SE423288B - Surge diverter - Google Patents

Surge diverter

Info

Publication number
SE423288B
SE423288B SE8006103A SE8006103A SE423288B SE 423288 B SE423288 B SE 423288B SE 8006103 A SE8006103 A SE 8006103A SE 8006103 A SE8006103 A SE 8006103A SE 423288 B SE423288 B SE 423288B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
diverter
control
valve
voltage
parts
Prior art date
Application number
SE8006103A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE8006103L (en
Inventor
P-A Hellman
L Stenstrom
B Thors
Original Assignee
Asea Ab
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 Asea Ab filed Critical Asea Ab
Priority to SE8006103A priority Critical patent/SE423288B/en
Publication of SE8006103L publication Critical patent/SE8006103L/en
Publication of SE423288B publication Critical patent/SE423288B/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12Overvoltage protection resistors
    • H01C7/123Arrangements for improving potential distribution

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)

Abstract

In a surge diverter with ZnO-block comprising several series-connected diverter parts 1, 2, it has been found that an unevenly distributed temperature rise occurs after a long period of outer fouling. A more uniform temperature distribution can be achieved by biasing the diverter with control impedances 13 so that the greatest voltage stress occurs in the central or lower parts 2 of the diverter. <IMAGE>

Description

_>isoo61os-9 10 _15 20- 25 50 35 De aktiva. delarna i en. ventilavledare för utomhusbruk är vanligen inbyggda- "i ett porslinshus med metalliska ändfläzßar. Av tillverkningstelcfiska skäl kan ett sådant. porslinshus inte göras alltför långt.. Avledare för spänningar högre än ca 150 kV är därför vanligen uppbyggda av två eller flera på va- randra monterade avledardelar. Genom att bygga upp en avledare med flera i kortare porslinshus kan förövrigt större kortslutningssäkerhet uppnås, eftersom tryokavlastnizzg kan anordnas vid varje skarvställe mellan avledar- i delarna . _> isoo61os-9 10 _15 20- 25 50 35 The active. the parts of a. valve diverters for outdoor use are usually built-in "in a porcelain housing with metallic end flaps. For manufacturing reasons can one such. porcelain housing not made too far .. Diversion for voltages higher than about 150 kV are therefore usually built up of two or more edge mounted diverter parts. By building a diverter with several in shorter porcelain housings, moreover, greater short-circuit safety can be achieved, since tryokavlastnizzg can be arranged at each joint between in the parts.

Det har visat sig att vid långvarig yttre nedsmutsning, t ex saltbeläggning, får en ZnO-avledare, som består av flera seriekopplade avledardelar, en ojämnt fördelad temperaturstegring. Detta beror på att en betydande läck- ström flyter längs isolatorytan i smutsbeläggrzingen, som i fuktigt till- stånd elektriskt ledande, varvid stora fluktuationer i potentialen på skarvställenas metallflänsar ' uppträder .It has been found that in the case of prolonged external contamination, e.g. salt coating, gets a ZnO diverter, which consists of several series-connected diverter parts, one unevenly distributed temperature rise. This is because a significant leakage current flows along the insulator surface of the dirt coating, which in moist stand electrically conductive, with large fluctuations in the potential of the metal flanges of the splice points appear.

Eftersom avledarens inre aktiva delar står i galvanisk förbindelse med iso- latorhöljets ytteryta, kommer spänningspåkänningen på. varistorblocken att - påverkas och kan lokalt stiga över det maxinmivärde, för vilket avledaren är dímensionerad. På grund av ZnO-blockens- starka olinjaritet (liten skillnad i spänning ger stor skillnad i ström) kommer den resistiva läokströmmen genom blocken i delar av avledaren att därvid öka temporärt och förorsaka en onormal temperaturhöjning på blocken. Eftersom den resistiva läckström- men hos ZnO-block är starkt temperatur-beroende, kommer den onormala tempera- turstegringen att medföra en ytterligare läckströmsökrxing. Detta kan så små- ningom leda till att varistorblocken förstörs.Since the internal active parts of the diverter are in galvanic connection with the the outer surface of the lator housing, the voltage will come on. varistor blocks that - is affected and can locally rise above the maximum minimum value for which the diverter is dimensioned. Due to the strong nonlinearity of the ZnO blocks (small difference in voltage gives a big difference in current) comes the resistive läok current through the blocks in parts of the diverter to thereby temporarily increase and cause an abnormal temperature rise on the blocks. Since the resistive leakage current but in ZnO blocks is strongly temperature dependent, the abnormal temperature will the increase in speed to lead to a further leakage current increase. This can so small- cause the varistor blocks to be destroyed.

Olika lösningar har föreslagits för att komma till rätta med ovannämnda problem. Ett förslag går ut på. att man i skarvställena mellan avledardelarna använder isolerande skarvfästen; så. att man på dessa ställen undviker galva- nisk förbindning mellan avledarens aktiva delar och isolatorhöljets ytter- yuo; En oåaon lösning är aook svår att tillämpa i en praktisk konstruktion.Various solutions have been proposed to deal with the above problem. A proposal is based on. that in the joints between the diverter parts uses insulating joint brackets; so. that galvanizing is avoided in these places technical connection between the active parts of the diverter and the outer part of the insulator housing yuo; An oåaon solution is aook difficult to apply in a practical construction.

Ett annat förslag går ut på att man parallellkopplar samtliga avledarblock med en separat kedja styrkondensatorer för att på. samma sätt som *i avledare med gnistgap och kiselkarbidblock åstadkomma en jämnare snäuningsfördelning.Another proposal is to connect all diverter blocks in parallel with a separate chain control capacitors to on. same as * in diverter with spark gaps and silicon carbide blocks achieve a more even snow distribution.

Genom en sådan rent symmetrisk styrning med lika stor kapacitans över samt- liga block man visserligen reducera temperaturstegringen, men för att komma ned till acceptabla värden erfordras hög kapacitans, vilket innebär höga 'kostnader . 10 15 20 25 50 8006103-9 Enligt föreliggande uppfinning löses ovannämnda problem genom att man av- siktligt snedstyr avledaren, så att den högsta spänningspålcärmingen inträffar i avledarens mellersta eller nedre delar. Detta kan uppnås genom att sätta in styrimpedanser, företrädesvis kondensatorer, endast i avledarens toppdel eller översta delar. Därigenom erhålles en jämnare temperaturfördelning mellan varistorblocken vid yttre nedsmutsning av avledaren. Dessutom åtgår mindre mängd kondensatorer än vid det tidigare föreslagna utförandet med symmetrisk kapacitiv styrning. En ytterligare fördel är att kraven på skärm- ring kan reduceras. Det är även tänkbart att man med denna lösning i vissa fall helt skulle kunna slopa skämringen eller klara sig med en relativt liten skärmring för undvikande av korona vid avledarens toppanslutning.By such a purely symmetrical control with equal capacitance over the blocks one admittedly reduce the temperature rise, but to getting down to acceptable values requires high capacitance, which means high costs . 10 15 20 25 50 8006103-9 According to the present invention, the above-mentioned problems are solved by visibly skew the arrester, so that the highest voltage surge occurs in the middle or lower parts of the diverter. This can be achieved by putting control impedances, preferably capacitors, only in the top part of the diverter or top parts. Thereby a more even temperature distribution is obtained between the varistor blocks in the event of external contamination of the diverter. Also needed smaller amount of capacitors than in the previously proposed embodiment with symmetrical capacitive control. An additional advantage is that the requirements for ring can be reduced. It is also conceivable that with this solution in some case could completely abolish the twilight or cope with a relative small shield ring to avoid corona at the top connection of the diverter.

En tänkbar förklaring till att jämnare temperaturfördelning uppnås genom en osymmetrisk styrning enligt uppfirmingen är att vid en avledare som under viss tid är placerad i saltdimma, komer saltlösning att avsätta sig på iso- latorytan och droppa ned från avledarens övre delar och ge en tjockare 'be- läggning med högre ledningsförmåga på isolatory-taxus nedre del.A possible explanation for the more even temperature distribution being achieved by a asymmetric control according to the invention is that at a diverter as below for a certain time is placed in salt mist, saline solution will settle on the insulation surface and drip down from the upper parts of the diverter and give a thicker laying with higher conductivity on the lower part of the isolatory yew.

Uppfinningen skall närmare förklaras med hänvisning till bifogade ritning, i vilken fig 1 visar sohematiskt i genomskäming en med zinkoxidvaristorer uppbyggd ventilavledare av tidigare känt utförande, fig 2 visar på. motsvarande sätt ett utföringsexempel av uppfinningen och fig 5 visar späzmingsfördehzingen i längsriktningen för olika avledarkonstrzzk- tioner.The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows sohematically in cross-section one constructed with zinc oxide varistors valve diverter of previously known design, Fig. 2 shows. correspondingly an embodiment of the invention and Fig. 5 shows the longitudinal spreading distribution for different diverter structures. tioner.

Den i fig 1 visade ventilavledaren består av två elektriskt seriekopplade avledardelar 1 och 2. Varje avledardel omfattarett flertal cylindriska zinkozidvaristorblook 5 anordnade i en stapel. Varistorstapeln är anordnad centralt i ett lêngsträckt porslinshus 4 med metalliska änd- flàinsar 5 och 6. De båda avledardelarna är hopmonterade koaxiellt och orien- terade med längsaxeln i vertikal riktning. Avledaren är försedd med en topp- anslutning 7 för anslutning till en spänningsförande linje och en botten- anslutning 8 för anslutning till jord. Vid avlsdarens övre ände är en skärm- ring 9 upphängd. Metallfläzxsama vid skarvstället 10 mellan avledardelarna 1 och 2 bildar en galvanisk för-bindning mellan varistorstaplama ooh pors- linshusens ytterytor. 10 15 _20 25 30 35 søn61os-9 _ Ett IZnO-block' har en ekvivalent krets bestående av en kapacitans 11 parallell- kopplad med .en starkt spänningsberoende resistans 12._Vid normal driftspän- ning överväger den kapacitiva delen-av läckströmmen, och de ekvivalenta kapa- citaneerna 11 skulle om de finge verka ensamma. ge en rent linjär spännings- fördelning längs avledaren' enligt linje A i fig 5, i vilken U betecknar spän- ningen fi procent av totalspäzmingen över avledaren, och h betecknar avståndet från bottenflänsen i' procent av avledarlängden. Mellan avledaren och jord ' finns dock fördelade läckkapacitanser som ger en snedvridning av spännings- fördelningen, så att högre spänning kommer att råda över avledazcens övre del.The valve diverter shown in Fig. 1 consists of two electrically connected in series diverter parts 1 and 2. Each diverter part comprises a plurality of cylindrical ones zincozide varistor block 5 arranged in a stack. Varistor stack is arranged centrally in an elongated porcelain housing 4 with metallic ends. flanges 5 and 6. The two diverter parts are assembled coaxially and oriented with the longitudinal axis in the vertical direction. The diverter is equipped with a top connection 7 for connection to a live line and a bottom connection 8 for connection to earth. At the upper end of the breeder is a screen ring 9 suspended. The metal flakes at the joint 10 between the diverter parts 1 and 2 form a galvanic bond between the varistor stacks and porous the outer surfaces of the lens housings. 10 15 _20 25 30 35 sun61os-9 An IZnO block 'has an equivalent circuit consisting of a capacitance 11 in parallel. coupled with .a strong voltage-dependent resistance 12._With normal operating voltage consider the capacitive part of the leakage current, and the equivalent capacitance the citans 11 would, if they could, seem alone. give a purely linear voltage distribution along the diverter 'according to line A in Fig. 5, in which U denotes voltage fi percent of the total voltage across the diverter, and h denotes the distance from the bottom flange in 'percent of the diverter length. Between the diverter and ground However, there are distributed leakage capacitances which give a distortion of the voltage the distribution, so that higher voltage will prevail over the upper part of the diverter shaft.

Genom skämringen 9 uppnås en viss förbättring av detta förhållande. Den re- sulterande spänningsfördelningen för avledaren enligt fig 1 framgår av kurvan IB i fig 3. ~ Genom det ovannämnda föreslagna utförandet med en symmetrisk kapacitiv styr- ning och skärmring åstadkommas en något jämnare späzmingsfördelning enligt _ kurvan G i fig 3. Fortfarande. ligger dock en högre spänning över avledarens övre» del än över den nedre.By the cutting ring 9 a certain improvement of this condition is achieved. The re- The voltage distribution for the arrester according to Fig. 1 is shown in the curve IB in Fig. 3. ~ By the above-mentioned proposed embodiment with a symmetrical capacitive control and a shielding ring, a slightly more even spasm distribution is achieved according to curve G in Fig. 3. Still. however, a higher voltage is across the diverter upper »part than over the lower.

.I fig' 2 visas ett exempel på. hur en ventilawwrlqedare enligt föreliggande uppfinning kan vara utförd. Parallellt med varistorblocken 5 i den övre avledardelen 1' är här en kedja av styrkondensatorer 15 anordnade. Konden- satorerna förbundna med varistorstapeln genom metallbrickor 14, varvid mellan två närliggande sådana brickor ett lämpligt antal varistorblock kan vara anordnade. I den nedre avledardelen 2 finns vid detta utförandet inga styrimpedanser, och avledaren saknar skämring (eventuellt kan det vara nödvändigt att anordna en liten skärmring för koronaskydd i direkt anslutning till avledarens toppflalrxs). Styrkondensatorkedjan kan exempel- vis ha en kapacitans av samma storleksordning som varistorblockens egen- kapacitans. Med en avledare enligt fig 2 erhålles en epänningsfördelnirig enligt kurvan I) i fig 5, varvid exempelvis 54 % av totalspäamingen ligger över avledarens bottendel 2 och 46 i» över toppdelen 1 (utan yttre smuts- erika). nen lampligeeve faeaeiningen kan aeek variera från fen un fail..Fig. 2 shows an example of. how a valve conductor according to the present invention can be performed. In parallel with the varistor blocks 5 in the upper the diverter part 1 'is here arranged a chain of control capacitors 15. Condensed the sensors connected to the varistor stack by metal washers 14, wherein between two adjacent such washers an appropriate number of varistor blocks can be arranged. In the lower diverter part 2 there is in this embodiment no control impedances, and the diverter lacks twilight (possibly it can be necessary to arrange a small shield ring for corona protection in directly connection to the diverter's top flalrxs). The control capacitor chain can, for example, have a capacitance of the same order of magnitude as the property of the varistor blocks capacitance. With a diverter according to Fig. 2, an opening distribution is obtained according to curve I) in Fig. 5, where, for example, 54% of the total voltage is over the bottom part 2 and 46 of the diverter i »over the top part 1 (without external dirt erika). nen lampligeeve faeaeiningen kan aeek vary from fen un fail ..

Ur produktions- och lagerhållriíngssynpunkt, är det» givetvis en fördel om man i samma avledare kan använda styrkondensatorer av en och samma storlek. Det kan dockvara lämpligt. att i vissa fall använda kondensatorer av olika stor- lek i olika avledardelar. Exempelvis kan man i en tredelsavledare använda i styrkondensatorer på. t ex 1000 pF i toppdelen, 500 pF i mittdelen* och inga kondensator-er alls i-bottendelen. I princip kan man även tänka sig att an- vända. olika kondensatorer i samma avledardel.From a production and warehousing point of view, it is »of course an advantage if one in the same arrester can use control capacitors of one and the same size. The may, however, be appropriate. to use in some cases capacitors of different sizes play in different diverter parts. For example, you can use a third-party arrester in control capacitors on. eg 1000 pF in the top part, 500 pF in the middle part * and none capacitor-is all in-bottom part. In principle, it is also conceivable that turn. different capacitors in the same arrester part.

Claims (5)

