RU109925U1 - DISCHARGE, HIGH VOLTAGE INSULATOR WITH DISCHARGE AND HIGH VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSION LINE USING THIS INSULATOR - Google Patents
DISCHARGE, HIGH VOLTAGE INSULATOR WITH DISCHARGE AND HIGH VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSION LINE USING THIS INSULATOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU109925U1 RU109925U1 RU2011119932/07U RU2011119932U RU109925U1 RU 109925 U1 RU109925 U1 RU 109925U1 RU 2011119932/07 U RU2011119932/07 U RU 2011119932/07U RU 2011119932 U RU2011119932 U RU 2011119932U RU 109925 U1 RU109925 U1 RU 109925U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- discharge
- insulating body
- insulator
- adjacent
- Prior art date
Links
Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
1. Разрядник для грозозащиты элементов электрооборудования или линии электропередачи, содержащий изоляционное тело, выполненное из диэлектрика, и мультиэлектродную систему, состоящую из m (m≥5) электродов, механически связанных с изоляционным телом и расположенных между его концами с возможностью формирования под воздействием грозового перенапряжения электрического разряда между смежными электродами, причем электроды расположены внутри изоляционного тела и отделены от его поверхности слоем изоляции, причем смежные электроды выходят в разрядные камеры, выходящие на поверхность изоляционного тела, отличающийся тем, что, по меньшей мере, в части разрядных камер разрядные промежутки между электродами в разрядных камерах выполнены увеличивающимися в направлении от минимальных расстояний между электродами к выходам разрядных камер на поверхность изоляционного тела, а длина поверхности электрода в направлении от минимального расстояния между электродами к выходу из разрядной камеры превышает минимальное расстояние между электродами в 3 и более раз. ! 2. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что ширина электрода превышает минимальное расстояние между электродами в 3 и более раз. ! 3. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, часть поверхности одного или обоих электродов в разрядных камерах выполнена в форме части поверхности второго порядка. ! 4. Разрядник по п.3, отличающийся тем, что поверхности второго порядка представляет собой цилиндрическую поверхность, коническую поверхность, поверхность вращения, сферическую поверхность, параболическую поверхность, гиперболическую поверхность или элли� 1. Arrester for lightning protection of electrical equipment or power lines, containing an insulating body made of dielectric and a multi-electrode system consisting of m (m≥5) electrodes mechanically connected to the insulating body and located between its ends with the possibility of formation under the influence of lightning overvoltage an electrical discharge between adjacent electrodes, wherein the electrodes are located inside the insulating body and are separated from its surface by an insulation layer, and adjacent electrodes into the discharge chambers that extend to the surface of the insulating body, characterized in that, at least in the part of the discharge chambers, the discharge gaps between the electrodes in the discharge chambers are made increasing in the direction from the minimum distances between the electrodes to the outputs of the discharge chambers to the surface of the insulating body, and the length the surface of the electrode in the direction from the minimum distance between the electrodes to the exit of the discharge chamber exceeds the minimum distance between the electrodes by 3 or more times. ! 2. The arrester according to claim 1, characterized in that the width of the electrode exceeds the minimum distance between the electrodes by 3 or more times. ! 3. The spark gap according to claim 1, characterized in that at least a part of the surface of one or both electrodes in the discharge chambers is made in the form of a part of a second-order surface. ! 4. The arrester according to claim 3, characterized in that the second-order surface is a cylindrical surface, a conical surface, a rotation surface, a spherical surface, a parabolic surface, a hyperbolic surface or an ell
Description
Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.
Предлагаемая полезная модель относится к разрядникам высокого напряжения, высоковольтным изоляторам, с помощью которых могут закрепляться провода или ошиновки высоковольтных установок, а также высоковольтных линий электропередачи и электрических сетей. Полезная модель относится также к высоковольтным линиям электропередачи (ВЛЭ), использующим подобные изоляторы.The proposed utility model relates to high voltage arresters, high-voltage insulators, with which wires or busbars of high-voltage installations, as well as high-voltage power lines and electrical networks can be fixed. The utility model also relates to high voltage power lines (VLE) using similar insulators.
Уровень техникиState of the art
Широкое применение в высоковольтных линиях электропередачи нашел высоковольтный опорный изолятор, состоящий из изоляционного ребристого тела и металлических фланцев, установленных по его концам для крепления изолятора к высоковольтному электроду и к опорной конструкции. Недостатком такого изолятора является то, что при грозовом перенапряжении происходит перекрытие воздушного промежутка между металлическими фланцами, а затем это перекрытие под действием напряжения промышленной частоты, приложенного к высоковольтному электроду, переходит в силовую дугу промышленной частоты, которая может повредить изолятор.Widespread use in high-voltage power lines has found a high-voltage support insulator, consisting of an insulating ribbed body and metal flanges installed at its ends for attaching the insulator to the high-voltage electrode and to the supporting structure. The disadvantage of such an insulator is that during a lightning overvoltage, the air gap between the metal flanges overlaps, and then this overlap, under the influence of a voltage of industrial frequency applied to the high-voltage electrode, passes into a power arc of industrial frequency, which can damage the insulator.
В качестве решения проблемы образования силовой дуги при грозовом перенапряжении в международной заявке WO 2010082861 был предложен разрядник для грозозащиты электрооборудования или линии электропередачи, содержащий изоляционное тело, выполненное из твердого диэлектрика, два основных электрода, механически связанных с изоляционным телом, и два или более промежуточных электродов, выполненных с возможностью формирования разряда (например, стримерного) между каждым из основных электродов и смежным с ним промежуточным электродом и между смежными промежуточными электродами, причем смежные электроды расположены между основными электродами с взаимным смещением, по меньшей мере, вдоль продольной оси изоляционного тела. Разрядник по изобретению характеризуется тем, что промежуточные электроды расположены внутри изоляционного тела и отделены от его поверхности слоем изоляции, толщина которого выбрана превышающей расчетный диаметр Dk канала указанного разряда, при этом между смежными промежуточными электродами выполнены выходящие на поверхность изоляционного тела разрядные камеры (полости), площадь S поперечного сечения которых в зоне формирования канала разряда выбрана из условия S<Dk·g, где g - минимальное расстояние между смежными промежуточными электродами.As a solution to the problem of the formation of a power arc during lightning overvoltage, WO 2010082861 proposed a spark gap arrester for electrical equipment or a power line, containing an insulating body made of a solid dielectric, two main electrodes mechanically connected to the insulating body, and two or more intermediate electrodes made with the possibility of forming a discharge (for example, streamer) between each of the main electrodes and the adjacent intermediate electrode and between adjacent intermediate electrodes, and adjacent electrodes are located between the main electrodes with mutual displacement, at least along the longitudinal axis of the insulating body. The arrester according to the invention is characterized in that the intermediate electrodes are located inside the insulating body and are separated from its surface by an insulation layer whose thickness is chosen to exceed the calculated channel diameter D k of the specified discharge, while discharge chambers (cavities) extending to the surface of the insulating body are made between adjacent intermediate electrodes , the cross-sectional area S of which in the zone of formation of the discharge channel is selected from the condition S <D k · g, where g is the minimum distance between adjacent intermediate elements ctrody.
В заявке WO 2010082861 также отмечено, что длину камеры, задающую минимальное расстояние g между смежными электродами, целесообразно выбирать с учетом конкретного назначения разрядника, определяющего такие параметры его использования, как тип защищаемых конструкций, класс напряжения и др. Например, в разрядниках, предназначенных для защиты ВЛ среднего класса напряжения (6-35 кВ) от удара молнии значение g может лежать в интервале 1-5 мм. Если же разрядник по изобретению должен использоваться для защиты ВЛ высокого и сверхвысокого напряжения, то значение g должно составлять до 5-20 мм. Также отмечено, что промежуточные электроды целесообразно выполнять в виде пластин или цилиндров, например из металла, графита или углеволокна. Так, например, на фиг.1-4 показаны варианты выполнения разрядника с использованием электродов в виде прямоугольных пластин, на фиг.5, 6 показан разрядник с применением цилиндрических электродов, а на фиг.7-10 представлены изображения разрядника, в котором электроды выполнены в виде пластин круглой формы.In the application WO 2010082861 it is also noted that it is advisable to choose the length of the chamber, which sets the minimum distance g between adjacent electrodes, taking into account the specific purpose of the arrester, which determines such parameters as the type of protected structures, voltage class, etc. For example, in arresters designed for protection of overhead lines of a medium voltage class (6-35 kV) from lightning strike, the g value can lie in the range of 1-5 mm. If the arrester according to the invention is to be used to protect high and ultra-high voltage overhead lines, then the value of g should be up to 5-20 mm. It is also noted that the intermediate electrodes, it is advisable to perform in the form of plates or cylinders, for example of metal, graphite or carbon fiber. So, for example, in Figs. 1-4, embodiments of a spark gap using electrodes in the form of rectangular plates are shown, Figs. 5, 6 show a spark gap using cylindrical electrodes, and Figures 7-10 show images of a spark gap in which the electrodes are made in the form of round plates.
Недостатком представленных в заявке WO 2010082861 вариантов является склонность электродов к разрушению поверхностей, на которых происходят разряды между электродами. Это связано с тем, что разряд осуществляется между одними и теми же точками поверхностей электродов на протяжение всего разряда. Так, например, для плоских электродов разряды будут происходить между верхними угловыми точками; у электродов в форме цилиндров разряды осуществляются между точками, расположенными на пересечении торцевых окружностей с цилиндрическими стенками в том месте, которое расположено ближе всего к выходу разрядной камеры, в которой расположены электроды; для электродов в форме круглых пластин будет наблюдаться такая же картина. Верхние точки электродов будут использованы для разряда в связи с тем, что разрядная дуга выдувается из разрядной камеры вверх вследствие повышения давления в разрядной камере при разряде.The disadvantage of the options presented in the application WO 2010082861 is the tendency of the electrodes to destroy surfaces on which discharges occur between the electrodes. This is due to the fact that the discharge is carried out between the same points on the surfaces of the electrodes throughout the entire discharge. So, for example, for flat electrodes, discharges will occur between the upper corner points; at electrodes in the form of cylinders, discharges are carried out between points located at the intersection of end circles with cylindrical walls at the point closest to the outlet of the discharge chamber in which the electrodes are located; for electrodes in the form of round plates, the same pattern will be observed. The upper points of the electrodes will be used for the discharge due to the fact that the discharge arc is blown up from the discharge chamber due to an increase in pressure in the discharge chamber during the discharge.
В международной заявке WO 2009120114 раскрыт высоковольтный изолятор для крепления, в качестве одиночного изолятора или в составе колонки или гирлянды изоляторов, высоковольтного провода в электроустановке или на линии электропередачи, содержащий изоляционное тело, арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры. Первый элемент арматуры выполнен с возможностью соединения, непосредственно или посредством крепежного устройства, с высоковольтным проводом или со вторым элементом арматуры предшествующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды, а второй элемент арматуры выполнен с возможностью соединения с опорой или с первым элементом арматуры последующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды. Изолятор содержит мультиэлектродную систему (МЭС) из m (m≥5) электродов, механически связанных с изоляционным телом и расположенных с возможностью формирования электрического разряда между смежными электродами МЭС, причем МЭС расположена по эквипотенциальной линии или эквипотенциальным линиям электрического поля промышленной частоты, в котором работает изолятор, перпендикулярно траектории пути утечки изолятора.In the international application WO 2009120114 a high-voltage insulator for mounting, as a single insulator or as a part of a column or a string of insulators, of a high-voltage wire in an electrical installation or on a power line, is disclosed, containing an insulating body, reinforcement in the form of first and second reinforcement elements installed at its ends. The first reinforcement element is configured to connect, directly or by means of a mounting device, to the high-voltage wire or to the second reinforcement element of the previous high-voltage insulator of said column or garland, and the second reinforcement element is made to connect to the support or to the first reinforcement element of the subsequent high-voltage insulator of said column or garlands. The insulator contains a multi-electrode system (MES) of m (m≥5) electrodes mechanically connected to the insulating body and arranged to form an electric discharge between adjacent MES electrodes, the MES being located along an equipotential line or equipotential lines of an industrial frequency electric field in which insulator, perpendicular to the path of the insulator leakage path.
Недостатком такого изолятора является то, что в мультиэлектродной системе, входящая в состав изолятора, применяются электроды, разряд в которых также происходит между одними и теми же точками на поверхностях электродов на протяжении всей длительности разряда, что приводит к более быстрому износу электродов и, следовательно, снижению надежности и срока эксплуатации изолятора.The disadvantage of this insulator is that in the multi-electrode system, which is part of the insulator, electrodes are used, the discharge in which also occurs between the same points on the surfaces of the electrodes throughout the duration of the discharge, which leads to faster wear of the electrodes and, therefore, reduce the reliability and life of the insulator.
Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure
Задачей настоящей полезной модели является увеличение срока службы электродов в мультиэлектродном разряднике путем увеличения площади поверхности электродов, на которой осуществляется разряд грозового перенапряжения. Дополнительной задачей является увеличение надежности и упрощение конструкции разрядника и элементов электрооборудования и линий электропередач, в которых используется разрядник в соответствии с полезной моделью.The objective of this utility model is to increase the service life of electrodes in a multi-electrode spark gap by increasing the surface area of the electrodes on which a lightning overvoltage discharge occurs. An additional objective is to increase the reliability and simplify the design of the arrester and the elements of electrical equipment and power lines that use the arrester in accordance with the utility model.
Задача настоящей полезной модели решается с помощью разрядника для грозозащиты элементов электрооборудования или линии электропередачи, содержащий изоляционное тело, выполненное из диэлектрика, и мультиэлектродную систему, состоящую из m (m≥5) электродов, механически связанных с изоляционным телом и расположенных между его концами. Электроды расположены с обеспечением возможности формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между смежными электродами.The objective of this utility model is solved using an arrester for lightning protection of electrical equipment elements or a power line containing an insulating body made of a dielectric and a multi-electrode system consisting of m (m≥5) electrodes mechanically connected to the insulating body and located between its ends. The electrodes are arranged with the possibility of formation, under the influence of lightning overvoltage, of an electric discharge between adjacent electrodes.
В разряднике согласно настоящей полезной модели электроды расположены внутри изоляционного тела и отделены от его поверхности слоем изоляции, причем смежные электроды выходят в разрядные камеры, выходящие на поверхность изоляционного тела. Отличительным признаком настоящей полезной модели является то, что, по меньшей мере, в части разрядных камер разрядные промежутки между электродами выполнены увеличивающимися в направлении от минимальных расстояний между электродами к выходам разрядных камер на поверхность изоляционного тела, а длина поверхности электрода в направлении от минимального расстояния между электродами к выходу из разрядной камеры превышает минимальное расстояние между электродами в 3 и более раз.In the arrester according to the present utility model, the electrodes are located inside the insulating body and are separated from its surface by an insulation layer, the adjacent electrodes extending into the discharge chambers overlooking the surface of the insulating body. A distinctive feature of this utility model is that, at least in the part of the discharge chambers, the discharge gaps between the electrodes are made increasing in the direction from the minimum distances between the electrodes to the outputs of the discharge chambers on the surface of the insulating body, and the length of the electrode surface in the direction from the minimum distance between electrodes to the exit of the discharge chamber exceeds the minimum distance between the electrodes by 3 or more times.
В предпочтительном варианте ширина электрода (размер в направлении, перпендикулярном как направлению минимального расстояния между смежными электродами, так и направлению от минимального расстояния между электродами к выходу из разрядной камеры) превышает минимальное расстояние между электродами в 3 и более раз.In a preferred embodiment, the width of the electrode (the size in the direction perpendicular to both the direction of the minimum distance between adjacent electrodes and the direction from the minimum distance between the electrodes to the outlet of the discharge chamber) exceeds the minimum distance between the electrodes by 3 or more times.
В одном из вариантов реализации разрядника по настоящей полезной модели разрядные промежутки между электродами в разрядных камерах выполнены увеличивающимися в направлении от минимальных расстояний между электродами к выходам разрядных камер на поверхность изоляционного тела за счет того, что, по меньшей мере, часть поверхности одного или обоих электродов в разрядных камерах выполнена в форме части поверхности второго порядка. Указанная поверхность второго порядка может представлять собой любой из отмеченных вариантов: цилиндрическая поверхность, коническая поверхность, поверхность вращения, сферическая поверхность, параболическая поверхность, гиперболическая поверхность или эллиптическая поверхность. В преимущественном варианте, по меньшей мере, часть электродов выполнена в виде металлических шариков.In one embodiment of the arrester according to the present utility model, the discharge gaps between the electrodes in the discharge chambers are made increasing in the direction from the minimum distances between the electrodes to the outputs of the discharge chambers on the surface of the insulating body due to the fact that at least part of the surface of one or both electrodes in discharge chambers it is made in the form of a part of a second-order surface. The specified second-order surface can be any of the above options: a cylindrical surface, a conical surface, a rotation surface, a spherical surface, a parabolic surface, a hyperbolic surface or an elliptical surface. In an advantageous embodiment, at least a portion of the electrodes is made in the form of metal balls.
Смежные электроды установлены в разрядных камерах предпочтительно таким образом, что минимальное расстояние между электродами находится на уровне дна разрядной камеры. В некоторых вариантах расстояние между смежными электродами может составлять 0,1-1 мм, причем в предпочтительном варианте это расстояние составляет 0,5 мм.Adjacent electrodes are mounted in the discharge chambers, preferably in such a way that the minimum distance between the electrodes is at the bottom of the discharge chamber. In some embodiments, the distance between adjacent electrodes may be 0.1-1 mm, and in the preferred embodiment, this distance is 0.5 mm.
В некоторых вариантах изоляционное тело выполнить из полимерного материала, например, из силикона. В то же время изоляционное тело может быть выполнено из твердого диэлектрика, которые в некоторых случаях выдерживают более сильные разряды, что позволяет устанавливать смежные электроды на большем расстоянии. Изоляционное тело может быть выполнено в виде бруска, ленты или цилиндра.In some embodiments, the insulating body is made of a polymeric material, for example, silicone. At the same time, the insulating body can be made of a solid dielectric, which in some cases can withstand stronger discharges, which allows the installation of adjacent electrodes at a greater distance. The insulating body can be made in the form of a bar, tape or cylinder.
Задачу настоящей полезной модели решает также высоковольтный изолятор для крепления, в качестве одиночного изолятора или в составе колонки или гирлянды изоляторов, высоковольтного провода в электроустановке или на линии электропередачи. Такой изолятор содержит изоляционное тело и арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры, причем первый элемент арматуры выполнен с возможностью соединения, непосредственно или посредством крепежного устройства, с высоковольтным проводом или со вторым элементом арматуры предшествующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды, а второй элемент арматуры выполнен с возможностью соединения с опорой или с первым элементом арматуры последующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды.The objective of this utility model is also solved by a high-voltage insulator for fastening, as a single insulator or as part of a column or a string of insulators, a high-voltage wire in an electrical installation or on a power line. Such an insulator contains an insulating body and reinforcement in the form of first and second reinforcing elements installed at its ends, the first reinforcing element being able to connect, directly or by means of a fastening device, to a high-voltage wire or to the second reinforcing element of a previous high-voltage insulator of the indicated column or garland, and the second reinforcement element is configured to be connected to a support or to the first reinforcement element of a subsequent high-voltage insulator of the indicated Onka or garlands.
Отличительным признаком изолятора является то, что он содержит разрядник в соответствии с любым из вышеописанных вариантов, установленный с возможностью формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между первым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом, а также вторым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом. В данном изоляторе роль первого элемента электрооборудования выполняет первый элемент арматуры изолятора, а роль второго элемента электрооборудования выполняет второй элемент арматуры изолятора.A distinctive feature of the insulator is that it contains a spark gap in accordance with any of the above options, installed with the possibility of formation, under the influence of lightning overvoltage, of an electric discharge between the first element of the valve and at least one electrode adjacent to it, as well as the second element valves and at least one electrode adjacent to it. In this insulator, the role of the first element of electrical equipment is performed by the first element of the insulator reinforcement, and the role of the second element of electrical equipment is performed by the second element of the insulator reinforcement.
Задача настоящей полезной модели решается также с помощью высоковольтной линии электропередачи, содержащей опоры, одиночные изоляторы и/или изоляторы, собранные в колонки или гирлянды, и, по меньшей мере, один находящийся под высоким электрическим напряжением провод, связанный непосредственно или посредством крепежных устройств с элементами арматуры одиночных изоляторов и/или первых изоляторов колонок или гирлянд изоляторов. В такой линии электропередачи каждый одиночный изолятор или каждая колонка или гирлянда изоляторов закреплен (закреплена) на одной из опор посредством элемента своей арматуры, смежного с указанной опорой.The objective of this utility model is also solved by means of a high-voltage power line containing poles, single insulators and / or insulators, assembled into columns or garlands, and at least one wire under high electric voltage, connected directly or by means of fixing devices with elements fittings of single insulators and / or first insulators of columns or strings of insulators. In such a power line, each single insulator or each column or string of insulators is fixed (fixed) to one of the supports by means of an element of its armature adjacent to the specified support.
Отличительным признаком указанной высоковольтной линии электропередачи является то, что, по меньшей мере, один из изоляторов представляет собой изолятор, представленный выше, то есть содержит изоляционное тело и арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры, причем первый элемент арматуры выполнен с возможностью соединения, непосредственно или посредством крепежного устройства, с высоковольтным, проводом или со вторым элементом арматуры предшествующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды, а второй элемент арматуры выполнен с возможностью соединения с опорой или с первым элементом арматуры последующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды. Изолятор содержит разрядник в соответствии с любым из вышеописанных вариантов, установленный с возможностью формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между первым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом, а также вторым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом.A distinctive feature of this high-voltage power line is that at least one of the insulators is an insulator, as shown above, that is, it contains an insulating body and reinforcement in the form of first and second reinforcement elements installed at its ends, the first reinforcing element being made with the ability to connect, directly or by means of a mounting device, to a high-voltage cable or to a second reinforcement element of a previous high-voltage insulator of said columns Whether garlands, and the second valve element is configured to connect with a support member or a first reinforcement subsequent high-voltage insulator of said columns or garlands. The insulator contains a spark gap in accordance with any of the above options, installed with the possibility of forming, under the influence of lightning overvoltage, an electric discharge between the first element of the valve and at least one adjacent electrode, as well as the second element of the valve and at least one adjacent electrode.
Применение в высоковольтной линии электропередачи изоляторов, содержащих вышеописанный разрядник, позволяет повысить надежность работы линии электропередачи, увеличить длительность срока службы оборудования и снизить затраты на эксплуатацию линии электропередачи.The use of insulators in the high-voltage transmission line of the insulator containing the spark gap described above can improve the reliability of the transmission line, increase the service life of the equipment and reduce the cost of operating the transmission line.
Таким образом, техническим результатом настоящей полезной модели является увеличение срока службы электродов в мультиэлектродном разряднике. Увеличение срока службы происходит за счет увеличения площади поверхности электродов, на которой осуществляется разряд грозового перенапряжения, а именно, за счет увеличения площади поверхности электрода и обеспечения того, что в разные моменты времени разряд происходит на разных местах поверхности электрода. Указанный результат позволяет увеличить надежность и упростить конструкцию разрядника, а также высоковольтного изолятора и высоковольтной линии электропередач, в которых используется разрядник в соответствии с полезной моделью. Изолятор, содержащий подобный разрядник, имеет повышенную надежность работы изолятора. В совокупности отмеченные преимущества увеличивают срок службы и снижают затраты на обслуживание и эксплуатацию линий электропередач и их электрооборудования.Thus, the technical result of this utility model is to increase the service life of electrodes in a multi-electrode spark gap. An increase in the service life occurs due to an increase in the surface area of the electrodes on which the lightning overvoltage discharge takes place, namely, due to an increase in the surface area of the electrode and to ensure that at different times the discharge occurs at different places on the surface of the electrode. The specified result allows to increase reliability and simplify the design of the arrester, as well as the high-voltage insulator and high-voltage power lines in which the arrester is used in accordance with the utility model. An insulator containing such a spark gap has increased reliability of the insulator. In aggregate, the noted advantages increase the service life and reduce the cost of maintenance and operation of power lines and their electrical equipment.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг.1 представлен общий вид разрядника в соответствии с полезной моделью.Figure 1 presents a General view of a spark gap in accordance with a utility model.
На фиг.2 представлен разрез разрядника в соответствии с полезной моделью.Figure 2 presents a section of a spark gap in accordance with a utility model.
Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation
На фиг.1 представлен общий вид разрядника для грозозащиты элементов электрооборудования или линии электропередачи. Как показано на фиг.2, разрядник содержит изоляционное тело 1, выполненное из диэлектрика, и мультиэлектродную систему, состоящую из m (m≥5) электродов 2, механически связанных с изоляционным телом 1 и расположенных между его концами.Figure 1 presents a General view of a spark gap for lightning protection of electrical components or power lines. As shown in FIG. 2, the arrester contains an insulating body 1 made of a dielectric and a multi-electrode system consisting of m (m≥5) electrodes 2 mechanically connected to the insulating body 1 and located between its ends.
Электроды 2 расположены с обеспечением возможности формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между смежными электродами.The electrodes 2 are arranged to allow the formation, under the influence of lightning overvoltage, of an electric discharge between adjacent electrodes.
Предполагается, что разрядник расположен таким образом, чтобы обеспечивать прохождение разряда перенапряжения, который происходит между первым и вторым элементами электрооборудования или линии электропередачи, через смежные электроды разрядника путем разряда перенапряжения от элементов оборудования или линии электропередачи на электроды разрядника. Перенапряжение от элементов оборудования или линии электропередачи предпочтительно передается на электроды, расположенные на концах разрядника, однако также могут быть задействованы электроды, расположенные на всем протяжении разрядника.It is assumed that the arrester is positioned so as to permit the passage of the overvoltage discharge that occurs between the first and second elements of the electrical equipment or power line through the adjacent electrodes of the arrester by discharging the overvoltage from the equipment or power line to the electrodes of the arrester. Overvoltage from components of equipment or a power line is preferably transmitted to electrodes located at the ends of the arrester, however, electrodes located throughout the arrester can also be involved.
В разряднике согласно настоящей полезной модели электроды 2 расположены внутри изоляционного тела 1 и отделены от его поверхности слоем изоляции, причем смежные электроды 2 выходят в разрядные камеры 3, выходящие на поверхность изоляционного тела 1. Отличительным признаком настоящей полезной модели является то, что, по меньшей мере, в части разрядных камер 3 разрядные промежутки 4 между электродами 2 в разрядных камерах выполнены увеличивающимися в направлении от минимальных расстояний между электродами к выходам 5 разрядных камер 3 на поверхность изоляционного тела 1, а длина поверхности электрода 2 в направлении от минимального расстояния между электродами 2 к выходу из разрядной камеры 3 превышает минимальное расстояние между электродами 2 в 3 и более раз.In the arrester according to the present utility model, the electrodes 2 are located inside the insulating body 1 and are separated from its surface by an insulation layer, the adjacent electrodes 2 extending into the discharge chambers 3 extending to the surface of the insulating body 1. A distinctive feature of the present utility model is that, at least for example, in the part of the discharge chambers 3, the discharge gaps 4 between the electrodes 2 in the discharge chambers are made increasing in the direction from the minimum distances between the electrodes to the outputs 5 of the discharge chambers 3 the surface of the insulating body 1, and the surface length of the electrode 2 in the direction from the minimum distance between the electrodes 2 to the outlet of the discharge chamber 3 exceeds the minimum distance between the electrodes 2 by 3 or more times.
Такое выполнение разрядных камер обеспечивает формирование разряда с дугой, которая исходит из разных участков поверхностей электродов, поскольку при начале разряда, который начинается между смежными электродами в той части поверхностей электродов, которые имеют минимальное расстояние между электродами, в разрядной камеры происходит повышение давления, которое выталкивает разряд к выходу разрядной камеры на поверхность изоляционного тела. Поскольку разрядная дуга становится изогнутой и перемещается в сторону выхода разрядной камеры на поверхность изоляционного тела, то место на поверхности электродов, с которого исходит разрядная дуга, также перемещается по направлению от минимального расстояния между электродами к выходу из разрядной камеры. Увеличенное расстояние между теми местами на поверхностях электродов, с которых начинается дуга, обуславливает необходимость увеличения напряжения для поддержания дуги, которое обеспечивается импульсом грозового перенапряжения, который всегда начинается с малых значений и развивается до больших. При окончании импульса перенапряжения в разрядной камере происходят обратные процессы.This embodiment of the discharge chambers ensures the formation of a discharge with an arc that emanates from different parts of the electrode surfaces, since at the beginning of a discharge that begins between adjacent electrodes in that part of the electrode surfaces that have a minimum distance between the electrodes, an increase in pressure occurs in the discharge chamber, which pushes discharge to the exit of the discharge chamber to the surface of the insulating body. Since the discharge arc becomes curved and moves towards the exit of the discharge chamber to the surface of the insulating body, the place on the surface of the electrodes from which the discharge arc originates also moves in the direction from the minimum distance between the electrodes to the exit of the discharge chamber. The increased distance between those places on the surfaces of the electrodes from which the arc begins, necessitates an increase in voltage to maintain the arc, which is provided by a lightning overvoltage pulse, which always starts from small values and develops to large ones. At the end of the overvoltage pulse in the discharge chamber, reverse processes occur.
Таким образом, благодаря представленной конфигурации разрядника удается обеспечить меньший износ электродов, поскольку разрядная дуга начинается в месте с наименьшим расстоянием между электродами и перемещается по поверхности электрода по мере развития разряда. При окончании импульса перенапряжения дуга будет перемещаться в обратном направлении, к месту на поверхности электродов с минимальным расстоянием, поскольку при снижении напряжения будет образовываться меньшее давление, выталкивающее дугу из разрядной камеры, а сама дуга будет поддерживаться лишь при меньшем межэлектродном расстоянии.Thus, due to the presented configuration of the spark gap, it is possible to ensure less wear of the electrodes, since the discharge arc begins at the place with the smallest distance between the electrodes and moves along the surface of the electrode as the discharge develops. At the end of the overvoltage pulse, the arc will move in the opposite direction, to a place on the surface of the electrodes with a minimum distance, since a lower pressure will generate less pressure, pushing the arc out of the discharge chamber, and the arc itself will be maintained only with a smaller interelectrode distance.
В предпочтительном варианте ширина электрода (размер в направлении, перпендикулярном как направлению минимального расстояния между смежными электродами, так и направлению от минимального расстояния между электродами к выходу из разрядной камеры) превышает минимальное расстояние между электродами в 3 и более раз. Это обеспечивает дополнительное снижение износа электродов, поскольку поверхность, на которой развивается дуга, становится еще больше и начало дуги может быть распределено по этой поверхности.In a preferred embodiment, the width of the electrode (the size in the direction perpendicular to both the direction of the minimum distance between adjacent electrodes and the direction from the minimum distance between the electrodes to the outlet of the discharge chamber) exceeds the minimum distance between the electrodes by 3 or more times. This provides an additional reduction in electrode wear, since the surface on which the arc develops becomes even larger and the beginning of the arc can be distributed over this surface.
В одном из вариантов реализации разрядника по настоящей полезной модели разрядные промежутки между электродами в разрядных камерах выполнены увеличивающимися в направлении от минимальных расстояний между электродами к выходам разрядных камер на поверхность изоляционного тела за счет того, что, по меньшей мере, часть поверхности одного или обоих электродов в разрядных камерах выполнена в форме части поверхности второго порядка. Поверхности второго порядка могут также представлять собой любой из отмеченных вариантов: цилиндрическая поверхность, коническая поверхность, поверхность вращения, сферическая поверхность, параболическая поверхность, гиперболическая поверхность или эллиптическая поверхность. В преимущественном варианте осуществления, показанном на фиг.2, электроды 2 выполнены в виде металлических шариков.In one embodiment of the arrester according to the present utility model, the discharge gaps between the electrodes in the discharge chambers are made increasing in the direction from the minimum distances between the electrodes to the outputs of the discharge chambers on the surface of the insulating body due to the fact that at least part of the surface of one or both electrodes in discharge chambers it is made in the form of a part of a second-order surface. Second-order surfaces can also be any of the above options: a cylindrical surface, a conical surface, a rotation surface, a spherical surface, a parabolic surface, a hyperbolic surface, or an elliptical surface. In the preferred embodiment shown in figure 2, the electrodes 2 are made in the form of metal balls.
В одном из вариантов выполнения разрядника, показанном на фиг.2, смежные электроды 2 установлены в разрядных камерах 3 предпочтительно таким образом, что минимальное расстояние между электродами 2 находится на уровне дна разрядной камеры 3. В некоторых вариантах расстояние между смежными электродами может составлять 0,1-1 мм, причем в предпочтительном варианте это расстояние составляет 0,5 мм. Благодаря такому малому расстоянию между электродами удается понизить напряжение разряда и разрядный ток, что позволяет в некоторых вариантах изоляционное тело выполнить из полимерного материала, например, из силикона. При использовании для изоляционного тела силикона оно может быть выполнено в виде ленты. В то же время изоляционное тело может быть выполнено из твердого диэлектрика, которые в некоторых случаях выдерживают более сильные разряды, что позволяет устанавливать смежные электроды на большем расстоянии. Такие изоляционные тела могут быть выполнены в виде бруска или цилиндра.In one embodiment of the arrester shown in FIG. 2, adjacent electrodes 2 are mounted in the discharge chambers 3, preferably in such a way that the minimum distance between the electrodes 2 is at the level of the bottom of the discharge chamber 3. In some embodiments, the distance between the adjacent electrodes may be 0, 1-1 mm, and in a preferred embodiment, this distance is 0.5 mm. Due to such a small distance between the electrodes, it is possible to lower the discharge voltage and the discharge current, which in some cases allows the insulating body to be made of a polymeric material, for example, silicone. When using silicone for an insulating body, it can be made in the form of a tape. At the same time, the insulating body can be made of a solid dielectric, which in some cases can withstand stronger discharges, which allows the installation of adjacent electrodes at a greater distance. Such insulating bodies can be made in the form of a bar or cylinder.
Задачу настоящей полезной модели решает также высоковольтный изолятор для крепления, в качестве одиночного изолятора или в составе колонки или гирлянды изоляторов, высоковольтного провода в электроустановке или на линии электропередачи. Такой изолятор содержит изоляционное тело и арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры, причем первый элемент арматуры выполнен с возможностью соединения, непосредственно или посредством крепежного устройства, с высоковольтным проводом или со вторым элементом арматуры предшествующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды, а второй элемент арматуры выполнен с возможностью соединения с опорой или с первым элементом арматуры последующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды.The objective of this utility model is also solved by a high-voltage insulator for fastening, as a single insulator or as part of a column or a string of insulators, a high-voltage wire in an electrical installation or on a power line. Such an insulator contains an insulating body and reinforcement in the form of first and second reinforcing elements installed at its ends, the first reinforcing element being able to connect, directly or by means of a fastening device, to a high-voltage wire or to the second reinforcing element of a previous high-voltage insulator of said column or string, and the second reinforcement element is configured to be connected to a support or to the first reinforcement element of a subsequent high-voltage insulator of the indicated Onka or garlands.
Отличительным признаком изолятора является то, что он содержит разрядник в соответствии с любым из вышеописанных вариантов, установленный с возможностью формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между первым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом, а также вторым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом.A distinctive feature of the insulator is that it contains a spark gap in accordance with any of the above options, installed with the possibility of formation, under the influence of lightning overvoltage, of an electric discharge between the first element of the valve and at least one electrode adjacent to it, as well as the second element valves and at least one electrode adjacent to it.
Благодаря применению в составе изолятора разрядника с вышеописанной конструкцией, удается увеличить надежность работы изолятора в связи с тем, что в разряднике обеспечена большая долговечность электродов.Due to the use of an arrester with the above-described design in the insulator, it is possible to increase the reliability of the insulator due to the fact that the electrodes have a greater durability.
Задача настоящей полезной модели решается также с помощью высоковольтной линии электропередачи, содержащей опоры, одиночные изоляторы и/или изоляторы, собранные в колонки или гирлянды, и, по меньшей мере, один находящийся под высоким электрическим напряжением провод, связанный непосредственно или посредством крепежных устройств с элементами арматуры одиночных изоляторов и/или первых изоляторов колонок или гирлянд изоляторов. В такой линии электропередачи каждый одиночный изолятор или каждая колонка или гирлянда изоляторов закреплен (закреплена) на одной из опор посредством элемента своей арматуры, смежного с указанной опорой.The objective of this utility model is also solved by means of a high-voltage power line containing poles, single insulators and / or insulators, assembled into columns or garlands, and at least one wire under high electric voltage connected directly or by means of fixing devices with elements fittings of single insulators and / or first insulators of columns or strings of insulators. In such a power line, each single insulator or each column or string of insulators is fixed (fixed) to one of the supports by means of an element of its armature adjacent to the specified support.
Отличительным признаком указанной высоковольтной линии электропередачи является то, что, по меньшей мере, один из изоляторов представляет собой изолятор, представленный выше, то есть содержит изоляционное тело и арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры, причем первый элемент арматуры выполнен с возможностью соединения, непосредственно или посредством крепежного устройства, с высоковольтным проводом или со вторым элементом арматуры предшествующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды, а второй элемент арматуры выполнен с возможностью соединения с опорой или с первым элементом арматуры последующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды. Изолятор содержит разрядник в соответствии с любым из вышеописанных вариантов, установленный с возможностью формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между первым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом, а также вторым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом.A distinctive feature of this high-voltage power line is that at least one of the insulators is an insulator, as described above, that is, it contains an insulating body and reinforcement in the form of first and second reinforcement elements installed at its ends, the first reinforcing element being made with the ability to connect, directly or by means of a mounting device, with a high-voltage wire or with a second reinforcing element of a previous high-voltage insulator of said columns and whether there are garlands, and the second reinforcement element is configured to be connected to a support or to the first reinforcement element of a subsequent high-voltage insulator of the indicated column or garland. The insulator contains a spark gap in accordance with any of the above options, installed with the possibility of forming, under the influence of lightning overvoltage, an electric discharge between the first element of the valve and at least one adjacent electrode, as well as the second element of the valve and at least one adjacent electrode.
Применение в высоковольтной линии электропередачи изоляторов, содержащих вышеописанный разрядник, позволяет повысить надежность работы линии электропередачи, увеличить длительность срока службы оборудования и снизить затраты на эксплуатацию линии.The use of insulators in the high-voltage power transmission line containing the above-described arrester can improve the reliability of the power line, increase the service life of the equipment and reduce the cost of operating the line.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011119932/07U RU109925U1 (en) | 2011-05-19 | 2011-05-19 | DISCHARGE, HIGH VOLTAGE INSULATOR WITH DISCHARGE AND HIGH VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSION LINE USING THIS INSULATOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011119932/07U RU109925U1 (en) | 2011-05-19 | 2011-05-19 | DISCHARGE, HIGH VOLTAGE INSULATOR WITH DISCHARGE AND HIGH VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSION LINE USING THIS INSULATOR |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU109925U1 true RU109925U1 (en) | 2011-10-27 |
Family
ID=44998541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011119932/07U RU109925U1 (en) | 2011-05-19 | 2011-05-19 | DISCHARGE, HIGH VOLTAGE INSULATOR WITH DISCHARGE AND HIGH VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSION LINE USING THIS INSULATOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU109925U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2535197C1 (en) * | 2013-06-10 | 2014-12-10 | Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример" | Multielectrode insulator-discharger and method of its fabrication |
| RU2548169C2 (en) * | 2013-06-10 | 2015-04-20 | Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример" | Multiple-chamber insulator-discharger and method of its manufacture |
| RU2549361C2 (en) * | 2013-06-10 | 2015-04-27 | Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример" | Multi-chamber insulator arrester with prefabricated discharge chambers |
-
2011
- 2011-05-19 RU RU2011119932/07U patent/RU109925U1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2535197C1 (en) * | 2013-06-10 | 2014-12-10 | Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример" | Multielectrode insulator-discharger and method of its fabrication |
| RU2548169C2 (en) * | 2013-06-10 | 2015-04-20 | Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример" | Multiple-chamber insulator-discharger and method of its manufacture |
| RU2549361C2 (en) * | 2013-06-10 | 2015-04-27 | Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример" | Multi-chamber insulator arrester with prefabricated discharge chambers |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2470430C1 (en) | Multi-chamber discharger, high-voltage insulator with multichamber discharger and high-voltage power transmission line using such insulator | |
| KR101343188B1 (en) | Lightning arrester and a power transmission line provided with such an arrester | |
| RU2346368C1 (en) | Lightning protector and power transmission line equipped therewith | |
| WO2009120114A1 (en) | High-voltage insulator and a high-voltage electric power line using said insulator | |
| RU111359U1 (en) | DISCHARGE, HIGH VOLTAGE INSULATOR WITH DISCHARGE AND HIGH VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSION LINE USING THIS INSULATOR | |
| RU2537037C2 (en) | Current-collecting device for lightning protection of electrical equipment, and overhead transmission line equipped with such device | |
| RU2521771C1 (en) | Insulator-arrestor and power transmission line using this insulator | |
| RU109925U1 (en) | DISCHARGE, HIGH VOLTAGE INSULATOR WITH DISCHARGE AND HIGH VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSION LINE USING THIS INSULATOR | |
| RU171093U1 (en) | ROOF MULTI-CAMERA DISCHARGE | |
| RU2510651C1 (en) | Arrester with guide strips for protection of electric equipment from overvoltage at lightning and insulator of power line equipped with such arrester | |
| RU2457592C1 (en) | Discharger, hv insulator with discharger and hv aerial power line using such insulator | |
| RU108206U1 (en) | INSULATOR-DISCHARGE | |
| RU136928U1 (en) | DISCHARGER, INSULATOR WITH DISCHARGE AND ELECTRIC TRANSMISSION LINE USING THIS INSULATOR | |
| RU111719U1 (en) | DISCHARGE SYSTEM, HIGH VOLTAGE INSULATOR WITH DISCHARGE AND HIGH VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSION LINE USING SUCH INSULATOR | |
| RU2378725C1 (en) | High-voltage transmission line and high-voltage insulator for said line | |
| RU171056U1 (en) | LOOP MULTI-ELECTRODE DISCHARGE | |
| RU197315U1 (en) | MULTI-CAMERA DISCHARGE WITH RIBS | |
| RU2666358C2 (en) | Power transmission line with ground wire, protected by discharger | |
| RU199041U1 (en) | MULTI-CHAMBER ARRESTER WITH RIBS AND Cuts ALONG THE INSULATING BODY | |
| RU199043U1 (en) | MULTI-CHAMBER ARRESTER WITH SECTOR RIBS | |
| RU173089U1 (en) | LONG SPARK DISCHARGE | |
| RU2549361C2 (en) | Multi-chamber insulator arrester with prefabricated discharge chambers | |
| RU226620U1 (en) | DEVICE FOR PROTECTING OVERHEAD POWER LINES FROM ATMOSPHERIC OVERVOLTAGE | |
| RU2556879C1 (en) | Method for manufacturing high-voltage vacuum bushing insulator | |
| RU2666361C2 (en) | Open arrester with outlet oblique section |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD9K | Change of name of utility model owner |