőtag kisebb mértékű villamos aktivitásnak, koronakisülésnek, átívelésnek, továbbá anyagkárosodásnak van kitéve, továbbá egy hagyományos szigetelőtaghoz képest különösen magas páratartalmú és/vagy szennyezettségű környezeti feltételek mellett nagyobb átíveléssel szembeni ellenálló képességgel rendelkezik.
A találmány szerinti megoldásoknál alkalmazott igénybevétel-szabályozó réteg a szigetelőtag legkülső rétegét képezheti. Lehetséges egyéb kiviteli alakoknál maga az igénybevétel-szabályozó anyag is elhelyezhető egy, a szigetelőtag villamos és/vagy külső behatásokkal szembeni védelmét biztosító külső rétegen belül.
Feltételezve, hogy a szigetelőanyagból lévő hordozó megfelelően alacsony hőkapacitással és kellően nagy hővezető képességgel rendelkezik, a hordozó a hőt a varisztoranyagból viszonylag gyorsan elvezeti, így külső védőbevonat alkalmazása szükségtelen. E tekintetben kerámia, például porcelán hordozó tűnik alkalmasnak. Ha az alatta elterülő szigetelőanyagot például valamilyen szilikonalapú polimer képezi, akkor a szivárgóáram kedvezőtlen környezeti feltételek, például nedvesség jelenlétében elegendően naggyá válhat a varisztorréteg károsításához, ami a szigetelőtag külső védőbevonattal való ellátását teheti szükségessé.
A szigetelőtag legkülső részét célszerűen egy vagy több szoknyával látjuk el, vagyis lényegében olyan korongszerű kialakítást hozunk létre, amely a szigetelőtag felületéről a párát, a vizet, valamint az egyéb szennyeződéseket elirányítja, ezáltal szakítva meg azoknak az egyik elektródtól a másik elektródhoz irányuló folyamatos áramlását, amely rövidzárlat kialakulásához vezethet.
Az igénybevétel-szabályozó anyag képezte réteg töltőanyagának szemcséit előnyösen 800 °C és 1400 °C közé eső hőmérsékleten kalcináljuk, majd ezt követően oly módon aprítjuk fel, hogy lényegében valamennyi szemcse megtartja eredeti, előnyösen lényegében gömbi alakját.
Úgy gondoljuk, hogy a kalcinálási folyamat eredményeként az egyedi szemcsék hatékony „varisztorhatással” fognak bírni. Másként kifejezve, a szemcsés anyag a váltóáramú villamos impedancia karakterisztikája változásának (vagyis az anyagra rákapcsolt váltakozó feszültség és az ennek eredményeként az anyagon átfolyó áram között fennálló összefüggésnek) a tekintetében nem csupán nemlineáris, de átkapcsoló jellegű viselkedéssel is rendelkezik, vagyis az áram függvényében felvett feszültséggörbe hirtelen átmenetet mutat, amit mennyiségileg a következőképpen fejezhetünk ki: (villamos távvezeték kábelvégen történő alkalmazás esetén a varisztoranyag jellemző üzemi tartományát jelentő, 5 kV/cm és 50 kV/cm, előnyösen 10 kV/cm és 25 kV/cm közé eső elektromos térerősségek mellett bizonyos helyeken) az elektromos térerősség legfeljebb 5 kV/cm értékű növekedésekor a varisztoranyag fajlagos impedanciája legalább a tizedére csökken. Az átmenet előnyösen olyan, hogy a megadott csökkenés a 10 kV/cm és 20 kV/cm tartományba eső térerősségek legfeljebb 2 kV/cm nagyságú növekedésekor következik be. A nemlineáris viselkedés az anyag impedanciájában, valamint annak térfogati szigetelési ellenállásában egyaránt jelentkezik. A töltőanyag szemcséinek nemlineáris viselkedése az átkapcsolás! pont két oldalán eltérő lehet. Az is fontos, hogy az átkapcsolás! pontban a varisztoranyag jelentősen megváltoztatja nemlineáris viselkedését, és a villamos igénybevétel növekedésekor nem eredményez villamos átütést vagy átívelést. Minél kisebb egy adott összetétel esetén a szemcseméret, annál kisebb annak valószínűsége, hogy az átkapcsolás! pont fölött átütés következik be.
