Нелінійний рудниковий обмежувач комутаційних перенапруг

Запропоноване технічне рішення належить до галузі електротехніки, зокрема до пристроїв захисту електроустановок від перенапруги, і може використовуватися в гірничошахтному електрообладнанні для його захисту від комутаційних перенапруг. Відомі обмежувачі комутаційних перенапруг серії ОПН/ТЕЛ, які являють собою розрядники без іскрових проміжків, що їх активна частина складається з метало-оксидних нелінійних варисторів, пролягає між металевими електродами і запресовується в оболонку зі спеціального атмосферостійкого полімерного матеріалу [див. Перенапряжения в электрических сетях. Проблемы и опыт эксплуатации. Рекомендации по выбору и применению нелинейных ограничителей перенапряжения. Предприятие «Тавридаэлектрик», 2000. - 56с.]. Недоліком цих пристроїв є наявність твердого зв'язку між колонкою варисторів, контактними виводами та корпусом обмежувача, що при нагріванні елементів конструкції підвищеними струмами витоку під час однофазних замикань на землю і струмами провідності при спрацьовуванні, ураховуючи різні коефіцієнти температурного розширення елементів обмежувача, може призвести до порушення його цілісності з утратою захисних функцій. Відомий також обмежувач перенапруг, що містить ізоляційний корпус з торцевими кришками, усередині якого встановлено підпружинену колонку таблеток-варисторів, розділених контактними пластинами, при цьому, принаймні частину пластин виконано з плоскими ізольованими виводами, розміщеними між колонкою і внутрішніми стінками корпусу і виведеними назовні через зазначені кришки корпусу [див. авт. свід. №1377926 колишн. СРСР, Н01С7/12, Н01Т1/00, опубл. 29.02.88. Бюл. №2]. У цьому обмежувачі вирішено задачу температурної компенсації під час лінійних розширень у процесі його спрацьовування, що дозволило підвищити надійність роботи обмежувача, однак електричний контакт, що здійснюється безпосередньо через сталеву пружину, не завжди є надійним, і в разі його термічного порушення (пригоряння) виріб може вийти з ладу. Це є основним недоліком відомого обмежувача, визначеного за прототип. У основу корисної моделі поставлено завдання зі створення нелінійного рудникового обмежувача комутаційних перенапруг, у якому зміна шляху протікання струму витоку дозволяє здійснити надійний контакт між його елементами, що, у свою чергу, підвищує безпеку систем електропостачання, які містять запропоновані обмежувачі. Поставлене завдання розв'язується за рахунок того, що в нелінійному рудниковому обмежувачі комутаційних перенапруг, котрий містить підпружинену колонку варисторів, поміщену в ізоляційний корпус, закритий з обох кінців струмопровідними заглушками з отворами для виводів, згідно з корисною моделлю, пружину вмонтовано в струмопровідний стакан, який виконано з можливістю осьового переміщення і встановлено між заглушкою й одним з торців колонки, при цьому між заглушкою з боку пружини і стаканом встановлено гнучку стр умопровідну пластину. На фігурі наведено загальний вигляд запропонованого обмежувача. Обмежувач містить діелектричний корпус 1, колонку варисторів 2, поміщену в ізоляційну трубку 3, що термічно усаджується. З одного боку колонка фіксується в діелектричному корпусі 1 струмопровідним стаканом 4, який електрично зв'язаний з відповідною струмопровідною заглушкою 5 гнучкою струмопровідною пластиною 6. Стакан 4 виконано з можливістю переміщення в осьовому напрямку. З іншого боку колонка 2 обпирається на другу струмопровідну заглушк у. Виводи обмежувача виконано у вигляді стр умопровідних шпильок 7, угвинчених у відповідні заглушки 5. З обох торців корпус 1 герметизується діелектричним компаундом 8, що твердіє. Між рухливим стаканом і відповідною струмопровідною заглушкою 5 вмонтовано вузол температурної компенсації, виконаний у вигляді пружини 9, зовнішній діаметр якої відповідає внутрішньому діаметру стакана 4. При цьому сила стиснення пружини 9 повинна забезпечувати надійний електричний контакт між стаканом 4 і колонкою варисторів 2, а величина h робочого ходу пружини повинна відповідати умові: h > Kn l 0 (1 + a (t max - t max н ))мм, де К - коефіцієнт, що враховує розкид геометричних параметрів варисторів, K=1,05; n - кількість варисторів у колонці, шт.; l 0 - нормована товщина варисторів у робочому інтервалі температур, мм; a - коефіцієнт лінійного розширення варисторів; tmax - максимальна температура колонки варисторів при однофазному замиканні на землю в захищеній мережі, °С; tmax н - максимальна нормована температура варисторів, °С. Працює запропонований пристрій так. Обмежувач монтується в електроустановці так, що один з виводів - шпилька 7 - приєднується до фази мережі, а другий заземлюється. При номінальній напрузі мережі електричний опір колонки 2 варисторів настільки великий, що це еквівалентно розриву кола між фазою та землею. У разі виникнення будь-якого виду перенапруг в захищеній мережі опір колонки 2 варисторів різко зменшується внаслідок нелінійної залежності їх опору від напруги і хвиля перенапруги відводиться на землю. При цьому струм, який обумовлено цією хвилею перенапруги, протікає через струмопровідну пластину 6, обминаючи пружину 9. Після спрацьовування, електричний опір колонки 2 відновлюється. Під час зміни лінійних розмірів колонки варисторів, зумовлених температурними коливаннями, пружина 9 компенсує лінійне переміщення колонки 2 при одночасному забезпеченні надійного електричного контакту і запобіганні механічному руйнуванню зазначеної колонки. Таким чином, у запропонованому пристрої контакт здійснюється через гнучку струмопровідну пластину 6, а пружина 9 виконує тільки натискну функцію.