8006103-9 I stället för styrkondensa-torèr det äveñmöjligt att använda Qlinjära styr-motstånd. PATEWIKRAV8006103-9 Instead of control capacitors, it is also possible to use linear control resistors. PATEWIKRAV 1. Ventilavledare omfattande minst två mellan en topp- och en bottenanslut- ning (7 resp 8) elektriskt seriekopplade avledardelar (1, 2), vilka vardera omfattar ett med mecallfläzæar (5, 6) försett :solar-arne helga (4) imanen- ande ett flertal i en vertikal stapel anordnade elektriskt seriekopplade metalloxidvaristorblock (5), varvid metallflänsarna i skarvstället mellan avledardelarzxa (1, 2) bildar galvanisk förbindning mellan varistorstaplarna och höljets (4) ytteryta, k ä n n e t e c k n a d därav, att parallellt med åtminstone en del av varistorblocken i den närmast toppanslutningen belägna avledardelen (1) är impedanselement (15) irxkopplade för snedstyrning av spänningen längs avledaren på. sådant sätt, att den högsta. spänning-spå.- känningen inträffar i en närmare bottenanslutningen belägen avledardelValve diverter comprising at least two diverter parts (1, 2) electrically connected in series between a top and a bottom connection (7 and 8, respectively), each of which comprises a mecall bracket (5, 6) provided: solar-arne helga (4) imanen a plurality of electrically connected metal oxide varistor blocks (5) arranged in a vertical stack, the metal flanges in the joint between the diverter dividers (1, 2) forming a galvanic connection between the varistor stacks and the outer surface of the housing (4), characterized in that at least parallel to of the varistor blocks in the diverter part (1) located closest to the top connection, impedance elements (15) are switched on irregularly to control the voltage along the diverter on such that the highest. voltage-prediction.- the sensation occurs in a diverter part located closer to the bottom connection 2. Ventilavledare enligt patentkrav 1, k'- ä n n e t e c k n a d därav, att styrimpedanselementen (15) är anordnade att åstadkomma en osymmetrisk spän- ningsfördelnixag längs avledaren på sådant sätt, att spänningen över den (2) av två. seriekopplade avledardelar (1 , 2) som ligger närmare bottenanslut- ningen (8) är högre än spärmingen över den närmare toppanslutningen (7) liggande delen (1 ).Valve arrester according to claim 1, characterized in that the control impedance elements (15) are arranged to provide an asymmetric voltage distribution axis along the arrester in such a way that the voltage across it (2) of two. series-connected diverter parts (1, 2) which are closer to the bottom connection (8) are higher than the bias over the part (1) lying closer to the top connection (7). 5. Ventilavledare enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att styrmpeaanselementen (15) bildar en graaeraa sfyrkeaja, 1 v11- ken impedansen hos :Lmpedanselementen ökar stegvis med ökande avstånd från toppa-ns lutningen (7).Valve diverter according to Claim 1 or 2, characterized in that the control element elements (15) form a gray sphere, in which the impedance of: The impedance elements increases stepwise with increasing distance from the slope of the peak (7). 4. Ventilavledare enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d. därav, att endast den (de) översta av avledardelarna (1, 2) är försedd(a) med styrimpedanselement (13).Valve diverter according to one of the preceding claims, characterized in that only the top (s) of the diverter parts (1, 2) are provided (a) with control impedance elements (13). 5. Ventilavledare enligt något av föregående patentkrav, k ä. n n e - t e c k ne a. d därav, att styrimpedanselementen (15) utgöres av kondensato- 1361'-Valve diverter according to one of the preceding claims, characterized in that the control impedance elements (15) are constituted by capacitors.
SE8006103A 1980-09-02 1980-09-02 Surge diverter SE423288B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8006103A SE423288B (en) 1980-09-02 1980-09-02 Surge diverter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8006103A SE423288B (en) 1980-09-02 1980-09-02 Surge diverter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE8006103L SE8006103L (en) 1982-03-03
SE423288B true SE423288B (en) 1982-04-26

Family

ID=20341648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8006103A SE423288B (en) 1980-09-02 1980-09-02 Surge diverter

Country Status (1)

Country Link
SE (1) SE423288B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SE8006103L (en) 1982-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100923009B1 (en) Wind power installation
AU2002228247B2 (en) Electrical insulators, materials and equipment
US9088153B2 (en) Series R-C graded gap assembly for MOV arrester
WO2012003074A1 (en) Grading devices for a high voltage apparatus
US20100265623A1 (en) High Voltage Surge Arrester And Method Of Operating The Same
US4276578A (en) Arrester with graded capacitance varistors
SE424932B (en) surge
SE423288B (en) Surge diverter
US5289335A (en) Compound lightning arrester for low voltage circuit
US4547831A (en) Surge arrester
CN105355342A (en) Line lightning arrester
US2763818A (en) Lighting arrester
Anis Insulation coordination
CA1162232A (en) Surge arresters
CN203673900U (en) 10 kV distribution circuit lightning protection apparatus
SE438570B (en) COVERED HIGH VOLTAGE DERIVERS
KR100993595B1 (en) Carbon grounding module for impedance reduction type
US20210231107A1 (en) Electrical protection system for wind turbines
CN205282878U (en) Line gap
CA3114211A1 (en) Externally gapped line arrester
CN112534522B (en) Varistor device for protecting a plurality of conductors from power surges
CA2027288A1 (en) Series gapped metal oxide surge arrester
DE2920979A1 (en) OVERVOLTAGE PROTECTION DEVICE FOR PROTECTING LOW-VOLTAGE SYSTEMS
US3819987A (en) Sparkover stabilizing means for an ungraded surge voltage arrester
US3467936A (en) Lightning arrestor and method of using the same

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8006103-9

Effective date: 19920408

Format of ref document f/p: F