EA025691B1 - Cavity-type discharge arrester for lightning overvoltage protection of electrical equipment, and insulator and electrical power transmission line equipped with such discharge arrester - Google Patents

Cavity-type discharge arrester for lightning overvoltage protection of electrical equipment, and insulator and electrical power transmission line equipped with such discharge arrester Download PDF

Info

Publication number
EA025691B1
EA025691B1 EA201400927A EA201400927A EA025691B1 EA 025691 B1 EA025691 B1 EA 025691B1 EA 201400927 A EA201400927 A EA 201400927A EA 201400927 A EA201400927 A EA 201400927A EA 025691 B1 EA025691 B1 EA 025691B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
electrodes
discharge
insulator
arrester
insulating body
Prior art date
Application number
EA201400927A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201400927A1 (en
Inventor
Георгий Викторович Подпоркин
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример"
Priority to EA201400927A priority Critical patent/EA025691B1/en
Publication of EA201400927A1 publication Critical patent/EA201400927A1/en
Publication of EA025691B1 publication Critical patent/EA025691B1/en

Links

Landscapes

  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Insulators (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to discharge arresters for lightning overvoltage protection of electrical equipment. The arrester (100) according to the invention comprises an insulating body (1) made of a dielectric, two main electrodes (2, 3) mechanically connected to the insulating body (1), and at least two intermediate electrodes (4) mechanically connected to the insulating body (1) and disposed between the main electrodes (2, 3) in such a way that an electric discharge can develop between adjacent main and intermediate electrodes as well as between adjacent intermediate electrodes; the intermediate electrodes (4) are disposed inside the insulating body and separated from its surface by a dielectric layer; discharge chambers (6) opened to the surface of the insulating body (1) are made between the intermediate electrodes (2, 3, 4). The discharge arrester (100) is characterized by that it has inside air cavities (7) communicating with discharge chambers (6), the total volume of cavities communicating with one discharge chamber is lying within in the range V=(0.1-10)g, where g is length of the spark gap (5) between adjacent electrodes of the chamber. The discharge arrester ensures extinguishing of impulse lightning overvoltage arc without a mains follow current, which makes it possible to use it in mains with high short-circuit currents. Further, the invention relates to an insulator and to an electric transmission line equipped with said discharge arrester.

Description

Предлагаемое изобретение относится к разрядникам для защиты электрооборудования от молниевых перенапряжений. С помощью таких устройств могут защищаться, например, высоковольтные установки, изоляторы и другие элементы высоковольтных линий электропередачи, а также электрооборудование. Кроме того, изобретение относится к изолятору и линии электропередачи, снабженным указанным разрядником.The present invention relates to arresters for protecting electrical equipment from lightning surges. Such devices can protect, for example, high-voltage installations, insulators and other elements of high-voltage power lines, as well as electrical equipment. In addition, the invention relates to an insulator and power line equipped with the specified arrester.

Уровень техникиState of the art

Из патента КИ 2299508 от 20.05.2007 г. известен разрядник с мультиэлектродной системой, у которого между первым и вторым основными электродами на изоляционном теле установлено множество небольших промежуточных электродов, образующих между собой открытые разрядные промежутки. Благодаря разбиению интервала между основными электродами на множество разрядных промежутков данный разрядник обладает более высокой дугогасящей способностью, чем устройства с одним или с малым количеством разрядных промежутков. Тем не менее, его дугогасящая способность все-таки недостаточно велика, что ограничивает его область применения только молниезащитой ВЛ 6-10 кВ (воздушные линии класса напряжения 6-10 кВ). В частности, его сложно применять для молниезащиты ВЛ более высоких классов напряжения, так как в этом случае число промежуточных электродов и габариты разрядника становятся слишком большими. Например, для обеспечения молниезащиты ВЛ 35 кВ габариты петли кабеля, на котором устанавливаются электроды, должны составлять 1,5x2 м, что неприемлемо с практической точки зрения.A spark gap with a multi-electrode system is known from KI patent 2299508 dated 05/20/2007, in which many small intermediate electrodes are installed between the first and second main electrodes on the insulating body, forming open discharge gaps between them. Due to the division of the interval between the main electrodes into many discharge gaps, this spark gap has a higher arc suppression ability than devices with one or with a small number of discharge gaps. Nevertheless, its arc-suppressing ability is still not large enough, which limits its scope to lightning protection of 6-10 kV overhead lines only (overhead lines of a voltage class of 6-10 kV). In particular, it is difficult to use for lightning protection of overhead lines of higher voltage classes, since in this case the number of intermediate electrodes and the dimensions of the arrester become too large. For example, to ensure lightning protection of 35 kV overhead lines, the dimensions of the cable loop on which the electrodes are installed should be 1.5x2 m, which is unacceptable from a practical point of view.

В качестве ближайшего аналога настоящего изобретения может быть выбран разрядник с системой разрядных колодцев, описанный в патенте КИ 2346368 от 10.02.2009 г. Этот разрядник предназначен для молниезащиты элементов электрооборудования или линии электропередачи и содержит изоляционное тело, выполненное из твердого диэлектрика, два основных электрода, механически связанных с изоляционным телом, а также по меньшей мере два промежуточных электрода, которые расположены между основными электродами и выполнены с возможностью формирования между смежными основными и промежуточными электродами электрического разряда. Промежуточные электроды расположены внутри изоляционного тела и отделены от его поверхности слоем диэлектрика, при этом между смежными электродами как основными, так и промежуточными выполнены выходящие на поверхность изоляционного тела разрядные колодцы соответствующего размера, заполняемые плазмой во время действия разряда. Благодаря включению между основными электродами множества разрядных колодцев данный разрядник обладает более высокой дугогасящей способностью, чем устройства с одним, двумя или даже с большим количеством открытых разрядных промежутков, как, например, описанные в первом упомянутом патенте КИ 2299508. Это происходит по причине того, что развиваемый во время разряда искровой канал между смежными электродами будет выбрасываться из разрядных колодцев по дуге наружу в окружающий воздух и, как следствие, удлиняться. При этом по мере удлинения каналов между промежуточными электродами общее сопротивление разрядника будет возрастать до величины, при которой разряд не сможет существовать самостоятельно и поэтому погаснет по окончании действия импульса грозового перенапряжения.As the closest analogue of the present invention, a spark gap with a discharge well system described in KI patent 2346368 dated 02.10.2009 can be selected. This spark gap is designed for lightning protection of electrical equipment or power lines and contains an insulating body made of a solid dielectric, two main electrodes, mechanically connected with the insulating body, as well as at least two intermediate electrodes that are located between the main electrodes and are configured to form between cm zhnymi core and the intermediate electrodes of the electric discharge. The intermediate electrodes are located inside the insulating body and are separated from its surface by a dielectric layer, while between the adjacent electrodes, both main and intermediate, discharge wells of the corresponding size extending to the surface of the insulating body are filled with plasma during the discharge. Due to the inclusion of multiple discharge wells between the main electrodes, this arrester has a higher arc suppression ability than devices with one, two or even a large number of open discharge gaps, such as those described in the first mentioned KI patent 2299508. This is due to the fact that the spark channel developed during the discharge between adjacent electrodes will be ejected from the discharge wells in an arc outward into the surrounding air and, as a result, will be elongated. In this case, as the channels between the intermediate electrodes elongate, the total resistance of the arrester will increase to a value at which the discharge cannot exist independently and therefore will go out when the lightning overvoltage pulse ends.