A töltőanyagnak előnyösen legalább 65 tömeg%-a cink-oxid.
A töltőanyag szemcséi legalább 50 tömeg%-ának 5 pm és 100 μπι közé eső legnagyobb kiterjedése van, és az anyag nemlineáris villamos viselkedéssel bír, amelynek értelmében 5 kV/cm és 50 kV/cm közötti elektromos térerősségek mellett a térerősség legfeljebb 5 kV/cm értékű növekedésekor az anyag fajlagos impedanciája legalább a tizedére csökken.
A töltőanyag előnyösen az igénybevétel-szabályozó anyag képezte réteg térfogatának 5-60%-át, előnyösen 10-40%-át, ennél előnyösebben pedig 30-33%-át teszi ki.
A gyakorlatban a szemcsés töltőanyag legalább 65 tömeg%, ennél előnyösebben 70-75 tömeg% cinkoxidot tartalmaz. A fennmaradó anyag, adalékok, amint az - az adalékolt cink-oxid varisztoranyagok területén járatos szakember számára - nyilvánvaló, az alábbi példaként! anyagok közül többet vagy azok mindegyikét tartalmazhatja: Bi2O3, Cr2O3, Sb2O3, Co2O3, MnO3, AI2O3, CoO, CO3O4, MnO, MnO2, SiO2, valamint nyomnyi mennyiségű ólom, vas, bór és alumínium.
A polimermátrix elasztomer anyagokat, például szilikont vagy EPDM-gumit; hőre lágyuló polimereket, például polietilént vagy polipropilént; például etilén-vinilacetát-alapú kötőanyagokat; hőre lágyuló elasztomereket; tixotrop festékeket; géleket, hőre keményedé anyagokat, például epoxi- vagy poliuretángyantákat; vagy az említett anyagok keverékeit, ideértve a kopoli3
HU 225 865 Β1 mereket is, például poliizobutilén és amorf polipropilén keverékét tartalmazhatja.
Az igénybevétel-szabályozó anyagot máz vagy festékréteg formájában biztosíthatjuk, amit például kerámiaszigetelőre vagy egyéb villamosán szigetelő hordozóra hordhatunk fel. Az ilyen igénybevétel-szabályozó máz vagy festékréteg, továbbá az ilyen mázzal vagy festékréteggel ellátott (szabadvezetéki vagy nem szabadvezetéki) villamos cikkek vagy berendezések a jelen találmány egy további területét jelentik.
A találmány szerinti megoldások egy lehetséges másik változatánál az előzőekben ismertetett szemcsés, előnyösen cink-oxid-anyagot kiégetett vagy előnyösen kiégetetlen állapotában iszapba keverjük, amit ezt követően máz létrehozása céljából kiégetésnek vetünk alá.
Az iszap tartalmazhat például agyagot, ami a kiégetés hatására porcelánt vagy egyéb kerámiát ad eredményül. Egy lehetséges másik kiviteli alaknál a szemcséket fogadó mátrixot például valamilyen polimer képezte szervetlen anyag, kötőanyag, masztix vagy valamilyen gél képezheti.
Nyilvánvaló, hogy a találmány ezen utóbbi kiviteli alakjai esetében az iszap, a máz vagy a festékréteg kiégetési lépése az, ami az igénybevétel-szabályozó anyagtól megkövetelt átkapcsoló jellegű viselkedést (varisztor) kiváltja, amennyiben ezen tulajdonsággal a szemcsés anyag előzőleg egyáltalán nem vagy nem kielégítő mértékben rendelkezett.
