PL215713B1 - Trójfazowy ochronnik przepięć - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest trójfazowy ochronnik przepięć, przeznaczony do ochrony sieci elektroenergetycznej przed przepięciami łączeniowymi i ziemnozwarciowymi, do instalacji w obudowach przeciwwybuchowych w warunkach środowiskowych podziemi kopalń.

Znane z opisów katalogowych ABB, przykładowo - ograniczniki przepięć GXE - 4:45, umożliwiają własne konfigurowanie układów połączeń, budowane są z uwzględnieniem ochrony od wyładowań piorunowych i charakteryzują się znacznymi wymiarami skrajnymi, które utrudniają ich zastosowanie w wyrobiskach podziemi kopalń. Podziemne sieci górnicze są galwanicznie odseparowane od linii napowietrznych i nie wymagają ochrony od wyładowań piorunowych.

Znany ogranicznik przepięciowy warystorowy OPNPR-6 opisany w czasopiśmie „Biezopasnost Truda w Promyszlen nosti” nr 2 - 1986 jest projektowany dla sieci górniczych. Ogranicznik ma gwiazdowy układ połączeń, duże wymiary skrajne i w razie uszkodzenia jednej gałęzi powoduje niesprawność układu, co stanowi wadę rozwiązania. Wymaga dużych odstępów izolacyjnych w powietrzu i po powierzchni, związanych z napięciami trwałej pracy ogranicznika.

Znany z opisu patentowego P378307 ogranicznik przepięć ma szeregowo połączone, stos warystorowy i komorę próżniową jako odłącznik w izolacyjnej rurze z zewnętrznymi zaciskami śrubowymi. Konfigurowanie układu trójfazowego wymaga znacznych odstępów izolacyjnych, zaś brak wymaganego dla warunków środowiskowych i stosu warystorowego stopnia ochrony przed wpływem wilgoci stanowi niedostatek tego rozwiązania.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego nr 154138 ochronnik przepięciowy, który ma trzy odrębne stosy warystorowe usytuowane szeregowo w jednej osi. Pierwszy z tych stosów jest połączony z drugim stosem warystorowym przy pomocy podkładki kontaktowej z zaciskiem montażowym, a drugi stos warystorowy jest połączony z trzecim stosem warystorowym przy pomocy drugiej podkładki kontaktowej z zaciskiem montażowym. Pierwszy stos warystorowy jest połączony także z trzecim stosem warystorowym przy pomocy wspornika z zaciskiem montażowym. Wspornik ten utrzymuje trzy stosy warystorowe tworząc układ elektryczny zamkniętego trójkąta.

W trójfazowym ochronniku przepięć zawierającym trzy jednobiegunowe ograniczniki przepięć, z których każdy posiada stos warystorowy i komorę próżniową jako odłącznik, według wynalazku, jednobiegunowe ograniczniki przepięć są usytuowane równolegle oraz połączone z jednej strony galwanicznie śrubami i zaciskami z wewnętrznym gwintem, do metalowej szyny z neutralnym zaciskiem, a z drugiej strony są zakończone zewnętrznymi zaciskami śrubowymi osłoniętymi izolacyjnymi dławikami z izolowanymi przewodami. Pomiędzy zewnętrzną częścią tych ograniczników, a wewnętrzną częścią izolacyjnych dławików znajdują się pierścienie uszczelniające, natomiast pomiędzy jednobiegunowymi ogranicznikami przepięć, a konstrukcją wsporczą znajdują się uszczelki płytowe. Śruby, zaciski z wewnętrznym gwintem i metalowa szyna konstrukcji wsporczej są hermetycznie osłonięte izolacyjnym tworzywem korzystnie silikonowym.

Istotnymi zaletami ochronnika przepięć są jego małe wymiary skrajne wynikające z ograniczenia wpływu napięcia trwałej pracy na odstępy izolacyjne, umożliwiające instalowanie w obudowach przeciwwybuchowych i odporność na warunki środowiskowe, zwłaszcza wilgoć i pył węglowy oraz temperaturę.

Dzięki zastosowaniu pierścieni uszczelniających, uszczelek płytowych oraz skojarzeniem w układzie gwiazdowym jednobiegunowych ograniczników przepięć w punkt neutralny szyną metalową, stosy warystorowe nie zmieniają charakterystyk w układzie trójfazowym. Pozwala to, aby zaciski przewodów izolowanych mogły być dowolnie usytuowane poza obszarem zagrożeń pyłem i wilgocią.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia trójfazowy ochronnik przepięć w widoku z przodu z przekrojem konstrukcji wsporczej, a fig. 2 przedstawia przekrój boczny A-A jednego bieguna ochronnika ujmującego izolacyjny dławik.

Układ trójfazowego ochronnika przepięć ma trzy jednobiegunowe ograniczniki przepięć 1, 2, 3 i szynę metalową 4 z zaciskiem neutralnym E. Z szyną metalową 4 są śrubami 4.1, 4.2, 4.3 galwanicznie połączone trzy jednobiegunowe ograniczniki przepięć 1, 2, 3 w dowolnych odstępach konstrukcyjnych a, b, c względem siebie i uziemionej konstrukcji 5. Połączenie to jest wykonane przy pomocy zacisków d, e, f z gwintem wewnętrznym z jednej strony, zaś zaciski g, h, k śrubowe zewnętrzne jednobiegunowych ograniczników przepięć 1, 2, 3 z drugiej strony są osłonięte izolacyjnymi dławikami 1.1, 2.1, 3.1 z izolowanymi przewodami 1.11, 2.11, 3.11, a odstępy konstrukcyjne a, b, ć między jednobiegunowymi ogranicznikami przepięć 1, 2, 3 oraz uziemioną konstrukcją 5 nie zależą od

PL 215 713 B1 napięcia trwałej pracy układu trójfazowego ogranicznika przepięć. Pomiędzy izolacyjnymi dławikami 1.1, 2.1, 3.1 w ich wewnętrznej części cylindrycznej, a jednobiegunowymi ogranicznikami przepięć 1, 2, 3 w ich zewnętrznej części cylindrycznej znajdują się pierścienie uszczelniające u, v, w, zaś między jednobiegunowymi ogranicznikami przepięć 1, 2, 3, a konstrukcją wsporczą 6 znajdują się uszczelki płytkowe 1.12, 2.12, 3.12. Ponadto śruby 4.1, 4.2, 4.3, zaciski z gwintem wewnętrznym d, e, f i szyna metalowa 4 konstrukcji wsporczej 6 są hermetycznie osłonięte izolacyjnym tworzywem 7 silikonowym.

Zasada działania i efekty innowacyjne układu trójfazowego ochronnika przepięć tkwią w realizacji celu, który udało się osiągnąć, konstruując trójfazowy ochronnik przez połączenie trzech jednobiegunowych ograniczników przepięć 1, 2, 3 o stopniu ochrony IP56 w układ trójfazowego ogranicznika przepięć o stopniu ochrony IP56 wymagany w środowisku kopalnianym.

Napięcie trwałej pracy układu trójfazowego ochronnika przepięć, w związku z tym, że nie wyznacza odstępów izolacyjnych po powierzchni i w powietrzu, nie wyznacza miejsca instalowania ogranicznika względem uziemionej konstrukcji 5.

Claims (2)

1. Trójfazowy ochronnik przepięć zawierający trzy jednobiegunowe ograniczniki przepięć, z których każdy posiada stos warystorowy i komorę próżniową jako odłącznik, znamienny tym, że jednobiegunowe ograniczniki przepięć (1, 2, 3) są usytuowane równolegle oraz są połączone z jednej strony galwanicznie śrubami (4.1, 4.2, 4.3) i zaciskami (d, e, f) z wewnętrznym gwintem do metalowej szyny (4) z neutralnym zaciskiem (E), a z drugiej strony są zakończone zewnętrznymi zaciskami śrubowymi (g, h, k) osłoniętymi izolacyjnymi dławikami (1.1, 2.1, 3.1) z izolowanymi przewodami (1.11, 2.11, 3.11), natomiast między izolacyjnymi dławikami (1.1, 2.1, 3.1) w ich wewnętrznej części, a jednobiegunowymi ogranicznikami przepięć (1, 2, 3) w ich zewnętrznej części znajdują się pierścienie uszczelniające (u, v, w), zaś między jednobiegunowymi ogranicznikami przepięć (1, 2, 3), a konstrukcją wsporczą (6) znajdują się uszczelki płytkowe (1.12, 2.12, 3.12), przy czym śruby (4.1, 4.2, 4.3), zaciski (d, e, f) z gwintem wewnętrznym i szyna metalowa (4) konstrukcji wsporczej (6) są hermetycznie osłonięte izolacyjnym tworzywem (7), korzystnie silikonowym.

2. Ochronnik według zastrz. 1, znamienny tym, że ograniczniki przepięć (1, 2, 3) i izolacyjne dławiki (1.1, 2.1, 3.1) mają kształt cylindryczny.