SE527132C2 - Ventilavledare - Google Patents

Description

00 0 0 000 0 00 0 00 0000 I 00 0 0 0 0 0 0 000 0 0 0000 0 0 0 0000 000 0000 000 I 10 15 20 25 30 35 I I OQO I I II IIIO II O ICÛI II C I 50 120 ::::-.:::.':::. .°:::'.': L v-- ç°yu:: :- :~ rw".::; :: 2 ändelektroderna. För att uppnå förbättrad hållfasthet mot transversell mekanisk påverkan har ett centralt pivotorgan placerats mellan den ena ändelektroden och det närmast belägna zinkoxidblocket i stapeln.

Dimensioneringen av en ventilavledare är kritisk och eftersom dess funktion som skydd för exv. en transformator innebär att den kortvarigt ska leda stor ström, kan man aldrig helt utesluta risken för haveri. Detta kan t.ex ske genom jonisering och elektriska urladdningar i eller runt varistorblocken som med tryckstegring p.g.a. gasgenerering kan spränga ventilavledarens hölje.

Det är därför inte lämpligt att höljet är gjort av ett material som kan fragmenteras vid inre tryckstegring utan istället av gummi eller likartat material. Å ena sidan bör höljet vara så starkt att det aktivt kan motverka att delar av varistorerna slungas ut. Å andra sidan bör det kunna medge tryckavlastning genom att genererad gas kan släppas ut utan att höljet helt sprängs sönder.

Denna balansgång anvisar man en lösning till i US 5,050,032 (SE 516 123), där varistorstapel och spännöglor är radiellt omslutna av ett sprängskyddande bandage av isolerande material försett med öppningar för tryckavlastning. Det sprängskyddande bandaget kan bestå av ett flertal rörformade ringar anordnade med viss distans axiellt mellan dem. Höljet, exv. av gummi, pågjutes så materialet även fyller utrymmet mellan varistorstapeln och ringarna. Det sprängskyddande bandaget kan bestå av en härdplast med kontinuerligt lindad glas- eller aramidfiber och får då en väsentligen kvadratisk form.

Med ring förstås SE 516 123 och i denna ansökning väsentligen varje sluten kurva och således även sådana som avviker från cirkulär form.

Praktiska erfarenheter har visat att utförandet enligt nämnda SE 516 123 har flera kritiska parametrar. Om ringarna har för stort avstånd till varistorstapeln måste man öka isolantens volym, vilket givetvis ökar kostnaden, men framför allt försämras kortslutningsprestandan genom att gummit, eller motsvarande, innanför ringarna hindrar OO O O o OO 000! l I I QIO I 0 Iloo to! I 0000 O CO O O I I 0 0900 Oct 10 15 20 25 30 35 (fl J J -à (Q NJ nano oc o o c o co oo o o I c n n a - n a n n enn» o u u u n ø Q n a a q p nu oo nu q a. a. avledaren frán att ventilera och ett högre tryck byggs upp.

Ett mycket váldsammare kortslutningsbeteende blir följden.

Ringarna bör därför ligga sä nära stapeln som möjligt. Å andra sidan fär inte ringarna ligga i direkt kontakt med blocken. Om ingen spalt finns mellan ringar och block, fyllt med gummi eller motsvarande, får man ett oerhört kraftigt sprängförlopp av blocken, lindningarna slits av och bitar av blocken kastas ut.

Den föreslagna tillnärmelsevis kvadratiska lindningen ger av naturliga skäl en betydande variation av avständet mellan blocken och ringarna. Till detta kommer att det successiva päförandet av flera varv komprimerar öglorna och sänker spänningen, ger slack, i de innersta varven. Dessa varv hänger dä ned mot stapeln. Se Fig. 2. Risken att ”buken” när stapeln är stor om inte lindning sker med avtagande dragspänning.

UPPFINNINGENS SYFTE Ett första syfte med föreliggande uppfinning är att erbjuda en ventilavledare för mellanspänning och högspänning med ett förutsägbart beteende vid haveri.

Ett andra syfte med föreliggande uppfinning är att erbjuda en ventilavledare som kan tillverkas med mindre spridning av prestanda än hittills kända.

Ett huvudsyfte med föreliggande uppfinning är att erbjuda en ventilavledare som har förbättrade kortslutningsprestanda, mindre volym och kan tillverkas mer ekonomiskt än enligt känd teknik.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning avser en ventilavledare innefattande en stapel av ett flertal cylindriska varistorblock, vilka är anordnade efter varandra i varistorblockens axelriktning, mellan en övre ändelektrod och en undre ändelektrod. Runt 0 00 0 0 0 0 0 0000 000 0000 0 0 00 0000 0 000 0 000 0 00 00 0 0 O I 0 0 000 0000 10 15 20 25 30 35 4 stapeln finns spännorgan, av isolerande material innefattande minst tre öglor av kontinuerligt lindad fiber, som förbinder den övre ändelektroden med den undre ändelektroden samt ett sprängskyddande bandage i form av ett flertal ringar eller band lindade av fiber, och ett omslutande elektriskt isolerande, yttre hölje av gummi eller annat polymert material.

I ventilavledaren enligt uppfinningen är Öglorna lindade av glasfiber och uppvisar ett asymmetriskt tvärsnitt.

ALLMÄN BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Uppfinningstanken bygger pá insikten att ventilavledare ibland belastas sà att de havererar och att detta t.o.m. kan ske med fara för människor och näraliggande utrustning, samt erfarenheten att det hittills visat sig vara svart att tillverka stora serier av ventilavledare med jämn kvalitet, mätbara prestanda och förutsägbart haveribeteende.

För att lösa detta problem föreslás enligt föreliggande uppfinning att man, bygger en ventilavledare innefattande en stapel av ett flertal cylindriska varistorblock, mellan en övre ändelektrod och en undre ändelektrod. Runt stapeln placerar man spännorgan, av isolerande material innefattande minst tre öglor av kontinuerligt lindad fiber, som förbinder den övre ändelektroden med den undre ändelektroden. Öglorna lindas av glasfiber och uppvisar ett asymmetriskt tvärsnitt. Med detta menas att tvärsnittet av öglornas tvà parter är spegelbilder av varandra, alltsa att om man gör ett radiellt snitt genom ventilavledaren skär snittet genom varje ögla tva gånger och erhållna snittytor är varandras spegelbilder men inte utan rotation kan täcka varandra. Inom uppfinningens ram kan man sáledes mycket väl använda snittytor som har en eller flera symmetriaxlar, bara de bada snittytorna är spegelbilder till varandra och respektive symmetriaxlar inte är parallella. 0 00 0000 0 00 0 0 0 g 0 0 000 0 0 0000 000 0 0 0 0000 000 0000 000 10 15 20 25 30 35 Runt stapeln av varistorer samt spännorgan anordnar man ett sprängskyddande bandage i form av ett flertal ringar eller band. Ringarna eller banden är lämpligen lindade av aramid- eller PBO-fiber med epoxi- eller vinylestermatris. Öglorna ska ligga an mot stapeln och det sprängskyddande bandaget ska ligga an mot Öglorna sä att dessa pressas mot stapeln.

Det är angeläget att öglornas asymmetriska tvärsnitt är sa formade och placerade att inte enbart tva hörn, ett pä vardera parten, ligger an mot varistorstapeln som i tidigare känd teknik med rektangulära tvärsnitt pá Öglorna. Lämpligen kan öglornas asymmetriska tvärsnitt anpassas för att öka anliggningsytan mot varistorstapeln.

Vidare kan öglornas asymmetriska tvärsnitt anpassas för att korta det fria spannet för ringarna eller banden inuti öglorna och/eller anpassas för att möjliggöra att ringarna eller banden ska kunna lindas närmare stapeln.

Man kan också anpassa öglornas asymmetriska tvärsnitt sä att ringarnas eller bandens form blir tillnärmelsevis cirkulär.

I en föredragen utföringsform motsvarar öglornas tvärsnitt väsentligen tva spegelvända romber eller romboider.

KORTFATTAD FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall nu närmare beskrivas i anslutning till bifogad ritning där Fig. l schematiskt visar en ventilavledare ingjuten i ett elektriskt isolerande hölje; Fig. 2 schematiskt visar samma ventilavledare före ingjutningen i det elektriskt isolerande höljet; Fig. 3 schematiskt visar ett axiellt snitt genom ventilavledaren enligt Fig.2; 00 0 0 0 0 0 0000 000 0000 0 0 00 0 00 0000 0 0 0 0 00 0 0 0 I I 0 0 000 0 0 0 0 0 0 0 0 00 00 000 0000 00.

.OO 00 0000 00 0 I 0 0 10 15 20 25 30 35 C Q 4 2 f* I': -. ' ;' ;”;§ _ :. .: 6 Fig. 4 schematiskt visar ett radiellt snitt genom ventilavledaren enligt Fig.2; Fig. 5 pà motsvarande sätt som i Fig. 4 schematískt visar ett radiellt snitt genom en tidigare känd ventilavledare; och Fig. 6 är en förminskad och nagot förenklad àtergivning av Fig. 3.

BESKRIVNING AV FÖRESLAGEN UTFÖRINGSFORM Fig. 1 visar en ventilavledare 1 med en övre ändelektrod 11 en undre ändelektrod 12 och ett elektriskt isolerande hölje 19.

Fig. 2 visar motsvarande ventilavledare 1 utan det elektriskt isolerande höljet. En stapel 10, innefattande sju cylindriska varistorblock l0a med cirkulärt tvärsnitt, är anordnad mellan den övre ändelektroden 11 och den undre ändelektroden 12. Varistorblockens l0a symmetriaxlar sammanfaller. Varistorblockens l0a diameter är 60mm och deras höjd 40mm.

Runt stapeln 10 finns spännorgan 15 i form av fyra öglor varav tre 15a syns i figuren. Öglorna 15a är lindade av kontinuerlig glasfiber och impregnerade med epoxi. Öglorna 15a löper runt skuldror lla pà den övre ändelek- troden 11 och skuldror l2a pá den undre ändelektroden 12 och spänner ändelektroderna 11,12 mot stapeln 10 och skapar därigenom önskat kontakttryck mellan varistorblocken l0a. Öglorna 15a ligger an mot stapeln 10 med varistorblock l0a.

Utanför öglorna 15a finns ett sprängskyddande bandage 16 i form av sju ringar l6a, placerade väsentligen mitt pà höjden för respektive varistorblock l0a. Ringarna l6a är lindade av aramidfiber i epoximatris och ligger hárt an mot öglorna 15a sá att dessa pressas mot varistorblocken l0a.

Ringarnas 16a höjd är 20mm och deras tjocklek Smm. Mellan oo o o Oo O v o oo oooo o o oo o o o o o o ooo o o oooo ooo 0 o oooo o ooo ooo .I IQ'- Û o o o o o o o o o g . oo oo oo ooo o 10 15 20 25 30 35 cm r-o ~ :J tvà näraliggande ringar l6a, mitt för kontaktytan mellan aktuella varistorblock 10a, finns en, ungefär 20 mm hög, ringformad öppning 17 för att medge tryckavlastning.

Fig. 3 visar ett axiellt snitt genom samma ventilavledare 1 som Fig. 2, alltsa utan det elektriskt isolerande höljet. Utöver de detaljer som visats i Fig. 2 syns mellan den undre ändelektroden 12 och stapeln 10 en pivotbricka 14 och mellan den övre ändelektroden ll och stapeln 10 ett längdjusteringsdon 13. Längdjusteringsdonet 13 är, till uppgift att förlänga stapeln sa att spännkraften i i förenklande syfte, icke visat i detalj, men har öglorna l5a verkligen ger önskat kontakttryck mellan varistorblocken i stapeln 10. I ändelektroderna finns gängade hal 1lb,12b för att fungera som elektrisk anslutning eller möjliggöra seriekoppling av tva eller flera ventilavledare 1.

Fig. 4 visar med ett radiellt snitt genom samma ventilavledare 1 som Fig. 2, alltsa utan det elektriskt isolerande höljet, en sektion av ventilavledaren 1. I sektionen syns ett varistorblock 10a, ett spännorgan med fyra öglor l5a och ett omgivande sprängskyddande bandage bestående av en ring l6a av aramidfiber med epoximatris.

Snittet genom öglorna 15a uppvisar, för varje ögla l5a, parvis spegelvända romboider V,H.

Fig. 5 visar, pá samma sätt som Fig. 4 med ett radiellt snitt genom en tidigare känd ventilavledare 2 en sektion av ventilavledaren 2. Ventilavledaren 2 är utförd exv. enligt US 5,050,032 (SE 516 123 C2) där en stapel av varistorblock 20a omges av ett spännorgan med fyra öglor 25a, med rektangulära, symmetriska tvärsnitt, som i sin tur omges av ett sprängskyddande bandage i form av ringar 26a av aramidfiber.

I Fig. 4 och Fig. 5 är ringarnas l6a och 26a utseende endast visade schematiskt med fem linjer vilkas form medvetet ej ritats skalenligt. Syftet är att belysa just de problem som kan uppstà vid tillverkning och som aktuell uppfinning avser att minska eller förhoppningsvis helt eliminera.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 RÖ" '(22 8 PATENTKRAV

1. Ventilavledare (1) innefattande en stapel (10) av ett flertal cylindriska, företrädesvis av metalloxid utförda varistorblock (lOa), vilka är anordnade efter varandra i varistorblockens (10a) axelriktning, en övre ändelektrod (ll) och en undre ändelektrod (12), spännorgan (15) av isolerande material innefattande minst tre öglor (l5a) av kontinuerligt lindad glasfiber, som för- (ll) varvid var och en av nämnda öglor binder den övre ändelektroden med den undre ändelektro- den (12), en första och en andra part, (15a) innefattar (16) lindade av fiber, ett sprängskyddande bandage i form av ett flertal ring- (16a) (16) radiellt omsluter varistorstapeln (10) (l5a), ar eller band varvid nämnda bandage och spännöglorna och ett omslutande, elektriskt isolerande, yttre hölje (19) av gummi eller annat polymert material, kännetecknad av att ett första tvärsnitt (V) hos den första parten är spegel- symmetriskt mot ett andra tvärsnitt (H) hos den andra par- ten, och att en symmetriaxel hos det första tvärsnittet lutar mot en motsvarande symmetriaxel hos det andra tvär- snittet.

2. Ventilavledare (1) kännetecknad av att öglornas (l5a) asymmetriska tvärsnitt är enligt patentkrav 1, sa formade och placerade att inte enbart tvà hörn, ett pà vardera parten, ligger an mot varistorstapeln (10).

3. Ventilavledare (1) enligt patentkrav 1, 10 15 20 25 É27 132 q kännetecknad av att öglornas (l5a) asymmetriska tvärsnitt är anpassade för att öka anliggningsytan mot varistorstapeln (10).

4. Ventilavledare (1) kännetecknad av att öglornas (l5a) asymmetriska tvärsnitt är enligt patentkrav 1, anpassade för att korta det fria spannet för ringarna eller banden (l6a) inuti öglorna (l5a).

5. Ventilavledare (l) kännetecknad av att öglornas (l5a) asymmetriska tvärsnitt är enligt patentkrav l, anpassade för att möjliggöra att ringarna eller banden (l6a) kan lindas närmare stapeln (10).

6. Ventilavledare (1) enligt patentkrav 1, kännetecknad av att öglornas (l5a) asymmetriska tvärsnitt är anpassade sa att ringarnas eller bandens (l6a) form blir tillnärmelsevis cirkulär.

7. Ventilavledare (l) enligt patentkrav l, kännetecknad av att öglornas (l5a) motsvarar tvà spegelvända romber eller romboider (V,H). tvärsnitt väsentligen

8. Ventilavledare (l) kännetecknad av att ringarna eller banden enligt nàgot av tidigare patentkrav, (l6a) av aramidfiber eller PBO-fiber med en epoxi- eller vinyl- är lindade estermatris.