Ограничитель грозовых и коммутационных перенапряжений

(51) 02 9/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ Техническим результатом является исключение влияния продуктов электроэрозии, частиц пыли и влаги на работоспособность, в результате чего повышается стабильность работы ограничителя и порога его срабатывания,увеличивается длительность срока эксплуатации при мощных перенапряжениях. Это достигается тем, что ограничитель грозовых и коммутационных перенапряжений, включающий электроды, размещенные в корпусе с ножевыми электрическими выводами, согласно полезной модели, снабжен двумя электродами с наличием отверстия в середине, между которыми размещен диэлектрик из плоского фторопластового кольца,при этом отверстия двух электродов закрыты двумя предохранительными резиновыми клапанами.(74) Тусупова Меруерт Кырыкбаевна Дюсенов Еркебулан Рамазанович(57) Полезная модель относится к электротехнике, а именно к ограничителям грозовых и коммутационных перенапряжений и может быть использована для грозозащиты и защиты от перенапряжений аппаратуры железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ). Полезная модель относится к электротехнике, а именно к ограничителям грозовых и коммутационных перенапряжений и может быть использована для грозозащиты и защиты от перенапряжений аппаратуры железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ). Известен ограничитель грозовых и коммутационных перенапряжений типа РВНШ-250 или РКН-600 (керамический корпус с ножевыми электрическими выводами), предназначенный для защиты изоляции цепей с напряжением переменного тока не более 450 В и постоянного тока не более 650 В в аппаратурах ЖАТ от импульсных перенапряжений, возникающих в результате грозовых разрядов и коммутационных процессов в линиях электропитания//.//1/./. Недостатками данных аналогов являются влияние продуктов электроэрозии, частиц пыли и влаги на работоспособность, нестабильность работы ограничителя и низкий порог его срабатывания,недостаточная длительность срока эксплуатации при мощных перенапряжениях. Задачей полезной модели является создание ограничителя грозовых и коммутационных перенапряжений(далее ОГКП-004) с улучшенными техническими характеристиками. Техническим результатом является исключение влияния продуктов электроэрозии, частиц пыли и влаги на работоспособность, в результате чего повышается стабильность работы ограничителя и порога его срабатывания,увеличивается длительность срока эксплуатации при мощных перенапряжениях. Это достигается тем, что ограничитель грозовых и коммутационных перенапряжений, включающий электроды, размещенные в корпусе с ножевыми электрическими выводами, согласно полезной модели, снабжен двумя электродами с наличием отверстия в середине, между которыми размещен диэлектрик из плоского фторопластового кольца,при этом отверстия двух электродов закрыты двумя предохранительными резиновыми клапанами. Первый электрод установлен внутри корпуса и выполнен из графитового плоского кольца,установленного своей одной торцевой поверхностью на одной из торцевых поверхностей плоского кольца диэлектрика. Второй электрод установлен внутри корпуса и выполнен из графитового плоского кольца,установленного своей одной торцевой поверхностью на другой торцевой поверхности плоского кольца диэлектрика. Диэлектрик из плоского фторопластового кольца, размещенный между двумя электродами,обеспечивает определенный зазор между электродами. Первый ножевой электрический вывод установлен на поверхности первого электрода и выполнен в виде электропроводного плоского кольца, установленного одной своей поверхностью на другой торцевой поверхности графитового 2 плоского кольца первого электрода и расположенного своим центральным отверстием на входе первого предохранительного резинового клапана, и электропроводной соединительной пластины, закрепленной одним из своих концов в области внешней поверхности окружности электропроводного плоского кольца и выходящей другим своим концом наружу через боковую крышку корпуса. Второй ножевой электрический вывод установлен на поверхности второго электрода и выполнен в виде электропроводного плоского кольца, установленного одной своей торцевой поверхностью на другой торцевой поверхности графитового плоского кольца второго электрода и расположенного своим центральным отверстием на входе второго предохранительного резинового клапана, и электропроводной соединительной пластины, закрепленной одним из своих концов в области внешней поверхности окружности электропроводного плоского кольца и выходящей другим своим концом наружу через боковую крышку корпуса. Первый предохранительный резиновый клапан закреплен на одном конце корпуса, а второй предохранительный резиновый клапан закреплен на втором конце корпуса. Предохранительные резиновые клапана выполнены с возможностью прижатия крышками к корпусу,ножевые электрические выводы изготовлены из латуни, а корпус посредством резьбового соединения снабжен боковой крышкой, выполненной с возможностью закрепления диэлектрика, и изготовлен из ударопрочного электроизоляционного цилиндрического полимерного материала. ОГКП-004 предназначен для защиты от атмосферных и коммутационных перенапряжений в цепях питания устройств железнодорожной автоматики напряжением 220 В взамен РВНШ-250 и РКН-600. ОГКП-004 содержит электроизоляционный цилиндрический корпус выполненный из полимера,фторопластовое кольцо разделяющее графитовые электроды, установленное между поверхностями первого и второго электродов, два контактных ушка,выполненных, каждый, в виде электропроводной плоской пластины с отверстием прилегающим плотно к графитовым электродам, а другие концы ушек служат как выводные контакты, которые выходят своим концом наружу через боковую поверхность корпуса предназначенные для установки в электрическую цепь и два предохранительных клапана,закрепленных соответственно на одном или обоих концах цилиндрического корпуса, осуществляющих при возникновении дугового разряда выброс продуктов электроэрозии из межэлектродного пространства наружу корпуса и предотвращающих попадание частиц пыли и влаги внутрь корпуса. Предохранительные клапаны закрепляются полимерными крышками с отверстиями. На фиг.1 изображен внешний вид ограничителя грозовых и коммутационных перенапряжений. Ниже приведены составляющие элементы ОГКП-004. 1 корпус из ударопрочного электроизоляционного цилиндрического полимерного материала 2 - диэлектрик из плоского фторопластового кольца 3 - электроды из эрозионно-стойкого графита 4 - электрические выводы из латуни 5 - предохранительный резиновый клапан. ОГКП-004 содержит электроизоляционный цилиндрический корпус,первый электрод,установленный внутри электроизоляционного цилиндрического корпуса,второй электрод,установленный внутри электроизоляционного цилиндрического корпуса,диэлектрик,установленный между поверхностями первого и второго электродов, первый электрический вывод,установленный на поверхности первого электрода, и второй электрический вывод, установленный на поверхности второго электрода,первый предохранительный клапан, установленный и закрепленный на одном из концов цилиндра электроизоляционного цилиндрического корпуса,второй предохранительный клапан, установленный и закрепленный на другом конце цилиндра электроизоляционного цилиндрического корпуса. Диэлектрик выполнен в виде плоского кольца,закрепленного внешней боковой крышкой которая в свою очередь имеет резьбовое соединение с цилиндрическим корпусом, первый электрод выполнен в виде графитового плоского кольца,установленного своей одной торцевой поверхностью на одной из торцевых поверхностей плоского кольца диэлектрика,первый электрический вывод выполнен в виде электропроводного плоского кольца,установленного одной своей поверхностью на другой торцевой поверхности графитового плоского кольца первого электрода и расположенного своим центральным отверстием на входе первого предохранительного клапана, и электропроводной соединительной пластины, закрепленной одним из своих концов в области внешней поверхности окружности электропроводного плоского кольца и выходящей другим своим концом наружу через боковую поверхность электроизоляционного цилиндрического корпуса,второй электрод выполнен в виде графитового плоского кольца,установленного своей одной торцевой поверхностью на другой торцевой поверхности плоского кольца диэлектрика, второй электрический вывод выполнен в виде электропроводного плоского кольца, установленного одной своей торцевой поверхностью на другой торцевой поверхности графитового плоского кольца второго электрода и расположенного своим центральным отверстием на входе второго предохранительного клапана, и электропроводной соединительной пластины,закрепленной одним из своих концов в области внешней поверхности окружности электропроводного плоского кольца и выходящей другим своим концом наружу через боковую крышку закрепленную резьбовым соединением с цилиндрическим корпусом. Полезная модель осуществляется следующим образом. Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером,который наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата, однако не является единственно возможным. Пример. При поступлении на электрические выводы импульсного перенапряжения достаточной амплитуды происходит электрический пробой,переходящий в дуговой разряд только между центральными областями первого и второго электродов, т.к. это обеспечивается плоским фторопластовым кольцом диэлектрика, наружный диаметр которого больше наружных диаметров плоских графитовых электродов, предотвращающим появление электрического пробоя на наружных краях графитовых плоских пластин первого и второго электродов, а внутренний диаметр больше диаметра внутренних отверстий электродов. При этом величина перенапряжения резко падает и происходит,соответственно,ограничение перенапряжения. При дуговом разряде сопротивление разрядника составляет величину порядка десятых долей Ома. При наличии графитовых электродов дуговой разряд возникает при плотностях тока равным 500 А/см 2 (порог срабатывания). В то же время при наличии металлических электродов дуговой разряд возникает при плотностях тока равным 5000 А/см 2. При возникновении дугового разряда в межэлектродном пространстве резко возрастает температура и, соответственно, давление. Это приводит к тому, что продукты электроэрозии выбрасываются из межэлектродного пространства в центральное отверстие и поступают по центральному соосно расположенному отверстию второго электрического вывода на вход предохранительного клапана. Под действием давления резиновый предохранительный клапан открывает центральное отверстие электропроводного плоского кольца второго электрического вывода и обеспечивает выброс продуктов электроэрозии через отверстия расположенные на крышках удерживающих предохранительный клапан за пределы внутренней полости электроизоляционного цилиндрического корпуса, исключая таким образом влияние продуктов электроэрозии на работоспособность разрядника. При отсутствии перенапряжений и,соответственно,дуговых разрядов предохранительный резиновый клапан возвращается в первоначальное состояние и перекрывает центральное отверстие электропроводного плоского кольца второго электрического вывода. При этом ни влага, ни частицы пыли из окружающей среды не попадают в межэлектродное пространство и не происходит их осаждение в зоне межэлектродного 3 пространства и таким образом исключается влияние влаги и частиц пыли на работоспособность разрядника, что, в свою очередь, обеспечивает высокую и стабильную работоспособность разрядника и его порога срабатывания, а также длительный срок эксплуатации разрядника при мощных значениях перенапряжений. Таким образом, ОГКП-004 за счет выполнения диэлектрика, первого и второго электродов и введения двух предохранительных клапанов обеспечивают исключение влияния продуктов электроэрозии, частиц пыли и влаги на работоспособность ОГКП-004 и обеспечивают высокую и стабильную работу разрядников и их порог срабатывания, а также длительный срок эксплуатации при мощных перенапряжениях. Основные технические характеристики заявленной полезной модели приведены ниже в таблице. Таблица 1 Основные технические характеристики ОГКП-004 Характеристика Параметры, характеризующие условия применения Максимальное рабочее напряжение защищаемой цепи переменного тока, кВ, не более Максимальное рабочее напряжение защищаемой цепи постоянного тока, кВ, не более Параметры, характеризующие импульсную стойкость Выдерживаемый импульсный ток при воздействии 18-ти импульсов (6 серий по 3 импульса в серии) с Ти 8/20 мксек, А Другие характеристики Пробивное напряжение при частоте 50 Гц, действующее значение, В Диапазон рабочих температур, С Защитное действие ОГКП-004 обусловлено тем,что при появлении в электрических сетях импульсных перенапряжений,вызванных коммутационными или атмосферными воздействиями, они резко ограничиваются за счет возникновения электрической дуги в межэлектродном пространстве. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ 1. Ограничитель грозовых и коммутационных перенапряжений,включающий электроды,размещенные в корпусе с ножевыми электрическими выводами, отличающийся тем, что снабжен двумя электродами с наличием отверстия в середине, между которыми размещен диэлектрик из плоского фторопластового кольца, при этом отверстия двух электродов закрыты двумя предохранительными резиновыми клапанами. 2. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что первый электрод установлен внутри корпуса и выполнен из графитового плоского кольца,установленного своей одной торцевой поверхностью на одной из торцевых поверхностей плоского кольца диэлектрика. 3. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что второй электрод установлен внутри корпуса и выполнен из графитового плоского кольца,установленного своей одной торцевой поверхностью на другой торцевой поверхности плоского кольца диэлектрика. 4. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что первый ножевой электрический вывод установлен на поверхности первого электрода и выполнен в виде электропроводного плоского кольца,4 установленного одной своей поверхностью на другой торцевой поверхности графитового плоского кольца первого электрода и расположенного своим центральным отверстием на входе первого предохранительного резинового клапана,и электропроводной соединительной пластины,закрепленной одним из своих концов в области внешней поверхности окружности электропроводного плоского кольца и выходящей другим своим концом наружу через боковую крышку корпуса. 5. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что второй ножевой электрический вывод установлен на поверхности второго электрода и выполнен в виде электропроводного плоского кольца,установленного одной своей торцевой поверхностью на другой торцевой поверхности графитового плоского кольца второго электрода и расположенного своим центральным отверстием на входе второго предохранительного резинового клапана, и электропроводной соединительной пластины, закрепленной одним из своих концов в области внешней поверхности окружности электропроводного плоского кольца и выходящей другим своим концом наружу через боковую крышку корпуса. 6. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что первый предохранительный резиновый клапан закреплен на одном конце корпуса. 7. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что второй предохранительный резиновый клапан закреплен на втором конце корпуса. 8. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что предохранительные резиновые клапана выполнены с возможностью прижатия крышками к корпусу. 9. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что ножевые электрические выводы изготовлены из латуни. 10. Ограничитель по п.1, отличающийся тем,что корпус посредством резьбового соединения снабжен боковой крышкой, выполненной с возможностью закрепления диэлектрика. 11. Ограничитель по п.1, отличающийся тем,что корпус изготовлен из ударопрочного электроизоляционного цилиндрического полимерного материала.