Между тем, из уровня техники известно, что молния может иметь как отрицательную (-), так и положительную (+) полярность. При этом очевидно, что она может ударить в провод ЛЭП в любой момент времени, т.е. как при положительной полярности напряжения на проводе (+), так и при отрицательной (-). К сожалению, упомянутый выше разрядник по патенту КИ 2346368 эффективно гасит импульсную дугу только при разноименных полярностях молнии и провода, (-/+) и (+/-), так как в этих случаях суммарный ток молнии и сети с течением времени естественным образом переходит через ноль.Meanwhile, it is known from the prior art that lightning can have both negative (-) and positive (+) polarity. Moreover, it is obvious that it can hit the power line wire at any time, i.e. both with a positive polarity of the voltage across the wire (+), and with a negative (-). Unfortunately, the aforementioned arrester according to the patent KI 2346368 effectively extinguishes the pulse arc only with opposite polarity of lightning and wire, (- / +) and (+/-), since in these cases the total current of lightning and network naturally passes over time through zero.

В этой связи нужно отметить, что недостаток данного разрядника, являющегося прототипом настоящего изобретения, заключается в относительно большой длительности дугового разряда внутри разрядных колодцев при одноименных полярностях молнии и провода (-/-) и (+/+). В этом случае при воздействии импульса молниевого перенапряжения на разрядник происходит пробой воздушных промежутков внутри колодцев, возникает электрическая дуга, которая горит до того момента, пока сопровождающий ток сети 50 Гц не начнет переходить через ноль. Поскольку длительность полупериода тока промышленной частоты составляет 10000 мкс, средняя продолжительность горения дуги равняется 5000 мкс. Однако при больших токах короткого замыкания сети (10 кА и более) при такой продолжительности горения происходит значительная эрозия электродов, смежных с дугогасящими колодцами, что приводит к преждевременному выходу электродов из строя. По этой причине указанные разрядники не могут применяться в сетях с токами короткого замыкания более 5 кА.In this regard, it should be noted that the disadvantage of this arrester, which is the prototype of the present invention, is the relatively long duration of the arc discharge inside the discharge wells with the same polarities of lightning and wire (- / -) and (+ / +). In this case, under the influence of a lightning overvoltage pulse on the arrester, breakdown of air gaps inside the wells occurs, an electric arc arises, which burns until the accompanying mains current of 50 Hz begins to pass through zero. Since the duration of the half-period of the current of industrial frequency is 10,000 μs, the average duration of arc burning is 5,000 μs. However, at high short-circuit currents of the network (10 kA or more) with such a duration of burning, significant erosion of the electrodes adjacent to the arc-suppressing wells occurs, which leads to premature failure of the electrodes. For this reason, these arresters cannot be used in networks with short-circuit currents of more than 5 kA.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Соответственно задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании разрядника, обеспечивающего гашение импульсной дуги, вызванной импульсом молниевого перенапряжения, при любом соотношении полярностей молнии и провода. Горение импульсной дуги должно продолжаться не более 100 мкс, пока протекает импульс молниевого перенапряжения, т.е. примерно в 50 раз меньше, чем в разряднике - прототипе. При таком положении вещей эрозия электродов незначительна и нет сопровождающего тока сети, что позволяет применять разрядник в сетях с большими токамиAccordingly, the problem to be solved by the present invention is directed, is to create a surge arrester providing the suppression of a pulsed arc caused by a lightning overvoltage pulse at any ratio of lightning to wire polarities. Burning of a pulsed arc should last no more than 100 μs, while a lightning overvoltage pulse flows, i.e. about 50 times less than in the arrester - prototype. In this state of affairs, the erosion of the electrodes is negligible and there is no accompanying mains current, which allows the use of a spark gap in networks with high currents

- 1 025691 короткого замыкания. Предлагаемый разрядник к тому же должен обладать достаточно простой конструкцией, обеспечивающей его невысокую стоимость в производстве и эксплуатации.- 1 025691 short circuit. The proposed spark gap must also have a fairly simple design, ensuring its low cost in production and operation.

Указанная задача решена путем разработки разрядника для молниезащиты элементов электрооборудования или линии электропередачи, содержащий изоляционное тело, выполненное из диэлектрика, два основных электрода, механически связанные с изоляционным телом, и по меньшей мере два промежуточных электрода, механически связанные с изоляционным телом и расположенные между основными электродами с возможностью формирования между смежными основными и промежуточными электродами, а также между смежными промежуточными электродами электрического разряда, причем промежуточные электроды расположены внутри изоляционного тела и отделены от его поверхности слоем диэлектрика, при этом между смежными электродами выполнены выходящие на поверхность изоляционного тела разрядные колодцы. Предложенный разрядник характеризуется тем, что внутри него сформированы воздушные полости, сообщающиеся с разрядными колодцами, причем суммарный объем полостей, сообщающихся с одним разрядным колодцем, лежит в диапазоне У=(0,1-10)-д3, где д - длина искрового промежутка между смежными электродами колодца.This problem is solved by developing an arrester for lightning protection of electrical equipment or power lines, containing an insulating body made of a dielectric, two main electrodes mechanically connected to the insulating body, and at least two intermediate electrodes mechanically connected to the insulating body and located between the main electrodes with the possibility of forming between adjacent main and intermediate electrodes, as well as between adjacent intermediate electrodes of an electric a discharge, the intermediate electrodes being located inside the insulating body and separated from its surface by a dielectric layer, while discharge wells leading to the surface of the insulating body are made between adjacent electrodes. The proposed spark gap is characterized by the fact that air cavities are formed inside it, communicating with the discharge wells, and the total volume of cavities communicating with one discharge well lies in the range V = (0.1-10) -d 3 , where d is the length of the spark gap between adjacent electrodes of the well.

В предпочтительном случае площадь 8 поперечного сечения разрядных колодцев в зоне формирования электрического разряда выбрана из условия 8 < Ώκ-д, где Όκ - диаметр искрового канала, т.е. как в аналоге по патенту КИ 2346368. Заметим в этой связи, что технический результат данного изобретения будет обеспечиваться и при иных соотношениях между площадью поперечного сечения разрядных колодцев, с одной стороны, и диаметром искрового канала и длине искрового промежутка, с другой стороны, однако как справедливо отмечено в патенте КИ 2346368, при таких соотношениях предложенный разрядник будет функционировать наилучшим образом. Формула для определения диаметра искрового канала известна из уровня техники (см., например, Техника высоких напряжений: учеб. для вузов/ Под ред. Г.С. Кучинского. - СПб: Энергоатомиздат, 2003, с. 88).In the preferred case, the cross-sectional area 8 of the discharge wells in the electric discharge formation zone is selected from the condition 8 <Ώκ-d, where Ό κ is the diameter of the spark channel, i.e. as in the analogue of the patent KI 2346368. Note in this regard that the technical result of this invention will be ensured for other ratios between the cross-sectional area of the discharge wells, on the one hand, and the diameter of the spark channel and the length of the spark gap, on the other hand, however, as rightly noted in the patent KI 2346368, with such ratios, the proposed arrester will function in the best way. The formula for determining the diameter of the spark channel is known from the prior art (see, for example, High Voltage Technique: Textbook for High Schools / Ed. By G.S. Kuchinsky. - St. Petersburg: Energoatomizdat, 2003, p. 88).

Согласно одному из вариантов изобретения указанные полости выполнены внутри электродов.According to one of the variants of the invention, these cavities are made inside the electrodes.

Согласно другому варианту изобретения электроды выполнены в виде трубок.According to another embodiment of the invention, the electrodes are made in the form of tubes.

В предпочтительном случае концы электродов в виде трубок, выходящие к разрядному колодцу, закрыты заглушками с соплами, диаметр которых меньше, чем внутренний диаметр электродов.In a preferred case, the ends of the electrodes in the form of tubes extending to the discharge well are closed with plugs with nozzles whose diameter is smaller than the inner diameter of the electrodes.

В соответствии с еще одним вариантом изобретения заглушки выполнены из термостойкого материала.In accordance with another embodiment of the invention, the plugs are made of heat-resistant material.

Указанные заглушки могут быть образованы загнутыми стенками электродов в виде трубок.These plugs can be formed by curved walls of the electrodes in the form of tubes.

В предпочтительном случае разрядник состоит из цепочки последовательно соединенных разрядных блоков, каждый из которых включает в себя два смежных электрода, закрепленных в изоляционном теле с размещением между ними разрядного колодца.In the preferred case, the arrester consists of a series of series-connected discharge blocks, each of which includes two adjacent electrodes fixed in an insulating body with the placement of a discharge well between them.

Согласно другому варианту изобретения указанные полости выполнены в изоляционном теле.According to another embodiment of the invention, said cavities are made in an insulating body.

Еще одна задача настоящего изобретения состоит в создании изолятора и линии электропередачи, обладающих надежной молниезащитой благодаря их оснащению надежными и недорогими разрядниками, характеризующимися высокой дугогасящей способностью и высокой надежностью.Another objective of the present invention is to provide an insulator and power lines with reliable lightning protection due to their equipping with reliable and inexpensive arresters, characterized by high arc suppression ability and high reliability.

Указанная дополнительная задача решена путем разработки высоковольтного изолятора для фиксации в качестве одиночного изолятора или в составе колонки или гирлянды изоляторов, высоковольтного провода в электроустановке или на линии электропередачи, содержащего изоляционную часть и арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры, причем первый элемент арматуры выполнен с возможностью соединения, непосредственно или посредством крепежного устройства, с высоковольтным проводом или со вторым элементом арматуры предшествующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды, а второй элемент арматуры выполнен с возможностью соединения с опорой или с первым элементом арматуры последующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды. Данный изолятор характеризуется тем, что содержит описанный выше разрядник, установленный с возможностью формирования, под воздействием молниевового перенапряжения, электрического разряда между первым элементом арматуры изолятора и по меньшей мере одним смежным с ним электродом разрядника, а также вторым элементом арматуры изолятора и по меньшей мере одним смежным с ним электродом разрядника.This additional problem is solved by developing a high-voltage insulator for fixing as a single insulator or as a part of a column or a string of insulators, a high-voltage wire in an electrical installation or on a transmission line containing an insulating part and fittings in the form of first and second reinforcement elements installed at its ends, the first the reinforcing element is made with the possibility of connection, directly or by means of a fixing device, with a high-voltage wire or with a second element a the valve of the previous high-voltage insulator of said column or garland, and the second reinforcement element is made with the possibility of connection with a support or with the first reinforcement element of the subsequent high-voltage insulator of said column or garland. This insulator is characterized in that it contains the arrester described above, installed with the possibility of forming, under the influence of lightning overvoltage, an electric discharge between the first element of the insulator reinforcement and at least one adjacent electrode of the arrester, as well as the second element of the insulator reinforcement and at least one an adjacent spark gap electrode.

Указанная дополнительная задача решена также путем разработки высоковольтной линии электропередачи, содержащей опоры, одиночные изоляторы и/или изоляторы, собранные в колонки или гирлянды, и по меньшей мере один находящийся под высоким электрическим напряжением провод, связанный непосредственно или посредством крепежных устройств с элементами арматуры одиночных изоляторов и/или первых изоляторов колонок или гирлянд изоляторов, причем каждый одиночный изолятор или каждая колонка или гирлянда изоляторов закреплены на одной из опор посредством элемента своей арматуры, смежного с указанной опорой. Данная высоковольтная линия характеризуется тем, что по меньшей мере один из указанных изоляторов представляет собой изолятор, предложенный в настоящем изобретении.This additional problem was also solved by developing a high-voltage power line containing poles, single insulators and / or insulators, assembled into columns or garlands, and at least one wire under high electric voltage, connected directly or by means of fastening devices with reinforcing elements of single insulators and / or the first insulators of columns or strings of insulators, each single insulator or each column or string of insulators mounted on one of the supports means its reinforcement element adjacent to said support. This high voltage line is characterized in that at least one of these insulators is an insulator proposed in the present invention.

Техническим результатом предложенного разрядника, а следовательно, и изолятора и линии электропередач, в которых он используется, является обеспечение эффективного гашения импульсной дугиThe technical result of the proposed arrester, and consequently, of the insulator and power lines in which it is used, is to ensure effective suppression of the pulse arc

- 2 025691 молниевого перенапряжения при любых соотношениях полярностей молнии и провода, что обеспечивает возможность применения его в сетях с большими токами короткого замыкания.- 2 025691 lightning overvoltage at any ratio of lightning to wire polarities, which makes it possible to use it in networks with large short-circuit currents.

Дополнительным техническим результатом является обеспечение относительно простой конструкции разрядника, что позволяет достичь невысокую стоимость в производстве и эксплуатации такого разрядника и изготавливаемых с его использованием изоляторов и линий электропередач. Это также позволит использовать предложенный разрядник для молниезащиты высоковольтных линий электропередач от прямых ударов молнии и отказаться от молниезащитного троса.An additional technical result is the provision of a relatively simple design of the arrester, which allows to achieve a low cost in the production and operation of such a arrester and insulators and power lines manufactured with its use. This will also make it possible to use the proposed arrester for lightning protection of high-voltage power lines from direct lightning strikes and to abandon the lightning protection cable.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Заявляемое изобретение иллюстрируется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

на фиг. 1 в сечении на виде спереди показан один из вариантов предложенного разрядника; на фиг. 2 разрядник по фиг. 1 представлен на виде сверху;in FIG. 1 is a cross-sectional front view showing one embodiment of the proposed arrester; in FIG. 2 the arrester of FIG. 1 is a plan view;

на фиг. 3 в сечении на виде спереди показан фрагмент предложенного разрядника, относящийся к разрядному колодцу;in FIG. 3 is a cross-sectional front view showing a fragment of the proposed arrester related to the discharge well;

на фиг. 4 фрагмент по фиг. 3 представлен на виде сверху;in FIG. 4, the fragment of FIG. 3 is a plan view;

на фиг. 5 полый электрод предложенного разрядника представлен в сечении на виде спереди; на фиг. 6 в сечении на виде спереди представлен другой вариант полого электрода предложенного разрядника;in FIG. 5, the hollow electrode of the proposed spark gap is shown in section in front view; in FIG. 6 is a cross-sectional front view showing another embodiment of the hollow electrode of the proposed arrester;

на фиг. 7 в сечении на виде спереди представлен фрагмент еще одного варианта предложенного разрядника;in FIG. 7 is a sectional front view showing a fragment of another embodiment of the proposed arrester;

фиг. 8 иллюстрирует один из вариантов изолятора, оснащенного предложенным разрядником, установленным по периметру изоляционной части.FIG. 8 illustrates one embodiment of an insulator equipped with the proposed arrester installed around the perimeter of the insulating part.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Как показано на фиг. 1, 2, предложенный разрядник 100 содержит продолговатое цилиндрическое изоляционное тело 1, выполненное из твердого диэлектрика, например из резины. На концах изоляционного тела 1 установлены первый 2 и второй 3 основные электроды, механически связанные с изоляционным телом 1. Внутри изоляционного тела 1 установлены промежуточные электроды 4. Минимальное число промежуточных электродов 4 равно двум, тогда как оптимальное количество промежуточных электродов выбирается с учетом конкретной формы их выполнения, расчетного значения перенапряжения и других условий работы. В данном варианте устройства основные и промежуточные электроды выполнены в виде цилиндров со скругленными концами, смещенных один относительно другого вдоль продольной оси разрядника. Однако наиболее существенной особенностью это варианта изобретения является то, что внутри электродов 2-4 предусмотрены воздушные полости 7.As shown in FIG. 1, 2, the proposed arrester 100 comprises an elongated cylindrical insulating body 1 made of a solid dielectric, for example, rubber. At the ends of the insulating body 1, the first 2 and second 3 main electrodes are mounted mechanically connected to the insulating body 1. Inside the insulating body 1, intermediate electrodes 4 are installed. The minimum number of intermediate electrodes 4 is two, while the optimal number of intermediate electrodes is selected taking into account their specific shape fulfillment, calculated value of overvoltage and other working conditions. In this embodiment of the device, the main and intermediate electrodes are made in the form of cylinders with rounded ends, offset from one another along the longitudinal axis of the spark gap. However, the most significant feature of this embodiment of the invention is that air cavities 7 are provided inside the electrodes 2-4.

Между смежными электродами как промежуточными, так и основными имеются искровые воздушные промежутки 5, проходящие через разрядные колодцы 6, которые, как и в случае патента КИ 2346368, выходят на поверхность изоляционного тела 1. На концах электродов имеются отверстия 9, соединяющие указанные полости 7 электродов 2-4 с соответствующими разрядными колодцами 6.Between adjacent electrodes, both intermediate and main, there are spark air gaps 5 passing through the discharge wells 6, which, as in the case of KI 2346368, extend to the surface of the insulating body 1. At the ends of the electrodes there are holes 9 connecting these cavities 7 of the electrodes 2-4 with corresponding discharge wells 6.

При защите высоковольтных установок или линий электропередачи разрядник 100 подключается одним основным электродом (например, первым основным электродом 2) к высоковольтному элементу электропередачи, например к проводу (непосредственно или через искровой разрядный промежуток), а другим, соответственно вторым основным электродом 3 (непосредственно или через искровой разрядный промежуток) к земле.When protecting high-voltage installations or power lines, the arrester 100 is connected with one main electrode (for example, the first main electrode 2) to a high-voltage power element, for example, a wire (directly or through the spark gap), and another, respectively, with the second main electrode 3 (directly or through spark discharge gap) to the ground.

При воздействии на разрядник импульса перенапряжения в разряднике 100 от первого основного электрода 2 по направлению ко второму основному электроду 3 развивается искровой канал 8, последовательно пробивая промежутки 5 между смежными электродами. В процессе образования и развития искрового канала 8 происходит его расширение со сверхзвуковой скоростью. В виду того, что объемы разрядных колодцев 6 между смежными электродами 2-4 весьма малы, в колодцах создается высокое давление, под действием которого искровые каналы 8 перемещаются к поверхности изоляционного тела 1 и далее выбрасываются наружу в окружающий разрядник воздух. Таким образом, искровые каналы 8 между смежными электродами 2-4 существенно удлиняются и охлаждаются и, как следствие, увеличивается их суммарное сопротивление, а значит, возрастает общее сопротивление разрядника 100, и происходит ограничение импульсного тока молниевого перенапряжения. По окончании импульса молниевого перенапряжения к разряднику остается приложенным напряжение промышленной частоты. Однако по причине большого сопротивления разрядника, и благодаря тому, что общий искровой канал разбит на множество элементарных каналов 8 между смежными электродами 2-4, разряд не может самостоятельно существовать и гаснет.When an overvoltage pulse is applied to the arrester in the arrester 100 from the first main electrode 2 towards the second main electrode 3, a spark channel 8 develops, sequentially punching the gaps 5 between adjacent electrodes. In the process of formation and development of spark channel 8, it expands with supersonic speed. In view of the fact that the volumes of the discharge wells 6 between adjacent electrodes 2-4 are very small, a high pressure is created in the wells, under the influence of which the spark channels 8 move to the surface of the insulating body 1 and then are thrown out into the surrounding spark gap. Thus, the spark channels 8 between adjacent electrodes 2-4 are significantly lengthened and cooled and, as a result, their total resistance increases, which means that the overall resistance of the spark gap 100 increases, and the pulse current of lightning overvoltage is limited. At the end of the lightning overvoltage pulse, an industrial frequency voltage remains applied to the arrester. However, due to the high resistance of the spark gap, and due to the fact that the common spark channel is divided into many elementary channels 8 between adjacent electrodes 2-4, the discharge cannot independently exist and goes out.

Описанное в предыдущем абзаце функционирование заявленного разрядника в целом совпадает с его прототипом по патенту КИ 2346368. Однако согласно настоящему изобретению, эффект гашения дуги, описанный в предыдущем абзаце, усиливается благодаря наличию в предложенном разряднике 100 глухих воздушных полостей 7, которые сообщаются с разрядными колодцами 6, но не имеют своего выхода наружу из изоляционного тела 1. Данные полости 7 служат для сохранения неионизированного холодного воздуха, используемого, как станет понятно далее, для интенсификации гашения импульсной дуги. Несмотря на то что полости 7 сообщаются с разрядными колодцами 6, они не обладают свойства- 3 025691 ми, присущими этим колодцам. В частности, в полостях 7, в отличие от разрядных колодцев, не развивается разряд и не присутствует плазма. Дело в том, что разряд, присутствующий в разрядном колодце 6, стремится расшириться в сторону наименьшего сопротивления, т.е. в сторону выхода из колодца. Поскольку полости 7 выполнены глухими, в сторону полостей 7 сопротивление продвижению разряда существенно больше. Поэтому в полостях 7 разряд не развивается. В варианте изобретения, проиллюстрированном на фиг. 1-6 и 8, указанные полости 7 предусмотрены непосредственно в электродах 2-4. В варианте, проиллюстрированном на фиг. 7, полости 7 выполнены в изоляционном теле 1, а не в электродах.The operation of the claimed arrester described in the previous paragraph generally coincides with its prototype according to the patent KI 2346368. However, according to the present invention, the arc quenching effect described in the previous paragraph is enhanced by the presence of 100 deaf air cavities 7 in the proposed arrester that communicate with the discharge wells 6 but do not have their way out from the insulating body 1. These cavities 7 serve to preserve non-ionized cold air, which, as will be understood below, is used to intensify suppression of a pulse arch. Despite the fact that the cavities 7 communicate with the discharge wells 6, they do not possess the properties of 3,025,691 inherent in these wells. In particular, in cavities 7, unlike discharge wells, a discharge does not develop and plasma is not present. The fact is that the discharge present in the discharge well 6 tends to expand towards the least resistance, i.e. towards the exit from the well. Since the cavities 7 are made deaf, towards the cavities 7, the resistance to the advance of the discharge is much greater. Therefore, in the cavities, 7th category does not develop. In the embodiment of the invention illustrated in FIG. 1-6 and 8, these cavities 7 are provided directly in the electrodes 2-4. In the embodiment illustrated in FIG. 7, the cavities 7 are made in the insulating body 1, and not in the electrodes.

Если говорить подробнее о механизме интенсификации гашения дуги при помощи полостей 7, предложенном в настоящем изобретении, то он реализован следующим образом. Поясним это в основном на примере вариантов, показанных на фиг. 1-6 и 8, хотя данные пояснения применимы в равной степени и для варианта изобретения, показанного на фиг. 7.If we talk more about the mechanism of intensification of arc quenching using cavities 7, proposed in the present invention, it is implemented as follows. We will explain this mainly with the example of the options shown in FIG. 1-6 and 8, although these explanations are equally applicable to the embodiment of the invention shown in FIG. 7.

По мере расширения искрового канала 8 высокое давление, создаваемое в разрядных колодцах 6, создается также и в указанных полостях 7 электродов 2-4. Однако после выброса искровых каналов 8 из разрядных колодцев 6 в колодцах образуется область пониженного давления. Из-за разницы между высоким давлением в полостях 7 и пониженным давлением в разрядных колодцах 6 в разряднике 100 возникает дутье холодным, неионизированным воздухом из полостей 7 на искровой канал 8. Отметим также, что несмотря на то, что все полости 7 сообщаются друг с другом посредством отверстий 9, воздушный поток для обдувания конкретного искрового канала 8 поступает из соответствующих ближайших полостей. Это происходит из-за того, что разряды развиваются практически одновременно во всех разрядных колодцах, а следовательно, забор воздуха из полостей 7 также осуществляется, по существу, одновременно. Автором настоящего изобретения было установлено, что дутье холодным, неионизированным воздухом в процессе развития импульсной дуги облегчает ее гашение при окончании протекания импульса тока молниевого перенапряжения, причем оптимальный суммарный объем полостей для одного разрядного колодца лежит в диапазоне У=(0,1-10)-д3, где д - длина разрядного промежутка 5 между смежными электродами колодца, т.е. по сути кратчайшее расстояние между двумя смежными электродами.As the spark channel 8 expands, the high pressure created in the discharge wells 6 is also created in the indicated cavities 7 of the electrodes 2-4. However, after the discharge of spark channels 8 from the discharge wells 6, a reduced pressure region forms in the wells. Due to the difference between the high pressure in the cavities 7 and the reduced pressure in the discharge wells 6 in the spark gap 100, a blast of cold, non-ionized air from the cavities 7 to the spark channel 8 occurs. We also note that despite the fact that all the cavities 7 communicate with each other by means of the openings 9, the air flow for blowing a particular spark channel 8 comes from the corresponding nearest cavities. This is due to the fact that the discharges develop almost simultaneously in all the discharge wells, and therefore, the intake of air from the cavities 7 is also carried out essentially simultaneously. The author of the present invention found that blasting with cold, non-ionized air during the development of a pulsed arc facilitates its extinction at the end of a current pulse of lightning overvoltage, and the optimal total volume of cavities for one discharge well lies in the range V = (0.1-10) - d 3 , where d is the length of the discharge gap 5 between adjacent electrodes of the well, i.e. essentially the shortest distance between two adjacent electrodes.

Таким образом, благодаря использованию холодного, неионизированного воздуха из полостей 7, соответствующим образом рассчитанных, настоящее изобретение позволяет интенсифицировать процесс гашения дуги разрядными колодцами, в результате чего импульсную дугу, вызванную импульсом молниевого перенапряжения, удается погасить при любом соотношении полярностей молнии и провода, причем горение импульсной дуги продолжается не более 100 мкс, т.е. примерно в 50 раз меньше, чем в разряднике - прототипе.Thus, due to the use of cold, non-ionized air from the cavities 7 appropriately calculated, the present invention allows to intensify the process of extinguishing an arc by discharge wells, as a result of which a pulse arc caused by a lightning overvoltage pulse can be extinguished at any ratio of lightning to wire polarities, and burning pulsed arc lasts no more than 100 μs, i.e. about 50 times less than in the arrester - prototype.

После гашения дуги в разрядных колодцах 6 в них и в полостях 7 образуется область пониженного давления, и холодный неионизированный воздух поступает в разрядные колодцы 6 и полости 7 из атмосферы. Это происходит за время 100-200 мкс. Следовательно, за короткий промежуток времени в 100200 мкс в полостях 7 снова накапливается холодный неионизированный воздух, который может быть использован для последующего гашения импульсной дуги.After extinguishing the arc in the discharge wells 6, a low pressure region forms in them and in the cavities 7, and cold non-ionized air enters the discharge wells 6 and cavities 7 from the atmosphere. This occurs in a time of 100-200 μs. Therefore, in a short period of time of 100,200 μs, cold non-ionized air again accumulates in the cavities 7, which can be used for the subsequent extinction of the pulsed arc.

На фиг. 3, 4 показан фрагмент другого варианта разрядника 100, содержащего полые электроды 4 в виде отрезков металлической трубки с отверстиями 9. В некоторых случаях технологически целесообразно изготавливать разрядные блоки, показанные на фиг. 3, 4, по отдельности, а затем соединять их в цепочку и покрывать изоляционным материалом (например, силиконовой резиной) с получением разрядника, аналогичного показанному на фиг. 1, 2. Ситуация с применением разрядных блоков будет пояснена ниже, при описании изолятора, соответствующего второму аспекту настоящего изобретения.In FIG. 3, 4, a fragment of another embodiment of a spark gap 100 containing hollow electrodes 4 in the form of segments of a metal tube with holes 9 is shown. In some cases, it is technologically expedient to produce the discharge blocks shown in FIG. 3, 4, separately, and then connect them in a chain and cover with insulating material (for example, silicone rubber) to obtain a spark gap similar to that shown in FIG. 1, 2. The situation with the use of discharge blocks will be explained below, when describing an insulator corresponding to the second aspect of the present invention.

Большое значение для эффективности гашения имеет длина д элементарного промежутка 5. Как показано в ближайшем аналоге настоящего изобретения (патент КИ 2346368), длина элементарного изоляционного промежутка предпочтительно лежит в диапазоне д=0,1-20 мм в зависимости от назначения разрядника и номинального напряжения ВЛ.Of great importance for the damping efficiency is the length d of the elementary gap 5. As shown in the closest analogue of the present invention (patent KI 2346368), the length of the elementary insulation gap preferably lies in the range d = 0.1-20 mm depending on the purpose of the arrester and the rated voltage of the overhead line .

В ходе экспериментальных исследований удалось определить, что оптимальный суммарный объем полостей 7 (в данном варианте объем полостей 7 внутри двух смежных электродов) лежит в диапазоне У=(0,1-10)-д3, где д - длина разрядного промежутка 5 между электродами колодца (см. фиг. 3).In the course of experimental studies, it was possible to determine that the optimal total volume of cavities 7 (in this embodiment, the volume of cavities 7 inside two adjacent electrodes) lies in the range V = (0.1-10) -d 3 , where d is the length of the discharge gap 5 between the electrodes well (see. Fig. 3).

На фиг. 5 показан вариант полого электрода, у которого конец, выходящий в разрядный колодец 6, имеет заглушку 10 с соплом 11 для повышения эффективности дутья. Заглушка с соплом может иметь более сложную форму, чем показано на фиг. 5 (например, сопло Лаваля), и она может быть выполнена из термостойкого материала: вольфрама, карбида вольфрама, вольфрамо-медного сплава или другого аналогичного материала.In FIG. 5 shows a variant of a hollow electrode, in which the end extending into the discharge well 6 has a plug 10 with a nozzle 11 to increase the efficiency of the blast. The nozzle plug may have a more complex shape than that shown in FIG. 5 (for example, a Laval nozzle), and it can be made of heat-resistant material: tungsten, tungsten carbide, tungsten-copper alloy or other similar material.

На фиг. 6 показан вариант полого электрода, аналогичный варианту по фиг. 5, но заглушка 10 с соплом 11 выполнена как закругленное продолжение стенки трубки электрода 4. Благодаря совмещению функций стенки трубки электрода 4 и заглушки 10 в одном конструктивном элементе достигается лучшая технологичность и экономичность разрядника.In FIG. 6 shows an embodiment of a hollow electrode similar to that of FIG. 5, but the plug 10 with the nozzle 11 is designed as a rounded extension of the wall of the electrode tube 4. By combining the functions of the wall of the electrode tube 4 and the plug 10 in one structural element, better processability and cost-effectiveness of the spark gap are achieved.

На фиг. 7 показан фрагмент разрядника, у которого воздушная полость 7 выполнена внутри изоляционного тела, а ее сопло 11 выходит в среднюю часть разрядного колодца 6. Принцип действия этогоIn FIG. 7 shows a fragment of a spark gap, in which the air cavity 7 is made inside the insulating body, and its nozzle 11 extends into the middle part of the discharge well 6. The principle of this

- 4 025691 варианта по сути совпадает с проиллюстрированным ранее на фиг. 1-6. Разница состоит лишь в том, что воздух для обдувания искрового канала 8 забирается не из полого электрода, а из полости 7, выполненной в изоляционном теле 1. Сам электрод в данном случае является сплошным, хотя также возможна ситуация комбинирования воздушных полостей 7, при которой эти полости, сообщающиеся с разрядным колодцем 6, присутствуют как по меньшей мере в одном смежном с ним электроде, так и в изоляционном теле 1.- 4,025,691 options essentially coincides with those previously illustrated in FIG. 1-6. The only difference is that the air for blowing the spark channel 8 is taken not from the hollow electrode, but from the cavity 7 made in the insulating body 1. The electrode itself in this case is continuous, although a situation of combining the air cavities 7, in which these cavities in communication with the discharge well 6 are present both in at least one electrode adjacent to it and in the insulating body 1.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения оно относится к высоковольтному изолятору. Данный изолятор предназначен для фиксации высоковольтного провода в электроустановке или на линии электропередачи, причем его можно использовать как в качестве одиночного изолятора, так и в составе колонки или гирлянды изоляторов. В общем случае высоковольтный изолятор содержит изоляционную часть и два установленных на его концах элемента арматуры, причем первый элемент арматуры выполнен с возможностью соединения, непосредственно или посредством крепежного устройства, с высоковольтным проводом или со вторым элементом арматуры предшествующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды, а второй элемент арматуры выполнен с возможностью соединения с опорой или с первым элементом арматуры последующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды. Отличительной особенностью предложенного изолятора является то, что он содержит разрядник, соответствующий первому аспекту настоящего изобретения, например такой, как описан выше со ссылкой на фиг. 1-7. Это разрядник установлен в заявленном изоляторе с возможностью формирования, под воздействием молниевового перенапряжения, электрического разряда между первым элементом арматуры изолятора и по меньшей мере одним смежным с ним электродом разрядника, а также между вторым элементом арматуры изолятора и по меньшей мере одним смежным с ним электродом разрядника.According to a second aspect of the present invention, it relates to a high voltage insulator. This insulator is designed to fix a high-voltage wire in an electrical installation or on a power line, and it can be used both as a single insulator and as part of a column or a string of insulators. In general, a high-voltage insulator comprises an insulating part and two reinforcing elements installed at its ends, the first reinforcing element being configured to connect, directly or by means of a fastening device, to the high-voltage wire or to the second reinforcing element of the previous high-voltage insulator of the indicated column or garland, and the second the reinforcement element is configured to be connected to a support or to the first reinforcement element of a subsequent high-voltage insulator of said columns or garlands. A distinctive feature of the proposed insulator is that it contains a spark gap corresponding to the first aspect of the present invention, for example, as described above with reference to FIG. 1-7. This arrester is installed in the inventive insulator with the possibility of forming, under the influence of lightning overvoltage, an electric discharge between the first element of the insulator reinforcement and at least one adjacent electrode of the arrester, as well as between the second element of the insulator reinforcement and at least one adjacent arrester electrode .

Частный случай исполнения заявленного высоковольтного изолятора показан на фиг. 8. Данный изолятор 200 выполнен на основе штыревого изолятора ВЛ среднего напряжения и включает в себя заявленный разрядник 100, соответствующий, например, варианту изобретения, показанному на фиг. 1, 2. Как видно из чертежа, разрядник 100 установлен по периметру ребра 12 изоляционной части 17 изолятора 200. Первый основной электрод 2 выполнен Г-образным, причем одна его полая часть находится внутри изоляционного тела 1, а другая - в виде отрезка металлического прутка, направлена вверх, в сторону провода 13, и образует с ним внешний искровой воздушный промежуток 14. Второй основной электрод 3, выполненный аналогично, направлен вниз, в сторону штыря 15, укрепленного на проводящей опоре 16, и также образует с ним внешний искровой воздушный промежуток 14. При воздействии молниевого перенапряжения на провод 13 внешние искровые промежутки 14 пробиваются, и первый основной электрод 2 оказывается подключенным к высокому напряжению провода 13, а второй основной электрод 3 - к заземленному штырю 15 через искровые каналы 8. Далее происходит срабатывание разрядника 100 так, как это описано выше.A particular embodiment of the claimed high-voltage insulator is shown in FIG. 8. This insulator 200 is made on the basis of a medium-voltage overhead line VL insulator and includes the claimed arrester 100, corresponding, for example, to the embodiment of the invention shown in FIG. 1, 2. As can be seen from the drawing, the arrester 100 is installed around the perimeter of the ribs 12 of the insulating part 17 of the insulator 200. The first main electrode 2 is made L-shaped, with one hollow part being inside the insulating body 1, and the other in the form of a piece of metal bar , is directed upward, towards the wire 13, and forms an external spark gap 14 with it. The second main electrode 3, made similarly, is directed downward, towards the pin 15 mounted on the conductive support 16, and also forms an external spark gap with it one 4. When lightning overvoltage acts on the wire 13, the external spark gaps 14 break through, and the first main electrode 2 is connected to the high voltage of the wire 13, and the second main electrode 3 is connected to the grounded pin 15 through the spark channels 8. Then, the spark gap 100 responds so as described above.

Благодаря тому что электроды 2-4 выполнены полыми, настоящий изолятор 200 способен обеспечить защиту ВЛ от молниевых перенапряжений и погасить импульсную дугу без сопровождающего тока сети. Это позволяет применять его в сетях с большими токами короткого замыкания. В случае оснащения изолятора 200 разрядником, показанным на фиг. 7, т.е. разрядником, полости 7 которого выполнены в изоляционном теле, принцип его действия не меняется и все преимущества сохраняются.Due to the fact that the electrodes 2-4 are hollow, the real insulator 200 is able to protect the overhead line from lightning surges and extinguish the pulse arc without an accompanying mains current. This allows its use in networks with large short-circuit currents. In the case of equipping the insulator 200 with the arrester shown in FIG. 7, i.e. a spark gap, cavities 7 of which are made in an insulating body, the principle of its action does not change and all the advantages are preserved.

Например, на одном изоляторе типа υ120ΛΌ может быть установлено 14 разрядных блоков, в результате чего он по сути превращается в изолятор-разрядник. Полученные параметры разрядных колодцев позволяют выполнить надежную молниезащиту ВЛ 35, 110 и 220 кВ при помощи гирлянд, содержащих соответственно 3, 7 и 14 пар изоляторов-разрядников.For example, on one insulator of type υ120ΛΌ 14 discharge blocks can be installed, as a result of which it essentially turns into an insulator-discharger. The obtained parameters of the discharge wells allow reliable lightning protection of overhead lines of 35, 110 and 220 kV using garlands containing 3, 7 and 14 pairs of insulator-dischargers, respectively.

Работоспособность предложенного разрядника 100 подтверждена экспериментальной проверкой. С этой целью был изготовлен макет разрядника с восемью установленными на пластине разрядными блоками, каждый из которых включал в себя два смежных электрода, закрепленных в изоляционном теле с размещением между ними разрядного колодца.The performance of the proposed spark gap 100 is confirmed by experimental verification. For this purpose, a protector of the arrester was made with eight discharge blocks mounted on the plate, each of which included two adjacent electrodes fixed in an insulating body with the placement of a discharge well between them.

Основные параметры разрядных блоков были следующие:The main parameters of the discharge blocks were as follows:

разрядный колодец выполнен в виде щели с искровым промежутком длиной д=15 мм, шириной 1 мм и высотой 20 мм;the discharge well is made in the form of a gap with a spark gap with a length of d = 15 mm, a width of 1 mm and a height of 20 mm;

смежные электроды выполнены из отрезков круглой металлической трубы с наружным диаметром 10 мм, толщиной стенки 1 мм и длиной 30 мм.adjacent electrodes are made of segments of a round metal pipe with an outer diameter of 10 mm, a wall thickness of 1 mm and a length of 30 mm.

Испытания показали, что при воздействии импульсами тока 3-20 кА и длительностью 50 мкс разрядник надежно гасит ток импульса без сопровождающего тока сети при амплитудном напряжении сети 8 кВ, т.е. при напряжении на один разрядный блок 1 кВ/блок.Tests have shown that when exposed to 3-20 kA current pulses and a duration of 50 μs, the arrester reliably extinguishes the pulse current without an accompanying mains current at an amplitude network voltage of 8 kV, i.e. at a voltage of one bit block 1 kV / block.

Причем заявленный разрядник эффективно работает как при разноименных полярностях молнии и сети (-/+ и +/-), так и одноименных полярностях (-/- и +/+).Moreover, the claimed arrester effectively works both with opposite polarities of lightning and network (- / + and +/-), and with the same polarities (- / - and + / +).

Напомним, что разрядник известного уровня техники, не имеющий воздушных полостей, сообщающихся с разрядными колодцами, может эффективно работать только при разноименных полярностях молнии и сети. Это значит, что область применения и надежность работы предложенного разрядника, а следовательно, изолятора и высоковольтной линии, в которых он используется, существенно увеличена.Recall that a spark gap of the prior art that does not have air cavities in communication with the discharge wells can only work effectively with opposite polarities of lightning and network. This means that the scope and reliability of the proposed arrester, and therefore, the insulator and the high-voltage line in which it is used, is significantly increased.

- 5 025691- 5,025,691

Рассмотренные в данном описании варианты выполнения предложенного разрядника, а также изолятора и линии электропередач, построенных с использованием этого разрядника, приведены лишь для пояснения их конструкции и принципов работы. Специалистам данной области техники должно быть понятно, что возможны отклонения от вышеприведенных примеров выполнения, которые также охватываются приложенной формулой изобретения.The embodiments of the proposed arrester described in this description, as well as the insulator and power lines built using this arrester, are provided only to explain their design and operating principles. Specialists in the art should understand that there may be deviations from the above examples, which are also covered by the attached claims.

Номера позиций:Item Numbers:

100 - разрядник,100 - arrester,

200 - изолятор,200 - insulator,

- изоляционное тело,- insulating body,

- первый основной электрод,- the first main electrode,

- второй основной электрод,- the second main electrode,

- промежуточные электроды,- intermediate electrodes,

- искровые промежутки,- spark gaps

- разрядные колодцы,- discharge wells,

- воздушные полости,- air cavities,

- искровой канал,- spark channel

- отверстия на концах электродов,- holes at the ends of the electrodes,

- заглушка,- a stub

- сопло,- nozzle

- ребро изолятора,- insulator rib

- провод ЛЭП,- power line wire,

- внешний искровой воздушный промежуток,- external spark gap

- штырь,- pin

- опора ЛЭП,- transmission line support,

- изоляционная часть изолятора.- insulating part of the insulator.

Claims (11)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Разрядник (100) для молниезащиты элементов электрооборудования или линии электропередачи, содержащий изоляционное тело (1), выполненное из диэлектрика, два основных электрода (2, 3), механически связанных с изоляционным телом (1), и по меньшей мере два промежуточных электрода (4), механически связанных с изоляционным телом (1) и расположенных между основными электродами (2, 3) с возможностью формирования между смежными основными и промежуточными электродами, а также между смежными промежуточными электродами электрического разряда, причем промежуточные электроды (4) расположены внутри изоляционного тела и отделены от его поверхности слоем диэлектрика, при этом между смежными электродами (2, 3, 4) выполнены выходящие на поверхность изоляционного тела (1) разрядные колодцы (6), отличающийся тем, что внутри него сформированы воздушные полости (7), сообщающиеся с разрядными колодцами (6), причем суммарный объем полостей, сообщающихся с одним разрядным колодцем, лежит в диапазоне У=(0,1-10)-д3, где д - длина искрового промежутка (5) между смежными электродами колодца.1. Arrester (100) for lightning protection of electrical equipment or power lines, containing an insulating body (1) made of a dielectric, two main electrodes (2, 3), mechanically connected to the insulating body (1), and at least two intermediate electrodes (4) mechanically connected with the insulating body (1) and located between the main electrodes (2, 3) with the possibility of forming between adjacent main and intermediate electrodes, as well as between adjacent intermediate electrodes of an electric discharge, the daily electrodes (4) are located inside the insulating body and are separated from its surface by a dielectric layer, while between the adjacent electrodes (2, 3, 4) discharge wells (6) extending to the surface of the insulating body (1) are made, characterized in that inside it air cavities (7) are formed, communicating with the discharge wells (6), and the total volume of cavities communicating with one discharge well lies in the range Y = (0.1-10) -d 3 , where d is the length of the spark gap (5 ) between adjacent electrodes of the well. 2. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что площадь δ поперечного сечения разрядных колодцев (6) в зоне формирования электрического разряда выбрана из условия δ < Ик-д, где Όκ - диаметр искрового канала.2. The arrester according to claim 1, characterized in that the cross-sectional area δ of the discharge wells (6) in the electric discharge formation zone is selected from the condition δ <And to -e, where Ό κ is the diameter of the spark channel. 3. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что указанные полости (7) выполнены внутри электродов (2, 3, 4).3. The spark gap according to claim 1, characterized in that said cavities (7) are made inside the electrodes (2, 3, 4). 4. Разрядник по п.3, отличающийся тем, что электроды (2, 3, 4) выполнены в виде трубок.4. The spark gap according to claim 3, characterized in that the electrodes (2, 3, 4) are made in the form of tubes. 5. Разрядник по п.4, отличающийся тем, что концы электродов (2, 3, 4) в виде трубок, выходящие к разрядному колодцу, закрыты заглушками (10) с соплами (11), диаметр которых меньше, чем внутренний диаметр электродов (2, 3, 4).5. Arrester according to claim 4, characterized in that the ends of the electrodes (2, 3, 4) in the form of tubes extending to the discharge well are closed with plugs (10) with nozzles (11), the diameter of which is smaller than the inner diameter of the electrodes ( 2, 3, 4). 6. Разрядник по п.5, отличающийся тем, что заглушки (10) выполнены из термостойкого материала.6. Arrester according to claim 5, characterized in that the plugs (10) are made of heat-resistant material. 7. Разрядник по п.5, отличающийся тем, что заглушки (10) образованы загнутыми стенками электродов (2, 3, 4) в виде трубок.7. Arrester according to claim 5, characterized in that the plugs (10) are formed by curved walls of the electrodes (2, 3, 4) in the form of tubes. 8. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что он состоит из цепочки последовательно соединенных разрядных блоков, каждый из которых включает в себя два смежных электрода, закрепленных в изоляционном теле с размещением между ними разрядного колодца.8. The arrester according to claim 1, characterized in that it consists of a chain of series-connected discharge blocks, each of which includes two adjacent electrodes fixed in an insulating body with the placement of a discharge well between them. 9. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что указанные полости (7) выполнены в изоляционном теле (1).9. The spark gap according to claim 1, characterized in that said cavities (7) are made in an insulating body (1). 10. Высоковольтный изолятор (200) для фиксации в качестве одиночного изолятора или в составе колонки или гирлянды изоляторов высоковольтного провода (13) в электроустановке или на линии электропередачи, содержащий изоляционную часть (17) и арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры, причем первый элемент арматуры выполнен с возможностью соединения, непосредственно или посредством крепежного устройства, с высоковольтным проводом или со10. High-voltage insulator (200) for fixing as a single insulator or as part of a column or string of insulators of a high-voltage wire (13) in an electrical installation or on a power line, containing an insulating part (17) and fittings in the form of the first and second elements installed at its ends valves, the first element of the valve is made with the possibility of connection, directly or by means of a mounting device, with a high-voltage wire or - 6 025691 вторым элементом арматуры предшествующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды, а второй элемент арматуры выполнен с возможностью соединения с опорой или с первым элементом арматуры последующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды, отличающийся тем, что он содержит разрядник (100) по любому из пп.1-9, установленный с возможностью формирования под воздействием молниевового перенапряжения электрического разряда между первым элементом арматуры изолятора и по меньшей мере одним смежным с ним электродом разрядника, а также вторым элементом арматуры изолятора и по меньшей мере одним смежным с ним электродом разрядника.- 6,025,691 by the second reinforcement element of the previous high-voltage insulator of said column or garland, and the second reinforcement element is made with the possibility of connection with a support or with the first reinforcement element of the subsequent high-voltage insulator of said column or garland, characterized in that it contains a spark gap (100) according to any one of claims 1 to 9, installed with the possibility of formation under the influence of lightning overvoltage of an electric discharge between the first element of the insulator reinforcement and at least one adjacent to it the spark gap electrode, as well as the second element of the insulator reinforcement and at least one spark gap electrode adjacent to it. 11. Высоковольтная линия электропередачи, содержащая опоры (16), одиночные изоляторы и/или изоляторы, собранные в колонки или гирлянды, и по меньшей мере один находящийся под высоким электрическим напряжением провод (13), связанный непосредственно или посредством крепежных устройств с элементами арматуры одиночных изоляторов и/или первых изоляторов колонок или гирлянд изоляторов, причем каждый одиночный изолятор или каждая колонка или гирлянда изоляторов закреплены на одной из опор (16) посредством элемента своей арматуры, смежного с указанной опорой, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из указанных изоляторов представляет собой изолятор (200) по11. A high-voltage power line containing supports (16), single insulators and / or insulators, assembled into columns or garlands, and at least one wire (13) under high voltage, connected directly or by means of fasteners with single reinforcement elements insulators and / or first insulators of columns or strings of insulators, each single insulator or each column or strings of insulators are fixed on one of the supports (16) by means of an element of its armature adjacent to the indicated support, characterized in that at least one of these insulators is an insulator (200) in
EA201400927A 2014-08-25 2014-08-25 Cavity-type discharge arrester for lightning overvoltage protection of electrical equipment, and insulator and electrical power transmission line equipped with such discharge arrester EA025691B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201400927A EA025691B1 (en) 2014-08-25 2014-08-25 Cavity-type discharge arrester for lightning overvoltage protection of electrical equipment, and insulator and electrical power transmission line equipped with such discharge arrester

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201400927A EA025691B1 (en) 2014-08-25 2014-08-25 Cavity-type discharge arrester for lightning overvoltage protection of electrical equipment, and insulator and electrical power transmission line equipped with such discharge arrester

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201400927A1 EA201400927A1 (en) 2016-02-29
EA025691B1 true EA025691B1 (en) 2017-01-30

Family

ID=55404342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201400927A EA025691B1 (en) 2014-08-25 2014-08-25 Cavity-type discharge arrester for lightning overvoltage protection of electrical equipment, and insulator and electrical power transmission line equipped with such discharge arrester

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA025691B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023128838A1 (en) * 2021-12-28 2023-07-06 Акционерное общество "НПО "Стример" Surge protector

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5283709A (en) * 1989-12-07 1994-02-01 Hitachi, Ltd. Lightning arrester on tower for power transmission
RU2346368C1 (en) * 2007-08-16 2009-02-10 ОАО "Научно-производственное объединение "Стример" Lightning protector and power transmission line equipped therewith
RU108206U1 (en) * 2011-04-14 2011-09-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" INSULATOR-DISCHARGE
RU111719U1 (en) * 2011-08-10 2011-12-20 Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс") DISCHARGE SYSTEM, HIGH VOLTAGE INSULATOR WITH DISCHARGE AND HIGH VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSION LINE USING SUCH INSULATOR
RU2521771C1 (en) * 2013-03-13 2014-07-10 Открытое акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы" Insulator-arrestor and power transmission line using this insulator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5283709A (en) * 1989-12-07 1994-02-01 Hitachi, Ltd. Lightning arrester on tower for power transmission
RU2346368C1 (en) * 2007-08-16 2009-02-10 ОАО "Научно-производственное объединение "Стример" Lightning protector and power transmission line equipped therewith
RU108206U1 (en) * 2011-04-14 2011-09-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" INSULATOR-DISCHARGE
RU111719U1 (en) * 2011-08-10 2011-12-20 Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс") DISCHARGE SYSTEM, HIGH VOLTAGE INSULATOR WITH DISCHARGE AND HIGH VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSION LINE USING SUCH INSULATOR
RU2521771C1 (en) * 2013-03-13 2014-07-10 Открытое акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы" Insulator-arrestor and power transmission line using this insulator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023128838A1 (en) * 2021-12-28 2023-07-06 Акционерное общество "НПО "Стример" Surge protector

Also Published As

Publication number Publication date
EA201400927A1 (en) 2016-02-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2750214C (en) Lightning arrester and a power transmission line provided with such an arrester
RU2470430C1 (en) Multi-chamber discharger, high-voltage insulator with multichamber discharger and high-voltage power transmission line using such insulator
RU2346368C1 (en) Lightning protector and power transmission line equipped therewith
CN104779522A (en) Lightning dredger with insulator function
EA025691B1 (en) Cavity-type discharge arrester for lightning overvoltage protection of electrical equipment, and insulator and electrical power transmission line equipped with such discharge arrester
RU2510651C1 (en) Arrester with guide strips for protection of electric equipment from overvoltage at lightning and insulator of power line equipped with such arrester
RU2619765C1 (en) Arrester with pressure chambers
CN111834061A (en) Novel trapezoidal bipolar arc extinguishing lightning protection device
US2304848A (en) Lightining arrester, gas deflector type
CN210467450U (en) Novel trapezoidal bipolar arc extinguishing lightning protection device
RU2666905C2 (en) Lightning protector with open outputs from discharge chambers
WO2018203771A1 (en) Arrester with pressure chambers
CN110661173A (en) Multi-cavity lightning flashover limiter
RU2730173C1 (en) Multi-chamber arrester with protruding electrodes
RU2619909C1 (en) Multi-chamber arrester with general pressure chamber
CN210326483U (en) Novel trapezoidal arc extinguishing lightning protection device
CN210167181U (en) Trapezoidal bipolar arc extinguishing lightning protection device without air gap
RU2667510C2 (en) Arrester with common pressure chambers, arrester-insulator, arrester screen and electric transmission line
CN210326482U (en) Trapezoidal arc extinguishing lightning protection device without air gap
RU111719U1 (en) DISCHARGE SYSTEM, HIGH VOLTAGE INSULATOR WITH DISCHARGE AND HIGH VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSION LINE USING SUCH INSULATOR
CN210467445U (en) Series connection type recoil arc extinguishing insulator
CN110808135B (en) Series arc extinguishing method
RU198701U1 (en) PULSE OVERVOLTAGE PROTECTION DEVICE
EA025903B1 (en) Discharge arrester for lightning overvoltage protection of electrical equipment or an electrical power transmission line, and insulator and electrical power transmission line equipped with such discharge arrester
CN214673450U (en) Dual arc control device of multistage recoil and solid-phase arc extinguishing

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KG TM