PL183048B1 - Ochronnik przepięciowy - Google Patents

Abstract

1. Ochronnik przepieciowy z dwiema, oddalo- nymi od siebie wzdluz osi, oprawami przylaczeniowy- mi, co najmniej jednym, umieszczonym pomiedzy obiema oprawami przylaczeniowymi, cylindrycznym elementem warystorowym, utrzymujacym razem oprawy przylaczeniowe i co najmniej jeden element warystorowy z wytworzeniem sily styku, elementem zaciskowym z petla z materialu izolacyjnego oraz z odlewana obudowa z materialu izolacyjnego, ota- czajaca co najmniej czesciowo, oprawy przylaczenio- we, co najmniej jeden element warystorowy i element zaciskowy, znamienny tym, ze w kazdej z obu opraw przylaczeniowych (1,2) uformowane jest jedno wybra- nie (6, 7) z, biegnacym poprzecznie do osi (z), szczeli- nowo uksztaltowanym odcinkiem (15, 16), który rozciaga sie od zewnetrznej powierzchni oprawy (1,2) az za os (z), przy czym petla (5) jest w obszarze swoich konców wprowadzona poza os (z) w szczelinowe od- cinki (15, 16) obu opraw przylaczeniowych (1, 2) i przylega kazdym ze swych konców do, ograniczajacej szczelinowy odcinek (15,16), powierzchni (17,18). Fig. 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest ochronnik przepięciowy z dwiema, oddalonymi od siebie wzdłuż osi, oprawami przyłączeniowymi, co najmniej jednym, umieszczonym pomiędzy obiema oprawami przyłączeniowymi, cylindrycznym elementem warystorowym, utrzymującym razem oprawy przyłączeniowe i co najmniej jeden element warystorowy z wytworzeniem siły styku, elementem zaciskowym z pętląz materiału izolacyjnego oraz z odlewaną obudową z materiału izolacyjnego, otaczającą co najmniej częściowo, oprawy przyłączeniowe, co najmniej jeden element warystorowy i element zaciskowy.

183 048

Przedmiot wynalazku odnosi się przy tym do stanu techniki, jaki wynika z europejskiego zgłoszenia patentowego nr 0614 198 A2. Opisany w tym stanie techniki ochronnik przepięciowy zawiera kilka, mających cylindryczny kształt, elementów oporowych o charakterystyce warystorowej, ułożonych jeden na drugim w postaci kolumn, pomiędzy dwiema prądowymi oprawami przyłączeniowymi. Jeden z warystorów i, utrzymujący razem obie oprawy przyłączeniowe z jednoczesnym wytworzeniem osiowej siły styku, element zaciskowy ma co najmniej dwie pętle, przylegające swymi końcami do opraw przyłączeniowych. Obudowa w postaci odlewu z, odpornego na warunki atmosferyczne, tworzywa sztucznego otacza warystory, pętle i większą cześć opraw przyłączeniowych.

Wytwarzanie takiego ochronnika przepięciowego jest stosunkowo skomplikowane, ponieważ do zamocowania kolumnowej, aktywnej części ochronnika, zawierającej warystory i oprawy przyłączeniowe, oraz do wytworzenia siły styku potrzebne są dwie lub więcej pętli.

Celem wynalazku jest opracowanie ochronnika przepięciowego określonego na wstępie rodzaju, który mimo prostej budowy będzie miał dobre własności mechaniczne i elektryczne oraz którego wytwarzanie będzie wyjątkowo korzystne ekonomicznie.

Ochronnik przepięciowy według wynalazku ma w każdej z obu opraw przyłączeniowych uformowane jedno wybranie z, biegnącym poprzecznie do osi, szczelinowo ukształtowanym odcinkiem, który rozciąga się od zewnętrznej powierzchni oprawy aż za oś, przy czym pętla zacisku jest w obszarze swoich końców wyprowadzona poza oś w szczelinowe odcinki obu opraw przyłączeniowych i przylega każdym ze swych końców do, ograniczającej szczelinowy odcinek, powierzchni, przy czym korzystnie powierzchnia przylegania ma profil zbliżony do kołowego.

Korzystnie, w co najmniej jednej z obu opraw przyłączeniowych uformowane jest płytkowe wybranie do umieszczenia co najmniej jednego, wytwarzającego siłę styku, elementu sprężynowego i/lub płytki dociskowej.

Korzystnie pętla zawiera zwiniętą taśmę, która jest osadzona w osnowie z tworzywa sztucznego.

Korzystnie osnowa z tworzywa sztucznego jest utworzona przed położeniem lub po położeniu pętli na powierzchniach przylegania poprzez utwardzenie utwardzalnego tworzywa sztucznego.

Korzystnie pętla ma prostokątny profil przekroju.

Korzystnie, na ścieżce prądowej, pomiędzy obiema oprawami przyłączeniowymi znajduje się co najmniej jeden, odkształcalny przy wytwarzaniu siły styku, prądowy element przejściowy, który ma postać płytki i zawiera rowki, poprowadzone współosiowo wokół osi ochronnika i uformowane w czołowych powierzchniach płytki.

Ochronnik przepięciowy według wynalazku ma w stosunku do ochronnika przepięciowego według stanu techniki tę zaletę, że wymaga tylko jednej pętli do unieruchomienia i wstępnego dociśnięcia dwóch opraw przyłączeniowych oraz co najmniej jednego, umieszczonego pomiędzy oprawami, warystora. Ochronnik przepięciowy można przy tym wykonać w szczególnie racjonalny sposób. Do jego montażu potrzebny jest tylko jeden, wykonany wcześniej i zapewniający chwilowo osiowe prowadzenie, szablon, w którym oprawy przyłączeniowe i co najmniej jeden warystor układa się najpierw w postaci kolumny, a następnie za pomocą pętli łączy w mechanicznie stabilną, aktywną część ochronnika przepięciowego, dociskając wstępnie te elementy. Ponieważ oś ukształtowanej w postaci kolumny, aktywnej części przechodzi przy tym w zasadzie symetrycznie przez końce pętli, pętla wytwarza w całej części aktywnej równomierną siłę styku. Przy wystąpieniu przepięcia zapewniona jest zatem równomierna gęstość prądu, prowadzonego w aktywnej części ochronnika, co z kolei zapobiega skutecznie niedopuszczalnie wysokiemu, lokalnemu nagrzaniu przejść stykowych części aktywnej.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ochronnik przepięciowy w widoku bocznym, na którym zaznaczona liniąprzerywaną, odlewana obudowa jest przedstawiona jako przezroczysta, fig. 2 - ochronnik przepięciowy według fig. 1 po usunięciu odlewanej obudowy, w perspektywicznym widoku z uwidocznieniem

183 048 przekroju, poprowadzonego wzdłuż II-II, zaś fig. 3 - ochronnik przepięciowy według fig. 1 po usunięciu odlewanej obudowy w widoku rozstrzelonym.

Na wszystkich figurach jednakowe odnośniki oznaczają elementy o jednakowych funkcjach. Przedstawiony na fig. 1 do 3 ochronnik przepięciowy ma dwie, wykonane korzystnie z aluminium i oddalone od siebie wzdłuż osi z, oprawy przyłączeniowe 1,2. Oprawa przyłączeniowa 1 jest zaopatrzona w mające postać otworu gwintowanego 11, urządzenie mocujące dla nie przedstawionego, przewodu elektrycznego, doprowadzanego do potencjału wysokonapięciowego. Oprawa przyłączeniowa 2 jest, za pomocąurządzenia mocującego w postaci otworu gwintowanego 12, doprowadzana do potencjału ziemi. Oprawa ta zawiera osiowy otwór gwintowany 3, w którym prowadzona jest przesuwnie w kierunku osiowym śruba dociskowa 4. Odnośnik 5 oznacza pętlę ze zwiniętej taśmy, zbrojonej włóknem szklanym i osadzonej w osnowie z tworzywa sztucznego. Pętla 5 jest swymi obydwoma końcami prowadzona w szczelinowych odcinkach wybrań 6,7, uformowanych w oprawach przyłączeniowych 1,2.

Pomiędzy oprawami przyłączeniowymi 1,2 umieszczony jest cylindryczny element warystorowy 8 z nieliniowego materiału oporowego na bazie tlenku metalu, zwłaszcza ZnO, tworzący jednocześnie kolumnową aktywną część ochronnika. Alternatywnie zamiast jednego elementu 8 można zastosować dwa lub więcej, umieszczonych jeden na drugim w postaci kolumny, elementów warystorowych.

W uformowanym w oprawie oświetleniowej 1, płytkowym wybraniu osadzone są przesuwnie w kierunku osiowym części przewodzące prąd elektryczny, mianowicie dwa, wytwarzające docisk stykowy i mające postać sprężyn talerzowych, elementy sprężynowe 9 oraz, wykonana korzystnie z aluminium lub miedzi, lub stopu aluminium lub miedzi, płytka dociskowa 10 (fig. 2). W płytkowym wybraniu oprawy oświetleniowej 2 osadzona jest, również przesuwnie w kierunku osiowym, wykonana z tego samego materiału co część 10, płytka dociskowa 13 (fig. 2). Pomiędzy płytką dociskową 10 i elementem warystorowym 8 oraz pomiędzy płytką dociskową 13 i elementem waiystorowym 8 umieszczone sąprzejściowe elementy prądowe 14, ukształtowane w postaci płytek z rowkami, poprowadzonymi współosiowo wokół osi i uformowanymi w obu czołowych powierzchniach płytek (fig. 3). Prądowe elementy przejściowe 14 sąkorzystnie wykonane z wyżarzonego zmiękczająco aluminium.

Na figurze 2 widać, że każdy z oznaczonych odnośnikiem 15,16, szczelinowych odcinków rozciąga się w zasadzie poprzecznie do osi z, wychodząc z zewnętrznej powierzchni prądowej oprawy przyłączeniowej 1lub 2 i sięgając poza oś z. Każdy z obu końców pętli 5 jest wprowadzony poza oś z w szczelinowy odcinek 15 lub 16 i przylega do, ograniczającej szczelinowy odcinek 15 lub 16, powierzchni 17 lub 18 (fig. 3). W ten sposób zapewnionejest centralne zamocowanie pętli 5 w obszarze osi z i równomierny docisk stykowy w aktywnej części ochronnika, a co za tym idzie, równomierna gęstość prądu, prowadzonego przy wystąpieniu przepięcia w aktywnej części ochronnika. Jednocześnie zapobiega się niedopuszczalnie wysokim, lokalnym przegrzaniom w aktywnej części ochronnika.

Bardziej skuteczne zabezpieczenie przed przesuwaniem pętli poprzecznie do osi z jest zapewnione wówczas, gdy szczeliny 15,16 są nachylone do osi o nieco więcej niż 90°, na przykład do 95°, i/lub jeżeli szczeliny 15, 16 majją unieruchamiające końce pętli, podcięcia, które mogą być uformowane w powierzchniach przylegania 17, 18.

Korzystnie powierzchnie przylegania 17, 18 mają w zasadzie kołowy profil. Końce pętli przylegają wówczas równomierną, stosunkowo małą krzywizną do opraw przyłączeniowych 1, 2. Zapobiega to występowaniu niepożądanie dużych zginających i tnących obciążeń pętli.

Prostokątny, zwłaszcza kwadratowy, przekrój pętli 5 ze stosunkowo małą szerokością poprzecznie do osi zjest szczególnie korzystny, ponieważ wówczas szczelinowo ukształtowany odcinek 15 lub 16 musi jedynie nieznacznie wychodzić poza oś z. Oprawa przyłączeniowa 1 lub 2 ma wówczas wysoką wytrzymałość mechaniczną.

Oprawy przyłączeniowe 1,2 są częściowo, zaś element warystorowy 8, płytki dociskowe 10,13 i pętla 5 całkowicie, otoczone przez zaopatrzoną w daszki, odlewaną obudowę 19 z materiału izolacyjnego, korzystnie silikonu elastomerowego (fig. 1).

183 048

W celu wykonania ochronnika przepięciowego układa się kolejno na sobie w szablonie oprawę przyłączeń iową2, płytkę dociskową 13, jeden z prądowych elementów przejściowych 14, płytkę dociskową 10, oba elementy sprężynowe 9 oraz oprawę przyłączeniową 1 i dociska wstępnie do siebie. Oprawy przyłączeniowe 1, 2 są przy tym tak ustawione, że oba szczelinowe odcinki 15, 16 leżą dokładnie jeden nad drugim (fig. 2 i 3). Następnie przygotowaną wstępnie pętlę 5, która korzystnie jest wykonana ze zwiniętego, taśmowego tworzywa sztucznego (prepregu), utwardzanego po zwinięciu, wsuwa się tak głęboko w szczeliny 15,16, aż końce pętli przejdąpoza oś z. Wówczas odejmuje się siłę wstępnego docisku i aktywna część ochronnika jest gotowa. Poprzez przekręcenie śruby dociskowej 4 można dodatkowo wytworzyć siłę stykową i mocującą w aktywnej części ochronnika.

Zamiast przygotowanej uprzednio pętli można również zastosować pętlę, którą wykonuje się podczas wytwarzania ochronnika przepięciowego. W tym celu dociskana wstępnie taśmajest owijana wokół aktywnej części ochronnika i układana na obu powierzchniach przylegania 17, 18. Obie oprawy przyłączeniowe 1,2 sąprzy tym, z jednoczesnym wytworzeniem siły styku, dociskane do siebie na stałe, tak że w efekcie uzyskuje się stabilną mechanicznie, aktywną część wytwarzanego ochronnika przepięciowego. Ten wstępny docisk jest całkowicie wystarczający dla uzyskania dobrej mechanicznej wytrzymałości aktywnej części ochronnika. Przy zastosowaniu taśmy o wystarczającej elastyczności, jaką wykazuje taśma wykonana z włókien szklanych, można zrezygnować z elementów sprężynowych 9.

Korzystnie taka taśma jest wykonana w postaci prepregu, zwłaszcza na bazie włókien szklanych i epoksydu. Prepreg charakteryzuje się dobrą przyczepnością. Dzięki temu pętla zwinięta z dociśniętego wstępnie prepregu jest po zwinięciu stabilna, bez konieczności stosowania dodatkowego urządzenia mocującego, ponadto może być utwardzana w podwyższonych temperaturach. Powstaje wówczas pętla, składająca się z włókien szklanych i, otaczającej włókna szklane, utwardzonej osnowy z tworzywa sztucznego.

Dzięki wstępnemu dociskowi obu opraw oświetleniowych 1, 2 osiąga się również, poza dobrym stykiem części, znajdujących się na ścieżce prądowej pomiędzy obiema oprawami przyłączeniowymi, przyleganie rowków prądowych elementów przejściowych 14 do czołowych powierzchni elementu warystorowego 8 i płytek dociskowych 10,13. Przy następującym później zalewaniu aktywnej części ochronnika materiałem izolacyjnym, korzystnie na bazie silikonu elastomerowego, zapobiega to wnikaniu ciekłego materiału izolacyjnego pomiędzy poszczególne części, znajdujące się na ścieżce prądowej.

183 048

Fig.3

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz

Cena 2,00 zł.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Ochronnik przepięciowy z dwiema, oddalonymi od siebie wzdłuż osi, oprawami przyłączeniowymi, co najmniej jednym, umieszczonym pomiędzy obiema oprawami przyłączeniowymi, cylindrycznym elementem warystorowym, utrzymującym razem oprawy przyłączeniowe i co najmniej jeden element warystorowy z wytworzeniem siły styku, elementem zaciskowym z pętląz materiału izolacyjnego oraz z odlewaną obudową z materiału izolacyjnego, otaczającą co najmniej częściowo, oprawy przyłączeniowe, co najmniej jeden element warystorowy i element zaciskowy, znamienny tym, że w każdej z obu opraw przyłączeniowych (1, 2) uformowane jest jedno wybranie (6, 7) z, biegnącym poprzecznie do osi (z), szczelinowo ukształtowanym odcinkiem (15,16), który rozciąga się od zewnętrznej powierzchni oprawy (1, 2) aż za oś (z), przy czym pętla (5) jest w obszarze swoich końców wprowadzona poza oś (z) w szczelinowe odcinki (15,16) obu opraw przyłączeniowych (1,2) i przylega każdym ze swych końców do, ograniczającej szczelinowy odcinek (15,16), powierzchni (17,18).
2. 2. Ochronnik przepięciowy według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnia przylegania (17,18) ma profil zbliżony do kołowego.
3. 3. Ochronnik przepięciowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że w co najmniej jednej z obu opraw przyłączeniowych (1,2) uformowane jest płytkowe wybranie do umieszczenia co najmniej jednego, wytwarzającego siłę styku, elementu sprężynowego (9) i/lub płytki dociskowej (10,13).
4. 4. Ochronnik przepięciowy według zastrz. 1, znamienny tym, że pętla (5) zawiera zwiniętą taśmę.
5. 5. Ochronnik przepięciowy według zastrz. 4, znamienny tym, że zwinięta taśmajest osadzona w osnowie z tworzywa sztucznego.
6. 6. Ochronnik przepięciowy według zastrz. 5, znamienny tym, że osnowa z tworzywa sztucznego jest utworzona przed położeniem pętli (5) na powierzchniach przylegania (17, 18) poprzez utwardzenie utwardzalnego tworzywa sztucznego.
7. 7. Ochronnik przepięciowy według zastrz. 6, znamienny tym, że osnowa z tworzywa sztucznego jest utworzona po położeniu pętli (5) na powierzchniach przylegania (17,18) poprzez utwardzenie utwardzalnego tworzywa sztucznego.
8. 8. Ochronnik przepięciowy według zastrz. 1, znamienny tym, że pętla (5) ma prostokątny profil przekroju.
9. 9. Ochronnik przepięciowy według zastrz. 1, znamienny tym, że na ścieżce prądowej, pomiędzy obiema oprawami przyłączeniowymi (1,2) znaj duj e się co najmniej j eden, odkształcalny przy wytwarzaniu siły styku, prądowy element przejściowy (14).
10. 10. Ochronnik przepięciowy według zastrz. 9, znamienny tym, że prądowy element przejściowy (14) ma postać płytki i zawiera rowki, poprowadzone współosiowo wokół osi (z) i uformowane w czołowych powierzchniach płytki.