Az igénybevétel-szabályozó anyag teljes összetételében az ilyen anyagok mellett alkalmazható egyéb jólismert adalékok szintén előfordulhatnak, például azok feldolgozhatóságának és/vagy speciális felhasználásokra való alkalmasságának a javítása érdekében. E tekintetben megjegyezzük, hogy a például távvezeték-kábel kiegészítőkként való felhasználásra szánt anyagok a külső környezeti feltételekkel szemben ellenállóak kell legyenek. Ennek megfelelően az alkalmazható adalék anyagok közé tartoznak például a feldolgozást elősegítő szerek, a stabilizátorok, az antioxidánsok, valamint a folyósítószerek, például olaj.
A varisztoranyagnak a jelen találmány szerinti szigetelőtag szigetelőanyaga külső felületén való jelenléte száraz külső réteg kialakulásakor az anyag felülete helyett annak térfogatán átfolyó szivárgóáramot eredményez, miáltal kiküszöböli a kúszóáram problémáját. Továbbmenve, az ilyen igénybevétel-mérséklő tulajdonságú anyag azt is lehetővé teszi, hogy a szigetelőtagot a jó villamos viselkedés megtartása mellett a hagyományos szigetelőtagokhoz képest kisebb falvastagsággal és kisebb átmérővel állítsuk elő. Ennek eredményeként a találmány szerinti szigetelötag esetén a szivárgóáram viszonylag alacsony feszültségeknél a varisztoranyag viszonylag alacsony impedanciája következtében a szigetelőtag külső felületében fog viszonylag ártalmatlanul folyni. A varisztoranyag azonban a feszültség egy meghatározott érték fölé emelkedésekor nagy impedanciájü állapotába kapcsol át (azaz nagy impedanciájúvá válik), és ezt követően a szivárgóáram az anyag térfogatán keresztül fog haladni anélkül, hogy a külső felületen káros széntartalmú kúszóáramutak képződnének.
Az igénybevétel-szabályozó anyagot a szigetelőanyagra felhordhatjuk extrudálással, öntéssel, vagy azt különálló alkatrészként is megvalósíthatjuk. A szigetelőtag ezen utóbbi kialakítása esetén az igénybevételszabályozó anyag előnyösen cső formáját veszi fel, és polimertartalmú mátrix esetén célszerűen melegítés útján illeszthető a helyére. Ha a szigetelőtag külső felülete szoknyás kialakítást követ, a szoknyákat kialakíthatjuk egyetlen egészként vagy felszerelhetjük azokat külön-külön is.
A WO 97/26693 számú nemzetközi közzétételi irat villamos igénybevételt szabályozó rétegként való alkalmazásra mutat be egy összetételt, amely összetétel a jelen találmány szerinti szigetelőtag igénybevétel-szabályozó rétegének a létrehozására is alkalmas.
A találmány szerinti szigetelőtag két lehetséges példaként! kiviteli alakját a következőkben, csupán az illusztráció céljából, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük, ahol az
1. ábra egy olyan példaként! kiviteli alak függőleges metszete, amelynél külső védőrétegben igénybevétel-szabályozó anyagból kialakított cső alakú üreges szigetelőtag van elrendezve; a
2. ábra egy olyan lehetséges másik példaként! kiviteli alakot szemléltet, amelynél az igénybevétel-szabályozó anyag szilárd magú szigetelőtag külső védőrétegével egyetlen egységként van kialakítva; a
3. ábra a kalcinált adalékolt cink-oxid töltőanyag jellemző szemcseméret-eloszlását szemlélteti grafikusan; és a
4. ábra a töltőanyagpor impedanciáját ábrázolja grafikusan különböző szemcseméretek esetén.
