RU2097863C1 - Surge voltage protective gear - Google Patents

Surge voltage protective gear Download PDF

Info

Publication number
RU2097863C1
RU2097863C1 RU96110276A RU96110276A RU2097863C1 RU 2097863 C1 RU2097863 C1 RU 2097863C1 RU 96110276 A RU96110276 A RU 96110276A RU 96110276 A RU96110276 A RU 96110276A RU 2097863 C1 RU2097863 C1 RU 2097863C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wall thickness
column
sections
shape
case
Prior art date
Application number
RU96110276A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96110276A (en
Inventor
Г.А. Гусейнов
Г.М. Иманов
Original Assignee
Акционерное общество открытого типа "НИИ Электрокерамика"
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 Акционерное общество открытого типа "НИИ Электрокерамика" filed Critical Акционерное общество открытого типа "НИИ Электрокерамика"
Priority to RU96110276A priority Critical patent/RU2097863C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2097863C1 publication Critical patent/RU2097863C1/en
Publication of RU96110276A publication Critical patent/RU96110276A/en

Links

Images

Landscapes

  • Details Of Resistors (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: protective gear has pile of highly nonlinear resistors placed in insulating case with ribbed protective coat; space between resistor pile and case is filled with heat-conducting dielectric potting compound. Case is complex in shape and has horizontal and vertical parts. Horizontal part is made in the form of plate and functions as device base. Vertical part is made in the form of cylinder that has different wall thickness in sectional area; sections with minimal wall thickness provide for case rupture in case of explosion of device; sections with maximal wall thickness have point contact with resistor pile. Insulation] may be made of glass-reinforced plastic and minimal wall thickness is not over 3 mm. Horizontal part of case mounts metal plate that follows its shape and is sealed with elastic compound. Ribbed coat is made of tracking- and precipitation-resistant silicone rubber. Cylinder wall sections having point contact with resistor pile may be of triangular shape in cross-section with top at contact point, or segment, or it may be of semi-circle shape limited by arc. EFFECT: improved mechanical strength, reliability, and safety of device. 7 cl, 4 dwg

Description

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

Известно устройство для защиты от перенапряжений, состоящее из колонки резисторов, покрытых изоляционной пленкой, помещенных в литьевой кожух, причем пространство между резисторами и корпусом заполнено полимерной композицией [1]
Наличие изоляционной пленки между колонкой резисторов и полимерной композицией ухудшает процесс отвода тепла от резисторов, что приводит к выходу устройства из строя. Кроме того, устройство обладает низкой механической прочностью на растяжение, сжатие и изгиб.A device for surge protection, consisting of a column of resistors coated with an insulating film, placed in an injection casing, the space between the resistors and the housing is filled with a polymer composition [1]
The presence of an insulating film between the column of resistors and the polymer composition worsens the process of heat removal from the resistors, which leads to the failure of the device. In addition, the device has low mechanical tensile, compression and bending strength.

Известно также устройство для защиты от перенапряжений, содержащее колонку высоконелинейных резисторов, размещенных в диэлектрической покрышке с ребристым защитным покрытием из стеклопластика, причем пространство между колонкой резисторов и покрышкой заполнено телпопроводящей изоляционной заливочной композицией. Это устройство принято за прототип [2]
Недостатком устройства является то, что при возможном взрыве устройства, из-за большой механической прочности корпуса из стеклопластика, обычно срываются металлические наконечники, что очень опасно для обслуживающего персонала и оборудования. Такое устройство обладает меньшей надежностью.It is also known a device for surge protection, containing a column of highly non-linear resistors placed in a dielectric cover with a ribbed protective coating of fiberglass, and the space between the column of resistors and the cover is filled with a conductive insulating casting composition. This device is taken as a prototype [2]
The disadvantage of this device is that in case of a possible explosion of the device, due to the high mechanical strength of the fiberglass case, metal tips are usually torn off, which is very dangerous for maintenance personnel and equipment. Such a device has less reliability.

Задачей изобретения является создание устройства для защиты от перенапряжений, обладающего повышенной надежностью. The objective of the invention is to provide a device for surge protection, with increased reliability.

Указанная задача решается в устройстве для защиты от перенапряжений, содержащем колонку высоконелийных резисторов, размещенных в диэлектрической покрышке с ребристым защитным покрытием, причем пространство между колонкой резисторов и покрышкой заполнено теплопроводящей изоляционной заливочной композицией, в котором новым является то, что покрышка представляет собой сложнопрофильное изделие, состоящее из горизонтальной и вертикальной частей, причем горизонтальная часть выполнена в виде тарелки и является основанием устройства, а вертикальная часть выполнена в виде цилиндра, который в поперечном сечении имеет участок с различной толщиной стенки, например по меньшей мере три участка, имеющие минимальную толщину стенки не более 3 мм, и три участка с максимальной толщиной стенки, имеющие точечный контакт с колонкой резисторов. This problem is solved in an overvoltage protection device comprising a column of high-level resistors placed in a dielectric cover with a ribbed protective coating, the space between the resistor column and the cover being filled with a heat-conducting insulating casting composition, in which the cover is a complex product, which is new, consisting of horizontal and vertical parts, and the horizontal part is made in the form of a plate and is the base of the device, and in The vertical part is made in the form of a cylinder, which in cross section has a section with different wall thicknesses, for example at least three sections having a minimum wall thickness of not more than 3 mm, and three sections with a maximum wall thickness having point contact with the resistor column.

Ребристое покрытие выполнено из трекинго- и атмосферостойкого кремнийорганичесокго каучука. The ribbed coating is made of tracking and weather resistant silicone rubber.

Участки стенки цилиндра, имеющие точечный контакт с колонкой резисторов, в поперечном сечении могут иметь форму треугольника с вершиной в точке контакта. The sections of the cylinder wall that have point contact with the column of resistors in the cross section may have the shape of a triangle with a vertex at the point of contact.

Указанные выше участки стенок цилиндра в поперечном сечении могут иметь форму сегмента. The above sections of the cylinder walls in cross section may be in the form of a segment.

Указанные выше участки стенок цилиндра в поперечном сечении могут иметь форму части круга, ограниченного дугой. The above sections of the cylinder walls in cross section may take the form of a part of a circle bounded by an arc.

Сущность предлагаемого устройства заключается в следующем. The essence of the proposed device is as follows.

Предлагается новая конструкция стеклопластиковой покрышки. Проведенные исследования показывают, что при испытании на взрыв (ГОСТ 16357-72) ограничителей перенапряжений в стеклопластиковом корпусе с толщиной стенки более 4 5 мм происходит преимущественно не разрыв корпуса, а выбрасывание металлических фланцев, что представляет существенную опасность для обслуживающего персонала и оборудования. С другой стороны, проведенные исследования показывают, что для обеспечения высокой механической прочности стеклопластикового корпуса ограничителя перенапряжений (ОПН) необходимо выбрать соответствующую толщину корпуса с заданным коэффициентом запаса прочности (K 5). При этом толщина стенки корпуса ОПН на 110 кВ должна быть не менее 5 мм, ОПН на 150 кВ 7 мм, ОПН на 220 кВ 9 мм, ОПН на 330 кВ 17 кВ, ОРН на 500 кВ 21 мм, ОПН на 750 кВ 30 мм и ОПНина 1100 кВ 35 мм. Очевидно, что при возможном взрыве произойдет не разрыв покрышки, а выброс фланцев. Поэтому в изобретении предложена стеклопластиковая покрышка с переменной толщиной стенки, содержащая участки с минимальной толщиной не более 3 мм, что обеспечивает разрыв покрышки в случае взрыва устройства, а также участки с максимальной толщиной стенки, обеспечивающие механическую прочность корпуса и имеющие точечный контакт с колонкой резисторов, что позволяет фиксировать положение колонки резисторов, повышая надежность работы всего устройства. A new fiberglass tire design is proposed. The studies show that when testing for explosion (GOST 16357-72) surge arresters in a fiberglass case with a wall thickness of more than 4 5 mm, it is predominantly not the case breaking, but the ejection of metal flanges, which poses a significant danger to staff and equipment. On the other hand, the conducted studies show that in order to ensure high mechanical strength of the fiberglass housing of the surge arrestor (AR), it is necessary to choose the appropriate thickness of the housing with a given safety factor (K 5). Moreover, the casing wall thickness at 110 kV should be at least 5 mm, arrester at 150 kV 7 mm, arrester at 220 kV 9 mm, arrester at 330 kV 17 kV, ORN at 500 kV 21 mm, arrester at 750 kV 30 mm and arrester 1100 kV 35 mm. Obviously, with a possible explosion, it will not be the tire ruptured, but the flanges ejected. Therefore, the invention proposed a fiberglass tire with a variable wall thickness, containing sections with a minimum thickness of not more than 3 mm, which ensures rupture of the tire in case of explosion of the device, as well as sections with a maximum wall thickness, providing mechanical strength of the housing and having point contact with the column of resistors, which allows you to fix the position of the column of resistors, increasing the reliability of the entire device.

На горизонтальной части покрышки установлена металлическая пластина, повторяющая ее форму и герметизированная эластичным составом. Такое конструктивное решение позволяет улучшить массо-габаритные показатели устройства. A metal plate is installed on the horizontal part of the tire, repeating its shape and sealed with an elastic composition. Such a constructive solution allows to improve the mass-dimensional characteristics of the device.

Таким образом, указанная выше совокупность признаков позволяет увеличить надежность устройства за счет повышения его безопасности (так как при возможном взрыве происходит разрыв конструкции на участках с минимальной толщиной стенки, не превышающей 3 мм), увеличения механической прочности. Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет улучшить массо-габаритные показатели устройства. Thus, the above set of features allows you to increase the reliability of the device by increasing its safety (since with a possible explosion, the structure breaks in areas with a minimum wall thickness not exceeding 3 mm), increasing the mechanical strength. In addition, the proposed design allows to improve the mass-dimensional characteristics of the device.

На фиг. 1 изображено, предлагаемое устройство для защиты от перенапряжений продольный разрез; на фиг. 2 поперечный разрез одного варианта исполнения; на фиг. 3 поперечный разрез другого варианта исполнения; на фиг. 4 поперечный разрез третьего варианта исполнения. In FIG. 1 depicts the proposed device for surge protection longitudinal section; in FIG. 2 cross section of one embodiment; in FIG. 3 is a cross-sectional view of another embodiment; in FIG. 4 is a cross section of a third embodiment.

Устройство содержит колонку 1 высоконелинейных резисторов, которая установлена в стеклопластиковой покрышке 2, состоящей из горизонтальной части 3, выполненной в виде тарелки и являющейся основанием устройства, и вертикальной части 4, выполненной в виде цилиндра. На вертикальной части 4 покрышки 2 установлено ребристое покрытие 5, выполненное из трекинго- и атмосферостойкого кремнийорганического каучука. Пространство 6 между колонкой 1 и покрышкой1 4 заполнено теплопровдящей изоляционной заливочной композицией, например полимерной композицией с наполнителем, в качестве которого использован эвкриптитовый ситалл и порошок материала оксидноцинкового резистора. На горизонтальную часть 3 покрышки установлена металлическая пластина 7, которая повторяет форму покрышки 3 и герметизирована эластичным составом. Снизу отверстие цилиндра 4 закрыто пробкой 8. Цилиндр 4 в поперечном сечении имеет три участка 9 с минимальной толщиной стенки, не превышающей 3 мм, и три участка 10 с максимальной толщиной стенки, имеющие точечный контакт с колонкой 1. The device comprises a column 1 of highly non-linear resistors, which is installed in a fiberglass tire 2, consisting of a horizontal part 3 made in the form of a plate and which is the base of the device, and a vertical part 4 made in the form of a cylinder. On the vertical part 4 of the tire 2, a ribbed coating 5 is installed made of tracking and weather resistant silicone rubber. The space 6 between the column 1 and the tire 1 4 is filled with a heat-conducting insulating casting composition, for example, a polymer composition with a filler, which is used as eucryptitic glass and powder of the material of zinc oxide resistor. A metal plate 7 is installed on the horizontal part 3 of the tire, which repeats the shape of the tire 3 and is sealed with an elastic composition. The bottom of the cylinder 4 opening is closed by a plug 8. The cylinder 4 in cross section has three sections 9 with a minimum wall thickness not exceeding 3 mm, and three sections 10 with a maximum wall thickness having point contact with column 1.

На фиг.2-4 приведены примеры возможных вариантов использования цилиндра 4. В первом варианте (фиг. 2) участки 10 в поперечном сечении имеют форму треугольника с вершиной в точке контакта. Во втором варианте (фиг. 3) участки 10 в поперечном сечении имеют форму сегмента. В третьем варианте (фиг. 4) участки 10 в поперечном сечении имеют форму части круга, ограниченной дугой. Figure 2-4 shows examples of possible uses of the cylinder 4. In the first embodiment (Fig. 2), sections 10 in cross section have the shape of a triangle with a vertex at the contact point. In the second embodiment (Fig. 3), sections 10 in cross section have the shape of a segment. In the third embodiment (Fig. 4), the sections 10 in cross section have the shape of a part of a circle bounded by an arc.

Устройство собирают следующим образом. The device is assembled as follows.

Сначала изготавливается покрышка 2. Способ изготовления сложнопрофильных изделий из композиционных материалов известен [3] Затем на покрышку 2 надевается ребристое покрытие 5. Во внутреннюю полость цилиндра 4 устанавливается колонка 1 резисторов. Пространство 6 заполняется заливочной полимерной композицией. Заливку можно осуществлять, например, через отверстия в пробке 8. На основании 3 сверху устанавливается пластина 7, герметизированная эластичным составом. First, a tire 2 is made. A method of manufacturing complex products from composite materials is known [3]. Then, a ribbed coating 5 is put on the tire 2. A resistor column 1 is installed in the inner cavity of the cylinder 4. Space 6 is filled with a casting polymer composition. Filling can be carried out, for example, through openings in the plug 8. On the base 3, a plate 7 is sealed on top, sealed with an elastic composition.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При воздействии импульсами перенапряжений на устройство, подключенное к электрической сети, резисторы переходят в высокопроводящее состояние, пропуская через себя импульсы тока. Энергия, поглощаемая резисторами, отбирается от сети, что позволяет снизить перенапряжения в сети до безопасного для электрооборудования уровня. После снижения уровня напряжения резисторы возвращаются в высокоомное состояние. When exposed to overvoltage pulses on a device connected to the electric network, the resistors go into a highly conductive state, passing current pulses through themselves. The energy absorbed by the resistors is taken from the network, which reduces the overvoltage in the network to a level safe for electrical equipment. After lowering the voltage level, the resistors return to a high resistance state.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает высокой механической прочностью, является надежным и безопасным. Thus, the proposed device has high mechanical strength, is reliable and safe.

Литература
1. Патент ФРГ N 1638120, кл. H 01 T 5/00, 1970.Literature
1. The patent of Germany N 1638120, cl. H 01 T 5/00, 1970.

2. Александров Г. Н. Кизеветтер В.Е. Гусейнов Г.А. Оптимизация конструкции нелинейных ограничителей перенапряжений для работы в районах с повышенным загрязнением атмосферы. Электротехника, N 3, 1988, с. 24 28. 2. Alexandrov G. N. Kizevetter V.E. Huseynov G.A. Optimization of the design of nonlinear surge arresters for operation in areas with high atmospheric pollution. Electrical Engineering, N 3, 1988, p. 24 28.

3. Авторское свидетельство СССР N 990541, кл. B 29 D 23/12; B 29 G 1/00, 1983. 3. Copyright certificate of the USSR N 990541, cl. B 29 D 23/12; B 29 G 1/00, 1983.

Claims (7)

1. Устройство для защиты от перенапряжений, содержащее колонку высоконелинейных резисторов, размещенных в выполненной из диэлектрика покрышке с ребристым защитным покрытием, пространство между которой и указанной колонкой заполнено теплопроводящей изоляционной заливочной композицией, отличающееся тем, что покрышка представляет собой сложнопрофильное изделие, состоящее из горизонтальной и вертикальной частей, причем горизонтальная часть выполнена в виде тарелки и является основанием устройства, а вертикальная часть выполнена в виде цилиндра, который в поперечном сечении имеет участки с минимальной толщиной стенки, обеспечивающей разрыв покрышки в случае взрыва устройства, и участки с максимальной толщиной стенки, имеющие точечный контакт с колонкой резисторов. 1. Device for overvoltage protection, containing a column of highly non-linear resistors placed in a dielectric coated tire with a ribbed protective coating, the space between which and the specified column is filled with a heat-conducting insulating casting composition, characterized in that the cover is a complex product consisting of horizontal and vertical parts, and the horizontal part is made in the form of a plate and is the base of the device, and the vertical part is made in the form a cylinder which has a cross-sectional areas with a minimum wall thickness that provides the tire gap in case of an explosion device and plots the maximum wall thickness, having a point contact with the resistors column. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве диэлектрика использован стеклопластик, при этом минимальная толщина стенки составляет не более 3 мм. 2. The device according to claim 1, characterized in that fiberglass is used as the dielectric, while the minimum wall thickness is not more than 3 mm. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что на горизонтальной части покрышки установлена металлическая пластина, повторяющая ее форму и герметизированная эластичным составом. 3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that a metal plate is installed on the horizontal part of the tire, repeating its shape and sealed with an elastic composition. 4. Устройство по пп.1, или 2, или 3, отличающееся тем, что ребристое покрытие выполнено из трекинго- и атмосферостойкого кремнийорганического каучука. 4. The device according to claims 1, 2, or 3, characterized in that the ribbed coating is made of tracking and weather-resistant silicone rubber. 5. Устройство по любому из пп.1 4, отличающееся тем, что участки стенки цилиндра, имеющие точечный контакт с колонкой резисторов, в поперечном сечении имеют форму треугольника с вершиной в точке контакта. 5. The device according to any one of paragraphs.1 to 4, characterized in that the sections of the cylinder wall having point contact with the column of resistors in cross section have the shape of a triangle with a vertex at the contact point. 6. Устройство по любому из пп.1 4, отличающееся тем, что участки стенки цилиндра, имеющие точечный контакт с колонкой резисторов, в поперечном сечении имеют форму сегмента. 6. The device according to any one of paragraphs.1 to 4, characterized in that the sections of the cylinder wall having point contact with the column of resistors in cross section have the shape of a segment. 7. Устройство по любому из пп.1 4, отличающееся тем, что участки стенки цилиндра, имеющие точечный контакт с колонкой резисторов, в поперечном сечении имеют форму части круга, ограниченного дугой. 7. The device according to any one of paragraphs.1 to 4, characterized in that the sections of the cylinder wall having point contact with the column of resistors in cross section have the shape of a part of a circle bounded by an arc.
RU96110276A 1996-05-21 1996-05-21 Surge voltage protective gear RU2097863C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96110276A RU2097863C1 (en) 1996-05-21 1996-05-21 Surge voltage protective gear

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96110276A RU2097863C1 (en) 1996-05-21 1996-05-21 Surge voltage protective gear

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2097863C1 true RU2097863C1 (en) 1997-11-27
RU96110276A RU96110276A (en) 1997-11-27

Family

ID=20180924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96110276A RU2097863C1 (en) 1996-05-21 1996-05-21 Surge voltage protective gear

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2097863C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113035475A (en) * 2021-03-29 2021-06-25 库柏电子科技(上海)有限公司 Explosion-proof lightning arrester

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Александров Г.Н., Кизеветтер В.Е., Гусейнов Г.А. Оптимизация конструкций нелинейных ограничителей перенапряжений для работы в районах с повышенным загрязнением атмосферы. - Электротехника, N 3, 1988, с. 24 - 28. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113035475A (en) * 2021-03-29 2021-06-25 库柏电子科技(上海)有限公司 Explosion-proof lightning arrester

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kind et al. High-voltage insulation technology
Hinrichsen Metal-oxide surge arresters
AU2005242350A1 (en) Liquid immersed surge arrester
CN114628998A (en) Liquid valve plate, valve plate device, arc extinguishing method and application
CA2680095C (en) Disconnecting switch device and method for production of a disconnecting switch device
RU2097863C1 (en) Surge voltage protective gear
BRPI0309959B1 (en) device and method for rapid closing of a high voltage electrical circuit, use of an overvoltage protection device and device
CN102254735A (en) Protection device having functions of automatic control, energy moving and degradation self-separation for vacuum arc extinguish chamber
Mobedjina et al. Design and testing of polymer-housed surge arresters
JP3012884B2 (en) Surge arrester
RU2808500C1 (en) Device for protecting insulation of electrical equipment from lightning and switching overvoltages
AU2020280669A1 (en) Disconnecting device for a surge arrester and arrangement
RU180982U1 (en) NONLINEAR VOLTAGE LIMITER
JPH0157476B2 (en)
RU2809503C2 (en) Surge arrester manufacturing method
US11757279B2 (en) Surge arrester for fire mitigation
RU2808757C2 (en) Surge arrester
RU2125309C1 (en) Overvoltage protective device
RU2146847C1 (en) Pulse-operated air-gap lightning arrester
RU41184U1 (en) OVERVOLTAGE LIMITER NONLINEAR
JPH073538Y2 (en) Lightning arrester
RU2144712C1 (en) Surge-voltage protective gear
CN214850062U (en) 40.5KV withdrawable high-voltage switch cabinet in high-altitude environment
Steinfeld Design of metal-oxide surge arresters with polymeric housings
KR200154196Y1 (en) Housing structure for polymer arrester