EA044019B1

EA044019B1 - ARRESTER WITH PROTECTIVE SPARK GAP

Info

Publication number: EA044019B1
Application number: EA202200112
Authority: EA
Inventors: Георгий Викторович Подпоркин
Original assignee: Акционерное общество "НПО "Стример"
Priority date: 2020-02-07
Filing date: 2021-01-29
Publication date: 2023-07-18

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Изобретение относится к разрядникам, подключаемым к сети через искровой разрядный промежуток (в дальнейшем - промежуток), и служит для защиты разрядников от недопустимых перенапряжений и токов при грозовых или внутренних перенапряжениях в сети. Изобретение также относится к высоковольтным линиям электропередачи, имеющим в своем составе разрядники, снабженные защитными промежутками.The invention relates to arresters connected to the network through a spark discharge gap (hereinafter referred to as the gap), and serves to protect the arresters from unacceptable overvoltages and currents during lightning or internal overvoltages in the network. The invention also relates to high-voltage power lines containing arresters equipped with protective gaps.

Уровень техникиState of the art

Из патента US 5663863 (например, на фиг. 11 американского патента) известен разрядник, включающий в себя разрядное устройство в виде ограничителя перенапряжений нелинейного (ОПН), который при возникновении перенапряжения на проводе подключается к нему через технологический искровой воздушный промежуток g₁ между высоковольтным электродом разрядника и электродом под высоким электрическим напряжением путем его пробития разрядом (см. фиг. 1, прилагаемую к настоящему описанию). ОПН защищен от перенапряжений отдельным защитным промежутком g₂, между высоковольтным электродом и низковольтным электродом разрядника, не связанным с технологическим промежутком g₁. При воздействии волны перенапряжения через ОПН протекает большой ток, причём вследствие сильной нелинейности ОПН напряжение на промежутке g₂ возрастает незначительно. Только при весьма большой величине тока, когда ОПН теряет свои нелинейные свойства, напряжение существенно возрастает и может сработать промежуток g₂ (см. фиг. 2, прилагаемую к настоящему описанию). При таком способе защиты велика вероятность разрушения ОПН от токовой перегрузки. Таким образом, конструкция, описанная в US 5663863, не будет выполнять функцию защиты разрядника.From the US patent 5663863 (for example, in Fig. 11 of the American patent) a spark gap is known that includes a discharge device in the form of a nonlinear surge suppressor (SPD), which, when an overvoltage occurs on the wire, is connected to it through a technological spark air gap g ₁ between the high-voltage electrode a spark gap and an electrode under high electrical voltage by piercing it with a discharge (see Fig. 1 attached to this description). The surge arrester is protected from overvoltages by a separate protective gap g ₂ , between the high-voltage electrode and the low-voltage electrode of the arrester, not connected with the technological gap g ₁ . When exposed to an overvoltage wave, a large current flows through the arrester, and due to the strong nonlinearity of the arrester, the voltage across the gap g ₂ increases slightly. Only at a very large current value, when the arrester loses its nonlinear properties, the voltage increases significantly and the gap g ₂ can operate (see Fig. 2 attached to this description). With this method of protection, there is a high probability of destruction of the arrester from current overload. Thus, the design described in US 5663863 will not provide arrester protection.

Раскрытие изобретенияDisclosure of the Invention

Задачей настоящего изобретения является обеспечение защиты разрядника, подключаемого через промежуток, от опасных токов.The object of the present invention is to provide protection for a gap-connected arrester from dangerous currents.

Задача настоящего изобретения решается с помощью разрядника, преимущественно предназначенного для защиты элементов электрооборудования или линии электропередачи от перенапряжений, например, импульсных, в том числе грозовых. Разрядник содержит разрядное устройство, высоковольтный электрод, соединенный с разрядным устройством и установленный с возможностью формирования технологического искрового промежутка между концами и/или ближайшими друг к другу частями высоковольтного электрода и электрода под высоким электрическим напряжением, и низковольтный электрод, соединенный с разрядным устройством.The problem of the present invention is solved using a surge arrester, primarily designed to protect elements of electrical equipment or power lines from overvoltages, for example, pulsed, including lightning. The spark gap contains a discharge device, a high-voltage electrode connected to the discharge device and installed with the possibility of forming a technological spark gap between the ends and/or parts closest to each other of the high-voltage electrode and the electrode under high electric voltage, and a low-voltage electrode connected to the discharge device.

Отличительным признаком разрядника по настоящему изобретению является то, что он содержит защитный электрод, соединенный с низковольтным электродом прямо или через соединительный искровой промежуток и установленный с возможностью формирования защитного искрового промежутка между концами и/или ближайшими друг к другу частями защитного электрода и высоковольтным электродом или электродом высоковольтной сети. Электрическая прочность технологического искрового промежутка должна быть меньше электрической прочности защитного искрового промежутка.A distinctive feature of the spark gap of the present invention is that it contains a protective electrode connected to the low voltage electrode directly or through a connecting spark gap and installed with the possibility of forming a protective spark gap between the ends and/or adjacent parts of the protective electrode and the high voltage electrode or electrode high voltage network. The electrical strength of the technological spark gap must be less than the electrical strength of the protective spark gap.

Благодаря тому, что защитный искровой промежуток выполнен непосредственно между защитным электродом и тем концом высоковольтного электрода разрядника, на который попадает искровой разряд, подключающий разрядник к электроду под высоким электрическим напряжением, или непосредственно между защитным электродом и тем концом электрода под высоким электрическим напряжением, с которого искровой разряд идет на высоковольтный электрод разрядника, обеспечивается возможность искрового пробоя защитного искрового промежутка при таких напряжениях, при которых разрядное устройство еще не вышло из строя.Due to the fact that the protective spark gap is made directly between the protective electrode and that end of the high-voltage electrode of the spark gap, which receives the spark discharge connecting the spark gap to the electrode under high electric voltage, or directly between the protective electrode and that end of the electrode under high electric voltage, from which the spark discharge goes to the high-voltage electrode of the spark gap, providing the possibility of spark breakdown of the protective spark gap at such voltages at which the discharge device has not yet failed.

Выполнение условия электрическая прочность технологического искрового промежутка должна быть меньше электрической прочности защитного искрового промежутка может обеспечиваться тем, что размер технологического искрового промежутка меньше размера защитного искрового промежутка или тем, что напряженность пробоя технологического искрового промежутка меньше напряженность пробоя защитного искрового промежутка (например, за счет большего радиуса кривизны концов и/или ближайших друг к другу частей электродов, образующих защитный искровой промежуток, по сравнению с аналогичными элементами технологического искрового промежутка).The fulfillment of the condition that the electrical strength of the technological spark gap must be less than the electrical strength of the protective spark gap can be ensured by the fact that the size of the technological spark gap is less than the size of the protective spark gap or by the fact that the breakdown voltage of the technological spark gap is less than the breakdown voltage of the protective spark gap (for example, due to a larger radius of curvature of the ends and/or parts of the electrodes closest to each other forming the protective spark gap, compared with similar elements of the technological spark gap).

Защитный промежуток преимущественно образован таким образом, что его канал разряда развивается между пятном электрода, с которого развивается разряд при подключении разрядного устройства к электроду под высоким электрическим напряжением, и защитным электродом. Разрядные устройства, подключаемые, к сети через промежуток, могут быть разных типов, например: ОПН, мультикамерные, трубчатые, вентильные и т.п.The protective gap is preferably formed in such a way that its discharge channel develops between the electrode spot from which the discharge develops when the discharge device is connected to the electrode under high electrical voltage, and the protective electrode. Discharge devices connected to the network through a gap can be of different types, for example: surge arresters, multi-chamber, tubular, valve, etc.

Задача настоящего изобретения также решается с помощью гирлянды разрядников, которая выполнена в виде цепочки последовательно соединённых через искровые воздушные промежутки разрядников по любому из вышеописанных вариантов.The problem of the present invention is also solved using a garland of arresters, which is made in the form of a chain of arresters connected in series through spark air gaps according to any of the options described above.

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 изоляThe problem of the present invention is also solved using a power transmission line containing supports, single insulators and/or insulators assembled in columns or garlands, and at least one high-voltage wire connected directly or through fastening devices to the elements of single reinforcement insulators and/or first insulators

- 1 044019 торов 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, одну гирлянду разрядников по любому из вышеописанных вариантов. Электрод под высоким электрическим напряжением должен быть соединен с проводом, находящимся под высоким электрическим напряжением.- 1 044019 tori of columns or garlands of insulators, with each single insulator or each column or garland of insulators fixed (fixed) to one of the supports by means of an element of its reinforcement adjacent to the specified support. In accordance with the invention, the power transmission line contains at least one arrester according to any of the above-described options and/or at least one garland of arresters according to any of the above-described options. The high voltage electrode must be connected to the high voltage wire.

Благодаря настоящему изобретению достигается такой технический результат, как защита разрядного устройства от воздействия экстремального перенапряжения, благодаря чему повышается надежность и срок службы разрядника, а также сохранение работоспособности разрядника после воздействия экстремального перенапряжения. Все указанные в настоящем описании технические результаты, в том числе и дополнительные, достигаются в соответствии с настоящим изобретением одновременно и неразрывно друг от друга.Thanks to the present invention, such a technical result is achieved as protecting the discharge device from the effects of extreme overvoltage, thereby increasing the reliability and service life of the discharger, as well as maintaining the functionality of the discharger after exposure to extreme overvoltage. All technical results specified in this description, including additional ones, are achieved in accordance with the present invention simultaneously and inextricably from each other.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

На фиг. 1 представлена схема известного разрядника из патента US 5663863 с защитным промежутком.In fig. 1 shows a diagram of a known arrester from US patent 5663863 with a protective gap.

На фиг. 2 показано срабатывание защитного промежутка разрядника g₂ по фиг. 1.In fig. Figure 2 shows the operation of the protective gap of the arrester g ₂ according to FIG. 1.

На фиг. 3 представлена схема разрядника с защитным промежутком в соответствии с изобретением.In fig. 3 shows a diagram of a spark gap with a protective gap in accordance with the invention.

На фиг. 4 показана первоначальная стадия срабатывания защитного промежутка разрядника по фиг. 3.In fig. 4 shows the initial stage of operation of the protective gap of the arrester according to FIG. 3.

На фиг. 5 показана завершающая стадия срабатывание защитного промежутка разрядника по фиг. 3.In fig. 5 shows the final stage of operation of the protective gap of the arrester according to FIG. 3.

На фиг. 6 представлена схема варианта разрядника с защитным промежутком в соответствии с изобретением.In fig. 6 shows a diagram of a variant of a spark gap with a protective gap in accordance with the invention.

На фиг. 7 показана первоначальная стадия срабатывание защитного промежутка разрядника по фиг. 6.In fig. 7 shows the initial stage of operation of the protective gap of the arrester according to FIG. 6.

На фиг. 8 показана завершающая стадия срабатывания защитного промежутка разрядника по фиг. 6.In fig. 8 shows the final stage of operation of the protective gap of the arrester according to FIG. 6.

На фиг. 9 представлена гирлянда разрядников по фиг. 3.In fig. 9 shows the garland of arresters according to FIG. 3.

На фиг. 10 показано срабатывание защитных промежутков гирлянды разрядников по фиг. 9.In fig. 10 shows the operation of the protective gaps of the garland of arresters according to FIG. 9.

На фиг. 11 показан вариант выполнения гирлянды разрядников по изобретению.In fig. 11 shows an embodiment of a garland of arresters according to the invention.

На фиг. 12 показано первоначальное срабатывание защитных промежутков гирлянды разрядников по фиг. 11.In fig. 12 shows the initial operation of the protective gaps of the garland of arresters according to FIG. eleven.

На фиг. 13 показано заключительное срабатывание защитных промежутков гирлянды разрядников по фиг. 11.In fig. 13 shows the final operation of the protective gaps of the garland of arresters according to FIG. eleven.

На фигурах обозначены следующе элементы: 1 - разрядник, 2 - провод, 3 - высоковольтный электрод основного технологического искрового промежутка, 4 - высоковольтный электрод разрядника, 5 низковольтный электрод разрядника, 6 - высоковольтный электрод защитного искрового промежутка разрядника, 7 - защитный электрод, 8 - искровой канал технологического искрового промежутка, 9 - искровой канал защитного искрового промежутка, 10 - единый канал защитного промежутка;The figures indicate the following elements: 1 - spark gap, 2 - wire, 3 - high-voltage electrode of the main technological spark gap, 4 - high-voltage spark gap electrode, 5 low-voltage spark gap electrode, 6 - high-voltage electrode of the spark gap protective gap, 7 - protective electrode, 8 - spark channel of the technological spark gap, 9 - spark channel of the protective spark gap, 10 - single channel of the protective gap;

- разрядник участка I, 31 - высоковольтный электрод основного технологического искрового промежутка участка I, 41 - высоковольтный электрод разрядника участка I, 51 - низковольтный электрод разрядника участка I, 71 - защитный электрод участка I, 81 - искровой канал технологического искрового промежутка участка I, 91 - высоковольтный искровой канал защитного искрового промежутка участка I;- spark gap of section I, 31 - high-voltage electrode of the main technological spark gap of section I, 41 - high-voltage electrode of the spark gap of section I, 51 - low-voltage electrode of the spark gap of section I, 71 - protective electrode of section I, 81 - spark channel of the technological spark gap of section I, 91 - high-voltage spark channel of the protective spark gap of section I;

- разрядник участка II, 32 - высоковольтный электрод основного технологического искрового промежутка участка II, 42 - высоковольтный электрод разрядника участка II, 52 - низковольтный электрод разрядника участка II, 72 - защитный электрод участка II, 82 - искровой канал технологического искрового промежутка участка II, 92 - высоковольтный искровой канал защитного искрового промежутка участка II;- spark gap of section II, 32 - high-voltage electrode of the main technological spark gap of section II, 42 - high-voltage electrode of the spark gap of section II, 52 - low-voltage electrode of the spark gap of section II, 72 - protective electrode of section II, 82 - spark channel of the technological spark gap of section II, 92 - high-voltage spark channel of the protective spark gap of section II;

- разрядник участка III, 33 - высоковольтный электрод основного технологического искрового промежутка участка III, 43 - высоковольтный электрод разрядника участка III, 53 - низковольтный электрод разрядника участка III, 73 - защитный электрод участка III, 83 - искровой канал технологического искрового промежутка участка III, 93 - высоковольтный искровой канал защитного искрового промежутка участка III;- spark gap of section III, 33 - high-voltage electrode of the main technological spark gap of section III, 43 - high-voltage electrode of the spark gap of section III, 53 - low-voltage electrode of the spark gap of section III, 73 - protective electrode of section III, 83 - spark channel of the technological spark gap of section III, 93 - high-voltage spark channel of the protective spark gap of section III;

U - импульс перенапряжения, I - первый участок гирлянды разрядников, II - второй участок гирлянды разрядников, III - третий участок гирлянды разрядников.U - overvoltage impulse, I - the first section of the garland of arresters, II - the second section of the garland of arresters, III - the third section of the garland of arresters.

Осуществление изобретенияCarrying out 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. Изобретение может применяться к самым различным разрядным устройствам, подключаемые к сети через промежуток, включая, но не ограничиваясь такими, как ОПН, мультикамерные, трубчатые, вентильные разрядники и т.п.The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings and particular embodiments. This description is given for the purpose of explaining the invention by specific examples and is not intended to limit the scope of protection of the present invention as defined by the claims. At the same time, if necessary, the claims may contain features from the description in order to more accurately determine the scope of protection. The invention can be applied to a wide variety of discharge devices connected to the network through a gap, including, but not limited to, surge arresters, multi-chamber, tubular, valve arresters, etc.

- 2 044019- 2 044019

Описание изобретения дано для случая нахождения разрядного устройства под низким электрическим напряжением и подключения к высокому напряжению через технологический искровой промежуток. Однако такое подключение не ограничивает объем охраны изобретения и дано лишь в целях упрощения пояснения. В общем случае способ подключения разрядника по настоящему изобретению не является однозначно заданным и может меняться. В соответствии с изменением подключения разрядное устройство может находиться под высоким электрическим напряжением и подключаться к низкому напряжению через технологический искровой промежуток - такой вариант подключения является эквивалентным для настоящего изобретения, также как и любые другие, в которых реализуется принцип действия, представленный в описании.The description of the invention is given for the case of the discharge device being under low electrical voltage and connected to high voltage through a technological spark gap. However, such a connection does not limit the scope of protection of the invention and is given only for the purpose of simplifying the explanation. In general, the method of connecting the arrester according to the present invention is not uniquely specified and may vary. In accordance with the change in connection, the discharge device can be under high electrical voltage and connected to low voltage through the technological spark gap - this connection option is equivalent for the present invention, as well as any others that implement the principle of operation presented in the description.

На фигурах и в описании рассмотрены варианты, когда технологический и защитный искровые промежутки формируются между концами соответствующих электродов. В этих случаях разрядные пятна электродов, с которых исходит разрядная дуга, находятся на концах электродов. Однако в других вариантах, входящих в объем охраны настоящего изобретения, указанные искровые промежутки могут быть между ближайшими друг к другу частями соответствующих электродов. При этом ближайшие друг к другу части электродов в общем случае могут не являться концами электродов, хотя и могут быть ими (например, как это показано на сопровождающих фигурах).In the figures and in the description, options are considered when the technological and protective spark gaps are formed between the ends of the corresponding electrodes. In these cases, the discharge spots of the electrodes from which the discharge arc emanates are located at the ends of the electrodes. However, in other embodiments within the scope of the present invention, said spark gaps may be between adjacent parts of the respective electrodes. In this case, the parts of the electrodes closest to each other in the general case may not be the ends of the electrodes, although they can be them (for example, as shown in the accompanying figures).

В частности, электроды могут иметь изгибы, которые могут быть расположены друг к другу ближе, чем концы электродов (или, в одном из вариантов, изгиб одного электрода ближе к концу другого электрода). В таких случаях разрядные пятна электродов, с которых исходит разрядная дуга, находятся на изгибах и могут мигрировать по мере развития разряда на концы электродов. То есть разрядные дуги могу изначально развиваться на изгибах электродов, представляющих собой участки, наиболее близкие друг к другу- а затем переходить на концы электродов ввиду их меньшего радиуса изгиба поверхности. Все указанные варианты входят в объем охраны изобретения и дальнейшее описание также относится и к этим вариантам несмотря на то, что изобретение иллюстрируется на примерах, в которых участки электродов, ближайшие друг к другу, являются концами электродов.In particular, the electrodes may have bends that may be closer to each other than the ends of the electrodes (or, in one embodiment, the bend of one electrode closer to the end of another electrode). In such cases, the discharge spots of the electrodes from which the discharge arc emanates are located on the bends and can migrate as the discharge develops to the ends of the electrodes. That is, discharge arcs can initially develop on the bends of the electrodes, which are areas closest to each other, and then move to the ends of the electrodes due to their smaller bending radius of the surface. All of these variants are included in the scope of protection of the invention and the following description also applies to these variants, although the invention is illustrated by examples in which the sections of the electrodes closest to each other are the ends of the electrodes.

На фиг. 1 показана схема известного разрядника (ОПН) с защитным промежутком, соответствующая фиг. 11 патента US 5663863. Разрядное устройство 1 (которое также может называться дугогасящим устройством, ДУ) при возникновении перенапряжения на проводе 2 подключается к нему через технологический промежуток g1, образованный между концами электродов 3 и 4 через канал разряда 8. ДУ 1 защищено от перенапряжений защитным промежутком g₂ , образованным между концами электродов 6 и 7, причём электрод 6 соединён с электродом 4, находящемся на высоковольтной стороне ДУ, а электрод 7 подключён к низковольтному электроду разрядника 5, соединённому с землёй. При срабатывании промежутка g₁ и воздействии волны перенапряжения через ДУ (разрядник в виде ОПН) 1 протекает большой ток, а поскольку сопротивление ОПН при срабатывании сильно падает, напряжение на промежутке g2 возрастает незначительно.In fig. 1 shows a diagram of a known arrester (SPD) with a protective gap, corresponding to FIG. 11 of patent US 5663863. Discharge device 1 (which can also be called an arc extinguishing device, DU), when an overvoltage occurs on wire 2, is connected to it through the technological gap g1 formed between the ends of electrodes 3 and 4 through the discharge channel 8. DU 1 is protected from overvoltage by a protective gap g ₂ formed between the ends of electrodes 6 and 7, and electrode 6 is connected to electrode 4, located on the high-voltage side of the remote control, and electrode 7 is connected to the low-voltage electrode of the spark gap 5, connected to the ground. When gap g ₁ is triggered and an overvoltage wave is applied, a large current flows through the remote control (arrester in the form of an arrester) 1, and since the resistance of the surge arrester drops greatly when triggered, the voltage across gap g2 increases slightly.

На фиг. 2 показано срабатывание защитного промежутка разрядника g₂ по фиг. 1. Как видно из фиг. 2, промежуток g₂ никак не связан с технологическим промежутком g1. Защитный промежуток организован между отдельным высоковольтным электродом защитного промежутка 6, гальванически связанным с высоковольтным электродом разрядника 4, и электродом 7, соединённым с низковольтным электродом разрядника 5. Поэтому разрядное напряжение промежутка g₂ относительно высокое и только при очень большой величине тока, когда ОПН теряет свои нелинейные свойства, напряжение на нем существенно возрастает и может сработать промежуток g₂. При таком способе защиты велика вероятность разрушения ОПН от токовой перегрузки - прежде чем сработает защитный промежуток g2, ОПН уже будет разрушен из-за слишком сильной токовой нагрузки и, следовательно, конструкция, показанная на фиг. 1 и 2, не выполняет функцию защиты разрядника 1.In fig. Figure 2 shows the operation of the protective gap of the arrester g ₂ according to FIG. 1. As can be seen from Fig. 2, the gap g ₂ is in no way connected with the technological gap g1. The protective gap is organized between a separate high-voltage electrode of the protective gap 6, galvanically connected to the high-voltage electrode of the spark gap 4, and electrode 7 connected to the low-voltage electrode of the spark gap 5. Therefore, the discharge voltage of the gap g ₂ is relatively high and only at a very high current value, when the surge arrester loses its nonlinear properties, the voltage across it increases significantly and the gap g ₂ can be triggered. With this method of protection, there is a high probability of destruction of the arrester from a current overload - before the protective gap g2 operates, the arrester will already be destroyed due to too strong a current load and, therefore, the design shown in Fig. 1 and 2, does not perform the function of protecting arrester 1.

Другим недостатком конструкции разрядника по фиг. 1 является то, что в технологическом промежутке gi образуется дуга с большим током к. з. и большой длительностью, определяемой временем срабатывания выключателя. Это приводит к значительной эрозии электрода разрядника 4.Another drawback of the arrester design according to FIG. 1 is that in the technological gap gi an arc with a large short-circuit current is formed. and long duration, determined by the switch operation time. This leads to significant erosion of the spark gap electrode 4.

На фиг. 3 представлена схема разрядника с защитным промежутком в соответствии с изобретением. В этом разряднике отсутствует электрод 6, а защитный промежуток g₂ организован между высоковольтным электродом 4 разрядника, участвующим в формировании канала разряда 8 технологического промежутка g1, и защитным электродом 7, прямо (непосредственно, гальванически) соединённым с низковольтным электродом 5 разрядника.In fig. 3 shows a diagram of a spark gap with a protective gap in accordance with the invention. In this spark gap there is no electrode 6, and the protective gap g ₂ is organized between the high-voltage electrode 4 of the spark gap, which participates in the formation of the discharge channel 8 of the technological gap g1, and the protective electrode 7, directly (directly, galvanically) connected to the low-voltage electrode 5 of the spark gap.

Защитный искровой промежуток g₂ выполнен непосредственно между защитным электродом 7 и тем концом высоковольтного электрода 4 разрядника, на который попадает искровой разряд 8, подключающий разрядник к электроду 3 под высоким электрическим напряжением (фиг. 3-5), или непосредственно между защитным электродом 7 и тем концом электрода 3 под высоким электрическим напряжением, с которого искровой разряд идет на высоковольтный электрод 4 (фиг. 6-8) разрядника, обеспечивается возможность искрового пробоя 9 защитного искрового промежутка g₂ при таких напряжениях, при которых разрядное устройство еще не вышло из строя, то есть до достижения экстремальных перенапряжений, выводящих разрядное устройство из строя.The protective spark gap g ₂ is made directly between the protective electrode 7 and that end of the high-voltage electrode 4 of the spark gap, which receives the spark discharge 8, connecting the spark gap to the electrode 3 under high electrical voltage (Fig. 3-5), or directly between the protective electrode 7 and that end of the electrode 3 under high electric voltage, from which the spark discharge goes to the high-voltage electrode 4 (Fig. 6-8) of the spark gap, provides the possibility of spark breakdown 9 of the protective spark gap g ₂ at such voltages at which the discharge device has not yet failed , that is, until extreme overvoltages are reached that disable the discharge device.

Для того, чтобы сначала развивался разряд 8 в технологическом искровом промежутке g1, и толькоIn order for discharge 8 to develop first in the technological spark gap g1, and only

- 3 044019 потом разряд 9 в защитном искровом промежутке g₂, электрическая прочность технологического искрового промежутка g₁ должна быть меньше электрической прочности защитного искрового промежутка g₂. Это может обеспечиваться тем, что размер технологического искрового промежутка g₁ меньше размера защитного искрового промежутка g₂, и тогда напряжение пробоя промежутка g₁ будет меньше напряжения пробоя промежутка g₂. В другом варианте это может обеспечиваться тем, что напряженность пробоя технологического искрового промежутка g₁ меньше напряженности пробоя защитного искрового промежутка g₂, например, за счет того, что промежуток g₁ организован между стержневыми электродами, а промежуток g₂ между стержневым электродом и металлической сферой (или полусферой) с большим радиусом, которая обеспечивает более равномерное электрическое поле.- 3 044019 then discharge 9 in the protective spark gap g ₂ , the electrical strength of the technological spark gap g ₁ should be less than the electrical strength of the protective spark gap g ₂ . This can be ensured by the fact that the size of the technological spark gap g ₁ is smaller than the size of the protective spark gap g ₂ , and then the breakdown voltage of the gap g ₁ will be less than the breakdown voltage of the gap g ₂ . In another embodiment, this can be ensured by the fact that the breakdown voltage of the technological spark gap g ₁ is less than the breakdown voltage of the protective spark gap g ₂ , for example, due to the fact that the gap g ₁ is organized between the rod electrodes, and the gap g ₂ between the rod electrode and the metal sphere (or hemisphere) with a large radius, which provides a more uniform electric field.

Защитный промежуток g₂ преимущественно образован таким образом, что его канал разряда 9 развивается между пятном электрода 3 или 4, с которого развивается разряд при подключении разрядного устройства 1 к электроду 3 под высоким электрическим напряжением (и, далее, к высоковольтной сети 2), и защитным электродом 7. Благодаря тому, что при срабатывании технологического промежутка между электродами на конце электрода образуется расплавленное металлическое пятно, и в пространстве вблизи него - плазменное проводящее облако, создаются благоприятные условия для пробоя защитного промежутка. Он пробивается при относительно низком напряжении, существенно меньшем, чем разрядное напряжение защитного промежутка известной конструкции между холодными электродами.The protective gap g ₂ is preferably formed in such a way that its discharge channel 9 develops between the spot of the electrode 3 or 4, from which the discharge develops when the discharge device 1 is connected to the electrode 3 under high electrical voltage (and, further, to the high-voltage network 2), and protective electrode 7. Due to the fact that when the technological gap between the electrodes is triggered, a molten metal spot is formed at the end of the electrode, and a plasma conducting cloud is formed in the space near it, favorable conditions are created for breakdown of the protective gap. It breaks through at a relatively low voltage, significantly less than the discharge voltage of the protective gap of a known design between the cold electrodes.

На фигурах показана реализация изобретения совместно с электродом, находящимся под высоким электрическим напряжением. Он обозначен позицией 3 или 31 в зависимости от фигуры. Этот электрод может входить в состав разрядника, а может и быть внешним электродом, относительно которого устанавливается разрядник с обеспечением возможности формирования технологического искрового промежутка между концами и/или ближайшими друг к другу частями высоковольтного электрода и электрода под высоким электрическим напряжением.The figures show an implementation of the invention together with an electrode under high electrical voltage. It is designated by position 3 or 31 depending on the figure. This electrode may be part of the spark gap, or it may be an external electrode, relative to which the spark gap is installed to ensure the possibility of forming a technological spark gap between the ends and/or the parts closest to each other of the high-voltage electrode and the electrode under high electrical voltage.

Поскольку защитный электрод, соединенный с низковольтным электродом прямо или через соединительный искровой промежуток, устанавливается с возможностью формирования защитного искрового промежутка между концами и/или ближайшими друг к другу частями защитного электрода и высоковольтного электрода или электрода под высоким электрическим напряжением, то для реализации изобретения все три электрода: высоковольтный электрод, защитный электрод и электрод под высоким электрическим напряжением, а точнее говоря их концы и/или наиболее близкие части, должны преимущественно находиться в пределах прямой видимости друг друга или, другими словами, в пределах прямого доступа друг к другу в виде разрядных промежутков.Since the protective electrode connected to the low-voltage electrode directly or through a connecting spark gap is installed with the possibility of forming a protective spark gap between the ends and/or parts closest to each other of the protective electrode and the high-voltage electrode or the high-voltage electrode, then to implement the invention, all three electrode: the high-voltage electrode, the protective electrode and the high-voltage electrode, or more precisely their ends and/or the closest parts, should preferably be within line of sight of each other or, in other words, within direct access to each other in the form of discharge gaps.

При таком расположении электродов разрядные промежутки -технологический и защитный - также находятся в пределах видимости друг друга. Все это обеспечивается тем, что разряды в защитном и технологическом промежутках в момент срабатывания защиты, обеспечиваемой защитным электродом, имеют одну общую точку (разрядное пятно) на одном из электродов: высоковольтном электроде (например, на фиг. 3-5) или электроде под высоким электрическим напряжением (например, на фиг. 6-8).With this arrangement of the electrodes, the discharge gaps - technological and protective - are also within sight of each other. All this is ensured by the fact that the discharges in the protective and technological gaps at the moment of operation of the protection provided by the protective electrode have one common point (discharge spot) on one of the electrodes: a high-voltage electrode (for example, in Fig. 3-5) or an electrode under a high voltage electrical voltage (for example, in Fig. 6-8).

Для реализации изобретения электрическая прочность технологического искрового промежутка меньше электрической прочности защитного искрового промежутка. Варианты обеспечения этого условия даны в настоящем описании. Так как в формировании технологического и защитного промежутков (g₁ и g₂, соответственно) участвуют три электрода (3, 4 и 7), преимущественно находящихся в пределах прямой видимости, в такой конструкции будет еще один искровой промежуток (между электродами 3 и 7 на фиг. 3), разряд в котором не должен происходить ни до инициации разряда в технологическом промежутке gj, ни до инициации разряда в защитном промежутке g2. Для этого электрическая прочность этого третьего искрового промежутка должна быть больше как электрической прочности технологического искрового промежутка, так и электрической прочности защитного искрового промежутка.To implement the invention, the electrical strength of the technological spark gap is less than the electrical strength of the protective spark gap. Options for ensuring this condition are given in the present description. Since the formation of the technological and protective gaps (g ₁ and g ₂ , respectively) involves three electrodes (3, 4 and 7), mainly located within line of sight, in such a design there will be another spark gap (between electrodes 3 and 7 on Fig. 3), the discharge in which should not occur either before the initiation of the discharge in the technological gap gj, or before the initiation of the discharge in the protective gap g2. To do this, the electrical strength of this third spark gap must be greater than both the electrical strength of the technological spark gap and the electrical strength of the protective spark gap.

Это может быть обеспечено различными методами, представленными в настоящем описании. Например, это может быть обеспечено, в частности, большим расстоянием между защитным электродом и электродом под высоким электрическим напряжением (то есть большим размером указанного третьего искрового промежутка) по сравнению с расстояниями между высоковольтным электродом и электродом под высоким электрическим напряжением (то есть размером технологического искрового промежутка), а также между защитным электродом и высоковольтным электродом (то есть размером защитного искрового промежутка).This can be achieved by various methods presented in the present description. For example, this can be ensured in particular by a larger distance between the protective electrode and the high voltage electrode (i.e. a larger size of said third spark gap) compared to the distances between the high voltage electrode and the high voltage electrode (i.e. the size of the process spark gap). gap), as well as between the protective electrode and the high-voltage electrode (that is, the size of the protective spark gap).

На фиг. 4 показана первоначальная стадия срабатывание защитного промежутка разрядника по фиг. 3. Благодаря тому, что при срабатывании технологического промежутка g_j между электродами 3 и 4 на конце электрода 4 образуется расплавленное металлическое пятно, и в пространстве вблизи него плазменное проводящее облако, создаются благоприятные условия для пробоя защитного промежутка g2. Ввиду наличия около защитного промежутка g2 плазменного облака, образовавшегося в результате пробоя разрядного промежутка g₁, защитный промежуток g₂ пробивается при заданном, относительно низком напряжении, которое обеспечивает защиту разрядного устройства 1 на фиг. 3-13 до его разрушения и/или выхода из диапазона рабочих напряжений при экстремальном перенапряжении.In fig. 4 shows the initial stage of operation of the protective gap of the arrester according to FIG. 3. Due to the fact that when the technological gap g _j between electrodes 3 and 4 is triggered, a molten metal spot is formed at the end of electrode 4, and in the space near it there is a plasma conducting cloud, favorable conditions are created for the breakdown of the protective gap g2. Due to the presence of a plasma cloud near the protective gap g2, formed as a result of the breakdown of the discharge gap g ₁ , the protective gap g ₂ breaks through at a given, relatively low voltage, which provides protection for the discharge device 1 in FIG. 3-13 until it is destroyed and/or leaves the operating voltage range under extreme overvoltage.

Следует отметить, что при известной из патента US 5663863 конструкции защитного промежутка g₂(см. фиг. 1 и 2) между холодными электродами, удаленными от промежутка g₁, разрядное напряжениеIt should be noted that with the design of the protective gap g ₂ known from patent US 5663863 (see Fig. 1 and 2) between cold electrodes remote from the gap g ₁ , the discharge voltage

- 4 044019 промежутка g₂ на фиг. 1 и 2 существенно выше, чем разрядное напряжение промежутка g₂ конструкции по настоящему изобретению, различные варианты которой представлены на фиг. 3-13.- 4 044019 gap g ₂ in Fig. 1 and 2 are significantly higher than the discharge voltage of the gap g ₂ of the design of the present invention, various versions of which are presented in Fig. 3-13.

На фиг. 5 показана завершающая стадия срабатывание защитного промежутка разрядника по фиг. 3. Каналы технологического промежутка 8 g1 и защитного промежутка g₂ 9 сливаются в один канал 10 между электродами 3 и 7. При этом электрод 4 разрядника не участвует в протекании тока короткого замыкания и, в отличие от разрядника известной конструкции по фиг. 1, его эрозия незначительна.In fig. 5 shows the final stage of operation of the protective gap of the arrester according to FIG. 3. The channels of the technological gap 8 g1 and the protective gap g ₂ 9 merge into one channel 10 between electrodes 3 and 7. In this case, the electrode 4 of the arrester does not participate in the flow of short circuit current and, unlike the arrester of a known design in Fig. 1, its erosion is insignificant.

На фиг. 6 представлен другой вариант разрядника в соответствии с изобретением. В этой схеме также отсутствует электрод 6, а защитный промежуток g₂ организован между электродом 3 под высоким электрическим напряжением (электродом сети), участвующим в формировании канала разряда 8 технологического промежутка g1, и низковольтным электродом 7.In fig. 6 shows another version of the arrester in accordance with the invention. In this circuit, there is also no electrode 6, and the protective gap g ₂ is organized between electrode 3 under high electrical voltage (mains electrode), which participates in the formation of the discharge channel 8 of the technological gap g1, and the low-voltage electrode 7.

На фиг. 7 показано срабатывание защитного промежутка разрядника по фиг. 6. Благодаря тому, что при срабатывании технологического промежутка gi между электродами 3 и 4 на конце электрода 3 образуется расплавленное металлическое пятно, и в пространстве вблизи него - плазменное проводящее облако, создаются благоприятные условия для пробоя защитного промежутка g₂. Он пробивается при заданном, относительно низком напряжении, что также обеспечивает защиту разрядника 1 до его разрушения и/или выхода из диапазона рабочих напряжений.In fig. 7 shows the operation of the protective gap of the arrester according to FIG. 6. Due to the fact that when the technological gap gi between electrodes 3 and 4 is triggered, a molten metal spot is formed at the end of electrode 3, and a plasma conducting cloud is formed in the space near it, favorable conditions are created for the breakdown of the protective gap g ₂ . It breaks through at a given, relatively low voltage, which also provides protection for spark gap 1 until it is destroyed and/or leaves the operating voltage range.

На фиг. 8 показана завершающая стадия срабатывания защитного промежутка разрядника по фиг. 6. При срабатывании защитного промежутка g₂ основной ток протекает по каналу разряда 9 между электродами 3 и 7 и далее на землю. Ток через канал 8 незначителен, поэтому канал 8 гаснет. Электрод разрядника 4 не участвует в протекании тока короткого замыкания и, в отличие от разрядника известной конструкции по фиг. 1, его эрозия незначительна.In fig. 8 shows the final stage of operation of the protective gap of the arrester according to FIG. 6. When the protective gap g ₂ is triggered, the main current flows through discharge channel 9 between electrodes 3 and 7 and then to the ground. The current through channel 8 is negligible, so channel 8 goes out. The electrode of the spark gap 4 does not participate in the flow of short circuit current and, unlike the spark gap of the known design shown in FIG. 1, its erosion is insignificant.

На фиг. 9 представлена гирлянда разрядников по изобретению. Разрядные устройства 11, 12, 13, входящие в гирлянду, подключаются к проводу 2 и соединяются между собой при помощи разрядных каналов 81, 82, 83 технологических искровых промежутков g_b Разрядные устройства 11, 12, 13 последовательных участков I,II,III закреплены на изоляционной конструкции (на фиг. 9 и фиг. 10 она не показана). Гирлянда разрядников подключается к проводу через разрядный канал 81 первого технологического промежутка g1, образованного между высоковольтным электродом 31, установленным на проводе, и высоковольтным электродом 41 первого разрядника. Второй разрядник подключается при помощи канала 82 промежутка g1, образованным между низковольтным электродом 51 первого разрядника, (который прямо (непосредственно, гальванически) соединен с высоковольтным электродом промежутка 32 для второго разрядника), и высоковольтным электродом 42 второго разрядника. Аналогично происходит подключение третьего и последующих разрядников. Низковольтный электрод последнего разрядника (в варианте гирлянды из трёх разрядников, показанном на фиг. 7, это электрод 53) соединяется с землёй.In fig. 9 shows a garland of arresters according to the invention. Discharge devices 11, 12, 13, included in the garland, are connected to wire 2 and interconnected using discharge channels 81, 82, 83 technological spark gaps g _b Discharge devices 11, 12, 13 consecutive sections I, II, III are attached to insulating structure (it is not shown in Fig. 9 and Fig. 10). The garland of arresters is connected to the wire through the discharge channel 81 of the first technological gap g1, formed between the high-voltage electrode 31 installed on the wire and the high-voltage electrode 41 of the first arrester. The second arrester is connected using a gap channel 82 g1 formed between the low voltage electrode 51 of the first arrester (which is directly (directly, galvanically) connected to the high voltage electrode of the gap 32 for the second arrester) and the high voltage electrode 42 of the second arrester. The third and subsequent arresters are connected in the same way. The low-voltage electrode of the last spark gap (in the version of a garland of three spark gaps shown in Fig. 7, this is electrode 53) is connected to the ground.

У каждого разрядника свой защитный промежуток g₂, образованный между соответствующими высоковольтными электродами 41, 42, 43 и защитными электродами 71, 72, 73, прямо (непосредственно, гальванически) соединёнными с соответствующими низковольтными электродами 51, 52, 53.Each spark gap has its own protective gap g ₂ formed between the corresponding high-voltage electrodes 41, 42, 43 and the protective electrodes 71, 72, 73, directly (directly, galvanically) connected to the corresponding low-voltage electrodes 51, 52, 53.

На фиг. 10 показано срабатывание защитных промежутков гирлянды разрядников по фиг. 9 при токе, имеющем недопустимо высокое значение для разрядников, но еще до достижения экстремального перенапряжения, выводящего разрядные устройства из строя. При этом ток протекает от провода 2 по электроду 31, по каналу 81, по каналу 91, по электроду 71, по электроду 51 к электроду 32, по каналу 82, по каналу 92, по электроду 72, по электроду 52 к электроду 33, по каналу 83, по каналу 93, по электроду 73 и по электроду 53 в обход разрядных устройств 11, 12 и 13. Таким образом осуществляется защита разрядных устройств 11, 12 и 13 от недопустимых токов и экстремальных перенапряжений.In fig. 10 shows the operation of the protective gaps of the garland of arresters according to FIG. 9 at a current that is unacceptably high for arresters, but before reaching extreme overvoltage that disables discharge devices. In this case, current flows from wire 2 through electrode 31, through channel 81, through channel 91, through electrode 71, through electrode 51 to electrode 32, through channel 82, through channel 92, through electrode 72, through electrode 52 to electrode 33, through channel 83, channel 93, electrode 73 and electrode 53, bypassing discharge devices 11, 12 and 13. In this way, discharge devices 11, 12 and 13 are protected from unacceptable currents and extreme overvoltages.

На фиг. 11 показан вариант выполнения гирлянды разрядников по изобретению. Каждый из разрядников в гирлянде (кроме последнего, подсоединённого к земле) имеют по два защитных промежутка g2. Один образован между соответствующими высоковольтными электродами 41, 42, 43 и верхними концами электродов 71, 72, 73, а второй - между соответствующими нижними концами защитных электродов 71, 72, 73 и низковольтными электродами 51, 52, 53 разрядников 11, 12, 13 и является, по сути, соединительным искровым промежутком для защитных электродов. Разрядники 11, 12, 13 закреплены на изоляционной конструкции (на фиг. 9, 10 и 11 она не показана).In fig. 11 shows an embodiment of a garland of arresters according to the invention. Each of the arresters in the garland (except for the last one, connected to the ground) has two protective gaps g2. One is formed between the corresponding high-voltage electrodes 41, 42, 43 and the upper ends of the electrodes 71, 72, 73, and the second is formed between the corresponding lower ends of the protective electrodes 71, 72, 73 and the low-voltage electrodes 51, 52, 53 of the arresters 11, 12, 13 and is, in fact, a connecting spark gap for protective electrodes. The arresters 11, 12, 13 are fixed to the insulating structure (it is not shown in Fig. 9, 10 and 11).

На фиг. 12 показано первоначальное срабатывание защитных промежутков g₂ гирлянды разрядников по фиг. 11. При этом ток, имеющий недопустимо высокое значение для разрядника, протекает от провода 2 по электроду 31, по каналу 81, по каналу верхнего защитного промежутка 91, по электроду 71, по каналу нижнего защитного промежутка 101, по каналу технологического промежутка 82, по каналу верхнего защитного промежутка второго разрядника 92, электроду 72, по каналу нижнего защитного промежутка 102, по каналу технологического промежутка 83, по каналу верхнего защитного промежутка второго разрядника 93, электроду 73 и по электроду 53 в обход разрядников 11, 12 и 13.In fig. 12 shows the initial operation of the protective gaps g ₂ of the garland of arresters according to FIG. 11. In this case, the current, which has an unacceptably high value for the spark gap, flows from wire 2 through electrode 31, through channel 81, through the channel of the upper protective gap 91, through electrode 71, through the channel of the lower protective gap 101, through the channel of the technological gap 82, through channel of the upper protective gap of the second spark gap 92, electrode 72, along the channel of the lower protective gap 102, along the channel of the technological gap 83, along the channel of the upper protective gap of the second spark gap 93, electrode 73 and along electrode 53, bypassing the spark gaps 11, 12 and 13.

На фиг. 13 показано заключительное срабатывание защитных промежутков гирлянды разрядников по фиг. 11. После срабатывания защитных промежутков, показанных на фиг. 12, происходит слияние дуговых каналов. Канал 81 сливается с каналом 91 в единый канал 111. Каналы 101, канал 82 и канал 92 сливаются в единый канал 112. Каналы 102, канал 83 и канал 93 сливаются в единый канал 113. Причём эти единые дуговые каналы 111, 112, 113 отрываются от электродов 41, 42, 43, 51 и 52 разрядников гир- 5 044019 лянды. При этом ток, имеющий недопустимо высокое значение для разрядника, протекает от провода 2 по электроду 31, по каналу 111, по электроду 71, по каналу 112, электроду 72, по каналу 113, по электроду 73 и электроду 53 вне разрядников 11, 12 и 13. При этом осуществляется защита разрядников 11, 12 и от недопустимых токов и практически нет эрозии электродов 41, 42, 43, 51 и 52 разрядников 11, 12 иIn fig. 13 shows the final operation of the protective gaps of the garland of arresters according to FIG. 11. After the protective gaps shown in FIG. 12, the arc channels merge. Channel 81 merges with channel 91 into a single channel 111. Channels 101, channel 82 and channel 92 merge into a single channel 112. Channels 102, channel 83 and channel 93 merge into a single channel 113. Moreover, these single arc channels 111, 112, 113 are torn off from electrodes 41, 42, 43, 51 and 52 spark gaps - 5 044019 garlands. In this case, the current, which has an unacceptably high value for the arrester, flows from wire 2 through electrode 31, through channel 111, through electrode 71, through channel 112, electrode 72, through channel 113, through electrode 73 and electrode 53 outside the arresters 11, 12 and 13. At the same time, the arresters 11, 12 and from unacceptable currents are protected and there is practically no erosion of the electrodes 41, 42, 43, 51 and 52 of the arresters 11, 12 and

13.13.

Показанные на фиг. 3-13 и описанные в этом разделе разрядники и гирлянды разрядников могут применяться в 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. 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 может содержать, по меньшей мере, один разрядник по любому из вышеописанных вариантов и/или, по меньшей мере, одну гирлянду разрядников по любому из вышеописанных вариантов. Электрод под высоким электрическим напряжением должен быть соединен с проводом, находящимся под высоким электрическим напряжением.Shown in FIG. 3-13 and the arresters and arrester strings described in this section can be used in a power transmission line containing supports, single insulators and/or insulators assembled into columns or strings, and at least one high-voltage wire connected directly or by means of fastening devices with reinforcement elements of single insulators and/or first column insulators or strings of insulators. Each single insulator or each column or garland of insulators is secured (fixed) to one of the supports by means of an element of its reinforcement adjacent to the specified support. In accordance with the invention, the power transmission line may contain at least one arrester according to any of the above-described options and/or at least one string of arresters according to any of the above-described options. The high voltage electrode must be connected to the high voltage wire.

Представленные на сопровождающих фигурах и детально описанные в описании варианты осуществления предназначены для упрощения понимания сущности изобретения и не должны толковаться как ограничивающие объем охраны изобретения, определяемый последующей формулой изобретения. Описанные варианты могут объединяться и комбинироваться в любых сочетаниях, обеспечивающих реализацию принципа действия и достижение технических результатов, в том числе и дополнительных. В результате комбинации отдельных вариантов могут достигаться добавочные технические результаты.The embodiments shown in the accompanying figures and described in detail in the description are intended to facilitate understanding of the invention and should not be construed as limiting the scope of protection of the invention as defined by the following claims. The described options can be combined and combined in any combination that ensures the implementation of the operating principle and the achievement of technical results, including additional ones. As a result of a combination of individual options, additional technical results can be achieved.

Claims

1. A spark gap, including a discharge device, a high-voltage electrode connected to the discharge device and installed with the possibility of forming a technological spark gap between the ends and/or parts closest to each other of the high-voltage electrode and the electrode under high electric voltage, and a low-voltage electrode connected to discharge device, characterized in that it includes a protective electrode connected to a low-voltage electrode directly or through a connecting spark gap and installed with the possibility of forming a protective spark gap between the ends and/or parts closest to each other of the protective electrode and the high-voltage electrode or the electrode under high electrical voltage, and the electrical strength of the technological spark gap is less than the electrical strength of the protective spark gap.

2. The spark gap according to claim 1, characterized in that the size of the technological spark gap is smaller than the size of the protective spark gap.

3. The spark gap according to claim 1, characterized in that the breakdown voltage of the technological spark gap is less than the breakdown voltage of the protective spark gap.

4. The spark gap according to claim 1, characterized in that the protective gap is formed in such a way that its discharge channel develops between the electrode spot, from which the discharge develops when the discharge device is connected to the electrode under high electrical voltage, and the protective electrode.

5. The arrester according to claim 1, characterized in that the discharge device is a nonlinear or multi-chamber surge arrester or a tubular arrester or a valve arrester.

6. A garland of arresters, characterized in that it is made in the form of a chain of arresters connected in series through spark air gaps according to any of claims 1-5.