EA017024B1 - Gas-filled discharger - Google Patents

Gas-filled discharger Download PDF

Info

Publication number
EA017024B1
EA017024B1 EA200900688A EA200900688A EA017024B1 EA 017024 B1 EA017024 B1 EA 017024B1 EA 200900688 A EA200900688 A EA 200900688A EA 200900688 A EA200900688 A EA 200900688A EA 017024 B1 EA017024 B1 EA 017024B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
insulators
gas
discharger
spark gap
filled
Prior art date
Application number
EA200900688A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA200900688A3 (en
EA200900688A2 (en
Inventor
Анатолий Яковлевич КАРТЕЛЕВ
Андрей Леонидович ЮРЬЕВ
Ринат Мубаракшевич ГАРИПОВ
Original Assignee
Анатолий Яковлевич КАРТЕЛЕВ
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 Анатолий Яковлевич КАРТЕЛЕВ filed Critical Анатолий Яковлевич КАРТЕЛЕВ
Priority to EA200900688A priority Critical patent/EA017024B1/en
Publication of EA200900688A2 publication Critical patent/EA200900688A2/en
Publication of EA200900688A3 publication Critical patent/EA200900688A3/en
Publication of EA017024B1 publication Critical patent/EA017024B1/en

Links

Landscapes

  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

The gas-filled discharger applies to the pulsed high-voltage technology, specifically to the devices of the high current pulsed gas-filled dischargers, intended for use as switching unit in the borehole electrohydraulic equipment. Technical result: decrease of the length, weight and own inductance of discharge while maintaining its electrical strength. The essence of invention: a gas-filled discharger comprising a metal hermetic case and two electrodes with the current lead-outs installed opposite each other on the insulators fixed at the end protrusions of the case. The novelty is that on the side of the internal volume of the discharger the insulators are made in the form of a truncated cone, and on the outside of the dischargerthe insulators are of tubular shape. Additionally, current lead-outs are fixed from the possibility of their rotation in the insulators, the insulators are fixed from the possibility of their rotation in the case; outside of the discharge the surfaces of the insulators are adjacent to the casing and/or to the current lead-outs; the gas filling system of the discharge is installed inside at least one of the current lead-outs and electrodes.

Description

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а именно к устройствам сильноточных импульсных газонаполненных разрядников, предназначенных для использования в качестве коммутаторов в скважинных электрогидравлических установках.The invention relates to high-voltage pulse engineering, in particular to devices of high-current pulsed gas-filled dischargers, intended for use as switches in downhole electro-hydraulic installations.

Предшествующий уровень техникиPrior art

Известен газонаполненный разрядник (см. Р.А. Рафиков и А.А. Герасимов, АС СССР №1402187, кл. МПК Н01 1 17/00, опубл. в БИ №32, 1990 г.), содержащий электроды, установленные друг напротив друга в металлическом корпусе, и изоляторы в виде полых усеченных конусов, на меньших основаниях которых закреплены электроды, а большие основания изоляторов закреплены на торцах корпуса.The gas-filled discharger is known (see R.A. Rafikov and A.A. Gerasimov, USSR Academy of Sciences No. 1402187, class IPC H01 1 17/00, published in BI No. 32, 1990), containing electrodes installed opposite another in a metal case, and insulators in the form of hollow truncated cones, on smaller bases of which electrodes are fixed, and large bases of insulators are fixed on the ends of the case.

