186886. lajstromszámú szabadalom • Búrázott túlfeszültség levezető
I 186886 2 A találmány túlfeszültség levezetőre vonatkozik, amely villamosán vezető és földelt házban elhelyezett levezetőrészt és közel lineáris potenciáleloszlást létrehozó árnyékoló- és irányítótesteket tartalmaz. Ilyen típusú levezetőt ismertetnek S. Tominaga és társai az IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems nevű folyóirat 1979. évi PAS-98 kötetének 3. számában megjelent cikkükben a 809. oldalon. Ebben a levezetőben egy villamosán vezető, a nagyfeszültségű résszel összekötött és a levezetőelemek mentén végighúzódó ernyő, valamint több árnyékológyürü van, amelyek a levezető aktív része mentén lineáris potenciáleloszlást és megnövelt feszültségállóságot biztositanak. Az ilyen fajta levezetők gyártása azonban igen jelentős konstrukciós ráfordítást igényel. Ez azt jelenti, hogy az árnyékoló- és irányítótestek alakját és méreteit csak viszonylag bonyolult mérési- és számítási eljárással lehet meghatározni. Ezért főleg a kis sorozatban gyártandó levezetők esetén nagy előállítási költségekkel kell számolni. A találmány feladata egy, az előbbiek során leírt típusú túlfeszültség levezető megalkotása, amelyben az aktív rész mentén kívánatos lineáris potenciáleloszlást és az optimális feszültségálló képességet egyszerű eszközökkel lehet elérni, de amelyet ennek folytán kis sorozatban is gazdaságosan lehet előállítani. Ezt a feladatot a találmány szerinti túlfeszültség levezetőnél az árnyékoló- és irányítótestek találmány szerinti kialakításával oldjuk meg. A találmány tehát búrázott túlfeszültség levezető, amelynek villamosán vezető és földelt házában legalább egy oszlopban egymásra helyezett aktív levezetőelemeket tartalmazó levezetőrésze és a nagyfeszültség és földpotenciál közé beiktatott, oszlop alakú aktív levezetőrész mentén közel lineáris potenciaeloszlást létrehozó árnyékoló- és irányítótestjei vannak. A találmány szerint az árnyékoló- és irányítótestek az aktív levezetőrészt megközelítően koaxiálisán körülvevő, egy szigetelőtestben a levezetőrész hossztengelyével párhuzamos irányban egymáshoz képest eltolva elhelyezett, villamosán vezető rétegek, ahol a szomszédos rétegek egymástól való távolsága egyenlő és a szomszédos rétegek a levezetőrész nagyfeszültségen lévő részétől távolodva csökkenő szélességüek, vagy a rétegeknek a hossztengely irányába eső szélessége egyenlő és a szomszédos rétegek sugár irányban kifelé haladva egymástól növekvő távolságban vannak elhelyezve. A találmány szerinti túlfeszültség levezetőben az irányító- és árnyékolótestekként alkalmazott rétegek méretei csekély ráfordítással igen pontosan számolhatók. A levezető aktív része mentén kialakuló potenciáleloszlást egyszerű módon, ezen rétegek lépcsőzetes elhelyezése révén nagy mértékben linearizálhatjuk. Következésképpen a levezetőt minimális méretűre lehet elkészíteni. A potenciáleloszlás kiértékeléséhez pedig nincs szükség a villamos térerő jelleggörbéinek felvételére. A találmány egy előnyös kiviteli alakjának legalább tíz vezető rétege van, ezáltal a legtöbb fajta túlfeszültség levezető számára kielégítő mértékű linearizálást érhetünk el. Ha a rétegek száma 50-150, a túlfeszültség levezető potenciáleloszlása csaknem teljesen lineáris. A találmány szerinti túlfeszültség levezető egy további előnyös kiviteli alakjában az aktív levezető résztől legkisebb távolságban lévő réteg a levezető rész nagyfeszültségen levő részével szemben van elhelyezve. Eme kiviteli alak esetén rendkívül kis szórtkapacitás mutatkozik a kritikus nagyfeszültségű tartományban. A találmány szerinti túlfeszültség levezető egy további célszerű kiviteli alakjában a rétegek fóliaszerű szigetelőanyagba, előnyösen kemény- vagy puhapapír-csévébe vannak betekercselve. Ekkor a szigetelőtest készítéséhez az átvezető kondenzátorok előállításánál alkalmazott tekercselési technológiát lehet használni. Az ilyen tekercselt szigetelőtestet szükség esetén az aktív rész levezető elemeinek leszorítására is fel lehet használni. Az aktív levezetőrészben felszabaduló hő elvezetése végett különösen célszerű az olyan kialakítás, ahol a levezetőrész és a szigetelőtest között a levezetőrész hossza mentén elhelyezkedő csatornák vannak kialakítva. A továbbiak során a találmányt a rajzokon ábrázolt kiviteli példák alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti túlfeszültség levezető egy részletének vázlatos hosszmetszetét mutatja, amelyben a rétegek azonos tengelyirányú szélességüek és a szomszédosak egymáshoz képest tengelyirányban azonos lépcsőszélességgel vannak eltolva, továbbá belülről kifelé haladva a szomszédos rétegek egymásközti távolságai egyre nagyobbak, és a 2. ábra a találmány szerinti túlfeszültség levezető sgy részletének vázlatos hosszmetszetét tünteti fel, amelyben a szomszédos rétegek egymástól azonos távolságra -vannak, és egymáshoz képest tengelyirányban azonos lépcsőszélességgel vannak eltolva, továbbá belülről kifelé haladva a szomszédos rétegek tengelyirányú szélességei egyre kisebbek. Az 1. és 2. ábrán szereplő azonos elemeket azonos hivatkozási számokkal láttuk el. A túlfeszültség levezető búráját villamosán vezető anyagú és földelt 1 ház képezi, ebben a pl. fém 1 házban van elhelyezve az aktív 3 levezetőrész, amely oszlopszerüen egymásra helyezett 2 levezetőelemekből áll. A 2 levezetőelemek pl. hengerszimmetrikus, cinkoxidtartalmú ellenállástárcsák, amelyek oszlopszerüen úgy vannak egymásra helyezve, hogy a legalsó ellenállástárcsa a földeléssel, a legfelső pedig 7 nagyfeszültségű vezetővel van összekötve. Az 1 ház gáznemű szigetelőanyaggal, pl. kénhexafluoriddal (SF6) vagy nitrogénnel van kitöltve. A 2 levezetőelemek és az 1 ház között egy hengerszimmetrikus 5 szigelelőlcst található, amely az aktív 3 levezetőrészt közel koaxiálisán körülvevő, egymástól villamosán szigetelt és a 3 levezetőrész 4 hossztengelyével párhuzamosan elhelyezett, villamosán vezető 6 rétegeket foglal magában. A 3 levezetőrész és az 5 szigetelőtest között a 3 levezetőrész palástja mentén húzódó 8 csatornák vannak kialakítva, amelyeken át cirkulálhat a gáznemű szigetelőanyag és adott esetben elvezetheti a 3 levezetőrészben fejlődő meleget. A 7 nagyfeszültségű vezető közelében lévő belső 6 rétegek tartományában kialakuló villamos F. 1C 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
