SE423288B - Ventilavledare - Google Patents

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 .

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 .

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

.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..

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.

Claims (5)

8006103-9 I stället för styrkondensa-torèr det äveñmöjligt att använda Qlinjära styr-motstånd. 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 avledardel

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 ).

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).

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).

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'-