Недостатком аналога является малая длина образующей полых конических изоляторов, что приводит к низкой электрической прочности наружной поверхности изоляторов при размещении разрядника в воздушной среде без избыточного давления; для повышения электрической прочности необходимо увеличивать диаметр разрядника, однако диаметр скважинных устройств жестко ограничен диаметром обсадной колонны.The disadvantage of analog is the small length of the generatrix of hollow conical insulators, which leads to low electrical strength of the outer surface of the insulators when placing the discharger in air without excessive pressure; To increase the electrical strength, it is necessary to increase the diameter of the spark gap, however, the diameter of the downhole devices is strictly limited to the diameter of the casing string.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является неуправляемый газонаполненный разрядник для скважинных электрогидравлических аппаратов, разработанный в Институте импульсных процессов и технологий (г. Николаев, Украина, см. статью К.У. ОиЬоуспко. Уи.Г Китакйко, Т11с Оеыдп, ЕаЬпсайоп спб ТекИпд οί а С1окшд 8хуИс11 ίοτ Сотрас! Е1ес1пса1 Ошсйатде 1пбик1па1 Едшршеп!, 11-ΐΠ 1ЕЕЕ Ри1кеб Ро\\'ег СоШетепсе, ВаШшоте, Мату1апб, 1997, рр. 868-874).The closest in technical essence to the claimed device is an uncontrollable gas-filled discharger for downhole electro-hydraulic devices, developed at the Institute of Pulse Processes and Technologies (Nikolaev, Ukraine, see the article by K.W. Oiouspko. Wi.G Kitakyko, T11s Guide, Eighsiop spb TekIpd οί and S1Okshd 8khyIs11 ίοτ Sotras! E1es1psa1 Oshsyatde 1pbik1p1 Udshrschep !, 11-ΐΠ 1ЕЕЕ Si1keb Ro Ro \\\ eSteteps, VaShshote, Matyapb, 1997, p.

Разрядник содержит металлический герметичный корпус и два электрода с токовыводами, установленные соосно друг напротив друга на изоляторах, закрепленных на торцевых выступах корпуса. Зазор между электродами составляет 12-13 мм. Электроды и токовыводы от них выполнены из нержавеющей стали или молибдена и изолированы от корпуса с помощью длинных изоляторов с развитой гофрированной поверхностью. Изоляторы закреплены на торцах металлического корпуса в своей средней части таким образом, что токовыводы и изоляторы выступают за торцы корпуса примерно на половину своей длины. Корпус разрядника заполнен азотом под атмосферным давлением.The discharger contains a metal sealed enclosure and two electrodes with current leads, mounted coaxially opposite each other on insulators mounted on the end protrusions of the enclosure. The gap between the electrodes is 12-13 mm. Electrodes and current leads from them are made of stainless steel or molybdenum and are isolated from the case with the help of long insulators with a developed corrugated surface. Insulators are fixed at the ends of the metal case in their middle part in such a way that the current leads and insulators project approximately half of their length beyond the ends of the case. The discharger housing is filled with nitrogen at atmospheric pressure.

Диаметр разрядника 90 мм, длина 685 мм, индуктивность 500 нГн. Разрядник работает при внешнем гидростатическом давлении до 50 МПа (500 атм), температуре до 100°С, напряжение срабатывания разрядника лежит в диапазоне 27-31 кВ.Discharger diameter 90 mm, length 685 mm, inductance 500 nH. The discharger operates at an external hydrostatic pressure of up to 50 MPa (500 atm), temperatures up to 100 ° C, the discharge voltage of the discharger lies in the range 27-31 kV.

Недостатками разрядника - прототипа являются большая длина разрядника, которая приводит к увеличению массы и индуктивности разрядника. Высокая индуктивность разрядника, в свою очередь, обуславливает снижение скорости ввода энергии в канал разряда в электроразрядной камере и снижение амплитуды ударной волны на стенке обсадной колонны.The disadvantages of the spark gap of the prototype are the large length of the spark gap, which leads to an increase in the mass and inductance of the spark gap. The high inductance of the arrester, in turn, causes a decrease in the rate of energy input into the discharge channel in the electric discharge chamber and a decrease in the amplitude of the shock wave on the wall of the casing.

Сущность изобретенияSummary of Invention

При создании данного изобретения решалась задача разработки разрядника с изоляторами такой конфигурации, которая позволила бы уменьшить его длину, массу и индуктивность при одновременном сохранении его электрической прочности по сравнению с прототипом.When creating this invention solved the problem of developing a discharger with insulators of such a configuration that would reduce its length, mass and inductance while maintaining its dielectric strength compared with the prototype.

Техническим результатом изобретения является уменьшение длины, массы и собственной индуктивности разрядника при одновременном сохранении его электропрочности.The technical result of the invention is to reduce the length, mass and self-inductance of the discharger while maintaining its electrical strength.

Указанный технический результат достигается тем, что по сравнению с известным газонаполненным разрядником, содержащим металлический герметичный корпус, два электрода с токовыводами, установленные соосно друг напротив друга на изоляторах, закрепленных на торцевых выступах корпуса, новым является то, что со стороны внутреннего объема разрядника изоляторы выполнены в виде усеченных конусов, а с внешней стороны разрядника изоляторы имеют трубчатую форму.This technical result is achieved by the fact that compared to the known gas-filled discharger containing a metal sealed enclosure, two electrodes with current leads mounted coaxially opposite each other on insulators mounted on the end projections of the enclosure are new: insulators are made from the internal volume of the discharger in the form of truncated cones, and on the outer side of the arrester insulators have a tubular shape.

Кроме того, токовыводы зафиксированы от возможности их проворота в изоляторах, а изоляторы зафиксированы от возможности их проворота в корпусе; изоляторы с внешней стороны разрядника примыкают своими поверхностями к корпусу и/или к токовыводам; внутри, по крайней мере., одного из токовыводов и электродов установлена система газонаполнения.In addition, the current terminals are fixed from the possibility of their turning in insulators, and the insulators are fixed from the possibility of their turning in the case; insulators on the outer side of the discharger are adjacent, with their surfaces, to the housing and / or to the current leads; A gas filling system is installed inside at least one of the toggles and electrodes.

Выполнение изоляторов со стороны внутреннего объема разрядника в виде усеченных конусов позволяет:The implementation of insulators from the internal volume of the discharger in the form of truncated cones allows you to:

существенно (по крайней мере, вдвое) уменьшить напряженность электрического поля на внутренней поверхности изоляторов и повысить электропрочность разрядника;significantly (at least twice) to reduce the electric field on the inner surface of the insulators and increase the electric strength of the spark gap;

одновременно вдвое сократить длину внутренних участков изоляторов и, соответственно, уменьшить вдвое длину, массу и индуктивность разрядника.at the same time, halve the length of the inner sections of the insulators and, accordingly, halve the length, mass and inductance of the arrester.

Для подтверждения данного вывода были проведены расчеты электрических полей заявляемого разрядника и разрядника-прототипа при помощи контурных моделей, составленных согласно чертежам обоих разрядников (см. фиг. 1 и фиг. 3 соответственно). При этом подразумевалось, что к электродам 2 обоих разрядников приложено напряжение 35 кВ, а противоположные электроды 3 имеют нулевой потенциал. Расчеты проводились в области изолятора, находящегося под высоким напряжением.To confirm this conclusion, calculations of the electric fields of the claimed arrester and the arrester of the prototype were carried out using contour models made according to the drawings of both arresters (see Fig. 1 and Fig. 3, respectively). It was assumed that a voltage of 35 kV was applied to the electrodes 2 of both dischargers, and the opposite electrodes 3 had a zero potential. The calculations were carried out in the field of an insulator under high voltage.

Результаты расчетов представлены в виде картин распределения линий равного потенциала и значений напряженности электрического поля в заданных точках (показаны на фиг. 4 и 5 для разрядникапрототипа и на фиг. 6 и 7 для заявляемого разрядника).The results of the calculations are presented in the form of patterns of the distribution of lines of equal potential and the values of the electric field strength at specified points (shown in Fig. 4 and 5 for the prototype discharge gap and in Fig. 6 and 7 for the claimed spark gap).

- 1 017024- 1 017024

Видно, что в разряднике - прототипе (см. фиг. 4 и 5) наблюдается сгущение линий равного потенциала (которое соответствует высокой напряженности поля) вблизи заделки изолятора в корпус и на радиальных выступах гофрированной поверхности изолятора. В указанных местах напряженность поля достигает 3 кВ/мм, что практически равно значению пробивной напряженности поля в рабочем межэлектродном зазоре 3,5 кВ/мм. Это приводит к появлению коронных токов и частичных разрядов на поверхности изолятора, которые далее могут привести к пробою всего изолятора, почему и приходится неоправданно увеличивать длину изолятора для обеспечения его надежной работы. Т.е. разрядник - прототип с длинными гофрированными изоляторами будет хорошо работать на открытом воздухе, но малопригоден для работы внутри трубчатого металлического корпуса, который обеспечивает защиту разрядника от больших гидростатических давлений в скважине.It is seen that in the discharger prototype (see Figs. 4 and 5) there is a condensation of lines of equal potential (which corresponds to a high field strength) near the seal of the insulator into the housing and on the radial projections of the corrugated surface of the insulator. In these places, the field strength reaches 3 kV / mm, which is almost equal to the value of the breakdown field strength in the working electrode gap of 3.5 kV / mm. This leads to corona currents and partial discharges on the surface of the insulator, which can further lead to the breakdown of the entire insulator, and therefore it is necessary to unnecessarily increase the length of the insulator to ensure its reliable operation. Those. the arrester - a prototype with long corrugated insulators will work well in the open air, but it is of little use for working inside a tubular metal body that protects the arrester from high hydrostatic pressures in the well.

В заявляемом разряднике применение изоляторов в виде усеченных конусов со стороны внутреннего объема позволило добиться практически однородного электрического поля (см. фиг. 6 и 7) с максимальным значением напряженности на границе изолятора с газом всего 1,6 кВ/мм при значении пробивной напряженности поля в рабочем межэлектродном зазоре 7 кВ/мм. Это означает, что по поверхности изоляторов коронные разряды не будут развиваться, хотя длина изоляторов заявляемого разрядника вдвое меньше длины изоляторов разрядника - прототипа. Т.е. коническая форма изоляторов со стороны внутреннего (газового) объема разрядника обеспечивает высокую электропрочность и надежную работу заявляемого разрядника.In the inventive spark gap, the use of insulators in the form of truncated cones on the side of the internal volume made it possible to achieve an almost uniform electric field (see Fig. 6 and 7) with a maximum value of tension at the boundary between the insulator and the gas of only 1.6 kV / mm with the value of breakdown field strength working interelectrode gap of 7 kV / mm. This means that the corona discharges will not develop over the surface of the insulators, although the length of the insulators of the proposed arrester is half the length of the insulators of the arrester of the prototype. Those. The conical shape of the insulators on the side of the internal (gas) volume of the arrester ensures high electrical strength and reliable operation of the invented arrester.

Выполнение изоляторов с внешней стороны разрядника трубчатыми и примыкающими, например, к корпусу и/или к токовыводам позволяет развить длину изолирующей поверхности и при этом уменьшить длину внешнего участка изолятора разрядника при осевой стыковке с другими блоками (конденсаторным модулем и электроразрядной камерой) скважинной электрогидравлической установки, что также способствует уменьшению длины, веса и индуктивности разрядника при сохранении его электрической прочности;The implementation of insulators on the outer side of the discharger tubular and adjacent, for example, to the housing and / or to the current leads allows you to develop the length of the insulating surface and reduce the length of the outer portion of the insulator of the discharger during axial coupling with other blocks (capacitor module and electric discharge chamber) downhole electrohydraulic installation, which also helps to reduce the length, weight and inductance of the arrester while maintaining its electrical strength;

прикрыть металлические поверхности заземленного корпуса и/или высоковольтных токовыводов диэлектриком, который, даже в случае появления короны на высоковольтном токовыводе, является препятствием (барьером) на пути электронной лавины и снижает вероятность электрического пробоя между высоковольтным токовыводом и заземленным корпусом разрядника.cover the metal surfaces of a grounded housing and / or high-voltage current leads with a dielectric, which, even if a corona appears on a high-voltage current lead, is an obstacle (barrier) to the electron avalanche path and reduces the likelihood of electrical breakdown between the high-voltage current output and the grounded arrester.

Фиксация токовыводов от возможности их проворота в изоляторах, а изоляторов от возможности их проворота внутри корпуса, например, при помощи штифтов, установленных в торцевых отверстиях токовыводов и изоляторов, изоляторов и корпуса обеспечивает сохранность резиновых уплотнений и снижает вероятность разгерметизации разрядника.The fixing of the current leads from the possibility of their turning in insulators, and the insulators from the possibility of their turning inside the case, for example, using pins installed in the end holes of the current leads and insulators, insulators and the case ensures the safety of the rubber seals and reduces the likelihood of a depressurization of the spark gap.

Установка внутри по крайней мере одного из токовыводов и электродов системы газонаполнения позволяет закачивать во внутренний объем разрядника электропрочный газ, например азот или элегаз, стравливать давление газа внутри разрядника и перенастраивать разрядник на другое рабочее напряжение, продувать разрядник и очищать его внутренний объем от продуктов разложения. При этом расположение системы газонаполнения во внутренней полости трубчатых токовыводов, где напряженность электрического поля равна нулю, никоим образом не ухудшает электропрочность и не снижает напряжение срабатывания разрядника.Installing at least one of the current leads and electrodes of the gas filling system allows pumping into the internal volume of the spark gap electrical gas, such as nitrogen or gas, relieving the gas pressure inside the spark gap and reconfiguring the spark gap to another operating voltage, blowing the spark gap and cleaning its internal volume from decomposition products. In this case, the location of the gas-filling system in the internal cavity of tubular current leads, where the electric field strength is zero, in no way impairs the electric strength and does not reduce the trigger voltage of the spark gap.

Перечень фигур чертежей и иных материаловThe list of figures drawings and other materials

На фиг. 1 изображен в разрезе заявляемый газонаполненный разрядник. На фиг. 2 показана фотография изолятора заявляемого разрядника. На фиг. 3 схематично изображен в разрезе разрядникпрототип. На фиг. 4 и 5 показаны картины распределения линий равного потенциала и график напряженности электрического поля вдоль поверхности гофрированного изолятора в разряднике-прототипе. На фиг. 6 и 7 показаны картины распределения линий равного потенциала и график напряженности электрического поля вдоль образующей конического изолятора в заявляемом разряднике.FIG. 1 shows a sectional view of the inventive gas-filled discharger. FIG. 2 shows a photograph of the insulator of the claimed arrester. FIG. 3 is a schematic sectional view of the spark gap prototype. FIG. 4 and 5 show patterns of the distribution of lines of equal potential and a graph of the electric field strength along the surface of the corrugated insulator in the prototype discharger. FIG. 6 and 7 show patterns of the distribution of lines of equal potential and a graph of the electric field strength along the generator of the conical insulator in the claimed spark gap.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention

Газонаполненный разрядник по фиг. 1 содержит металлический герметичный корпус 1, два электрода 2 и 3 с токовыводами 4 и 5, установленные соосно друг напротив друга на изоляторах 6 и 7, закрепленных на торцевых выступах корпуса 1.The gas-filled discharger of FIG. 1 contains a metal sealed enclosure 1, two electrodes 2 and 3 with the current leads 4 and 5, mounted coaxially opposite each other on insulators 6 and 7, mounted on the end projections of the housing 1.

Со стороны внутреннего объема разрядника изоляторы выполнены в виде усеченных конусов (конические участки изоляторов указаны поз. 8 и 9). С внешней стороны разрядника изоляторы выполнены в виде трубок 10 и 11. Трубчатые окончания (участки) 10 и 11 изоляторов 6 и 7 расположены на среднем радиусе между токовыводами 4 и 5 и корпусом 1. Трубчатые окончания 10 и 11 изоляторов 6 и 7 могут быть также прижаты к поверхностям токовыводов 4 и 5 или корпуса 1 (диаметр трубок 10 и 11 может быть равен наружному диаметру токовыводов 4 и 5 или внутреннему диаметру корпуса 1).On the side of the internal volume of the arrester, the insulators are made in the form of truncated cones (the conical sections of the insulators are indicated by pos. 8 and 9). On the outer side of the arrester, insulators are made in the form of tubes 10 and 11. Tubular ends (sections) 10 and 11 of insulators 6 and 7 are located on the middle radius between the terminals 4 and 5 and the housing 1. Tubular ends 10 and 11 of insulators 6 and 7 can also be pressed to the surfaces of the current leads 4 and 5 or the housing 1 (the diameter of the tubes 10 and 11 may be equal to the outer diameter of the current leads 4 and 5 or the internal diameter of the housing 1).

Газовое наполнение разрядника осуществляется через тонкий трубопровод (штенгель) 12, расположенный внутри по крайней мере одного из токовыводов 4 или 5 и отверстия в соответствующем электроде 2 или 3. После заполнения внутреннего объема разрядника рабочим газом до требуемого давления (например, до 0,5 МПа) штенгель 12 пережимается и герметично запаивается. По другому из вариантов система газового наполнения разрядника может быть выполнена также подобной системе накачки автомобильных шин (на фиг. 1 не показано).The gas filling of the discharger is carried out through a thin pipe (pingel) 12 located inside at least one of the current leads 4 or 5 and the holes in the corresponding electrode 2 or 3. After filling the internal volume of the discharger with working gas to the required pressure (for example, up to 0.5 MPa ) the pingel 12 is clamped and hermetically sealed. Alternatively, the gas discharge system of the discharger can also be made similar to the tire inflation system (not shown in Fig. 1).

- 2 017024- 2 017024

Токовыводы 4 и 5 зафиксированы штифтами 13 и 14 от возможности проворота внутри изоляторов 6 и 7 при сборке разрядника и стыковке его к соседним блокам скважинной электрогидравлической установки. Изоляторы 6 и 7 зафиксированы от проворота внутри корпуса 1 гайками 15 и 16.The current leads 4 and 5 are fixed by pins 13 and 14 from the possibility of turning inside insulators 6 and 7 when assembling the discharger and docking it to adjacent blocks of the downhole electrohydraulic installation. Insulators 6 and 7 are fixed against rotation inside the housing 1 by nuts 15 and 16.

На токовыводах 4 и 5 и изоляторах 6 и 7 установлены резиновые или фторопластовые уплотнения 17, 18 и 19, 20, которые обеспечивают герметичность внутреннего (газового) объема разрядника.On the current leads 4 and 5 and the insulators 6 and 7 are installed rubber or fluoroplastic seals 17, 18 and 19, 20, which ensure the tightness of the internal (gas) volume of the spark gap.

Корпус 1 имеет на концах присоединительные элементы в виде резьбовых участков, позволяющих стыковать разрядник с другими блоками электрогидравлической установки.The housing 1 has connecting elements at the ends in the form of threaded sections, which allow the arrester to be joined with other electro-hydraulic installation units.

Внутренний объем разрядника заполнен азотом под избыточным давлением 0,3-0,5 МПа (3-5 атм).The internal volume of the spark gap is filled with nitrogen under an overpressure of 0.3-0.5 MPa (3-5 atm).

В опытном образце разрядника, разрез которого показан на фиг. 1, корпус 1 выполнен из стали 45 или 30ХГСА и имеет на концах присоединительные резьбы М95х2. Толщина и материал корпуса 1 выбраны достаточными для обеспечения механической прочности корпуса при воздействии внешнего гидростатического давления 30 МПа (300 атм.). Электроды 2 и 3 выполнены из вольфрамового сплава ВНЖ7-3, токовыводы 4 и 5 -из латуни или нержавеющей стали, изоляторы 6 и 7 - из капролона (полиамида) марки ПА6 или дифлона. Диаметр разрядника 102 мм, длина 340 мм, индуктивность 52 нГн, вес 7 кг.In a prototype of a spark gap, a section of which is shown in FIG. 1, case 1 is made of steel 45 or 30ХГСА and has connecting threads М95х2 at the ends. The thickness and material of the housing 1 are selected sufficient to ensure the mechanical strength of the housing when exposed to an external hydrostatic pressure of 30 MPa (300 atm.). Electrodes 2 and 3 are made of tungsten alloy VNZh7-3, current leads 4 and 5 are made of brass or stainless steel, insulators 6 and 7 are made of caprolon (polyamide) grade PA6 or diflon. Discharger diameter 102 mm, length 340 mm, inductance 52 nH, weight 7 kg.

При сборке заявляемый разрядник при помощи резьбовых участков в корпусе присоединяется с одной стороны к конденсаторному модулю скважинной электрогидравлической установки, а с другой стороны - к электроразрядной камере, при этом корпус разрядника составляет фрагмент корпуса скважинной электрогидравлической установки, а токовыводы электрически соединяются с соответствующими выводами вышеуказанных модулей электрогидравлической установки.When assembling, the claimed discharger using threaded sections in the housing is connected on the one hand to the capacitor module of the downhole electrohydraulic installation, and on the other hand to the electric discharge chamber, while the case of the arrester constitutes a fragment of the case of the downhole electrohydraulic installation, and the terminals are electrically connected to the corresponding terminals of the above modules electrohydraulic installation.

При работе скважинной электрогидравлической установки разрядник выполняет роль быстродействующего электрического ключа. Перед срабатыванием разрядника электрод 2 и токовывод 4, подключенные к конденсаторному модулю, находятся под высоким напряжением, равном напряжению заряда конденсаторного модуля, а электрод 3 и соответствующий ему токовывод 5, электрически соединенные с электроразрядной камерой, находятся под нулевым потенциалом. Когда напряжение заряда конденсаторного модуля достигает напряжения пробоя межэлектродного промежутка разрядника, последний срабатывает и за короткое время (10-20 нс) подключает конденсаторный модуль к электроразрядной камере. При этом в камере происходит пробой жидкостного промежутка, который сопровождается гидравлическим ударом, передающимся на стенку обсадной колонны.When the downhole electrohydraulic installation is in operation, the arrester plays the role of a high-speed electric key. Before actuation of the discharger, the electrode 2 and the current terminal 4 connected to the capacitor module are at a high voltage equal to the charge voltage of the capacitor module, and the electrode 3 and the corresponding current terminal 5 electrically connected to the electric discharge chamber are at a zero potential. When the voltage of the charge of the capacitor module reaches the breakdown voltage of the interelectrode gap of the discharger, the latter is triggered and in a short time (10-20 ns) connects the capacitor module to the electric discharge chamber. In this case, a breakdown of the fluid gap occurs in the chamber, which is accompanied by a hydraulic shock transmitted to the wall of the casing.

Авторами изготовлены и испытаны несколько газонаполненных разрядников с заявленными отличительными признаками. Все разрядники выдержали гидравлические испытания (воздействие наружного давления до 40 МПа (400 атм)) и испытания на нагрев до 105°С. Также проведены электрические испытания, при которых к разряднику прикладывалось напряжение до 42 кВ, а амплитуда тока через разрядник достигала 30 кА. При этом в процессе всех испытаний изоляторы разрядника работали без пробоев по их поверхности.The authors manufactured and tested several gas-filled arresters with declared distinguishing features. All dischargers have withstood hydraulic tests (external pressure up to 40 MPa (400 atm)) and tests for heating up to 105 ° C. Electrical tests were also conducted in which a voltage up to 42 kV was applied to the discharger, and the amplitude of the current through the discharger reached 30 kA. In the process of all the tests, the arrester insulators worked without breakdowns on their surface.

Таким образом, в заявляемом разряднике по сравнению с прототипом уменьшены примерно в 2 раза длина (с 685 до 340 мм), в 10 раз индуктивность (с 500 до 52 нГн) и в 2,3 раза масса (с 16,1 до 7 кг) при сохранении его электропрочности на уровне 40-42 кВ.Thus, in the claimed spark gap, compared with the prototype, the length is reduced by about 2 times (from 685 to 340 mm), the inductance is 10 times (from 500 to 52 nH) and 2.3 times the weight (from 16.1 to 7 kg ) while maintaining its electrical strength at the level of 40-42 kV.

Claims (5)

1. Газонаполненный разрядник, содержащий металлический герметичный корпус, два электрода с токовыводами, установленные соосно друг напротив друга на изоляторах, закрепленных на торцевых выступах корпуса, отличающийся тем, что со стороны внутреннего объема разрядника изоляторы выполнены в виде усеченных конусов, а с внешней стороны разрядника изоляторы имеют трубчатую форму.1. A gas-filled spark gap containing a metal sealed housing, two electrodes with current leads mounted coaxially opposite each other on insulators mounted on the end protrusions of the housing, characterized in that the insulators are made in the form of truncated cones on the inside of the spark gap and on the outside of the spark gap insulators are tubular. 2. Газонаполненный разрядник по п.1, отличающийся тем, что токовыводы зафиксированы от возможности их проворота в изоляторах.2. Gas-filled spark gap according to claim 1, characterized in that the current leads are fixed from the possibility of their rotation in insulators. 3. Газонаполненный разрядник по п.1, отличающийся тем, что изоляторы зафиксированы от возможности их проворота внутри корпуса.3. Gas-filled spark gap according to claim 1, characterized in that the insulators are fixed from the possibility of their rotation inside the housing. 4. Газонаполненный разрядник по п.1, отличающийся тем, что изоляторы с внешней стороны разрядника примыкают своими поверхностями к корпусу и/или к токовыводам.4. Gas-filled spark gap according to claim 1, characterized in that the insulators on the outer side of the spark gap adjacent their surfaces to the housing and / or to the current leads. 5. Газонаполненный разрядник по п.1, отличающийся тем, что внутри по крайней мере одного из токовыводов и электродов установлена система газонаполнения.5. The gas-filled spark gap according to claim 1, characterized in that a gas-filling system is installed inside at least one of the current leads and electrodes.
EA200900688A 2009-05-07 2009-05-07 Gas-filled discharger EA017024B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200900688A EA017024B1 (en) 2009-05-07 2009-05-07 Gas-filled discharger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200900688A EA017024B1 (en) 2009-05-07 2009-05-07 Gas-filled discharger

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EA200900688A2 EA200900688A2 (en) 2010-12-30
EA200900688A3 EA200900688A3 (en) 2011-02-28
EA017024B1 true EA017024B1 (en) 2012-09-28

Family

ID=43531321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200900688A EA017024B1 (en) 2009-05-07 2009-05-07 Gas-filled discharger

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA017024B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2084393A (en) * 1980-09-19 1982-04-07 M O Valve Co Ltd Excess Voltage Arresters
RU2096855C1 (en) * 1996-04-09 1997-11-20 Товарищество с ограниченной ответственностью "ФЛЭШ ЭЛЕКТРОНИКС" Gas-discharge arrester
RU2007129195A (en) * 2007-07-31 2009-02-10 Анатолий Яковлевич Картелев (RU) GAS-FILLED DISCHARGE
RU2377685C2 (en) * 2007-11-06 2009-12-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт газоразрядных приборов "Плазма" (ОАО "Плазма") Gas-filled discharger

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2084393A (en) * 1980-09-19 1982-04-07 M O Valve Co Ltd Excess Voltage Arresters
RU2096855C1 (en) * 1996-04-09 1997-11-20 Товарищество с ограниченной ответственностью "ФЛЭШ ЭЛЕКТРОНИКС" Gas-discharge arrester
RU2007129195A (en) * 2007-07-31 2009-02-10 Анатолий Яковлевич Картелев (RU) GAS-FILLED DISCHARGE
RU2377685C2 (en) * 2007-11-06 2009-12-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт газоразрядных приборов "Плазма" (ОАО "Плазма") Gas-filled discharger

Also Published As

Publication number Publication date
EA200900688A3 (en) 2011-02-28
EA200900688A2 (en) 2010-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101343188B1 (en) Lightning arrester and a power transmission line provided with such an arrester
US7262367B2 (en) High voltage bushing with field control material
US9294085B1 (en) High-voltage, low-inductance gas switch
KR20150131167A (en) High voltage connection sealing method for corona ignition coil
RU2199167C1 (en) Gas-filled discharger
US11251589B2 (en) Gas-insulated switching device
RU2362244C2 (en) Gas-filled discharger
EP3217416A1 (en) Vacuum circuit breaker and direct current circuit breaker
EA017024B1 (en) Gas-filled discharger
US3806625A (en) High-voltage feedthrough assembly
WO2010128880A1 (en) Gas-filled discharger
CN104953470A (en) Gas spark gap switch for nanosecond pulse generator
JP2023543238A (en) High voltage equipment and methods for increasing dielectric strength in high voltage equipment
US6855902B2 (en) Self bouncing arc switch
US6037715A (en) Spark switch having coaxial electrodes with increased electrode surface area exposure
CN116438612A (en) Coated conductor in high voltage apparatus and method for improving dielectric strength
RU2038151C1 (en) Device for electrohydraulic crushing of hard bodies
RU2130662C1 (en) High-voltage pulse capacitor
WO1998026480A1 (en) Controlled vacuum discharger
US4853939A (en) Gap switch
RU2101793C1 (en) High-voltage pulse capacitor
RU2619765C1 (en) Arrester with pressure chambers
RU1815714C (en) Protector tube
RU2577532C1 (en) Multichannel rail discharger
SU795428A1 (en) Inductor of linear induction accelerator

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): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU