RU133966U1

RU133966U1 - SURFACE LIMITER NONLINEAR

Info

Publication number: RU133966U1
Application number: RU2013115010/07U
Authority: RU
Inventors: Вадим Викторович Большов; Александр Владимирович Шклярик; Сергей Александрович Григорьев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "СЕВЗАППРОМ"
Priority date: 2013-04-04
Filing date: 2013-04-04
Publication date: 2013-10-27

Abstract

Ограничитель перенапряжений нелинейный, содержащий, по крайней мере, одну колонку варисторов, размещенную между верхним и нижним фланцами, отличающийся тем, что по окружности колонки варисторов равномерно установлены стеклопластиковые стержни, которые зафиксированы в глухих отверстиях, выполненных по внутренней поверхности фланцев, и запрессованы посредством состава из кремнийорганической резины с образованием трекингозащитных ребер по внешней поверхности ограничителя, а между верхним фланцем и колонкой установлена тарельчатая пружина.Non-linear surge suppressor, containing at least one varistor column located between the upper and lower flanges, characterized in that the fiberglass rods are uniformly installed around the varistor column circumference, which are fixed in blind holes made on the inner surface of the flanges and are pressed by means of the composition silicone rubber with the formation of tracking shields on the outer surface of the limiter, and between the upper flange and the column there is a disk plate dinner.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к устройствам для защиты изоляции высоковольтного оборудования электрических сетей и станций от атмосферных и кратковременных коммутационных перенапряжений.The utility model relates to electrical engineering, in particular, to devices for protecting the insulation of high-voltage equipment of electric networks and stations from atmospheric and short-time switching overvoltages.

Известно «Устройство для защиты от перенапряжений» (заявка на изобретение №98100697, 1998 г, заявитель АООТ "НИИ Электрокерамика"), содержащее, по меньшей мере, одну колонку варисторов, размещенную между двумя концевыми электродами в электроизоляционном цилиндре, расположенном в наружной полимерной оболочке, при этом в стенке изоляционного цилиндра по всей его высоте имеются сквозные каналы, соединяющие внутреннюю полость цилиндра с пространством между цилиндром и наружной полимерной оболочкой, причем каналы закрыты пробками.It is known "Device for surge protection" (application for invention No. 98100697, 1998, applicant AOOT "Research Institute of Electroceramics"), containing at least one varistor column located between two end electrodes in an insulating cylinder located in the outer polymer shell while in the wall of the insulating cylinder along its entire height there are through channels connecting the internal cavity of the cylinder with the space between the cylinder and the outer polymer shell, the channels being closed with plugs.

Недостатком данного решения является его низкая надежность, так как в стенке изоляционного цилиндра выполнены сквозные каналы, соединяющие внутреннюю полость цилиндра с пространством между цилиндром и наружной полимерной оболочкой, которые являются концентраторами напряжений. При выполнении сквозных каналов в изоляционном цилиндре из композиционного материала происходит разрушение нитей арматуры, то есть нить теряет свою непрерывность и всю нагрузку воспринимает связующее, что значительно снижает несущую способность изоляционного цилиндра. Наличие сквозных каналов в изоляционном цилиндре значительно снижает надежность ограничителя перенапряжений и может привести к разрушению изоляционного цилиндра при приложении осевой растягивающей силы или изгибающего момента.The disadvantage of this solution is its low reliability, as through channels are made in the wall of the insulating cylinder, connecting the internal cavity of the cylinder with the space between the cylinder and the outer polymer shell, which are stress concentrators. When performing through channels in the insulating cylinder from a composite material, the threads of the reinforcement are destroyed, that is, the thread loses its continuity and perceives the entire load with a binder, which significantly reduces the bearing capacity of the insulating cylinder. The presence of through channels in the insulating cylinder significantly reduces the reliability of the surge arrestor and can lead to the destruction of the insulating cylinder when an axial tensile force or bending moment is applied.

Наиболее близким, взятым в качестве прототипа является ограничитель перенапряжений (патент №2301471, 2006, патентообладатель БГТУ "ВОЕНМЕХ"), содержащий, по крайней мере, одну колонку варисторов, размещенную между верхним и нижним фланцами, а также изоляционный корпус, в котором она установлена. При этом в стенке изоляционной корпуса по всей ее высоте выполнены отверстия, в которых установлены полые иглы из электроизоляционного материала, имеющие сквозной канал, соединяющий полость корпусной изоляционной трубы с пространством между внешней цилиндрической поверхностью этой трубы и трекингозащитными ребрами..The closest taken as a prototype is a surge suppressor (patent No. 2301471, 2006, patent holder BSTU "VOENMEH"), containing at least one varistor column located between the upper and lower flanges, as well as the insulating housing in which it is installed . At the same time, openings are made in the wall of the insulating casing along its entire height, in which hollow needles of electrical insulating material are installed, having a through channel connecting the cavity of the casing insulating pipe with the space between the outer cylindrical surface of this pipe and tracking protection ribs ..

К недостаткам данной конструкции необходимо отнести высокую материалоемкость конструкции, ее вес и трудоемкость изготовления. Выполнение отверстий в стенке стеклопластиковой трубы, в которые устанавливаются полые иглы, также снижает надежность конструкции. В случае повреждения колонки варисторов, через аппарат проходит ток короткого замыкания, который способен либо оторвать фланцы, либо разрушить (взорвать) всю конструкцию.The disadvantages of this design are the high material consumption of the structure, its weight and the complexity of manufacturing. The holes in the wall of the fiberglass pipe, in which the hollow needles are installed, also reduces the reliability of the design. In case of damage to the varistor column, a short circuit current passes through the apparatus, which can either tear off the flanges or destroy (blow up) the entire structure.

Задачей заявленного решения является снижение материалоемкости, трудоемкости, обеспечение взрывобезопасности конструкции.The objective of the claimed solution is to reduce material consumption, complexity, ensuring the explosion safety of the structure.

Поставленная цель достигается, за счет того, что в известном ограничителе перенапряжений нелинейном, содержащем, по крайней мере, одну колонку варисторов, размещенную между верхним и нижним фланцами, согласно заявленного решения, по окружности колонки варисторов равномерно установлены стеклопластиковые стержни, которые зафиксированы в глухих отверстиях, выполненных по внутренней поверхности фланцев и запрессованы посредством состава из кремнийорганической резины с образованием трекингозащитных ребер по внешней поверхности ограничителя, а между верхним фланцем и колонкой установлена тарельчатая пружина.This goal is achieved due to the fact that in the known surge suppressor non-linear, containing at least one varistor column located between the upper and lower flanges, according to the claimed solution, fiberglass rods are uniformly installed around the circumference of the varistor column, which are fixed in blind holes made on the inner surface of the flanges and pressed through a composition of silicone rubber with the formation of tracking protection ribs on the outer surface is limited Itel, and a Belleville spring is installed between the upper flange and the column.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявленного решения, выражается в снижении материалоемкости и трудоемкости изготовления, что достигается за счет того, что в отличие от прототипа, в котором изоляционный стеклопластиковый цилиндр является несущим корпусом, в заявленной конструкции вместо стеклопластикового цилиндра использованы стеклопластиковые стержни, расположенные равномерно по окружности колонки варисторов, зафиксированные в глухих отверстиях фланцев и запрессованные посредством состава из кремнийорганической резины с образованием трекингозащитных ребер по внешней поверхности ограничителя.The technical result obtained by the implementation of the claimed solution is expressed in the reduction of material consumption and laboriousness of manufacturing, which is achieved due to the fact that, in contrast to the prototype, in which the fiberglass insulating cylinder is a supporting body, fiberglass rods are used instead of the fiberglass cylinder in the claimed design. around the circumference of the varistor column, fixed in the blind holes of the flanges and pressed through a composition of organosilicon tion trekingozaschitnyh rubber to form ribs along the outer stopper surface.

Кроме того, заявленная конструкция обеспечивает повышение взрывобезопасности ограничителя, за счет того, что в заявленной конструкции со стержнями основная площадь поверхности - это резина, которая при накоплении газов внутри легко разрывается и внутреннее давление в ΟΠΗ падает, что и позволяет избежать взрыва.In addition, the claimed design provides increased explosion safety of the limiter, due to the fact that in the claimed design with rods, the main surface area is rubber, which easily bursts when gases accumulate inside and the internal pressure drops в, which avoids explosion.

Таким образом, заявленное решение:Thus, the claimed solution:

- повышает надежность, механическую прочность на изгиб и на растяжение, жесткость и взрывобезопасность ограничителя перенапряжений;- increases reliability, mechanical bending and tensile strength, rigidity and explosion safety of the surge protector;

- существенно упрощает конструкцию ограничителя перенапряжений;- significantly simplifies the design of the surge suppressor;

- повышает технологичность изготовления, существенно снижает материалоемкость конструкции;- increases the manufacturability of manufacturing, significantly reduces the material consumption of the structure;

- повышается ресурс безаварийной эксплуатации в экстремальных условиях;- increases the resource of trouble-free operation in extreme conditions;

- исключается срыв и разлет металлических электродов, варисторных дисков или их осколков и других элементов конструкции в случае возгорания электрической дуги в варисторной колонке в экстремальных эксплуатационных условиях.- the breakdown and expansion of metal electrodes, varistor disks or their fragments and other structural elements in case of ignition of an electric arc in a varistor column under extreme operating conditions is excluded.

Заявленное решение поясняется чертежами.The claimed solution is illustrated by drawings.

На фиг.1 показан ограничитель перенапряжений нелинейный1 shows a non-linear surge suppressor

На фиг.2 показан разрез Α-A на фиг.1 Ограничитель перенапряжений нелинейный содержит, по крайней мере, одну колонку варисторов 5, которая размещена между верхним и нижним фланцами 1, равномерно по окружности колонки варисторов 5 расположены стеклопластиковые стержни 4, зафиксированные в глухих отверстиях, выполненных по внутренней поверхности фланцев 1, а между верхним фланцем и колонкой установлена тарельчатая пружина 3. По внешней поверхности ограничителя выполнены трекингозащитные ребра 2, которые образованы путем использования специальной прессформы. Внутренняя полость между колонкой варисторов 5 и стеклопластиковыми стержнями 4 заполнена посредством кремнийорганической резины, которая служит для улучшения теплоотвода и повышения пропускной способности ограничителя перенапряжений.Figure 2 shows a section Α-A in figure 1, the non-linear surge suppressor contains at least one varistor column 5, which is placed between the upper and lower flanges 1, fiberglass rods 4 are fixed uniformly around the circumference of the varistor column 5, fixed in blind holes made on the inner surface of the flanges 1, and a Belleville spring 3 is installed between the upper flange and the column 3. Tracking protection ribs 2 are made on the outer surface of the limiter, which are formed by using special no mold. The internal cavity between the varistor column 5 and the fiberglass rods 4 is filled with silicone rubber, which serves to improve heat dissipation and increase the throughput of the surge protector.

Колонка варисторов 5 помещается между 6 или 8 стеклопластиковыми стержнями 4, диаметр которых составляет ⌀4-6 мм. Стержни обеспечивают механическую прочность конструкции. Длина стержней, диаметр стержней и их количество зависят от класса напряжения аппарата. Концы стеклопластиковых стержней 4 вставляются в отверстия, выполненные по внутренней поверхности фланцев 1. Фланцы механически обжимаются, таким образом, чтобы каждый стеклопластиковый стержень 4 был зажат в своем отверстии. Вся конструкция помещается в специальную пресс-форму, сжимается и заливается составом из кремнийорганической резины. При этом заливаемый состав, заполняя прессформу, образует трекингозащитные ребра 2. Тарельчатая пружина 3 устанавливается между верхним фланцем 1 и колонкой варисторов 5 и оказывается в сжатом состоянии, чем обеспечивает компенсацию температурных расширений.The varistor column 5 is placed between 6 or 8 fiberglass rods 4, the diameter of which is ⌀4-6 mm The rods provide mechanical strength to the structure. The length of the rods, the diameter of the rods and their number depend on the voltage class of the apparatus. The ends of the fiberglass rods 4 are inserted into the holes made on the inner surface of the flanges 1. The flanges are mechanically crimped, so that each fiberglass rod 4 is clamped in its hole. The whole structure is placed in a special mold, compressed and filled with a composition of silicone rubber. In this case, the filled composition, filling the mold, forms tracking shielding ribs 2. A disk spring 3 is installed between the upper flange 1 and the varistor column 5 and is in a compressed state, thereby compensating for temperature expansions.

Достоинствами заявленного решения является улучшение технологичности изготовления, как следствие снижение до минимума применения ручного труда и снижение материалоемкости изделия, и, в конечном счете, цены.The advantages of the claimed solution is the improvement of manufacturability, as a result, the reduction to a minimum of manual labor and the reduction of material consumption of the product, and, ultimately, the price.

Дополнительно получен положительный результат по улучшению важнейшей характеристики по безопасности в эксплуатации готового изделия - это обеспечение взрывобезопасности.In addition, a positive result was obtained to improve the most important safety performance in the operation of the finished product - this is explosion safety.

Проведенные испытания показали, что конструкция прототипа прошла испытания по взрывобезопасности при 10 кА тока короткого замыкания. Увеличение тока с 10 кА до 40 кА в старой конструкции очень проблематично, практически невозможно. Новая конструкция гарантировано обеспечивает взрывобезопасность с током короткого замыкания до 40 кА. Заявленная конструкция обеспечивает полную герметичность и необходимую механическую прочность, как на изгиб, так и на растяжение, а также существенно повышает взрывобезопасность конструкции.The tests showed that the design of the prototype was tested for explosion safety at 10 kA short circuit current. An increase in current from 10 kA to 40 kA in the old design is very problematic, almost impossible. The new design is guaranteed to provide explosion safety with a short circuit current of up to 40 kA. The claimed design provides complete tightness and the necessary mechanical strength, both bending and tensile, and also significantly increases the explosion safety of the structure.

Claims

Non-linear surge suppressor, containing at least one varistor column located between the upper and lower flanges, characterized in that the fiberglass rods are uniformly installed around the varistor column, which are fixed in blind holes made on the inner surface of the flanges, and are pressed by means of silicone rubber with the formation of tracking shields on the outer surface of the limiter, and between the upper flange and the column there is a disk plate dinner.