Az 1. ábra szerinti 2 szigetelőtag kerámiaanyagból lévő hengeres cső alakú 4 maggal rendelkezik, amelynek mindkét végére egy-egy réz- 6 elektród van rászerelve. A szigetelő- 4 magnak a 6 elektródok közötti teljes külső felületére adalékolt cink-oxid varisztoranyag képezte 8 réteg van ráöntve. Az így nyert igénybevételszabályozó 8 réteg teljes külső felületének a beborítása céljából a 8 rétegre adott esetben külső 10 védőréteg van felhordva. A 10 védőréteg a 2 szigetelőtagból sugárirányban kiálló, általában véve kör keresztmetszetű 12 szoknyákkal van ellátva. Egy lehetséges másik kiviteli alaknál a 4 magot szilárd test képezi.
A 2. ábra szerinti 22 szigetelőtagnak szálerősített epoxigyantából készített és 26 elektródok párja között terjedő hengeres 24 magja van. Ezen kiviteli alaknál a 24 magra egyetlen, szoknyákkal osztott külső 28 réteget képező tag van ráöntve. A külső 28 réteget képező tag olyan anyagból van, amely egyrészt szabályozza a 22 szigetelőtag külső felületén fellépő villamos igénybevételt, másrészt biztosítja a 22 szigetelőtag külső környezeti hatásokkal szembeni védelmét. A szilárd 24 mag üreges csőszerű kialakítással szintén előállítható.
HU 225 865 Β1
Az 1. ábrán bemutatott kiviteli alak 8 rétegét képező, valamint a 2. ábrán szemléltetett kiviteli alak külső 28 rétegét képező tagjában jelen lévő adalékolt cinkoxid igénybevétel-szabályozó anyagot szilikonelasztomer mátrixa és adalékolt cink-oxid-szemcsés töltőanyaga alkotja. Az adalékolt cink-oxid körülbelül 70-75 tömeg% cink-oxidot, valamint körülbelül 10 tömeg% BÍ2O3+Cr2O3+Sb2O3+Co2O3+MnO3 keveréket tartalmaz.
A port kemencében mintegy 1100 ’C hőmérsékleten kalcináltuk, majd ezt követően a polimermátrix pelletjeivel elegyítettük, és a kívánt végső alak létrehozása céljából extruderbe tápláltuk. A kalcinált töltőanyag a polimermátrix és a töltőanyag alkotta teljes összetétel térfogatának kb. 30%-át tette ki.
A találmány szempontjából alkalmas por kalcinált adalékolt cink-oxid-szemcséinek 125 pm-es szemméretű szitán való áthaladását követő, tetszőleges egységekben kifejezett jellemző szemcseméret-eloszlását a
3. ábra mutatja, amelyről látható, hogy 40 pm körüli szemcseméretnél éles csúcs van jelen, továbbá a szemcsék döntő többsége 20 pm és 60 pm közé eső szemcsemérettel rendelkezik.
Az elektromos térerősség függvényében (50 Hz mellett) a nemlineáris fajlagos impedanciában fellépő hirtelen változást mutató kalcinált adalékolt cink-oxidszemcsék átkapcsoló jellegű viselkedését három különböző szemcseméret-tartomány esetén a 4. ábrán szemléltetjük. Az I jelű görbe a legfeljebb 25 pm-es szemcseméretre, a II jelű görbe a 25 pm és 32 pm közé eső szemcseméretre, míg a III jelű görbe a 75 pm és 125 pm közé eső szemcseméretre vonatkozik. Az ábráról nyilvánvaló, hogy a szemcseméret csökkenésével az átkapcsolás! pont egyre nagyobb elektromos térerősségértékeknél jelentkezik.
Nyilvánvaló, hogy a 4, 24 magok bármelyikének megfelelő belső szigetelőtagot cső alakjában is kialakíthatjuk, hogy a 2, 22 szigetelőtagokat például nagyfeszültségű kábel végeire ráhúzva védelmet biztosítsunk a kábel külső felülete mentén jelentkező átíveléssel szemben. Egy ilyen kiviteli alak esetében nyilvánvaló továbbá, hogy maga a kábelvég is igénybevétel-szabályozott kell legyen, különösen - a kábelvég hagyományosan történő kialakítása esetén - a kábel árnyékolásának visszavágásánál.

Claims (30)

1. Nagyfeszültségű szabadvezetéki szigetelőtag (2; 22), amelynek villamosán szigetelő anyagból lévő szigetelőmagja (4; 24), a szigetelőmaghoz (4; 24) hozzákapcsolt, egymástól távközzel elválasztott elektród- (6; 26) párja, valamint az elektródok (6; 26) mindegyikével érintkező és a szigetelőmag (4; 24) külső felületét legalább részlegesen borító villamos igénybevétel-szabályozó anyag képezte rétege (8; 28) van, azzal jellemezve, hogy a villamos igénybevétel-szabályozó anyag rétegét (8; 28) kapcsoló jellegű villamos igénybevételszabályozó tulajdonsággal bíró anyag alkotja, amely mátrixban foglalt varisztorpor képezte szemcsés töltőanyagot tartalmaz.
2. Az 1. igénypont szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy az igénybevétel-szabályozó anyag rétege (8; 28) az elektródok (6; 26) körül, azokkal villamos érintkezésben egy-egy különálló tartományban van elrendezve.
3. Az 1. igénypont szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy az igénybevétel-szabályozó anyag rétege (8; 28) a szigetelőmag (4; 24) külső felületét lényegében teljes egészében beborítón és az elektródokkal (6; 26) érintkezőn van elrendezve.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy a szigetelőmag (4; 24) üreges cső vagy szilárd rúd egyike formájában van kialakítva.
5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy az igénybevétel-szabályozó anyag szervetlen anyagot tartalmaz.
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy az igénybevétel-szabályozó anyag rétege (8; 28) szoknyákat (12) formáz.
7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy az igénybevétel-szabályozó anyag rétege (8) villamos és/vagy környezeti hatásokkal szemben védelmet biztosító tulajdonságú külső védőrétegen (10) belül helyezkedik el.
8. A 7. igénypont szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy a külső védőréteg (10) szoknyákat formáz.
9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy (i) az igénybevétel-szabályozó anyag rétege (8; 28) töltőanyagának szemcséi 800 ’C és 1400 ’C közé eső hőmérsékleten kalcinálva, majd ezt követően lényegében valamennyien eredeti alakjukat megtartón aprítva vannak;
(ii) a töltőanyag legalább 65 tömeg%-a cink-oxid;
(iii) a töltőanyag szemcséi legalább 50 tömeg%-ának 5 pm és 100 pm közé eső legnagyobb kiterjedése van, ahol az anyag nemlineáris villamos tulajdonságú, melynek értelmében 5 kV/cm és 50 kV/cm közé eső elektromos térerősség mellett a térerősség legfeljebb 5 kV/cm értékű növekedésekor az anyag fajlagos impedanciája legalább tizedére csökken; továbbá (iv) a töltőanyag az igénybevétel-szabályozó anyag rétege (8; 28) térfogatának 5-60%-át teszi ki.
10. A 9. igénypont szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy a töltőanyag valamennyi szemcséje legfeljebb 125 pm legnagyobb kiterjedéssel rendelkezik.
11. A 9. vagy a 10. igénypont szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy a töltőanyag szemcséinek legfeljebb 15 tömeg%-a legfeljebb 15 pm legnagyobb kiterjedéssel rendelkezik.
12. A 9-11. igénypontok bármelyike szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy a töltőanyag szemcséi 950 ’C és 1250 ’C közé eső hőmérsékleten vannak kalcinálva.
HU 225 865 Β1
13. A 9-12. igénypontok bármelyike szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy a töltőanyag legalább 70 tömeg%-a cink-oxid.
14. A 9-13. igénypontok bármelyike szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy a töltőanyag szemcséi legalább 50 tömeg%-a 25 pm és 75 pm közé eső legnagyobb kiterjedéssel rendelkezik.
15. Az 1-14. igénypontok bármelyike szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy a töltőanyag az igénybevétel-szabályozó anyag rétege (8; 28) térfogatának 10-40%-át teszi ki.
16. A 15. igénypont szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy a töltőanyag az igénybevétel-szabályozó anyag rétege (8; 28) térfogatának 30-33%-át teszi ki.
17. Az 1-16. igénypontok bármelyike szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy az igénybevétel-szabályozó anyag rétege (8; 28) közvetlenül a szigetelőanyagra van felhordva.
18. Az 1-17. igénypontok bármelyike szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy az igénybevétel-szabályozó réteg (8; 28) mátrixa polimert, műgyantát, tixotrop festéket vagy gélt tartalmaz.
19. A 18. igénypont szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy a polimer polietilén, szilikon vagy EPDM legalább egyikét tartalmazza.
20. Az 1-19. igénypontok bármelyike szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy az igénybevétel-szabályozó réteg (8; 28) cink-oxidot tartalmaz.
21. Az 1-20. igénypontok bármelyike szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy a szigetelőmag (4; 24) elnyúlt alakú, és az elektródok (8; 28) egymástól tengelyirányban vannak elválasztva.
22. Az 1-21. igénypontok bármelyike szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy az igénybevétel-szabályozó anyag rétegét (8; 28) mátrixban foglalt varisztorpor képezte töltőanyagszemcséket eloszlatva tartalmazó, igénybevétel-mérséklő tulajdonságú iszap, máz vagy festékréteg legalább egyike képezi.
23. A 22. igénypont szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy az iszap kerámiaanyagot képez.
24. A 22. igénypont szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy az iszap szervetlen mátrixot tartalmaz.
25. A 22. igénypont szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy az iszap, a máz vagy a festékréteg kapcsoló jellegű villamos igénybevétel-szabályozó tulajdonsággal bíró anyaggá van kiégetve.
26. A 22. igénypont szerinti szigetelőtag, azzal jellemezve, hogy a szemcsék az iszaphoz, mázhoz vagy festékréteghez való hozzáadásukat megelőzően kiégetetlenek.
27. Nagyfeszültségű szigetelőhüvely, azzal jellemezve, hogy az 1-26. igénypontok bármelyike szerinti szigetelőtagja (2; 22) van.
28. Nagyfeszültségű kapcsoló, azzal jellemezve, hogy az 1-26. igénypontok bármelyike szerinti szigetelőtagja (2; 22) van.
29. Nagyfeszültségű szakaszoló, azzal jellemezve, hogy az 1-26. igénypontok bármelyike szerinti szigetelőtagja (2; 22) van.
30. Nagyfeszültségű villamos vezeték, azzal jellemezve, hogy egyik végén igénybevétel-szabályozott és az 1-26. igénypontok bármelyike szerinti szigetelőtagban elrendezett véggel rendelkezik.
HU0303157A 2001-02-09 2002-02-08 A free-standing high voltage insulator, high voltage bushing, disconnector electric cable and switch, comprising such an insulator HU225865B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB0103255.6A GB0103255D0 (en) 2001-02-09 2001-02-09 Insulator arrangement
PCT/GB2002/000574 WO2002065486A1 (en) 2001-02-09 2002-02-08 Electrical insulators, materials and equipment

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HUP0303157A2 HUP0303157A2 (hu) 2003-12-29
HUP0303157A3 HUP0303157A3 (en) 2006-01-30
HU225865B1 true HU225865B1 (en) 2007-11-28

Family

ID=9908441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0303157A HU225865B1 (en) 2001-02-09 2002-02-08 A free-standing high voltage insulator, high voltage bushing, disconnector electric cable and switch, comprising such an insulator

Country Status (16)

Country Link
US (1) US6864432B2 (hu)
EP (1) EP1358659A1 (hu)
JP (1) JP2004522259A (hu)
KR (1) KR20030074815A (hu)
CN (1) CN1282203C (hu)
AU (1) AU2002228247B2 (hu)
BR (1) BR0207121A (hu)
CA (1) CA2435373A1 (hu)
CZ (1) CZ20032105A3 (hu)
GB (1) GB0103255D0 (hu)
HR (1) HRP20030623A2 (hu)
HU (1) HU225865B1 (hu)
MX (1) MXPA03007110A (hu)
PL (1) PL362053A1 (hu)
RS (1) RS49865B (hu)
WO (1) WO2002065486A1 (hu)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR0212134A (pt) * 2002-06-26 2004-08-24 Pirelli & C Spa Método para construir uma terminação de um cabo elétrico, e, terminação de um cabo elétrico
EP1577904B1 (de) * 2004-03-15 2012-02-22 ABB Research Ltd. Hochspannungsdurchführung mit Feldsteuermaterial
SE530587C2 (sv) * 2006-10-31 2008-07-15 Abb Research Ltd Elektriskt fältstyrande material
JP5150111B2 (ja) * 2007-03-05 2013-02-20 株式会社東芝 ZnOバリスター粉末
CN101330200B (zh) * 2007-09-21 2010-07-07 长园集团股份有限公司 热缩型电缆中间接头复合套管及其制造方法
DE102008009333A1 (de) * 2008-02-14 2009-08-20 Lapp Insulator Gmbh & Co. Kg Feldgesteuerter Verbundisolator
CN102687356B (zh) 2009-09-14 2015-11-25 罗杰.福克纳 地下模块化高压直流电力传输系统
EP2375423A1 (en) * 2010-04-07 2011-10-12 ABB Research Ltd. Electrical bushing
KR101616113B1 (ko) * 2010-05-28 2016-04-27 라프 인슐레이터스 게엠베하 복합소재 애자
US8435427B2 (en) 2010-08-26 2013-05-07 3M Innovative Properties Company Compositions having non-linear current-voltage characteristics
DE102010043990A1 (de) * 2010-11-16 2012-05-16 Siemens Aktiengesellschaft Isolatoranordnung sowie Verfahren zur Herstellung einer Isolatoranordnung
US8883061B2 (en) 2011-11-23 2014-11-11 Tyco Electronics Raychem Gmbh Cover assemblies for electrical cables and methods and kits including same
US8704097B2 (en) 2012-01-23 2014-04-22 General Electric Company High voltage bushing assembly
US8716601B2 (en) 2012-02-08 2014-05-06 General Electric Company Corona resistant high voltage bushing assembly
DE102013204706A1 (de) * 2013-03-18 2014-09-18 Siemens Aktiengesellschaft Widerstandsbelag für ein Gleichstromisoliersystem
KR101397595B1 (ko) * 2013-07-11 2014-05-27 주식회사 티에프티 배전용 불연성 애자 및 그 제조방법
US9030659B2 (en) 2013-07-23 2015-05-12 Massachusetts Institute Of Technology Spark-induced breakdown spectroscopy electrode assembly
EP3577660A4 (en) 2017-01-31 2020-07-22 3M Innovative Properties Company MULTI-LAYER VOLTAGE REGULATOR AND DRY TERMINATION FOR MEDIUM AND HIGH VOLTAGE CABLE APPLICATIONS
US10804017B2 (en) 2017-05-12 2020-10-13 GE Precision Healthcare LLC Flexibile superconducting lead assembly
WO2019195864A1 (en) * 2018-04-06 2019-10-10 Taylor Wayne George Insulator and bushing
US11385263B2 (en) * 2018-10-18 2022-07-12 S&C Electric Company Capacitive voltage sensor with a hidden sensing electrode
CN110467818A (zh) * 2019-08-23 2019-11-19 国网天津市电力公司 一种微-纳米混合ZnO非线性硅橡胶复合绝缘子及制备工艺
CN110922687B (zh) * 2019-12-09 2022-07-05 哈尔滨理工大学 一种改性纳米氧化锌/三元乙丙橡胶基电缆附件材料及其制备方法
JP2021111730A (ja) * 2020-01-14 2021-08-02 昭和電工マテリアルズ株式会社 電磁波選択材、自動車用レーダシステムおよびストレージシステム
CN112661471B (zh) * 2020-12-30 2022-04-29 苏州爱建电瓷有限公司 一种高压线路用高强度柱式电瓷绝缘子及其制作工艺

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS493816B1 (hu) * 1969-10-11 1974-01-29
US3791859A (en) * 1972-02-04 1974-02-12 Westinghouse Electric Corp Stress grading coatings for insulators
FR2545259B1 (fr) * 1983-04-29 1985-12-27 Ceraver Isolateur electrique presentant une insensibilite amelioree a la pollution
FR2547451B1 (fr) 1983-06-13 1986-02-28 Electricite De France Materiau composite a resistance electrique non lineaire, notamment pour la repartition du potentiel dans les extremites de cables
GB8316236D0 (en) * 1983-06-15 1983-07-20 Apsley Metals Ltd Tyres
GB8333249D0 (en) * 1983-12-13 1984-01-18 Raychem Ltd Electrically insulating articles
US5294374A (en) * 1992-03-20 1994-03-15 Leviton Manufacturing Co., Inc. Electrical overstress materials and method of manufacture
JP3445682B2 (ja) * 1994-03-24 2003-09-08 日本碍子株式会社 避雷器及びアークホーン
GB9600819D0 (en) * 1996-01-16 1996-03-20 Raychem Gmbh Electrical stress control

Also Published As

Publication number Publication date
CN1282203C (zh) 2006-10-25
US6864432B2 (en) 2005-03-08
YU61903A (sh) 2006-03-03
PL362053A1 (en) 2004-10-18
AU2002228247B2 (en) 2006-08-17
CA2435373A1 (en) 2002-08-22
BR0207121A (pt) 2004-02-10
CZ20032105A3 (cs) 2003-10-15
RS49865B (sr) 2008-08-07
JP2004522259A (ja) 2004-07-22
HRP20030623A2 (en) 2005-06-30
WO2002065486A1 (en) 2002-08-22
MXPA03007110A (es) 2003-11-18
HUP0303157A3 (en) 2006-01-30
CN1491421A (zh) 2004-04-21
KR20030074815A (ko) 2003-09-19
EP1358659A1 (en) 2003-11-05
GB0103255D0 (en) 2001-03-28
US20040129449A1 (en) 2004-07-08
HUP0303157A2 (hu) 2003-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HU225865B1 (en) A free-standing high voltage insulator, high voltage bushing, disconnector electric cable and switch, comprising such an insulator
AU2002228247A1 (en) Electrical insulators, materials and equipment
KR100431826B1 (ko) 전기적스트레스제어
CA1053895A (en) Polymer compositions for electrical use
EP1894211B1 (en) Varistor-based field control tape
KR101138941B1 (ko) 캡슐형 서지 피뢰기용 능동부, 캡슐형 서지 피뢰기, 및 능동부 제조 방법
GB2040122A (en) Heat transfer system for voltage surge arrestors
EP2507801B1 (en) A high voltage surge arrester
US6657128B2 (en) Hydrophobic properties of polymer housings
KR20160063219A (ko) 초고압 직류 전력케이블용 중간접속함
WO2008074765A1 (en) An electric insulator and use thereof
AU2018253106B2 (en) Caps for power distribution system components
AU2002240119B2 (en) Improved hydrophobic properties of polymer housings
MXPA98005747A (en) Control of electrical effort
AU2002240119A1 (en) Improved hydrophobic properties of polymer housings
HU182825B (en) Method for making non-linear resistor of overvoltage protector, preferably for network protection

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees