RU41184U1

RU41184U1 - OVERVOLTAGE LIMITER NONLINEAR

Info

Publication number: RU41184U1
Application number: RU2004112967/22U
Authority: RU
Inventors: А.Б. Паньшин
Original assignee: Открытое акционерное общество "ПОЗИТРОН"
Priority date: 2004-04-23
Filing date: 2004-04-23
Publication date: 2004-10-10

Abstract

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты изоляции электрооборудования высокого напряжения станций и подстанций переменного и постоянного тока от атмосферных и коммутационных перенапряжений. Задача предлагаемого технического решения - повышение взрывобезопасности и надежности работы, упрощения технологического процесса сборки и повышения удобства эксплуатации. Для решения поставленной задачи в ограничитель перенапряжений нелинейный, содержащий корпус 1 с фланцами 2 на торцах, внутри которого размещен, по меньшей мере, один модуль 3, включающий колонку варисторов 4, прижимной узел в виде кольца и узел электрического контакта, расположенный между колонкой варисторов и верхним фланцем, узел электрического контакта выполнен иначе, а именно в виде скользящего подпружиненного соединения типа вилка-розетка 7. Кроме того в предлагаемом ограничителе перенапряжений между варисторами размещены тонкие шайбы 5 из мягкой алюминиевой фольги. Электрический контакт между модулями 3 осуществляется также посредством соединения типа вилка-розетка 7. Кроме того в корпусе ограничителя перенапряжений выполнены заглубления 10, расположенные по поверхности корпуса в шахматном порядке для повышения взрывобезопасности, поверхность корпуса покрыта праймером для увеличения адгезии с поверхностным кремнийорганическим покрытием, что исключает проникновение влаги и повышает качество и надежность работы устройства. Для удобства пользователей корпус ограничителя перенапряжений закреплен на основании в виде крестовины 11.The invention relates to electrical engineering and is intended to protect the insulation of high voltage electrical equipment of stations and substations of alternating and direct current from atmospheric and switching overvoltages. The objective of the proposed technical solution is to increase the explosion safety and reliability, simplify the assembly process and improve ease of use. To solve this problem, a non-linear surge suppressor, comprising a housing 1 with flanges 2 at the ends, inside of which at least one module 3 is located, including a varistor column 4, a clamping unit in the form of a ring and an electrical contact assembly located between the varistor column and the upper flange, the electrical contact node is made differently, namely in the form of a sliding spring-loaded connection such as a plug-socket 7. In addition, thin shields are placed between the varistors in the proposed surge suppressor would be 5 made of soft aluminum foil. Electrical contact between the modules 3 is also carried out by means of a plug-socket type 7. In addition, recesses 10 are made in the surge arrester housing located on the surface of the housing in a checkerboard pattern to increase explosion safety, the housing surface is coated with a primer to increase adhesion to a surface silicone coating, which eliminates moisture penetration and improves the quality and reliability of the device. For the convenience of users, the surge suppressor housing is fixed to the base in the form of a cross 11.

Description

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты изоляции электрооборудования высокого напряжения станций и подстанций переменного и постоянного тока от атмосферных и коммутационных перенапряжений.The invention relates to electrical engineering and is intended to protect the insulation of high voltage electrical equipment of stations and substations of alternating and direct current from atmospheric and switching overvoltages.

Известно устройство для защиты от перенапряжений [1], содержащее параллельные колонки варисторов, размещенных в цилиндрическом изоляционном корпусе, заполненном изоляционным теплопроводным материалом, и канал для выхода газов. Канал для выхода газов выполнен в виде коаксиального изоляционного цилиндра, а параллельные колонки размещены между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью цилиндра.A device for surge protection [1], containing parallel columns of varistors located in a cylindrical insulating housing filled with insulating heat-conducting material, and a channel for the exit of gases. The gas outlet channel is made in the form of a coaxial insulating cylinder, and parallel columns are placed between the inner surface of the housing and the outer surface of the cylinder.

Подобная конструкция также не обеспечивает необходимую взрывобезопасность, поскольку дуга, образующаяся при перекрытии колонок варисторов в аварийном режиме, и горячие газы могут вызвать его разрушение в результате резкого перепада температур. В указанной конструкции приходится применять толстостенный фарфор из высокопрочной массы, чтобы выдержать внутреннее давление газов при перекрытии до срабатывания всей системы взрывобезопасности (внутренний цилиндр-клапан).A similar design also does not provide the necessary explosion safety, since the arc formed when the varistor columns overlap in an emergency mode and hot gases can cause its destruction as a result of a sharp temperature difference. In this design, it is necessary to use thick-walled porcelain from a high-strength mass in order to withstand the internal gas pressure during overlapping until the entire explosion-proof system is triggered (internal cylinder-valve).

Кроме того, недостатком устройства является то, что в нем необходимо использование изоляционного теплопроводящего сыпучего материала, например кварцевого песка. Наличие песка увеличивает вес и стоимость устройства, его материалоемкость, усложняет технологический процесс сборки устройства, так как необходимо обеспечить чистоту песка и требуемый гранулометрический состав.In addition, the disadvantage of this device is that it requires the use of insulating heat-conducting bulk material, such as silica sand. The presence of sand increases the weight and cost of the device, its material consumption, complicates the technological process of assembly of the device, since it is necessary to ensure the purity of the sand and the required particle size distribution.

Известно трехфазное устройство для ограничения перенапряжений [2], которое содержит три ячейки с варисторами (или варистор-ными столбиками) и прижимными контактами. Прижимные контакты выполнены в виде прижимной пластины, винта и гайки. Устройство просто в изготовлении, обеспечивает прочность контактов, но также не обладает достаточной надежностью.Known three-phase device to limit overvoltage [2], which contains three cells with varistors (or varistor columns) and clamping contacts. The clamping contacts are made in the form of a clamping plate, screw and nut. The device is easy to manufacture, provides contact strength, but also does not have sufficient reliability.

Наиболее близким решением к предлагаемому можно считать устройство для защиты от перенапряжений [3], которое содержит по меньшей мере одну колонку варисторов, размещенную с зазором, образующим канал для, выхода газов, в изоляционном цилиндре, расположенном в цилиндрическом изоляционном корпусе. Внутри изоляционного цилиндра с одной стороны закреплено кольцо с диаметрально фиксированной планкой, на которой закреплена колонка варисторов, а с противоположной стороны закреплены два кольца, между которыми установлен диск, фиксирующий колонку варисторов.The closest solution to the proposed can be considered a device for overvoltage protection [3], which contains at least one column of varistors placed with a gap forming a channel for the exit of gases in an insulating cylinder located in a cylindrical insulating casing. On the one hand, inside the insulating cylinder there is fixed a ring with a diametrically fixed bar on which the varistor column is fixed, and on the opposite side two rings are fixed, between which there is a disk fixing the varistor column.

Совокупность перечисленных признаков позволяет решить задачу снижения материалоемкости, упрощения и удешевления технологического процесса сборки, а также повышения взрывобезопасности и надежности работы устройства.The combination of these features allows us to solve the problem of reducing material consumption, simplifying and cheapening the assembly process, as well as increasing the explosion safety and reliability of the device.

Однако указанная конструкция не обеспечивает необходимой надежности контакта варисторов между собой и с соединительным контактом корпуса, а также не обеспечивает надежной взрывобезопасности.However, this design does not provide the necessary reliability of the contact of the varistors with each other and with the connecting contact of the housing, and also does not provide reliable explosion safety.

Задача предлагаемого технического решения - повышение взрывобезопасности и надежности работы, упрощения технологического процесса сборки и повышения удобства эксплуатации.The objective of the proposed technical solution is to increase the explosion safety and reliability, simplify the assembly process and improve ease of use.

Для решения поставленной задачи в ограничитель перенапряжений нелинейный, содержащий корпус с фланцами на торцах, внутри которого размещен, по меньшей мере, один модуль, включающий колонку варисторов, прижимной узел в виде кольца и узел электрического контакта, расположенный между колонкой варисторов и верхним фланцем, узел электрического контакта выполнен иначе, а To solve the problem, the surge suppressor is non-linear, comprising a housing with flanges at the ends, inside of which at least one module is placed, including a varistor column, a clamping unit in the form of a ring and an electrical contact assembly located between the varistor column and the upper flange, electrical contact is made differently, and

именно в виде скользящего подпружиненного соединения типа вилка-розетка. Кроме того в предлагаемом ограничителе перенапряжений между варисторами размещены тонкие шайбы из мягкой алюминиевой фольги.It is in the form of a sliding spring-loaded connection such as a plug-socket. In addition, the proposed surge suppressor between the varistors contains thin washers made of soft aluminum foil.

Электрический контакт между модулями осуществляется также посредством соединения типа вилка-розетка.Electrical contact between the modules is also carried out by means of a plug-socket connection.

Кроме того в корпусе ограничителя перенапряжений выполнены заглубления, расположенные по поверхности корпуса в шахматном порядке для повышения взрывобезопасности, поверхность корпуса покрыта праймером для увеличения адгезии с поверхностным кремнийорганическим покрытием, что исключает проникновение влаги и повышает качество и надежность работы устройства.In addition, in the case of the surge suppressor, recesses are made located staggered along the surface of the case to increase explosion safety, the surface of the case is coated with a primer to increase adhesion with a surface silicone coating, which eliminates moisture penetration and improves the quality and reliability of the device.

Для удобства пользователей корпус ограничителя перенапряжений закреплен на основании в виде крестовины.For the convenience of users, the surge suppressor housing is fixed to the base in the form of a cross.

Введение предлагаемого комплекса конструктивных усовершенствований в совокупности позволил повысить надежность устройства за счет повышения прочности электрического контакта между деталями и взрывобезопасности корпуса, а также позволил упростить технологию изготовления и повысить удобства при эксплуатации.The introduction of the proposed range of design improvements in the aggregate allowed to increase the reliability of the device by increasing the strength of the electrical contact between the parts and the explosion safety of the housing, and also allowed to simplify the manufacturing technology and improve ease of use.

Предлагаемая конструкция поясняется чертежами, где показаны:The proposed design is illustrated by drawings, which show:

фиг.1 - продольный разрез ограничителя перенапряжения,figure 1 is a longitudinal section of a surge suppressor,

фиг.2 - продольный разрез узла стыковки колонки варисторов с фланцем корпуса,figure 2 is a longitudinal section of the docking node of the varistor column with the housing flange,

фиг.3 - продольный разрез участка корпуса,figure 3 is a longitudinal section of a section of the housing,

фиг.4 - продольный разрез узла стыковки модулей,figure 4 is a longitudinal section of the node docking modules,

фиг.5 - соединение вилка-розеткаfigure 5 - connection of the plug-socket

Ограничитель перенапряжения содержит корпус 1 из стеклопластика. Торцы корпуса закрыты фланцами 2. Внутри корпуса 1 размещены модули 3. Каждый модуль состоит из колонки варисторов 4. Каждый варистор 4 имеет форму шайбы. Между варисторами 4 проложены тонкие шайбы 5 из мягкой алюминиевой фольги. Контактная поверхность варисторных шайб не имеет ровной гладкой поверхности, что снижает надежность контакта между ними. Введение в конструкцию алюминиевых прокладок позволяет устранить этот недостаток. При сжатии колонки варисторов алюминиевые прокладки заполняют зазоры между ними, улучшают контакт варисторов в колонке, а также препятствуют попаданию между ними синтетического термостойкого покрытия (СКТН), которым обрабатывается колонка варисторов.The surge suppressor comprises a fiberglass housing 1. The ends of the housing are closed by flanges 2. Inside the housing 1 there are modules 3. Each module consists of a column of varistors 4. Each varistor 4 has the shape of a washer. Between varistors 4 laid thin washers 5 of soft aluminum foil. The contact surface of the varistor washers does not have a smooth smooth surface, which reduces the reliability of contact between them. Introduction to the design of aluminum gaskets eliminates this drawback. When the varistor column is compressed, aluminum gaskets fill the gaps between them, improve the contact of the varistors in the column, and also prevent the synthetic heat-resistant coating (CTCN) between them being processed by the varistor column.

Контакт между варисторами обеспечивается за счет прижимного узла, который размещен между верхней шайбой колонки и верхним фланцем 2 корпуса. Прижимной узел выполнен в виде скользящего пружинящего соединения типа вилка 6 - розетка 7.The contact between the varistors is provided by the clamping unit, which is placed between the upper washer of the column and the upper flange 2 of the housing. The clamping unit is made in the form of a sliding spring connection type plug 6 - socket 7.

Аналогичная конструкция узла использована для обеспечения контакта между модулями 3, размещенными внутри корпуса 1. Для этого фланцы модулей 8 снабжены отверстиями в середине для соединительных контактов вилка-розетка 7. Сами фланцы 8 не имеют электрического контакта с вилкой-розеткой 7.A similar assembly design was used to ensure contact between the modules 3 located inside the housing 1. For this, the flanges of the modules 8 are provided with holes in the middle for the connecting contacts of the plug-socket 7. The flanges 8 themselves do not have electrical contact with the plug-socket 7.

Модули 3 соединяются между собой посредством муфт 9.Modules 3 are interconnected by means of couplings 9.

Корпус 1 снабжен заглублениями 10 в виде участков с меньшей толщиной стен (до 0,5-1 мм). В случае электроперегрузки варисторов выделяется большое количество тепла и газов, которые могут привести к нарушению целостности корпуса. В предлагаемой конструкции газы скапливаются в местах заглублений и при больших перенапряжениях корпус разрывается, в первую очередь, в местах заглублений. Через образовавшиеся отверстия газы выходят наружу, предотвращая взрыв всей конструкции целиком. Заглубления расположены в шахматном порядке, что способствует повышению взрывобезопасности устройства.The housing 1 is equipped with recesses 10 in the form of sections with a smaller wall thickness (up to 0.5-1 mm). In the case of electrical overload of varistors, a large amount of heat and gases are released, which can lead to a violation of the integrity of the housing. In the proposed design, gases accumulate in the places of deepening and at high overvoltages the body breaks, primarily in places of deepening. Through the holes formed, the gases escape, preventing the entire structure from exploding. The recesses are staggered, which increases the explosion safety of the device.

Для улучшения защитных свойств корпуса на еговнутреннюю поверхность наносят кремнийорганическое покрытие. Предварительное покрытие корпуса специальным составом - праймером - позволяет увеличить адгезию, а следовательно надежность и качество покрытия за счет исключения проникновения влаги между корпусом и покрытием.To improve the protective properties of the housing, an organosilicon coating is applied to its inner surface. The preliminary coating of the housing with a special composition - a primer - allows to increase the adhesion, and therefore the reliability and quality of the coating by eliminating the penetration of moisture between the housing and the coating.

Свободные полости внутри собранного корпуса ограничителя напряжения заполняются синтетическим каучуком термостойким низкомолекулярным СКТН. Заполнение производится за счет создания в полости корпуса вакуума. Для этого через технологическое отверстие в верхнем фланце корпуса подключается насос, создающий вакуум. Через отверстие в нижнем фланце подается СКТН. Такой способ заполнения полостей исключает создание в полости воздушных пузырей. Наличие воздушных пузырей приводит к возникновению токов, которые могут привести к выходу из строя всего устройства.The free cavities inside the assembled housing of the voltage limiter are filled with synthetic rubber heat-resistant low molecular weight SCN. Filling is done by creating a vacuum in the body cavity. To do this, a vacuum pump is connected through a technological hole in the upper flange of the housing. Through the hole in the lower flange is supplied SKTN. This method of filling cavities eliminates the creation of air bubbles in the cavity. The presence of air bubbles leads to the appearance of currents, which can lead to failure of the entire device.

Корпус 1, в котором помещено несколько модулей с варисторами, может быть закреплен на основании в виде крестовины 11. К крестовине корпус крепится с помощью растяжек 12 и муфты 13, жестко закрепленной на корпусе 1. Такое крепления позволяет выполнить опорный вариант ограничителя перенапряжения, который более предпочтителен для ОПН от 150кВ до 750 кВ.The housing 1, in which several modules with varistors are placed, can be fixed on the base in the form of a cross 11. The housing is fastened to the cross with the help of braces 12 and a sleeve 13 rigidly mounted on the housing 1. Such fastening makes it possible to carry out the basic version of the surge suppressor, which is more preferred for arrester from 150 kV to 750 kV.

Ограничитель перенапряжений работает следующим образом. В нормальном эксплуатационном режиме на устройство воздействует рабочее напряжение сети. При возникновении перенапряжений в сети устройство их ограничивает до заданной величины в соответствии с вольтамперной характеристикой устройства. Если произошло повреждение колонки варисторов 1, которое вызвало горение дуги тока короткого замыкания, то в пространстве, где горит дуга, начинает резко возрастать давление и раскаленные газы устремляются к предохранительному клапану. Когда давление достигает уровня срабатывания, клапан срабатывает и раскаленные газы через отверстия в выхлопных крышках фланцев выбрасываются наружу, что способст-The surge suppressor works as follows. In normal operating mode, the device is affected by the operating voltage of the network. When overvoltages occur in the network, the device limits them to a predetermined value in accordance with the current-voltage characteristic of the device. If the varistor column 1 is damaged, which caused a short-circuit current arc to burn, then in the space where the arc burns, pressure begins to increase sharply and hot gases rush to the safety valve. When the pressure reaches the response level, the valve is activated and hot gases through the openings in the exhaust caps of the flanges are thrown out, which

вует снижению давления внутри этого корпуса и предотвращает его взрывное разрушение.It reduces the pressure inside this housing and prevents its explosive destruction.

Применение предлагаемой конструкции позволяет повысить взрывобезопасность и надежность работы, улучшить электрический контакт между элементами конструкции, упростить и удешевить технологический процесс сборки устройства для защиты от перенапряжений.The application of the proposed design can increase the explosion safety and reliability, improve electrical contact between structural elements, simplify and reduce the cost of the technological process of assembly of the device for surge protection.

Список литературыList of references

1. RU, патент 2097862, Н 01 С 7/12, 25.07.951. RU, patent 2097862, H 01 C 7/12, 07.25.95

2. RU, заявка №95114325, Н 02 Н 9/04, 10.08.95 г.2. RU, application No. 95114325, H 02 H 9/04, 08/10/95.

3 RU, патент 2172036, H 01 C, 7/12, 18.08.2000 г.3 RU, patent 2172036, H 01 C, 7/12, 08/18/2000

Claims

1. The surge suppressor is non-linear, comprising a housing with flanges at the ends, inside which at least one module is placed, including a varistor column, a clamping unit in the form of a ring and an electrical contact assembly located between the varistor column and the upper flange, characterized in that the electrical contact node is made in the form of a sliding spring-loaded connection of the plug-socket type.

2. The non-linear surge suppressor according to claim 1, characterized in that thin washers made of soft aluminum foil are placed between the varistors.

3. The non-linear surge suppressor according to claim 1, characterized in that the electrical contact between the modules housed in the housing is through a plug-socket connection.

4. The non-linear surge suppressor according to claim 1, characterized in that the housing is made recesses located on the surface of the housing in a checkerboard pattern.

5. The non-linear surge suppressor according to claim 1, characterized in that the surface of the housing is coated with a primer to increase adhesion with a surface silicone coating.

6. The non-linear surge suppressor according to claim 1, characterized in that the housing is mounted on a base in the form of a cross and connected to it by braces connected to a sleeve that is rigidly fixed to the housing.