FI82161B

FI82161B - Arc shield

Info

Publication number: FI82161B
Application number: FI895165A
Authority: FI
Inventors: Antero Hinkkuri
Original assignee: Nokia Kaapeli Oy
Priority date: 1989-10-31
Filing date: 1989-10-31
Publication date: 1990-09-28
Also published as: FI82161C; FI895165A0; SE9003245L; NO904243D0; NO904243L; SE9003245D0

Abstract

The invention concerns an arc shield to be used in connection with a conductor 1 which comprises an insulated conductor comprising at least one shield component 4 arranged in the vicinity of the fixing point of the conductor in electrical contact with the conductor 1, the mass of which is dimensioned to withstand the flash effect from the base point of the arc. In order to eliminate stripping of the conductor or the use of a special bare connection conductor, the shield according to the invention further comprises at least one electrode 5 made of an electrically conductive material and arranged in electrical contact with the conductor 1, which electrode is positioned at the fixing point of the conductor 1 or on a section of the conductor between the fixing point and the shield component 4. <IMAGE>

Description

1 821611 82161

Valokaarisuoj a Tämän keksinnön kohteena on valokaarisuoja käytettäväksi ohuella eristyskerroksella varustetun ns. päällys-5 tetyn avojohdon johtimien yhteydessä käsittäen ainakin yhden, johtimen kiinnityskohdan läheisyyteen, galvaaniseen kosketukseen johtimen kanssa sijoitetun suojaosan, jonka massa on mitoitettu kestämään valokaaren kantapisteen polttovaikutuksen.The present invention relates to an arc shield for use with a so-called insulating layer with a thin insulating layer. in the case of conductors of a coated open conductor, comprising at least one shield located in galvanic contact with the conductor in the vicinity of the conductor attachment point, the mass of which is dimensioned to withstand the burning effect of the arc point.

10 Yllä kuvatun kaltainen valokaarisuoja tunnetaan esimerkiksi FI-patenttijulkaisusta 68332, jossa tarve johtimen kuorimiseen valokaarisuojien väliltä on eliminoitu käyttämällä erillistä kirkasta yhdysjohdinta, jolla on yhdistetty toisiinsa johtimen kiinnityskohdan eri puolella 15 sijaitsevat massiiviset suojaosat. Toisaalta, koska tämä yhdysjohdin on kiinnitetty ja tuettu nimenomaisesti näihin suojaosiin, joudutaan käyttämään kahta suojaosaa, vaikka kuorman suunta johtimella olisikin tunnettu. Käytännössä on nimittäin niin, että valokaari pyrkii siirtymään aina 20 kuorman suuntaan ja jos se on kyseiselle johtimelle aina sama, voidaan toinen suojaosista jättää tarpeettomana pois. Kirkasta yhdysjohdinta käytettäessä ei tämä juurikaan ole mahdollista ellei tätä yhdysjohdinta sitten tueta itse johtimeen tai eristimeen, johon johdin kiinnitetään. 25 Esillä olevan keksinnön tavoitteena on tuoda esiin uuden tyyppinen valokaarisuoja, jonka käyttö ei edellytä johtimen kuorimista, mutta jota käytettäessä ei myöskään erillistä paljasta yhdysjohdinta tarvita. Tähän päästään keksinnön mukaisen valokaarisuojan avulla, jolle on tun-30 nusomaista, että se käsittää edelleen ainakin yhden sähköä johtavaa materiaalia olevan ja galvaaniseen kosketukseen johtimen kanssa sovitetun elektrodin sijoitettuna johtimen kiinnityskohtaan tai kiinnityskohdan ja suojaosan väliselle johtimen osuudelle. Keksinnön mukaisesti on siten 35 havaittu, että yhdysjohdin voidaan korvata johtimen kiin- 2 82161 nityskohdan läheisyyteen kiinnitetyllä elektrodilla, joka saatetaan galvaaniseen kontaktiin johtimen kanssa. Johtimen kiinnityskohdalla tarkoitetaan tällöin sitä johtimen osuutta, jolta johdin on sidottu eristimeen eli esimerkik-5 si kierresiteen alle jäävää johtimen osuutta. Ylijännite-purkauksen tapahtuessa valokaari syttyy nyt juuri näiden elektrodien välille. Tämä valokaari aikaansaa ilman ioni-saation ja valokaaren kuormaan päin suuntautuvan liikkeen johdosta valokaari hyppäyksenomaisesti siirtyy palamaan 10 varsinaisten suojaosien välille joko suoraan tai mahdollisesti muiden vastaavanlaisten elektrodien välityksellä vioittamatta itse johdinta.An arc shield such as that described above is known, for example, from FI patent publication 68332, in which the need to strip the conductor between the arc shields is eliminated by using a separate clear connecting conductor with massive shields on different sides of the conductor attachment point. On the other hand, since this connecting conductor is attached and supported specifically to these shielding parts, two shielding parts have to be used, even if the direction of the load on the conductor is known. In practice, it is the case that the arc always tends to move in the direction of 20 loads and, if it is always the same for the conductor in question, one of the protective parts can be omitted unnecessarily. When using a clear connecting conductor, this is hardly possible unless this connecting conductor is then supported on the conductor itself or the insulator to which the conductor is attached. The object of the present invention is to provide a new type of arc shield, the use of which does not require stripping of the conductor, but which also does not require a separate exposed connecting conductor. This is achieved by means of an arc shield according to the invention, characterized in that it further comprises at least one electrode of electrically conductive material and arranged in galvanic contact with the conductor, located at the conductor attachment point or on the conductor portion between the attachment point and the shield. According to the invention, it has thus been found that the connecting conductor can be replaced by an electrode attached in the vicinity of the conductor attachment point, which is brought into galvanic contact with the conductor. In this case, the point of attachment of the conductor is the part of the conductor from which the conductor is connected to the insulator, i.e. the part of the conductor under the helical connection, for example. When an overvoltage discharge occurs, the arc now ignites just between these electrodes. This arc causes the ionization of the air and, due to the movement of the arc towards the load, the arc jumps between the actual protective parts 10 either directly or possibly via other similar electrodes without damaging the conductor itself.

Edullisesti elektrodi käsittää johdinta vasten asettuvalla pinnallaan hampaita tai vastaavia, jotka asen-15 nettaessa elektrodi johtimelle lävistävät johtimen eristyskerroksen. Tällä tavoin elektrodit ovat nopeasti ja helposti asennettavissa ilman että johtimen eristystä tarvitsee poistaa niiden kohdalta. Nämä elektrodit voivat olla massaltaan huomattavasti itse suojaosia pienempiä, 20 koska valokaari palaa näiden elektrodien välillä vain hetken ennen siirtymistään varsinaisiin suojaosiin. Tällaisia elektrodeja käytettäessä myös itse suojaosien sijoituspaikka johtimilla on vapaammin valittavissa.Preferably, the electrode comprises teeth or the like on its surface abutting the conductor, which, when the electrode is mounted on the conductor, pierces the insulating layer of the conductor. In this way, the electrodes can be installed quickly and easily without having to remove the conductor insulation from them. These electrodes can be considerably smaller in mass than the protective parts themselves, because the arc returns between these electrodes only a moment before moving to the actual protective parts. When using such electrodes, the location of the protective parts themselves on the conductors is also more freely selectable.

Seuraavassa keksinnön mukaista valokaarisuojaa ku-25 vataan yksityiskohtaisemmin viitaten oheiseen piirustuk seen, jossa kuvio 1 esittää kaaviollisesti keksinnön mukaisen valokaarisuojan yhden suoritusmuodon eristimen ollessa esitettynä poikkileikkauksena ja kuvio 2 esittää kaaviollisesti keksinnön mukaisen valokaarisuojan toisen 30 suoritusmuodon.In the following, the arc shield according to the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 schematically shows one embodiment of an arc shield according to the insulator in cross section and Fig. 2 schematically shows another embodiment of an arc shield according to the invention.

Kuvioissa on esitetty päällystetyn avojohdon johdin 1, joka on kierresiteellä 2 kiinnitetty eristimeen 3. Kuviossa 1 esitetyssä esimerkinomaisessa suoritusmuodossa on vain eristimen 3 toiselle puolelle eli johtimen 1 kiinni-35 tyskohdan toiselle puolelle jonkin matkan päähän eristimes-The figures show a coated open conductor 1 which is attached to the insulator 3 by a helical band 2. In the exemplary embodiment shown in Figure 1, there is only one side of the insulator 3, i.e. the other side of the conductor 1 attachment point, some distance away from the insulator.

IIII

3 82161 tä 3 sijoitettu suojaosa 4. Se on saatettu galvaaniseen kosketukseen johtimen 1 kanssa ja sen massa on mitoitettu kestämään valokaaren kantapisteen polttovaikutuksen. Käytännössä tällaisia valokaaria, jotka enimmäkseen ovat vai-5 heiden välille syttyviä valokaaria, esiintyy esimerkiksi ilmastollisten yli jännitteiden, kuten salamaniskujen vaikutuksesta. Päällystetyllä avojohdolla tällaiset valokaaret pyrkivät pääsääntöisesti syttymään kohdassa, jossa vaiheiden välinen eristys on alhaisin eli niiden kohtien välillä, 10 joissa johtimet on kiinnitetty eristimiin. Koska valokaari ei eristetyllä johtimella pääse etenemään johdinta pitkin, kuten on asianlaita avojohtimella, palaa johdin hyvin nopeasti poikki ellei johtimiin ole liitetty riittävän massan omaavia suojaosia, joiden välillä valokaari voi johdinta 15 vaurioittamatta palaa niin kauan, että releistys ennättää katkaisemaan virran johdosta.3 82161 of 3 placed a protective part 4. It is brought into galvanic contact with the conductor 1 and its mass is dimensioned to withstand the burning effect of the arc base point. In practice, such arcs, which are mostly arcs that ignite between the 5 phases, occur, for example, under the influence of climatic voltages such as lightning strikes. With a coated open conductor, such arcs generally tend to ignite at the point where the insulation between the phases is lowest, i.e., between the points where the conductors are attached to the insulators. Since the arc cannot be propagated along the conductor by an insulated conductor, as is the case with an open conductor, the conductor crosses very quickly unless protective parts of sufficient mass are connected to the conductors.

Keksinnön mukaisessa valokaarisuojassa on sen pisteen läheisyyteen, jossa johdin 1 on kiinnitetty eristimeen 3 sijoitettu pienehkö sähköä johtavaa materiaalia, kuten 20 metallia, oleva elektrodi 5 galvaaniseen kosketukseen johtimen 1 kanssa. Tällaisen galvaanisen kosketuksen aikaansaamiseksi voidaan joko johdin kuoria elektrodin kohdalta tai elektrodi varustaa johdinta vasten asettuvalta pinnaltaan hampailla tai vastaavilla , jotka tunkeutuvat johtimen 25 eristyksen läpi, kun elektrodi kiinnitetään johtimeen. Koska elektrodi 5 on galvaanisessa kosketuksessa johtimen kanssa, on viereisten vaiheiden johtimien elektrodien välinen eris-tystaso alhaisempi kuin johtimien muiden kohtien ja näin ollen valokaari, jos sellainen syttyy, syttyy juuri näiden 30 elektrodien 5 välille. Tällaisen valokaaren syttymisestä seuraa puolestaan valokaarta ympäröivän ilman ionisaatio. Tämä ionisaatiovyöhyke puolestaan pyrkii sähködynaamisen voiman vaikutuksesta kaareutumaan johdon kuormaan päin ja tällöin valokaaren kantapiste hyppää joko mahdollisesti 35 johtimelle sijoitettujen toisten elektrodien tai suoraan 4 82161 varsinaisten suojaosien 4 välille. Tällainen hyppäysilmiö on käytännössä havaittu myös sellaisten valokaarisuojien tapauksessa, joissa on käytetty yhtenäistä yhdysjohdinta suojaosien välillä. Näin ollen riittää, että johtimelle 1 5 sovitetaan siihen galvaanisessa kosketuksessa oleva elektrodi tai mahdollisesti useampia elektrodeja johtimen 1 kiinnityskohdan ja varsinaisen suojaosan 4 väliin, kuten kuvion 2 suoritusmuodossa on esitetty.The arc shield according to the invention has an electrode 5 of electrically conductive material, such as 20 metals, placed in the vicinity of the point where the conductor 1 is attached to the insulator 3 in galvanic contact with the conductor 1. To provide such galvanic contact, either the conductor may be peeled off at the electrode or the electrode may be provided with teeth or the like on its conducting surface which penetrate through the insulation of the conductor 25 when the electrode is attached to the conductor. Since the electrode 5 is in galvanic contact with the conductor, the level of insulation between the electrodes of the adjacent phase conductors is lower than at other points of the conductors, and thus the arc, if it ignites, ignites precisely between these electrodes 5. Ignition of such an arc, in turn, results in ionization of the air surrounding the arc. This ionization zone, in turn, tends to bend under the load of the line due to the electrodynamic force, in which case the base point of the arc jumps either possibly between the second electrodes placed on the conductor 35 or directly between the actual protective parts 4. Such a jumping phenomenon has also been observed in practice in the case of arc shields in which a uniform connecting conductor has been used between the shield parts. Thus, it is sufficient to fit on the conductor 1 5 an electrode in galvanic contact or possibly several electrodes between the attachment point of the conductor 1 and the actual shield part 4, as shown in the embodiment of Fig. 2.

Tämä kuvion 2 suoritusmuoto vastaa muutoin kuvion 1 10 suoritusmuotoa, mutta se käsittää kaksi suojaosaa 4 , yhden eristimen 3 kummallakin puolella galvaanisessa kosketuksessa johtimen 1 kanssa. Tämä kuvion 2 esittämä valokaarisuoja soveltuu käytettäväksi erityisesti silloin, kun kuorman suunta johtimella voi vaihdella. Kuten yllä jo mainittiin 15 on kuvion 2 suoritusmuodossa useampia elektrodeja 5 eristimen 3 ja suojaosien 4 välissä. Elektrodien lukumäärä ja välimatka riippuu käytännössä lähinnä odotettavissa olevan oikosulkuvirran suuruudesta. Suurempi oikosulkuvirta mahdollistaa suuremman välimatkan käytön elektrodien tai elek-20 trodin ja suojaosan välillä.This embodiment of Figure 2 otherwise corresponds to the embodiment of Figure 1, but comprises two shield parts 4, one insulator 3 on each side in galvanic contact with the conductor 1. This arc shield shown in Fig. 2 is particularly suitable for use when the direction of the load on the conductor can vary. As already mentioned above, in the embodiment of Fig. 2 there are several electrodes 5 between the insulator 3 and the protective parts 4. In practice, the number and spacing of the electrodes mainly depends on the magnitude of the expected short-circuit current. A higher short-circuit current allows a greater distance to be used between the electrodes or electrode and the shield.

Yllä keksinnön mukaista valokaarisuojaa on kuvattu vain kahden esimerkinomaisen suoritusmuodon pohjalta ja on ymmärrettävää, että siihen voidaan tehdä joitakin muutoksia poikkeamatta kuitenkaan oheisten patenttivaatimusten mää-25 rittelemästä suojapiiristä.The arc protection according to the invention has been described above on the basis of only two exemplary embodiments, and it is to be understood that some modifications may be made to it without departing from the scope defined by the appended claims.

IlIl

Claims

1. Light-arc protection for use in conjunction with conductor (1) in a thin-coated coated insulation layer comprising at least one, in the galvanic contact with the conductor (1), arranged in galvanic contact with the conductor (1). , the mass of which has been dimensioned to project firing from the base of the beacon, characterized in that it further comprises eating at least one of conductive material and electrode (5) disposed at the conductor (5) located at the conductor (1). 1) attachment point or on a section of the conductor between the attachment point and the protective component (4).

Light-arc protection according to claim 1, characterized in that the electrode (5) on its surface facing the conductor (1) comprises teeth or the corresponding penetrating insulating layer of the conductor (1) as the electrode is mounted on the conductor. Il