RU126189U1 - OVERVOLTAGE LIMITER NONLINEAR - Google Patents

OVERVOLTAGE LIMITER NONLINEAR Download PDF

Info

Publication number
RU126189U1
RU126189U1 RU2012145151/07U RU2012145151U RU126189U1 RU 126189 U1 RU126189 U1 RU 126189U1 RU 2012145151/07 U RU2012145151/07 U RU 2012145151/07U RU 2012145151 U RU2012145151 U RU 2012145151U RU 126189 U1 RU126189 U1 RU 126189U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuse
short
circuit current
determined
linear
Prior art date
Application number
RU2012145151/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ирина Алексеевна Хатанова
Дмитрий Викторович Хатанов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" ("ФГБОУ ВПО КГЭУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" ("ФГБОУ ВПО КГЭУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" ("ФГБОУ ВПО КГЭУ")
Priority to RU2012145151/07U priority Critical patent/RU126189U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU126189U1 publication Critical patent/RU126189U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

1. Ограничитель перенапряжения нелинейный, содержащий герметичный изоляционный корпус, верхний и нижний электроды, нелинейные резисторы и выводы для подключения к электроустановке, отличающийся тем, что в корпусе выполнена, без нарушения герметичных и изоляционных свойств, цилиндрическая полость, в которую установлен дополнительно введенный плавкий предохранитель, на нижнем электроде выполнена прорезь с возможностью контакта с плавким предохранителем, а выводы для подключения к электроустановке выполнены на верхнем электроде и торце плавкого предохранителя.2. Ограничитель перенапряжения нелинейный по п.1, отличающийся тем, что плавкий предохранитель выполнен с возможностью отключения большого и малого токов КЗ, при этом большой ток КЗ определяется из соотношения,а малый ток КЗ определяется из соотношения,где- нормированное время протекания большого тока КЗ,- нормированное время протекания малого тока КЗ,A - постоянная, определяемая свойствами материала плавкой вставки предохранителя,k=1,7-2 - коэффициент, учитывающий длительность горения дуги в плавких предохранителях закрытого типа с наполнителем;S - сечение плавкой вставки предохранителя, которое выбирается таким образом, чтобы выдержать токи коммутационных и грозовых импульсов.1. Non-linear surge suppressor, containing a sealed insulating casing, upper and lower electrodes, non-linear resistors and leads for connecting to an electrical installation, characterized in that the casing is made, without violating the tight and insulating properties, a cylindrical cavity into which an additional fuse is inserted , a slot is made on the lower electrode with the possibility of contact with the fuse, and the conclusions for connecting to the electrical installation are made on the upper electrode and the end predohranitelya.2 fuse. The non-linear overvoltage limiter according to claim 1, characterized in that the fuse is configured to turn off the large and small short-circuit currents, while the high short-circuit current is determined from the ratio, and the small short-circuit current is determined from the ratio, where is the normalized passage time of the large short-circuit current, - normalized short-circuit current flow time KZ, A - constant, determined by the material properties of the fuse insert, k = 1.7-2 - coefficient taking into account the duration of arc burning in closed fuses with fill Lemma; S - cross section of the fuse link which is selected so as to withstand the current switching and lightning impulse.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и предназначена для защиты от перенапряжения электроустановок с высоким уровнем токов короткого замыкания (КЗ).The utility model relates to the field of electrical engineering and is intended to protect against overvoltage of electrical installations with a high level of short circuit currents (CI).

Из существующего уровня техники известен ограничитель перенапряжения нелинейный (ОПН) на номинальные напряжения 6-10 кВ, в котором нелинейные резисторы заключены между электродами с выводами для подключения к электроустановке и запрессованы в корпус из атмосферостойкого полимерного материала, который обеспечивает требуемые механические и изоляционные свойства ограничителя. (Ограничители перенапряжения нелинейные 6/10 кВ УХЛ2. ОПН/TEL. Руководство по эксплуатации ТШАГ 674361.001 РЭ. www.tavrida.ru)A nonlinear surge suppressor (SPD) for nominal voltages of 6-10 kV is known from the prior art, in which non-linear resistors are enclosed between electrodes with leads for connection to an electrical installation and are pressed into a housing made of weather-resistant polymer material, which provides the required mechanical and insulating properties of the limiter. (Non-linear 6/10 kV UHL2 surge arresters. OPN / TEL. Operation manual TSHAG 674361.001 RE. Www.tavrida.ru)

Недостатком известного ОПН является взрывное разрушение его конструкции вследствие теплового пробоя нелинейных резисторов при протекании токов КЗ, что сокращает срок службы самого ОПН и электроустановки, где он расположен. В основных электрических характеристиках данного ОПН не указаны нормированные параметры взрывобезопасности: большой ток КЗ, протекающий через ОПН в течение 0,2 с (Iкз б, KA) и малый ток КЗ, протекающий через ОПН в течение 2 с (Iкз м, KA).A disadvantage of the known arrester is the explosive destruction of its structure due to thermal breakdown of nonlinear resistors during short-circuit currents, which reduces the service life of the arrester itself and the electrical installation where it is located. The basic electrical characteristics of the arrester are not normalized parameters explosion: high short-circuit current flowing through the arrester within 0.2 s (I ks b, KA) and a small short-circuit current flowing through the arrester for 2 s (I ks m, KA )

Наиболее близким к заявленному техническому решению является ОПН на номинальное напряжение 10 кВ и ниже, устанавливаемый на секциях (в ячейки трансформаторов напряжения, в присоединениях силовых трансформаторов, электродвигателей, линий электропередачи) и подключаемый к электроустановке через специальный предохранитель, у которого сечение плавкой вставки выбирается таким образом, чтобы выдержать токи комутационых и грозовых импульсов, в то же время они должны срабатывать при повреждении самого ОПН, отключая токи КЗ.Closest to the claimed technical solution is an arrester for a rated voltage of 10 kV and below, installed on sections (in the cells of voltage transformers, in the connections of power transformers, electric motors, power lines) and connected to the electrical installation through a special fuse, in which the fuse section is chosen so Thus, in order to withstand the currents of switching and lightning pulses, at the same time they must operate when the arrester itself is damaged, disconnecting the short-circuit currents.

(Иманов Г.М., Халилов Ф.Х., Таджибаев А.И. Методика выбора нелинейных ограничителей, необходимых для защиты изоляции сетей низкого, среднего, высокого и сверхвысокого напряжения трехфазного переменного тока. Изд. ПЭИПК Минэнерго РФ, С.-Петербург, 2004 г.)(Imanov G.M., Khalilov F.Kh., Tadjibaev A.I. Methods for selecting nonlinear limiters necessary to protect the insulation of low, medium, high and ultra-high voltage networks of three-phase alternating current. Publishing House PEIPK Ministry of Energy of the Russian Federation, St. Petersburg , 2004)

Основным недостатком указанного технического решения является двукратное и более увеличение габаритной высоты совмещенного устройства защиты (поскольку габаритная высота ОПН и плавкого предохранителя примерно одинаковы), что по условиям эксплуатации ОПН не всегда возможно, например, при установке его в ячейках распределительных устройств.The main disadvantage of this technical solution is a twofold or more increase in the overall height of the combined protection device (since the overall height of the arrester and the fuse are approximately the same), which is not always possible under the operating conditions of the arrester, for example, when installed in switchgear cubicles.

Кроме этого, недостатком является низкая взрывобезопасность ОПН, так как в основных электрических характеристиках данного совмещенного устройства защиты не указаны нормированные параметры взрывобезопасности: большой ток КЗ, протекающий через ОПН в течение 0,2 с (Iкз б, KA) и малый ток КЗ протекающий через ОПН в течение 2 с (Iкз м, KA).In addition, a disadvantage is a low explosion arrester, since the basic electrical characteristics of the combined protection device are not normalized parameters explosion: high short-circuit current flowing through the arrester within 0.2 s (I ks b, KA) and a small short-circuit current flowing through the arrester for 2 s (I KZ m , KA).

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является сохранение габаритной высоты ОПН и повышение его взрывобезопасности путем отключения нормированных по условиям взрывобезопасности токов КЗ.The task to which the proposed utility model is directed is to maintain the overall height of the arrester and increase its explosion safety by turning off short-circuit currents normalized to the conditions of explosion safety.

Технический результат достигается за счет того, что в ограничителе перенапряжения нелинейном, содержащем герметичный изоляционный корпус, верхний и нижний электроды, нелинейные резисторы и выводы для подключения к электроустановке, согласно предлагаемой полезной модели, в корпусе выполнена, без нарушения герметичных и изоляционных свойств, цилиндрическая полость, в которую установлен дополнительно введенный плавкий предохранитель, на нижнем электроде выполнена прорезь с возможностью ножевого контакта с плавким предохранителем, а выводы для подключения к электроустановке выполнены на верхнем электроде и торце плавкого предохранителя.The technical result is achieved due to the fact that in the non-linear overvoltage limiter containing a sealed insulating casing, upper and lower electrodes, non-linear resistors and leads for connecting to an electrical installation, according to the proposed utility model, a cylindrical cavity is made in the casing without violating the tight and insulating properties , in which the additionally introduced fuse is installed, a slot is made on the lower electrode with the possibility of knife contact with the fuse, and in water for connection to an installation made at the upper end of the electrode and the fuse.

Плавкий предохранитель выполнен с возможностью отключения большого и малого токов КЗ, при этом большой ток КЗ определяется из соотношения

Figure 00000006
, а малый ток КЗ определяется из соотношения
Figure 00000007
, гдеThe fuse is configured to disable large and small short-circuit currents, while a large short-circuit current is determined from the ratio
Figure 00000006
, and a small short-circuit current is determined from the relation
Figure 00000007
where

Iкз б=0,2 c - нормированное время протекания большого тока КЗ,I KZ b = 0.2 s - normalized flow time of a large short-circuit current,

Iкз м=1 с - нормированное время протекания малого тока КЗ,I KZ m = 1 s is the normalized flow time of a small short-circuit current,

А - постоянная, определяемая свойствами материала плавкой вставки предохранителя,A is a constant determined by the properties of the material of the fuse fuse,

kД=1,7-2 - коэффициент, учитывающий длительность горения дуги в плавких предохранителях закрытого типа с наполнителем;k D = 1.7-2 - coefficient taking into account the duration of arc burning in closed fuses with filler;

S - сечение плавкой вставки предохранителя, которое выбирается таким образом, чтобы выдержать токи коммутационных и грозовых импульсов.S - cross section of the fuse insert fuse, which is selected in such a way as to withstand the currents of switching and lightning pulses.

Таким образом, техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является защита ОПН от взрывного разрушения вследствие нарушения тепловой устойчивости нелинейных резисторов путем отключения, нормированных по условиям взрывобезопасности, токов КЗ плавким предохранителем при сохранении габаритной высоты ОПН, обусловленной условиями его эксплуатации.Thus, the technical result provided by the given set of signs is to protect the arrester from explosive destruction due to violation of the thermal stability of nonlinear resistors by disconnecting short-circuit currents normalized by explosion conditions while using a fuse while maintaining the overall height of the arrester due to its operating conditions.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена конструкция предлагаемого ОПН.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows the design of the proposed arrester.

На чертеже цифрами обозначены:In the drawing, the numbers indicate:

1 - герметичный изоляционный корпус;1 - sealed insulating casing;

2 - верхний электрод;2 - upper electrode;

3 - нелинейные резисторы;3 - nonlinear resistors;

4 - цилиндрическая полость;4 - a cylindrical cavity;

5 - выводы для подключения к электроустановке;5 - conclusions for connecting to an electrical installation;

6 - плавкий предохранитель;6 - fuse;

7 - прорезь для ножевого контакта плавкого предохранителя;7 - slot for knife contact fuse;

8 - ножевой контакт плавкого предохранителя;8 - knife contact fuse;

9 - нижний электрод;9 - lower electrode;

h - габаритная высота.h is the overall height.

Ограничитель перенапряжения нелинейный (ОПН) на номинальные напряжения 6-10 кВ содержит герметичный изоляционный корпус 1, верхний 2 и нижний 9 электроды, нелинейные резисторы 3 и выводы 5 для подключения к электроустановке.The non-linear surge arrester (arrester) for rated voltages of 6-10 kV contains a sealed insulation housing 1, upper 2 and lower 9 electrodes, non-linear resistors 3 and terminals 5 for connection to an electrical installation.

Отличием предлагаемого ОПН является то, что в корпусе 1 выполнена, без нарушения герметичных и изоляционных свойств, цилиндрическая полость 4, в которую установлен дополнительно введенный плавкий предохранитель 6, на нижнем электроде 9 выполнена прорезь 7 с возможностью ножевого контакта с плавким предохранителем 6, а выводы 5 для подключения к электроустановке выполнены на верхнем электроде 2 и торце плавкого предохранителя 6.The difference of the proposed arrester is that in the case 1 is made, without violating the tight and insulating properties, a cylindrical cavity 4, in which an additionally introduced fuse 6 is installed, a slot 7 is made on the lower electrode 9 with the possibility of knife contact with the fuse 6, and the conclusions 5 for connection to an electrical installation are made on the upper electrode 2 and the end of the fuse 6.

Таким образом, для сохранения габаритной высоты h ограничителя перенапряжения и повышения его взрывобезопасности путем отключения токов КЗ в корпус 1 встроен заменяемый плавкий предохранитель 6, для чего, без нарушения герметичных и изоляционных свойств, в корпусе 1 выполнена цилиндрическая полость 4, на нижнем электроде 9 - прорезь 7 для ножевого контакта 8 встроенного плавкого предохранителя 6, а на верхнем электроде 2 и торце плавкого предохранителя 6 выполнены выводы 5 для подключения к электроустановке, при этом отключаемые плавким предохранителем 6 большой и малый токи КЗ, обеспечивающие взрывобезопасность ОПН, определяются из соотношений, соответственно,

Figure 00000006
и
Figure 00000007
, гдеThus, to maintain the overall height h of the overvoltage limiter and increase its explosion safety by disconnecting short-circuit currents, a replaceable fuse 6 is built into the housing 1, for which, without violating the tight and insulating properties, a cylindrical cavity 4 is made in the housing 1, on the lower electrode 9 - slot 7 for the knife contact 8 of the built-in fuse 6, and on the upper electrode 2 and the end of the fuse 6 made conclusions 5 for connection to the electrical installation, while disconnected by a fuse the keeper 6 large and small short-circuit currents ensuring the explosion protection of the arrester are determined from the relations, respectively,
Figure 00000006
and
Figure 00000007
where

Iкз б=0,2 c - нормированное время протекания большого тока КЗ,I KZ b = 0.2 s - normalized flow time of a large short-circuit current,

Iкз м=2 20 - нормированное время протекания малого тока КЗ,I KZ m = 2 20 - normalized flow time of small current KZ,

А - постоянная, определяемая свойствами материала плавкой вставки предохранителя,A is a constant determined by the properties of the material of the fuse fuse,

kД=1,7-2 - коэффициент, учитывающий длительность горения дуги в плавких предохранителях закрытого типа с наполнителем;k D = 1.7-2 - coefficient taking into account the duration of arc burning in closed fuses with filler;

S - сечение плавкой вставки предохранителя, которое выбирается таким образом, чтобы выдержать токи коммутационных и грозовых импульсов. где Iкз б=0,2c,S - cross section of the fuse insert fuse, which is selected in such a way as to withstand the currents of switching and lightning pulses. where I KZ b = 0.2c,

Ограничитель перенапряжения нелинейный (ОПН) на номинальные напряжения 6-10 кВ работает у следующим образом.The non-linear surge arrester (arrester) to the rated voltage of 6-10 kV operates as follows.

В нормальном режиме через ОПН, который находится под рабочим напряжением, течет ток от долей миллиампера до нескольких ампер в зависимости от класса напряжения защищаемого объекта, при этом его внутренние сопротивление находится в пределах от десятков до сотен Ом. При появлении коммутационных или грозовых перенапряжений в течение наносекунд внутреннее сопротивление падает на несколько порядков, а ток возрастает и в окружающую среду отводится избыточная электрическая энергия, запасенная в переходных процессах. При этом плавкая вставка предохранителя 6 со специально рассчитанным диаметром (сечением) пропускает без срабатывания токи коммутационных и грозовых импульсов.In normal mode, through the arrester, which is under the operating voltage, current flows from fractions of a milliampere to several amperes, depending on the voltage class of the protected object, while its internal resistance is in the range from tens to hundreds of ohms. When switching or lightning overvoltages occur within nanoseconds, the internal resistance drops by several orders of magnitude, and the current increases and excess electric energy stored in transients is released into the environment. In this case, the fuse insert 6 with a specially calculated diameter (cross-section) passes without switching currents of switching and lightning pulses.

В режиме КЗ токи через нелинейные резисторы 3 превышают допустимые по условиям теплового пробоя. При этом срабатывает плавкий предохранитель 6, отключая токи КЗ и повышая взрывобезопасность ОПН при сохранении характеристик и габаритной высоты, обусловленных условиями его эксплуатации.In the short-circuit mode, the currents through non-linear resistors 3 exceed the allowable ones according to the conditions of thermal breakdown. In this case, fuse 6 is triggered, disabling short-circuit currents and increasing the explosion safety of the arrester while maintaining the characteristics and overall height due to the conditions of its operation.

Использование предлагаемого ОПН предполагается в организациях, обслуживающих многочисленные подстанции и распределительные сети, где часто происходят КЗ, грозовые и коммутационные перенапряжения, в связи с чем имеет место высокая аварийность ОПН и защищаемого оборудования.The use of the proposed arrester is intended for organizations serving multiple substations and distribution networks, where short-circuit, lightning and switching overvoltages often occur, and therefore there is a high accident rate of arrester and protected equipment.

Claims (2)

1. Ограничитель перенапряжения нелинейный, содержащий герметичный изоляционный корпус, верхний и нижний электроды, нелинейные резисторы и выводы для подключения к электроустановке, отличающийся тем, что в корпусе выполнена, без нарушения герметичных и изоляционных свойств, цилиндрическая полость, в которую установлен дополнительно введенный плавкий предохранитель, на нижнем электроде выполнена прорезь с возможностью контакта с плавким предохранителем, а выводы для подключения к электроустановке выполнены на верхнем электроде и торце плавкого предохранителя.1. Non-linear surge suppressor, containing a sealed insulating casing, upper and lower electrodes, non-linear resistors and leads for connecting to an electrical installation, characterized in that the casing is made, without violating the tight and insulating properties, a cylindrical cavity into which an additional fuse is inserted , a slot is made on the lower electrode with the possibility of contact with the fuse, and the conclusions for connecting to the electrical installation are made on the upper electrode and the end fuse. 2. Ограничитель перенапряжения нелинейный по п.1, отличающийся тем, что плавкий предохранитель выполнен с возможностью отключения большого и малого токов КЗ, при этом большой ток КЗ определяется из соотношения
Figure 00000001
, 2. The non-linear surge suppressor according to claim 1, characterized in that the fuse is configured to disconnect large and small short-circuit currents, while the high short-circuit current is determined from the relation
Figure 00000001
, а малый ток КЗ определяется из соотношенияand small short-circuit current is determined from the relation
Figure 00000002
,
Figure 00000002
, где
Figure 00000003
- нормированное время протекания большого тока КЗ,Where
Figure 00000003
- normalized flow time of a large short-circuit current,
Figure 00000004
- нормированное время протекания малого тока КЗ,
Figure 00000004
- the normalized flow time of a small short circuit current, A - постоянная, определяемая свойствами материала плавкой вставки предохранителя,A is a constant determined by the properties of the fuse fuse material, kД=1,7-2 - коэффициент, учитывающий длительность горения дуги в плавких предохранителях закрытого типа с наполнителем;k D = 1.7-2 - coefficient taking into account the duration of arc burning in closed fuses with filler; S - сечение плавкой вставки предохранителя, которое выбирается таким образом, чтобы выдержать токи коммутационных и грозовых импульсов.
Figure 00000005
S - cross section of the fuse insert fuse, which is selected in such a way as to withstand the currents of switching and lightning pulses.
Figure 00000005
RU2012145151/07U 2012-10-23 2012-10-23 OVERVOLTAGE LIMITER NONLINEAR RU126189U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012145151/07U RU126189U1 (en) 2012-10-23 2012-10-23 OVERVOLTAGE LIMITER NONLINEAR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012145151/07U RU126189U1 (en) 2012-10-23 2012-10-23 OVERVOLTAGE LIMITER NONLINEAR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU126189U1 true RU126189U1 (en) 2013-03-20

Family

ID=49125238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012145151/07U RU126189U1 (en) 2012-10-23 2012-10-23 OVERVOLTAGE LIMITER NONLINEAR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU126189U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4023071A (en) Transient and surge protection apparatus
Podporkin et al. Overhead lines lightning protection by multi-chamber arresters and insulator-arresters
CN202633928U (en) Lightning protection power secondary system
CN204089187U (en) A kind of Surge Protector
CN203747397U (en) Over-current protective device for protecting over-voltage protection element
RU2657009C1 (en) Tank switch with a surge arrester connected through the insulating sleeves of each end
CN202474853U (en) Combined neutral point overvoltage protection device
RU152790U1 (en) HIGH VOLTAGE FUSE FOR THE PROTECTION OF NONLINEAR SURFACE LIMITERS
US20210193355A1 (en) Deadfront arrester with disconnector device
RU145042U1 (en) OVERVOLTAGE LIMITER NONLINEAR
Kaiser et al. Safety considerations for the operation of bipolar DC-grids
RU126189U1 (en) OVERVOLTAGE LIMITER NONLINEAR
RU165059U1 (en) ELECTRIC CAR
RU126188U1 (en) OVERVOLTAGE LIMITER NONLINEAR
RU174488U1 (en) Surge Protection Device
CN201845648U (en) Primary resonance eliminator
Mobedjina et al. Design and testing of polymer-housed surge arresters
CN201118225Y (en) Primary current limiting resonance eliminating device
Eilers et al. Application and safety issues for transient voltage surge suppressors
RU129703U1 (en) DEVICE FOR PROTECTION AGAINST PULSE OVERVOLTAGES IN LOW VOLTAGE POWER DISTRIBUTION SYSTEMS
CN202167303U (en) Lightning-protection overvoltage protector
RU2668220C1 (en) Connection diagram for fuse network for protecting cells of switch gears
CN205248019U (en) Arrester for electric power
RU180982U1 (en) NONLINEAR VOLTAGE LIMITER
CN205429713U (en) Over -voltage protector

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20131024