RU2619765C1 - Arrester with pressure chambers - Google Patents
Arrester with pressure chambers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2619765C1 RU2619765C1 RU2015154066A RU2015154066A RU2619765C1 RU 2619765 C1 RU2619765 C1 RU 2619765C1 RU 2015154066 A RU2015154066 A RU 2015154066A RU 2015154066 A RU2015154066 A RU 2015154066A RU 2619765 C1 RU2619765 C1 RU 2619765C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- discharge
- arrester
- chambers
- insulating body
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
- H01T4/16—Overvoltage arresters using spark gaps having a plurality of gaps arranged in series
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к разрядникам для защиты от перенапряжений, например грозовых, электроустановок, высоковольтных линий электропередачи и электрических сетей. Изобретение также относится к высоковольтным линиям электропередачи, имеющих в своем составе элементы, снабженные такими разрядниками.The invention relates to surge arresters for surge protection, such as lightning, electrical installations, high voltage power lines and electrical networks. The invention also relates to high voltage power lines incorporating elements provided with such arresters.
Уровень техникиState of the art
Молниевые разряды являются одним из наиболее опасных явлений для эксплуатации высоковольтных линий электропередачи. При грозовом перенапряжении происходит перекрытие воздушного промежутка между токонесущим элементом линии электропередачи и заземленным элементом. После окончания импульса грозового перенапряжения это перекрытие под действием напряжения промышленной частоты, приложенного к токонесущему элементу, переходит в силовую дугу промышленной частоты.Lightning discharges are one of the most dangerous phenomena for the operation of high-voltage power lines. During a lightning overvoltage, the air gap between the current-carrying element of the power line and the grounded element overlaps. After the end of the lightning overvoltage pulse, this overlap under the influence of an industrial frequency voltage applied to the current-carrying element passes into a power arc of an industrial frequency.
В качестве решения проблемы образования силовой дуги при грозовом перенапряжении в международной заявке WO 2010082861 был предложен разрядник для грозозащиты электрооборудования или линии электропередачи, содержащий изоляционное тело, выполненное из твердого диэлектрика, два основных электрода, механически связанных с изоляционным телом, и два или более промежуточных электродов, выполненных с возможностью формирования разряда (например, (примерного) между каждым из основных электродов и смежным с ним промежуточным электродом и между смежными промежуточными электродами, причем смежные электроды расположены между основными электродами с взаимным смещением, по меньшей мере, вдоль продольной оси изоляционного тела. Разрядник по указанной международной заявке характеризуется тем, что промежуточные электроды расположены внутри изоляционного тела и отделены от его поверхности слоем изоляции, толщина которого выбрана превышающей расчетный диаметр Dk канала указанного разряда, при этом между смежными промежуточными электродами выполнены выходящие на поверхность изоляционного тела разрядные камеры (полости), площадь S поперечного сечения которых в зоне формирования канала разряда выбрана из условия S<Dк⋅g, где g - минимальное расстояние между смежными промежуточными электродами.As a solution to the problem of the formation of a power arc during lightning overvoltage, WO 2010082861 proposed a spark gap arrester for electrical equipment or a power line, containing an insulating body made of a solid dielectric, two main electrodes mechanically connected to the insulating body, and two or more intermediate electrodes made with the possibility of forming a discharge (for example, (approximate) between each of the main electrodes and adjacent intermediate electrode and between adjacent intermediate electrodes, wherein adjacent electrodes are located between the main electrodes with mutual displacement, at least along the longitudinal axis of the insulating body. is selected greater than the calculated diameter D k of said discharge channel, wherein between adjacent intermediate electrodes formed on the facing surface of the insulating th body discharge chambers (cavities), the cross-sectional area S in which the formation area of the discharge channel is selected from the condition S <D to ⋅g, where g - the minimum distance between adjacent intermediate electrodes.
При воздействии на такой мультикамерный разрядник импульса грозового перенапряжения электрическими разрядами пробиваются промежутки между электродами. Благодаря тому, что разряды между промежуточными электродами происходят внутри камер, объемы которых весьма малы, при расширении канала создается высокое давление газов, под действием которого каналы искровых разрядов между электродами перемещаются к поверхности изоляционного тела и далее выдуваются наружу в окружающий воздух.When such a multicameral arrester is exposed to a lightning overvoltage pulse, electric gaps break through the gaps between the electrodes. Due to the fact that the discharges between the intermediate electrodes occur inside chambers, the volumes of which are very small, when the channel expands, high gas pressure is created, under the influence of which the channels of spark discharges between the electrodes move to the surface of the insulating body and then are blown outward into the surrounding air.
Вследствие возникающего дутья и удлинения каналов между электродами каналы разрядов охлаждаются, суммарное сопротивление всех каналов увеличивается, т.е. общее сопротивление разрядника возрастает, и происходит ограничение импульсного тока грозового перенапряжения. Ток грозового перенапряжения отводится через опору в землю и вслед за ним протекает сопровождающий ток промышленной частоты. При переходе тока через ноль дуга гаснет, и линия электропередачи продолжает бесперебойную работу.Due to the blowing and elongation of the channels between the electrodes, the discharge channels are cooled, the total resistance of all channels increases, i.e. the total resistance of the arrester increases, and the surge current of the lightning surge is limited. The lightning overvoltage current is diverted through the support into the ground and an accompanying current of industrial frequency flows after it. When the current passes through zero, the arc goes out, and the power line continues uninterrupted operation.
Такой принцип работы мультикамерного разрядника является достаточно эффективным, поскольку конструкция разрядника получается простой, надежной и недорогой. В то же время вышеописанный разрядник обладает таким недостатком, как значительная длительность сопровождающего тока. Причиной этого является то, что сопровождающий ток имеет промышленную частоту и для гашения дуги необходим его переход через ноль. Частота переходов через ноль задается промышленной частотой и, следовательно, не может произвольно меняться. В связи с этим требуются дополнительные меры, направленные на гашение дуги непосредственно после протекания тока грозового разряда.This principle of operation of a multi-chamber arrester is quite effective, since the design of the arrester is simple, reliable and inexpensive. At the same time, the above-described arrester has such a disadvantage as a significant duration of the accompanying current. The reason for this is that the accompanying current has an industrial frequency and to extinguish the arc requires its passage through zero. The frequency of transitions through zero is set by the industrial frequency and, therefore, cannot arbitrarily change. In this regard, additional measures are required aimed at extinguishing the arc immediately after the passage of a lightning current.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей настоящего изобретения является снижение длительности сопровождающего тока в мультиэлектродном разряднике путем обеспечения гашения дуги после прохождения импульса грозового перенапряжения до перехода сопровождающего тока, имеющего промышленную частоту, через ноль.The objective of the present invention is to reduce the duration of the accompanying current in the multielectrode arrester by providing arc extinction after the passage of the lightning surge pulse until the accompanying current having an industrial frequency passes through zero.
Задача настоящего изобретения решается с помощью разрядника для грозозащиты элементов электрооборудования или линии электропередачи, содержащего изоляционное тело, выполненное из диэлектрика, и пять или более электродов, механически связанных с изоляционным телом. Электроды расположены с обеспечением возможности формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между соседними электродами.The objective of the present invention is solved using a spark gap for lightning protection of electrical components or power lines containing an insulating body made of a dielectric, and five or more electrodes mechanically connected to the insulating body. The electrodes are arranged with the possibility of formation, under the influence of lightning overvoltage, of an electrical discharge between adjacent electrodes.
В разряднике согласно настоящему изобретению электроды расположены внутри изоляционного тела и отделены от его поверхности слоем изоляции, причем соседние электроды выступают в разрядные камеры, имеющие выходы на поверхность изоляционного тела. Отличительным признаком настоящего изобретения является то, что, по меньшей мере, часть разрядных камер снабжена напорными камерами, расположенными около электродов и соединенными с разрядными камерами через разрядные промежутки между соседними электродами.In the arrester according to the present invention, the electrodes are located inside the insulating body and are separated from its surface by an insulation layer, the adjacent electrodes protruding into the discharge chambers having exits to the surface of the insulating body. A distinctive feature of the present invention is that at least a portion of the discharge chambers is provided with pressure chambers located near the electrodes and connected to the discharge chambers through the discharge gaps between adjacent electrodes.
В преимущественном варианте осуществления напорные камеры расположены вдоль электродов. Напорные камеры могут быть ограничены с помощью металлических элементов, например, из листового металла, по меньшей мере, частично охватывающих электроды.In an advantageous embodiment, the pressure chambers are located along the electrodes. Pressure chambers can be limited by metal elements, for example, from sheet metal, at least partially covering the electrodes.
Металлические элементы могут, по меньшей мере, частично охватывать по два электрода, выступающих в соседние разрядные камеры. Напорные камеры могут быть объединенными для одной или нескольких разрядных камер или отдельными для разрядных камер. Отделение напорных камер друг от друга может осуществляться путем пережатия металлических элементов (например, из листового металла) в частях, ограничивающих напорные камеры.Metal elements can at least partially encompass two electrodes protruding into adjacent discharge chambers. Pressure chambers can be combined for one or several discharge chambers or separate for discharge chambers. Separation of pressure chambers from each other can be carried out by clamping metal elements (for example, from sheet metal) in parts that limit the pressure chambers.
В частном варианте металлические элементы могут представлять собой трубки, охватывающие электроды и ограничивающие напорные камеры рядом с электродами в поперечном («диаметральном») направлении трубки. Напорные камеры могут быть ограничены в продольном направлении с помощью пережатия трубок в поперечном направлении.In a particular embodiment, the metal elements may be tubes covering the electrodes and restricting the pressure chambers next to the electrodes in the transverse ("diametric") direction of the tube. Pressure chambers can be limited in the longitudinal direction by clamping the tubes in the transverse direction.
Задача настоящего изобретения также решается с помощью изолятора-разрядника для крепления, в качестве одиночного изолятора или в составе колонки или гирлянды изоляторов, высоковольтного провода в электроустановке или на линии электропередачи. Изолятор-разрядник содержит изоляционное тело 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.The objective of the present invention is also solved by using an insulator-arrester for mounting, as a single insulator or as part of a column or a string of insulators, a high-voltage wire in an electrical installation or on a power line. The insulator-discharger contains an insulating body and reinforcement in the form of first and second reinforcement elements installed at its ends, the first reinforcing element being configured to connect, directly or by means of a fastening device, to a high-voltage wire or to the second reinforcing element of a previous high-voltage insulator of the indicated column or garland and the second reinforcement element is configured to be connected to a support or to the first reinforcement element of the subsequent high-voltage insulator x columns or garlands.
Такой изолятор-разрядник содержит разрядник по любому из вышеописанных вариантов, установленный с возможностью формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между первым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом, а также вторым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом.Such an insulator-arrester contains a surge arrester according to any of the above options, installed with the possibility of forming, under the influence of lightning overvoltage, an electric discharge between the first element of the valve and at least one electrode adjacent to it, as well as the second element of the valve and at least , one adjacent electrode.
Задача настоящего изобретения также решается с помощью экрана-разрядника, содержащего изоляционное тело, выполненное с возможностью механического закрепления на элементе электрооборудования или линии электропередачи с обеспечением, по меньшей мере, частичного огибания указанного или соседнего с ним элемента электрооборудования или линии электропередачи. Экран-разрядник содержит разрядник по любому из вышеописанных вариантов, установленный на расстоянии от огибаемого элемента электрооборудования или линии электропередачи.The objective of the present invention is also solved with the help of a surge arrester containing an insulating body, made with the possibility of mechanical fastening on an element of electrical equipment or power lines with at least partial bending of the specified or adjacent element of electrical equipment or power lines. The arrester screen comprises an arrester according to any of the above options, mounted at a distance from the envelope element of the electrical equipment or power line.
Задача настоящего изобретения также решается с помощью 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 закреплен (закреплена) на одной из опор посредством элемента своей арматуры, смежного с указанной опорой. В соответствии с изобретением линия электропередачи содержит, по меньшей мере, один разрядник по любому из вышеописанных вариантов и/или, по меньшей мере, один экран-разрядник по вышеописанному варианту и/или, по меньшей мере, один из изоляторов представляет собой изолятор-разрядник по вышеописанному варианту.The objective of the present invention is also solved by using a power line containing poles, single insulators and / or insulators, assembled in columns or garlands, and at least one wire under high voltage, connected directly or by means of fasteners with elements of reinforcement single insulators and / or first insulators of columns or strings of insulators, wherein each single insulator or each column or string of insulators is fixed (secured) to one of the supports by an element of its reinforcement adjacent to the indicated support. In accordance with the invention, the power line comprises at least one spark gap according to any of the above options and / or at least one shield gap according to the above embodiment and / or at least one of the insulators is an insulator gap according to the above option.
Благодаря настоящему изобретению достигается такой технический результат, как гашения дуги разряда после прохождения импульса грозового перенапряжения до перехода сопровождающего тока, имеющего промышленную частоту, через ноль. Это происходит вследствие того, что высокое давление газов, формируемое при расширении канала искрового разряда, позволяет, с одной стороны, сжать воздух, находящийся в напорных камерах, а с другой стороны, создать поток газа, выдувающего искровые разряды из камер наружу. После того как поток газа, создаваемый за счет расширения канала искрового разряда, и вынесет искровой канал наружу камеры и удлинит его, поток газа из напорной камеры обеспечит разрыв указанного искрового разряда, то есть гашение дуги. Таким образом снижается длительность сопровождающего тока в мультиэлектродном разряднике вплоть до нуля в зависимости от параметров грозового перенапряжения и размеров разрядных камер, т.е. через разрядник может протекать только ток импульса грозового перенапряжения.Thanks to the present invention, a technical result is achieved, such as the extinction of the discharge arc after the passage of a lightning surge pulse before the accompanying current having an industrial frequency passes through zero. This is due to the fact that the high gas pressure generated during the expansion of the spark discharge channel allows, on the one hand, to compress the air in the pressure chambers, and on the other hand, to create a gas stream blowing the spark discharges out of the chambers. After the gas flow created by expanding the channel of the spark discharge, and will take out the spark channel outside the chamber and lengthen it, the gas flow from the pressure chamber will provide a gap of the specified spark discharge, that is, the extinction of the arc. Thus, the duration of the accompanying current in the multielectrode arrester decreases to zero, depending on the parameters of the lightning overvoltage and the size of the discharge chambers, i.e. only a lightning surge pulse current can flow through the arrester.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1 представлен вид разрядника в соответствии с изобретением в разрезе.In FIG. 1 is a sectional view of a spark gap according to the invention.
На фиг. 2 представлен вид напорной камеры в соответствии с первым частным вариантом изобретения в разрезе.In FIG. 2 is a sectional view of a pressure chamber in accordance with a first particular embodiment of the invention.
На фиг. 3 представлен вид напорной камеры в соответствии с первым частным вариантом изобретения сбоку.In FIG. 3 is a side view of a pressure chamber in accordance with a first particular embodiment of the invention.
На фиг. 4 представлен вид напорной камеры в соответствии со вторым частным вариантом изобретения в разрезе.In FIG. 4 is a sectional view of a pressure chamber in accordance with a second particular embodiment of the invention.
На фиг. 5 представлен вид напорной камеры в соответствии со вторым частным вариантом изобретения сбоку.In FIG. 5 is a side view of a pressure chamber in accordance with a second particular embodiment of the invention.
На фиг. 6 показан вид разрядника в соответствии со вторым частным вариантом изобретения в разрезе.In FIG. 6 shows a cross-sectional view of a spark gap in accordance with a second particular embodiment of the invention.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Далее настоящее изобретение будет описано со ссылкой на сопровождающие чертежи и частные варианты осуществления. Такое описание дается с целью пояснения изобретения на частных примерах и не предназначено для ограничения объема охраны настоящего изобретения, определяемого формулой изобретения. В то же время при необходимости в формуле изобретения могут быть приведены признаки из описания с целью более точного определения объема охраны.The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings and particular embodiments. Such a description is given for the purpose of explaining the invention with particular examples and is not intended to limit the scope of protection of the present invention defined by the claims. At the same time, if necessary, the features of the description may be given in the claims to more accurately determine the scope of protection.
На фиг. 1 показан пример разрядника для грозозащиты элементов электрооборудования или линии электропередачи в разрезе. Разрядник содержит изоляционное тело 1, выполненное из диэлектрика, и шесть электродов 2, механически связанных с изоляционным телом. В то же время необходимо учитывать, что в соответствии с настоящим изобретением минимальное количество электродов равно пяти, а разрядных промежутков между ними (и, соответственно, разрядных камер) может быть как минимум четыре.In FIG. 1 shows an example of a spark gap for lightning protection of electrical components or power lines in section. The arrester contains an
Электроды расположены с обеспечением возможности формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между соседними электродами. Для этого электроды формируют разрядные промежутки между собой, которые имеют такой размер и форму, что могут пробиваться электрическими разрядами при приложении к электродам грозового перенапряжения (например, вследствие удара молнии), однако при отсутствии грозового перенапряжения электрические разряды между электродами сформироваться не могут - это необходимо для того, чтобы напряжение на токонесущих элементах линии электропередачи или других электроустановках не замыкалось на землю.The electrodes are arranged with the possibility of formation, under the influence of lightning overvoltage, of an electrical discharge between adjacent electrodes. To do this, the electrodes form discharge gaps between themselves, which are of such a size and shape that they can be pierced by electrical discharges when lightning overvoltages are applied to the electrodes (for example, due to a lightning strike), however, in the absence of lightning overvoltage, electrical discharges between the electrodes cannot be formed - this is necessary so that the voltage on the current-carrying elements of the power line or other electrical installations does not close to the ground.
В разряднике согласно настоящему изобретению электроды 2 расположены внутри изоляционного тела 1 и отделены от его поверхности слоем изоляции. Соседние электроды 2 выступают в разрядные камеры 3, имеющие выходы на поверхность изоляционного тела. При подаче на один из электродов 2 грозового перенапряжения разрядные промежутки между соседними электродами 2 пробиваются искровыми разрядами 5 и через разрядник начинает протекать ток, вызванный зарядом, полученным защищаемым элементом электроустановки или линией электропередачи в результате молниевого удара.In the arrester according to the present invention, the
По мере протекания тока канал искрового разряда расширяется и за счет ограниченного объема разрядной камеры создает высокое давление газов. Поскольку разрядные камеры открыты в окружающее пространство, газ начинает вытекать из камер и этот поток газа выдувает искровые разряды из камер наружу. Вследствие этого искровые каналы удлиняются и растет сопротивление.As the current flows, the spark discharge channel expands and creates a high gas pressure due to the limited volume of the discharge chamber. Since the discharge chambers are open to the surrounding space, gas begins to flow out of the chambers and this gas stream blows spark discharges from the chambers to the outside. As a result, spark channels lengthen and resistance increases.
Для того чтобы обеспечить не только удлинение искровых каналов, но и их разрыв, разрядные камеры 3 снабжены напорными камерами 4, расположенными около электродов 2 и соединенными с разрядными камерами 3 через разрядные промежутки между соседними электродами 2.In order to ensure not only the extension of the spark channels, but also their rupture, the
Разрядные промежутки между электродами (пространство между ними) разделяют электроды и соединяют разрядные камеры с напорными камерами. Во время начала искрового разряда и расширения его канала высокое давление газа распространяется в обе камеры - напорную и разрядную, однако из разрядной камеры газ выходит наружу, а в напорной камере создается напор (повышенное давление) газа. Таким образом, благодаря разделению камер разрядным промежутком в них могут быть обеспечены разные процессы при одном и том же источнике, запускающем эти процессы.The discharge gaps between the electrodes (the space between them) separate the electrodes and connect the discharge chambers to the pressure chambers. During the start of a spark discharge and the expansion of its channel, high gas pressure propagates in both chambers - pressure and discharge, however, gas escapes from the discharge chamber, and gas pressure (pressure) is created in the pressure chamber. Thus, due to the separation of the chambers by the discharge gap, different processes can be provided in them with the same source that starts these processes.
Как только искровой разряд перестает формировать высокое давление в этих камерах (например, когда канал искрового разряда выдут наружу из разрядной камеры), напор газа в напорной камере создает дополнительный поток газа из напорной камеры в разрядную через пространство между электродами (т.е. разрядный промежуток, а точнее место формирования разряда) и далее наружу из разрядника. Благодаря такому дополнительному потоку газа, обеспеченному повышенным давлением в напорной камере, сформированным при начале искрового разряда, канал искрового разряда, вынесенный из разрядной камеры, может быть разорван и, тем самым, сопровождающий ток будет прекращен еще до перехода тока промышленной частоты через ноль - в оптимальном варианте сразу после протекания заряда, вызванного молниевым ударом.As soon as the spark discharge ceases to generate high pressure in these chambers (for example, when the spark discharge channel is pulled out from the discharge chamber), the gas pressure in the pressure chamber creates an additional gas flow from the pressure chamber to the discharge through the space between the electrodes (i.e., the discharge gap , or rather, the place of formation of the discharge) and further outward from the arrester. Due to this additional gas flow provided by the increased pressure in the pressure chamber formed at the beginning of the spark discharge, the channel of the spark discharge removed from the discharge chamber can be broken and, thereby, the accompanying current will be stopped even before the industrial frequency current passes through zero - to the best option immediately after the flow of a charge caused by a lightning strike.
Полученное техническое решение эффективно разделяет задачи формирования условий для электрического разряда и обеспечения требуемых для эффективного гашения разрядной дуги параметров потока газа путем подбора соответствующей конфигурации напорной и/или разрядной камер. Благодаря этому обеспечивается возможность независимого усовершенствования процессов, протекающих в разряднике.The obtained technical solution effectively separates the tasks of creating conditions for an electric discharge and providing the gas flow parameters required for effective extinction of the discharge arc by selecting the appropriate configuration of the pressure and / or discharge chambers. Thanks to this, it is possible to independently improve the processes occurring in the arrester.
В показанных на фигурах вариантах осуществления напорные камеры расположены вдоль электродов. Благодаря этому удается не увеличивать или увеличивать несущественно габариты разрядника. В то же время возможны и другие конфигурации и расположения напорных камер при выполнении условия, указанного в формуле изобретения, - напорная и разрядная камеры должны быть разделены между собой и соединяться разрядным промежутком, то есть пространством между электродами.In the embodiments shown in the figures, pressure chambers are located along the electrodes. Due to this, it is possible not to increase or increase the dimensions of the spark gap insignificantly. At the same time, other configurations and arrangements of pressure chambers are possible if the conditions specified in the claims are fulfilled — the pressure and discharge chambers must be separated and connected by a discharge gap, that is, the space between the electrodes.
В варианте расположения, показанном на фигурах, такому расположению может соответствовать нахождение разрядной камеры с выходом наружу над линией, задаваемой электродами (например, их средней или другой линией), или горизонтальной плоскостью, проходящей через такую линию, а напорная камера может находиться под электродами (например, их средней или другой линией) или горизонтальной плоскостью, проходящей через такую линию. Однако положение разрядника не ограничивается показанным на фигурах и может быть другим, получаемым из показанного поворотами, наклонами и/или изгибами в необходимые для этого стороны или относительно требуемых осей поворота, наклона и/или изгиба.In the arrangement shown in the figures, such an arrangement may correspond to the location of the discharge chamber with the exit outward above the line defined by the electrodes (for example, their middle or another line), or a horizontal plane passing through such a line, and the pressure chamber may be under the electrodes ( for example, their middle or other line) or a horizontal plane passing through such a line. However, the position of the arrester is not limited to that shown in the figures and may be different from that shown by turning, tilting and / or bending to the sides necessary for this or relative to the required axis of rotation, tilt and / or bending.
На фиг. 2 показан другой вариант выполнения разрядника. Напорные камеры 9 могут быть ограничены с помощью металлических элементов 6, по меньшей мере, частично охватывающих электроды 8. Указанные металлические элементы могут быть выполнены из листового металла или из объемных металлических кусков путем их резания, сверления, фрезерования и других известных из уровня техники операций. Кроме того, металлические элементы могут быть выполнены и путем литья или экструзии.In FIG. 2 shows another embodiment of a spark gap.
Наличие подобных металлических ограничителей (формирователей) 6 напорных камер 9 снижает необходимость обеспечения прочностных характеристик изоляционного тела в месте нахождения напорных камер, благодаря чему изоляционное тело может изготавливаться не только из твердых, жестких и/или прочных диэлектриков, но и из достаточно мягких, например, с использованием силиконовой резины, в том числе достаточно гибкой и мягкой.The presence of such metal limiters (shapers) 6 of the
Необходимость такого усиления может диктоваться тем, что, в отличие от разрядных камер 3, где газы под действием высокого давления выходят наружу и давление снижается (т.е. ограничено по величине), в напорных камерах давление газа (в т.ч. воздуха) может возрастать до весьма высоких величин, так как газ может выходить только через разрядных промежуток в разрядную камеру, а во время начала и нарастания разряда газ из разрядного промежутка только поступает в напорную камеру, препятствуя его выходу. В связи с этим наличие металлических элементов 6 препятствует деформации изоляционного тела и механически усиливает конструкцию разрядника.The need for such amplification can be dictated by the fact that, in contrast to the
Кроме того, использование таких металлических элементов упрощает изготовление разрядника, поскольку нет необходимости извлекать закладные элементы из изоляционного тела, предназначенные для формирования полостей напорных камер при формировании изоляционного тела из полимеров путем заполнения соответствующих форм. Указанные металлические элементы одновременно ограничивают напорные камеры и представляют собой закладные элементы, которые не требуется извлекать.In addition, the use of such metal elements simplifies the manufacture of a spark gap, since there is no need to remove the embedded elements from the insulating body, designed to form the cavities of the pressure chambers when forming the insulating body from polymers by filling in the appropriate forms. These metal elements at the same time limit the pressure chamber and are embedded elements that do not need to be removed.
Металлические элементы 6 могут, по меньшей мере, частично охватывать по два электрода, выступающих в соседние разрядные камеры, то есть служить и для электрического и механического соединения таких электродов. В том случае, если в соседние разрядные камеры выходит один и тот же электрод, металлический элемент может крепиться на нем или располагаться рядом с ним с целью обеспечения технологичности изготовления разрядника.The
В частном варианте осуществления изобретения металлические элементы могут представлять собой трубки, охватывающие электроды и ограничивающие напорные камеры рядом с электродами в поперечном направлении трубки (другими словами, в диаметральной или поперечной продольной оси трубки плоскости). Такое техническое решение позволяет решить задачу формирования напорных камер, ограниченных металлическими элементами, достаточно простым образом. Напорные камеры могут быть ограничены в продольном направлении с помощью заглушек 7, как это показано на фиг. 2, пережатия трубок в поперечном направлении, например в средней части 11 трубок 10 на фиг. 4 или на той части (продольной и/или поперечной) трубки, которая не охватывает электрод. Кроме того, такой результат может быть достигнут также путем соединения трубок с перекрывающим элементом, например, сваркой, пайкой, клеем или другими способами.In a particular embodiment of the invention, the metal elements may be tubes covering the electrodes and restricting the pressure chambers next to the electrodes in the transverse direction of the tube (in other words, in the diametric or transverse longitudinal axis of the tube plane). This technical solution allows us to solve the problem of forming pressure chambers, limited by metal elements, in a fairly simple way. Pressure chambers can be limited in the longitudinal direction with
Для этого каждый из электродов разрядной камеры в виде стержней фиксируется с помощью своей металлической трубки, имеющей внутренний диаметр больше, чем диаметр (поперечный размер) электрода, путем обжатия трубки при введенном в нее электроде. Одновременно с этим, за счет превышения внутренним диаметром трубки диаметра электрода, рядом с электродом, преимущественно вдоль него, формируется напорная камера.For this, each of the electrodes of the discharge chamber in the form of rods is fixed with its own metal tube having an inner diameter larger than the diameter (transverse size) of the electrode by crimping the tube with the electrode inserted into it. At the same time, due to the inner diameter of the tube exceeding the diameter of the electrode, a pressure chamber is formed near the electrode, mainly along it.
В зависимости от величины превышения внутренним диаметром трубки диаметра электрода сечение образованной напорной камеры может иметь различную форму. В частном варианте сечение трубки в месте крепления электрода может иметь форму, близкую к восьмерке (8), то есть диаметр обжимающей части трубки и напорной камеры могут быть близки или совпадать. Пример такого обжатия электрода 8 с образованием сечения трубки 6 или 10 с формой, близкой к восьмерке, можно увидеть на фиг. 3 и 5, соответственно.Depending on the excess of the inner diameter of the tube over the diameter of the electrode, the cross section of the formed pressure chamber may have a different shape. In a particular embodiment, the cross section of the tube at the attachment point of the electrode may have a shape close to eight (8), that is, the diameter of the compression part of the tube and the pressure chamber can be close to or coincide. An example of such compression of the
Полученная таким образом напорная камера может быть заглушена на необходимом расстоянии от конца трубки или иметь выход в какой-либо объем, свободное пространство или соседнюю разрядную камеру (в последнем случае электроды соседних разрядных камер могут быть закреплены одной и той же трубкой). Кроме того, если электрод по длине трубки короче, чем напорная камера, последняя может иметь более широкое сечение в том месте, где электрод отсутствует (если используются достаточно короткие электроды, между которыми в разряднике может быть некоторое расстояние).The pressure chamber thus obtained can be plugged at the required distance from the end of the tube or have access to any volume, free space or adjacent discharge chamber (in the latter case, the electrodes of neighboring discharge chambers can be fixed with the same tube). In addition, if the electrode is shorter along the length of the tube than the pressure chamber, the latter may have a wider cross section in the place where the electrode is absent (if sufficiently short electrodes are used, between which there may be some distance in the spark gap).
На фиг. 1 и 6 показаны отдельные напорные камеры 4 и 9, соответственно. На фиг. 1 напорные камеры 4 отделены между собой участками диэлектрика (точнее при выполнении напорных камер 4 участки изоляционного тела 1 между ними были оставлены на месте).In FIG. 1 and 6 show
На фиг. 6 напорные камеры 9 реализованы с помощью трубок 10, размещенных в изоляционном теле 12, и отделены друг от друга (имеются в виду напорные камеры, имеющие выходы в соседние разрядные камеры) путем выполнения металлических элементов в средней части 11 не пропускающими газ. Например, при выполнении металлических элементов из листового металла это может быть сделано путем их пережатия в частях 11, ограничивающих напорные камеры 9 в продольном направлении. При срабатывании разрядника, показанного на фиг. 6, между соседними электродами 8 проходят разряды 13, которые за счет давления газа выносятся наружу из разрядных камер, а за счет напора газа из напорных камер 9 разряды 13 гасятся (разрываются).In FIG. 6,
Описанные конфигурации разрядника могут применяться как по отдельности, так и в составе других устройств и элементов электроустановок или линий электропередачи. Например, разрядник в соответствии с настоящим изобретением может использоваться в составе изолятора-разрядника, будучи размещенным, например, на изоляционном теле изолятора.The described configurations of the arrester can be used both individually and as part of other devices and elements of electrical installations or power lines. For example, the arrester in accordance with the present invention can be used as part of an insulator-arrester, being placed, for example, on the insulating body of the insulator.
Изолятор-разрядник содержит изоляционное тело 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.The insulator-discharger contains an insulating body and reinforcement in the form of first and second reinforcement elements installed at its ends, the first reinforcing element being configured to connect, directly or by means of a fastening device, to a high-voltage wire or to the second reinforcing element of a previous high-voltage insulator of the indicated column or garland and the second reinforcement element is configured to be connected to a support or to the first reinforcement element of the subsequent high-voltage insulator x columns or garlands.
Такой изолятор-разрядник содержит разрядник по любому из вышеописанных вариантов, установленный с возможностью формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между первым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом, а также вторым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом. При этом предполагается, что разрядник установлен с обеспечением возможности развития разрядов в самом разряднике в разрядных камерах между соседними электродами между формированием электрического разряда между первым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом, а также вторым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом.Such an insulator-arrester contains a surge arrester according to any of the above options, installed with the possibility of forming, under the influence of lightning overvoltage, an electric discharge between the first element of the valve and at least one electrode adjacent to it, as well as the second element of the valve and at least , one adjacent electrode. It is assumed that the arrester is installed with the possibility of developing discharges in the arrester in the discharge chambers between adjacent electrodes between the formation of an electric discharge between the first armature element and at least one electrode adjacent to it, as well as the second armature element and at least at least one electrode adjacent to it.
Разрядник также может устанавливаться вокруг (т.е. с огибанием) различных элементов электроустановок или линий электропередач, образуя тем самым экран для защиты от коронного разряда (corona ring, corona shield) - для этого огибающий разрядник может быть снабжен элементами крепления на огибаемом элементе электроустановки или линии электропередачи. Получаемый таким образом экран-разрядник содержит изоляционное тело, выполненное с возможностью механического закрепления на элементе электрооборудования или линии электропередачи с обеспечением, по меньшей мере, частичного огибания указанного или соседнего с ним элемента электрооборудования или линии электропередачи. Экран-разрядник также содержит разрядник по любому из вышеописанных вариантов, установленный на расстоянии от огибаемого элемента электрооборудования или линии электропередачи. Преимущественно разрядник отделен от огибаемого элемента электрооборудования или линии электропередачи воздушным зазором вдоль разрядника, через который могут проходить элементы крепления изоляционного тела.The arrester can also be installed around (i.e. with the envelope) various elements of electrical installations or power lines, thereby forming a screen for protection against corona discharge (corona ring, corona shield) - for this, the envelope arrester can be equipped with fasteners on the envelope of the electrical installation or power lines. Thus obtained screen-arrester contains an insulating body, made with the possibility of mechanical fastening on the element of electrical equipment or power lines with at least partial bending of the specified or adjacent element of electrical equipment or power lines. The arrester screen also comprises a arrester according to any of the above options, mounted at a distance from the envelope element of the electrical equipment or power line. Advantageously, the arrester is separated from the envelope element of the electrical equipment or the power line by an air gap along the arrester through which the fastening elements of the insulating body can pass.
В составе линий электропередач разрядник в соответствии с настоящим изобретением может использоваться как сам по себе, так и в составе вышеуказанных защитных элементов - изолятора-разрядника и/или экрана для защиты от коронного разряда. Линии электропередачи обычно содержат 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 закреплен (закреплена) на одной из опор посредством элемента своей арматуры, смежного с указанной опорой. В соответствии с изобретением линия электропередачи содержит, по меньшей мере, один разрядник по любому из вышеописанных вариантов и/или, по меньшей мере, один экран-разрядник по вышеописанному варианту и/или, по меньшей мере, один из изоляторов представляет собой изолятор-разрядник по вышеописанному варианту.As part of power lines, the arrester in accordance with the present invention can be used both by itself and as part of the above-mentioned protective elements - an insulator-arrester and / or screen to protect against corona discharge. Power lines usually contain supports, single insulators and / or insulators, assembled in columns or garlands, and at least one wire under high electric voltage connected directly or by means of fastening devices to fittings of single insulators and / or first column insulators or garlands of insulators, with each single insulator or each column or string of insulators fixed (fixed) to one of the supports by means of an element of its armature adjacent to the specified support th. In accordance with the invention, the power line comprises at least one spark gap according to any of the above options and / or at least one shield gap according to the above embodiment and / or at least one of the insulators is an insulator gap according to the above option.
Применение для защиты высоковольтной линии электропередачи или других видов электроустановок от грозовых перенапряжений разрядника в соответствии с настоящим изобретением самого по себе или в составе изоляторов-разрядников или экранов позволяет повысить надежность работы линии электропередачи, увеличить длительность срока службы электрооборудования и снизить затраты на их эксплуатацию.The use to protect a high-voltage power line or other types of electrical installations from lightning surge arrester in accordance with the present invention alone or as a part of insulator dischargers or shields can improve the reliability of the power line, increase the service life of electrical equipment and reduce the cost of their operation.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015154066A RU2619765C1 (en) | 2015-12-17 | 2015-12-17 | Arrester with pressure chambers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015154066A RU2619765C1 (en) | 2015-12-17 | 2015-12-17 | Arrester with pressure chambers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2619765C1 true RU2619765C1 (en) | 2017-05-18 |
Family
ID=58715876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015154066A RU2619765C1 (en) | 2015-12-17 | 2015-12-17 | Arrester with pressure chambers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2619765C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU184108U1 (en) * | 2018-06-05 | 2018-10-16 | Акционерное общество "НПО "Стример" | INSULATOR WITH MULTI-CAMERA DISCHARGE AND FIXED AIR GAP |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4796153A (en) * | 1987-06-01 | 1989-01-03 | Lightning Diversion Systems | Lightning diversion strips for aircraft |
| WO2010082861A1 (en) * | 2009-01-19 | 2010-07-22 | Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример" | Lighting arrester and a power transmission line provided with such an arrester |
| RU2470430C1 (en) * | 2011-08-10 | 2012-12-20 | Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс") | Multi-chamber discharger, high-voltage insulator with multichamber discharger and high-voltage power transmission line using such insulator |
| RU2548169C2 (en) * | 2013-06-10 | 2015-04-20 | Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример" | Multiple-chamber insulator-discharger and method of its manufacture |
-
2015
- 2015-12-17 RU RU2015154066A patent/RU2619765C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4796153A (en) * | 1987-06-01 | 1989-01-03 | Lightning Diversion Systems | Lightning diversion strips for aircraft |
| WO2010082861A1 (en) * | 2009-01-19 | 2010-07-22 | Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример" | Lighting arrester and a power transmission line provided with such an arrester |
| RU2470430C1 (en) * | 2011-08-10 | 2012-12-20 | Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс") | Multi-chamber discharger, high-voltage insulator with multichamber discharger and high-voltage power transmission line using such insulator |
| RU2548169C2 (en) * | 2013-06-10 | 2015-04-20 | Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример" | Multiple-chamber insulator-discharger and method of its manufacture |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU184108U1 (en) * | 2018-06-05 | 2018-10-16 | Акционерное общество "НПО "Стример" | INSULATOR WITH MULTI-CAMERA DISCHARGE AND FIXED AIR GAP |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2750214C (en) | Lightning arrester and a power transmission line provided with such an arrester | |
| RU2346368C1 (en) | Lightning protector and power transmission line equipped therewith | |
| RU2470430C1 (en) | Multi-chamber discharger, high-voltage insulator with multichamber discharger and high-voltage power transmission line using such insulator | |
| RU2537037C2 (en) | Current-collecting device for lightning protection of electrical equipment, and overhead transmission line equipped with such device | |
| BRPI0911792B1 (en) | HIGH VOLTAGE INSULATOR AND HIGH VOLTAGE ELECTRIC POWER LINE USING THIS INSULATOR | |
| RU2619765C1 (en) | Arrester with pressure chambers | |
| RU2510651C1 (en) | Arrester with guide strips for protection of electric equipment from overvoltage at lightning and insulator of power line equipped with such arrester | |
| RU2619909C1 (en) | Multi-chamber arrester with general pressure chamber | |
| WO2018203771A1 (en) | Arrester with pressure chambers | |
| RU2667510C2 (en) | Arrester with common pressure chambers, arrester-insulator, arrester screen and electric transmission line | |
| RU2666905C2 (en) | Lightning protector with open outputs from discharge chambers | |
| RU2735091C1 (en) | Arrester with protective spark gap | |
| RU2730173C1 (en) | Multi-chamber arrester with protruding electrodes | |
| RU2817898C2 (en) | Tubular arrester | |
| 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 | |
| RU2794217C1 (en) | Arrester with electrodes with holes | |
| RU199043U1 (en) | MULTI-CHAMBER ARRESTER WITH SECTOR RIBS | |
| RU197315U1 (en) | MULTI-CAMERA DISCHARGE WITH RIBS | |
| RU199041U1 (en) | MULTI-CHAMBER ARRESTER WITH RIBS AND Cuts ALONG THE INSULATING BODY | |
| EA044019B1 (en) | ARRESTER WITH PROTECTIVE SPARK GAP | |
| EA016980B1 (en) | Reinforced discharge arrester for lightning overvoltage protection of electrical equipment and insulator and electrical power transmission line equipped with such discharge arrester | |
| RU173089U1 (en) | LONG SPARK DISCHARGE | |
| WO2023128838A1 (en) | Surge protector | |
| UA151532U (en) | Protective arrester |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20170919 |