SE430443B - Ventilavledare - Google Patents

Description

15 20 25 30 8201342-6 De aktiva delarna i en ventilavledare för utomhusbruk är vanligen inbyggda i ett porslinshus med metalliska ändflänsar. Av tillverkningstekniska 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 var- andra monterade delavledare. Genom att bygga upp en avledare med flera kor- tare porslinshus kan för övrigt större kortslutningssäkerhet uppnås, efter- som tryckavlastning kan anordnas vid varje skarvställe mellan delavledarna.

Vid dessa s k flerdelsavledare kommer dock skarvfästenas läckkapacitanser mot jord att ytterligare förstärka snedfördelningen av spänningen längs av- Iledaren, och således medverka till att toppdelen blir relativt högre påkänd än övriga delar. i För att få en acceptabel spänningsfördelning i de flesta längre Zn0-avledare är det vanligt att koppla styrkondensatorer parallellt med ZnO-blocken. Styr- kondensatorer med tillräckligt stabil kapacitans höjer dock märkbart kostna- den för avledaren.

Enligt ett annat känt förslag kan man förbättra spänningsfördelningen i Zn0- -avledare utan användning av styrkondensatorer genom att använda special- tillverkade varistorblock med egenkapacitanser som ökar successivt i riktning från bottenanslutningen mot toppanslutningen. Kapacitansen hos varistor- blocken kan ändras genom att vid tillverkningen variera tillsatsen av anti- montrioxid (US-patentskriften Ä 276 578). Att bygga ventilavledare med så- dana specialtillverkade varistorblock, som har flera olika materialsamman- sättningar, är dock med hänsyn till ekonomiska aspekter knappast realistiskt.

Enligt föreliggande uppfinning löses ovannämnda problem genom att avledaren bygges med större block i toppen än i de nedre delarna. På så vis får man, utan att behöva använda styrkondensatorer, en viss gradering i spännings- styrningen, vilket kompenserar den kapacitiva läckningen till jord längs avledaren.

Eftersom en tillverkare av ventilavledare ändå måste framställa variator- block i ett antal olika dimensioner för att på ett ekonomiskt sätt kunna bygga ventilavledare för olika ström- och spänningsområden, innebär försla- get enligt uppfinningen ingen ändring i den normala tillverkningen av varis- torblock. Denna tillverkning kan exempelvis omfatta cylindriska block med diametrarna H5, 60 och 75 mm.och med en höjd på ca 25 mm. 10 15 20 25 30 8201342-6 Teoretiskt sett kan önskad spänningsfördelning åstadkommas genom en succes- siv variation av blockarean i avledarens längsriktning. Energiupptagnings- förmågan hos avledaren bestäms dock av den minsta förekommande blockdimen- sionen, och för stora avledare med hög energiupptagningsförmåga är därför den föreslagna metoden förmodligen inget ekonomiskt alternativ. För spän- ningsområdet 245-362 kV däremot, där man hittills byggt avledare med block- diametern 60 mm, kan man i de flesta fall lösa spänningsfördelningen genom att bygga avledarens övre del med block med 75 mm diameter. Kostnadsskillna- den för 75 mm block jämfört med 60 mm block är avsevärt mindre än vad en kapacitiv styrning kostar. En ytterligare fördel ur ekonomisk synpunkt är att vissa block med 75 mm diameter som ej klarar uppställda elektriska krav för 75 mm block kan godkännas och användas i denna tillämpning.

Uppfinningen skall närmare förklaras med hänvisning till bifogade ritning, i vilken fig 1 visar schematiskt i genomskärning en med zinkoxidvaristorer uppbyggd ventilavledare av tidigare känt utförande, fig 2 visar på motsvarande sätt ett utföringsexempel av uppfinningen, och fig 3 visar spänningsfördelningen i längsriktningen för olika avledarkon- struktioner.

Den i fig 1 visade ventilavledaren består av två elektriskt seriekopplade delavledare 1 och 2. Varje delavledare omfattar ett flertal cylindriska zinkoxidvaristorblock 3 anordnade i en stapel. Varistorstapeln är anordnad centralt i ett långsträckt porslinshus U med metalliska ändflänsar 5 och 6.

De båda delavledarna är hopmonterade koaxiellt och orienterade med längs- axeln i vertikal riktning. Avledaren är försedd med en toppanslutning 7 för anslutning till en spänningsförande linje och en bottenanslutning 8 för anslutning till jord. Vid avledarens övre ände är en skärmríng 9 upphängd.

Metallflänsarna vid skarvstället 10 mellan delavledarna 1 och 2 bildar en galvanisk förbindning mellan varistorstaplarna och porslinshusens ytter- ytor.

Ett ZnO-block har en ekvivalent krets bestående av en kapacitans 11 parallell- kopplad med en starkt spänningsberoende resistans 12. Kapacitansen 11 är beroende av blockets sammansättning och dimension och kan exempelvis ligga n 15 20 25 30 82.013 42- 6 mellan 300 och 1200 pF. Vid normal driftspänning överväger den kapacitiva delen av läckströmmen, och de ekvivalenta kapacitanserna 11 skulle om de finge verka ensamma ge en rent linjär spänningsfördelning längs avledaren enligt linje A i fig 3, i vilken U betecknar spänningen i procent av total- spänningen 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 spänningsfördelningen. I fig 1 har med streckade linjer antytts läckkapacitansen 13 för metallflänsarna vid skarvstället 10, vilken exempelvis kan vara av storleksordningen 10 pF. Läck- kapacitanserna gör att högre spänning kommer att råda över varistorerna i avledarens övre del än över varistorerna i den nedre delen. Genom skärmringen 9 uppnås en viss, dock ej tillräcklig förbättring av detta förhållande. Den resulterande spänningsfördelningen för avledaren enligt fig 1 framgår av kur- van B i fig 3.

I fig 2 visas ett exempel på hur en ventilavledare enligt föreliggande upp- 1 hos varistorblocken i den översta delavledaren 1 större än diametern da hos varistorblocken i den nedersta delavledaren 2. Blocken i den översta delavledaren kan exempelvis finning kan vara utförd. I detta fall är diametern d ha en diameter på 75 mm och en kapacitans på ca 1 100 pF, medan blocken i den nedersta delavledaren kan ha en diameter på 60 mm och en kapacitans på ca 700 pF, Kurvan C i fig 3 visar spänningsfördelningen för avledaren enligt fig 2. Som synes kan man med detta utförande uppnå en relativt jämn spännings- fördelning utan användning av styrkondensatorer.

Uppfinningen är inte begränsad till det i fig 2 visade utföringsexemplet med två delavledare, utan uppfinningen omfattar även såväl avledare med ett enda porslinshus innehållande varistorblock av minst två olika storlekar, som avledare med ett större antal delavledare. Variationen av blcckstorleken i avledaren kan ske i ett flertal steg. Exempelvis kan man vid en ventilav- ledare som består av tre koaxiellt på varandra monterade delavledare använda block med H5 mm diameter i den nedersta delavledaren, block med 60 mm diame- ter i den mittersta och block med 75 mm diameter i den översta delavledaren.

Mnn kan även inom en och samma delavledare använda block av olika dimensio- ner' .

Claims (3)

8201342-6 PATENTKRAV

1. Ventilavledare omfattande ett långsträckt isolerande hölje (Ä, U) för- sett med en topp- och en bottenanslutning (7 resp 8) och innehållande ett flertal elektriskt seriekopplade metalloxidvaristorblock (3) anordnade i en stapel eller i flera elektriskt seriekopplade staplar mellan topp- och botten- anslutningen (7, 8), k ä n n e t e c k n a d därav, att varistorblocken (3) vid avledarens toppanslutning (7) har större diameter än varistorblocken vid avledarens bottenanslutning (8).

2. Ventilavledare enligt patentkrav 1 omfattande minst två mellan topp- och bottenanslutningen (7 resp 8) elektriskt seriekopplade delavledare (1, 2), vilka vardera omfattar ett med metallflänsar (5, 6) försett isolerande del- hölje (U) innehållande ett flertal i en vertikal stapel anordnade elektriskt seriekopplade metalloxidvaristorblock (3), k ä n n e t e c k n a d därav, att varistorblocken (3) i den närmast toppanslutningen belägna delavledaren (1) har större diameter än varistorblocken i den närmast bottenanslutningen belägna delavledaren (2).

3. Ventilavledare enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att diametern (d1) hos varistorblocken i avledarens övre ände är minst 20 % och högst 80 % större än diametern (da) hos varistorblocken i avledarens nedre ände. N. Ventilavledare enligt patentkrav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att ett och samma delhölje (U) innehåller varistorblock (3) med olika diametrar.