RU142989U1

RU142989U1 - HIGH VOLTAGE INSULATOR FOR HIGH VOLTAGE TRANSMISSION LINE AND HIGH VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSION LINE

Info

Publication number: RU142989U1
Application number: RU2013122351/07U
Authority: RU
Inventors: Георгий Викторович Подпоркин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Стример Мск"; Открытое акционерное общество "МРСК Центра и Приволжья"
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2014-07-10

Abstract

1. Высоковольтный изолятор для крепления в качестве одиночного изолятора или в составе колонки или гирлянды изоляторов высоковольтного провода на линии электропередачи, содержащий изоляционное тело, арматуру, кольцо силиконовой резины, часть которого включает мультикамерную систему, состоящую из m, а m≥5 электродов, между которыми выполнены миниатюрные газоразрядные камеры, отводящие верхний и нижний электроды, отличающийся тем, что кольцо силиконовой резины расположено по ребру изоляционного тела, а мультикамерная система занимает 5/6 окружности кольца, отводящие электроды соединены с первым и вторым концами мультикамерной системы, причем отводящие электроды выполнены в виде металлических стержней, покрытых изоляционной оболочкой так, что неизолированными остаются лишь торцы электродов.2. Высоковольтный изолятор по п.1, отличающийся тем, что включает приливной манжет.3. Высоковольтный изолятор по п.1, отличающийся тем, что приливной манжет выполнен из силиконовой резины.4. Высоковольтный изолятор по п.1, отличающийся тем, что приливной манжет размещен в месте крепления отводящих электродов к мультикамерной системе.5. Высоковольтный изолятор по п.1, отличающийся тем, что в качестве изоляционного тела используется штыревой фарфоровый изолятор типа ШФ20.6. Высоковольтный изолятор по п.1, отличающийся тем, что отводящие верхний и нижний электроды выполнены из любого токопроводящего материала.7. Высоковольтная линия электропередачи, содержащая опоры, одиночные изоляторы и/или изоляторы, собранные в колонки или гирлянды, и, по меньшей мере, один находящийся под высоким электрическим напряжением провод, связанны1. A high-voltage insulator for mounting as a single insulator or as part of a column or string of insulators of a high-voltage wire on a power line, containing an insulating body, fittings, a silicone rubber ring, part of which includes a multi-chamber system consisting of m and m≥5 electrodes, between which are made miniature gas discharge chambers that discharge the upper and lower electrodes, characterized in that the silicone rubber ring is located along the edge of the insulating body, and the multi-chamber system occupies 5/6 the circumference of the ring, the discharge electrodes are connected to the first and second ends of the multicamera system, and the discharge electrodes are made in the form of metal rods coated with an insulating sheath so that only the ends of the electrodes remain uninsulated. 2. The high voltage insulator according to claim 1, characterized in that it includes tidal cuffs. The high voltage insulator according to claim 1, characterized in that the tidal cuff is made of silicone rubber. The high-voltage insulator according to claim 1, characterized in that the tidal cuff is located at the attachment point of the discharge electrodes to the multi-chamber system. The high-voltage insulator according to claim 1, characterized in that a pin porcelain insulator of type ШФ20.6 is used as an insulating body. The high-voltage insulator according to claim 1, characterized in that the discharge upper and lower electrodes are made of any conductive material. A high voltage power line comprising supports, single insulators and / or insulators assembled in columns or strings, and at least one wire under high voltage are connected

Description

Предлагаемая полезная модель относится к высоковольтным линейным штыревым изоляторам, с помощью которых могут закрепляться провода высоковольтных линий электропередачи. Полезная модель также относится к высоковольтным линиям электропередачи (ВЛЭ), использующим подобные изоляторы.The proposed utility model relates to high-voltage linear pin insulators with which wires of high-voltage power lines can be fixed. The utility model also relates to high voltage power lines (VLE) using similar insulators.

Известны различные варианты совместного использования комбинированных систем изолятор-разрядник для решения задач по защите высоковольтных линий от грозовых перенапряжений.There are various options for sharing combined insulator-arrester systems to solve problems of protecting high-voltage lines from lightning surges.

Известен изолятор по патенту 2377678 (опубл. 27.12.2008), содержащий мультиэлектродную систему (МЭС), состоящую из m электродов, механически связанных с изоляционным телом и расположенных между его концами с возможностью формирования электрического разряда между смежными электродами (патент 2377678 опубл. 27.12.2008). Для того чтобы избежать нежелательных последствий введения МЭС с большим количеством электродов, предлагается дополнительно снабдить данный изолятор средствами компенсации сокращения длины пути утечки изолятора, вносимого МЭС. Они могут быть выполнены, например, в виде дополнительных слоев изоляции, изоляционных элементов, устанавливаемых на изоляционном теле, и/или прорезей специальной формы. Введение подобных средств, очевидно, приводит к удорожанию изолятора.Known insulator according to patent 2377678 (publ. 27.12.2008), containing a multi-electrode system (MES), consisting of m electrodes mechanically connected to the insulating body and located between its ends with the possibility of forming an electric discharge between adjacent electrodes (patent 2377678 publ. 27.12. 2008). In order to avoid the undesirable consequences of introducing MES with a large number of electrodes, it is proposed to additionally equip this insulator with means to compensate for the reduction in the creepage distance of the insulator introduced by MES. They can be made, for example, in the form of additional layers of insulation, insulating elements mounted on the insulating body, and / or slots of a special shape. The introduction of such funds, obviously, leads to a rise in the cost of the insulator.

В качестве наиболее близкого аналога предлагаемого технического решения может быть выбран изолятор-разрядник с мультикамерной системой (ИРМК), (http://www.eav.ru/publ1.php?publid=2009-10a15), который сочетает в себе свойства изолятора и разрядника. Используя изолятор-разрядник с мультикамерной системой (ИРМК), можно обеспечить грозозащиту ВЛЭ любого класса напряжения, т.к. с увеличением класса увеличивается число изоляторов в гирлянде и соответственно увеличивается номинальное напряжение и дугогасящая способность гирлянды из ИРМК. Возможны различные конструкции изоляторов со свойствами разрядников. Основу ИРМК составляют обычные массово выпускаемые изоляторы (стеклянные, фарфоровые или полимерные), на которые специальным образом установлена МКС.(http://www.eav.ru/publ1.php?publid=2009-10a15).As the closest analogue of the proposed technical solution, an insulator-discharger with a multi-chamber system (IRMK), (http://www.eav.ru/publ1.php?publid=2009-10a15), which combines the properties of an insulator and arrester. Using an insulator-discharger with a multi-chamber system (IRMK), it is possible to provide lightning protection for VLE of any voltage class, because as the class increases, the number of insulators in the garland increases and, accordingly, the nominal voltage and the arc suppression ability of the IRMK garland increase. Various designs of insulators with the properties of arresters are possible. The basis of the IRMK are ordinary mass-produced insulators (glass, porcelain or polymer), on which the ISS is specially installed. (Http://www.eav.ru/publ1.php?publid=2009-10a15).

Известна мультикамерная система (МКС) (http://www.streamer.ru/rmk-20) состоящая из большого количества электродов, вмонтированных в профиль из силиконовой резины. Электроды механически связанны с изоляционным телом и расположены с возможностью формирования электрического разряда между смежными электродами, причем количество электродов МКС (m≥5). Между электродами выполнены отверстия, выходящие наружу профиля. Эти отверстия образуют миниатюрные газоразрядные камеры. При воздействии на разрядник импульса грозового перенапряжения пробиваются промежутки между электродами. Благодаря тому, что разряды между промежуточными электродами происходят внутри камер, объемы которых весьма малы, при расширении канала создается высокое давление, под действием которого каналы искровых разрядов между электродами перемещается к поверхности изоляционного тела и далее - выдуваются наружу в окружающий разрядник воздух. Вследствие возникающего дутья и удлинения каналов между электродами каналы разрядов охлаждаются, суммарное сопротивление всех каналов увеличивается, т.е. общее сопротивление разрядника возрастает, и происходит ограничение импульсного тока грозового перенапряжения. (http://www.streamer.ru/rmk-20). Установка мультикамерной системы не приводит к ухудшению свойств изолятора, но благодаря ей он приобретает свойства разрядника. Поэтому, в случае применения ИРМК на ВЛЭ отпадает нужда в грозозащитном тросе, при этом снижается высота, масса и стоимость опор, а также стоимость всей линии в целом, обеспечивается ее надежная грозозащита, то есть резко сокращается число отключений, уменьшаются ущербы от недоотпуска электроэнергии и эксплуатационных издержекKnown multicamera system (ISS) (http://www.streamer.ru/rmk-20) consisting of a large number of electrodes mounted in a profile of silicone rubber. The electrodes are mechanically connected with the insulating body and are located with the possibility of forming an electric discharge between adjacent electrodes, with the number of ISS electrodes (m≥5). Between the electrodes are made holes extending outward of the profile. These openings form miniature gas discharge chambers. When a lightning overvoltage pulse is applied to the arrester, gaps between the electrodes break through. Due to the fact that the discharges between the intermediate electrodes occur inside chambers, the volumes of which are very small, high pressure is created when the channel expands, under the influence of which the channels of spark discharges between the electrodes move to the surface of the insulating body and then they are blown out into the surrounding air gap. Due to the blowing and elongation of the channels between the electrodes, the discharge channels are cooled, the total resistance of all channels increases, i.e. the total resistance of the arrester increases, and the surge current of the lightning surge is limited. (http://www.streamer.ru/rmk-20). The installation of a multi-chamber system does not lead to a deterioration of the properties of the insulator, but thanks to it, it acquires the properties of a spark gap. Therefore, in the case of the use of IRMK on VLE, the need for a lightning protection cable is eliminated, while the height, weight and cost of the supports are reduced, as well as the cost of the entire line as a whole, its reliable lightning protection is ensured, that is, the number of blackouts is sharply reduced, losses due to under-supply of electricity and operating costs

Известны также ВЛЭ по патенту РФ №2248079, (опубл. 10.03.2005), использующие высоковольтные изоляторы для крепления проводов к опорам в сочетании с устройствами грозозащиты данных изоляторов. Известны ВЛЭ по патентам: US 5283709 (опубл. 1994) и заявке RU 2002126810, (опубл. 20.05.2004), в которых устройства грозозащиты выполнены в форме различных искровых разрядников, присоединяемых параллельно изоляторам.VLE is also known according to the patent of the Russian Federation No. 2248079, (publ. March 10, 2005), using high-voltage insulators for attaching wires to supports in combination with lightning protection devices of these insulators. VLE are known by patents: US 5283709 (publ. 1994) and application RU 2002126810, (publ. 05.20.2004), in which lightning protection devices are made in the form of various spark arresters connected in parallel with insulators.

В качестве наиболее близкого аналога предлагаемого технического решения может быть выбрана ВЛЭ, описанная в патенте РФ №2096882, (опубл. 20.11.1997). Данная ВЛЭ содержит опоры, изоляторы, закрепленные на опорах посредством металлической арматуры, по меньшей мере, один находящийся под высоким электрическим напряжением провод, связанный с изоляторами посредством крепежных устройств, и средства защиты изоляторов от грозовых перенапряжений в виде импульсных искровых разрядников.As the closest analogue of the proposed technical solution can be selected VLE described in the patent of the Russian Federation No. 2096882, (publ. 20.11.1997). This VLE contains supports, insulators, mounted on supports using metal fittings, at least one wire under high electrical voltage connected to the insulators by means of fastening devices, and means for protecting insulators from lightning overvoltages in the form of pulse spark gaps.

Хотя при правильном подборе импульсных искровых разрядников и схемы их подключения известная ВЛЭ обеспечивает высокую надежность грозозащиты, необходимость использования большого количества искровых разрядников существенно усложняет ее конструкцию, а также требует значительных затрат на изготовление и монтаж таких разрядников.Although with the correct selection of pulsed spark arresters and their connection diagrams, the known VLE provides high reliability of lightning protection, the need to use a large number of spark arresters significantly complicates its design, and also requires significant costs for the manufacture and installation of such arresters.

Предлагаемой полезной моделью решается задача расширения арсенала таких устройств как изолятор-разрядник, а также создания надежного, и обладающего невысокой стоимостью в производстве и эксплуатации изолятора со свойствами разрядника. Это позволит использовать изолятор по полезной модели для крепления проводов электропередачи, находящихся под высоким напряжением, например проводов ВЛЭ, подстанций и другого электрооборудования.The proposed utility model solves the problem of expanding the arsenal of devices such as an insulator-discharger, as well as creating a reliable and low-cost insulator with spark gap properties in the production and operation. This will allow the use of an insulator according to a utility model for attaching high-voltage power wires, such as VLE wires, substations, and other electrical equipment.

Соответственно, другая задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в разработке высоковольтной линии электропередачи (ВЛЭ), обладающей улучшенными технико-экономическими характеристиками, а именно высокой надежностью работы, в том числе в условиях грозовых перенапряжений, при большей простоте конструкции (и соответственно меньшей стоимости) по сравнению с известными ВЛЭ. Достигаемым техническим результатом является также повышение надежности электропередачи, простоты монтажа, эксплуатации и ремонта, а также то, что отпадает необходимость использования большого количества искровых разрядников.Accordingly, another task that the utility model aims to solve is to develop a high-voltage power line (VLE) with improved technical and economic characteristics, namely, high reliability, including under lightning overvoltage conditions, with greater simplicity of design (and, accordingly, lower cost) in comparison with the known VLE. Achievable technical result is also to increase the reliability of power transmission, ease of installation, operation and repair, as well as the fact that there is no need to use a large number of spark gaps.

Технический результат заключается в расширении арсенала устройств - изолятор-разрядник, в создании надежного в производстве и эксплуатации изолятора со свойствами разрядника, повышение надежности электропередачи.The technical result consists in expanding the arsenal of devices - an insulator-discharger, in creating a reliable insulator with the properties of a spark gap in the production and operation, increasing the reliability of power transmission.

Для достижения указанного технического результата высоковольтный изолятор для крепления в качестве одиночного изолятора или в составе колонки или гирлянды изоляторов высоковольтного провода на линии электропередачи содержит изоляционное тело, арматуру, профиль силиконовой резины, выполненный в виде кольца, часть которого включает мультикамерную систему, состоящую из m, а m≥5 электродов, между которыми выполнены миниатюрные газоразрядные камеры, отводящие верхний и нижний электроды причем, кольцо силиконовой резины расположено по ребру изоляционного тела, а мультикамерная система занимает 5/6 окружности кольца, отводящие электроды соединены с первым и вторым концами мультикамерной системы, причем отводящие электроды выполнены в виде металлическими стержней покрытых изоляционной оболочкой так, что неизолированными остаются лишь торцы электродов. В частном случае исполнения высоковольтный изолятор включает приливной манжет, выполненный из силиконовой резины, размещенный в месте крепления отводящих электродов к мультикамерной системе, а в качестве изоляционного тела используется штыревой фарфоровый изолятор типа ШФ20; отводящие верхний и нижний электроды выполнены из любого токопроводящего материала.To achieve the technical result, a high-voltage insulator for mounting as a single insulator or as part of a column or string of insulators of a high-voltage wire on a power line contains an insulating body, fittings, a silicone rubber profile made in the form of a ring, part of which includes a multi-chamber system consisting of m, and m≥5 electrodes, between which miniature gas-discharge chambers are made, which discharge the upper and lower electrodes; moreover, the silicone rubber ring is located along py insulating body and multikamerny system occupies 5/6 the circumference of the ring, the outlet electrodes are connected to first and second ends multikamerny system, and allocating the electrodes are formed as metal rods coated with an insulating sheath such that only the ends of the electrodes remain uninsulated. In the particular case of execution, the high-voltage insulator includes a tidal cuff made of silicone rubber, located at the attachment point of the outlet electrodes to the multi-chamber system, and a pin porcelain insulator of type ШФ20 is used as an insulating body; the discharge upper and lower electrodes are made of any conductive material.

Для достижения указанного технического результата высоковольтная линия электропередачи, содержащая опоры, одиночные изоляторы и/или изоляторы, собранные в колонки или гирлянды, и, по меньшей мере, один находящийся под высоким электрическим напряжением провод, связанный непосредственно или посредством крепежных устройств с элементами арматуры одиночных изоляторов и/или первых изоляторов колонок или гирлянд изоляторов, причем каждый одиночный изолятор или каждая колонка, или гирлянда изоляторов закреплены на одной из опор посредством элемента своей арматуры, смежного с указанной опорой, по меньшей мере, один из изоляторов представляет собой изолятор, выполненный в соответствии п.1.To achieve the technical result, a high-voltage power line containing supports, single insulators and / or insulators, assembled in columns or garlands, and at least one wire under high electric voltage, connected directly or by means of fastening devices with reinforcement elements of single insulators and / or the first insulators of columns or strings of insulators, each single insulator or each column or string of insulators being fixed to one of the supports by element of its reinforcement adjacent to the specified support, at least one of the insulators is an insulator made in accordance with claim 1.

Отличительными признаками высоковольтного изолятора для крепления в качестве одиночного изолятора или в составе колонки или гирлянды изоляторов высоковольтного провода на линии электропередачи от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является то, что кольцо силиконовой резины расположено по ребру изоляционного тела, а мультикамерная система занимает 5/6 окружности кольца, отводящие верхний и нижний электроды соединены с первым и вторым концами мультикамерной системы, причем отводящие электроды выполнены в виде металлическими стержней покрытых изоляционной оболочкой так, что неизолированными остаются лишь торцы электродов. В частном случае исполнения высоковольтный изолятор включает приливной манжет, выполненный из силиконовой резины, размещенный в месте крепления отводящих электродов к мультикамерной системе, а в качестве изоляционного тела используется штыревой фарфоровый изолятор типа ШФ20; отводящие верхний и нижний электроды выполнены из любого токопроводящего материала.Distinctive features of a high-voltage insulator for mounting as a single insulator or as part of a column or a string of insulators of a high-voltage wire from a power transmission line from the above-mentioned known closest to it is that the silicone rubber ring is located along the edge of the insulating body, and the multicamera system occupies 5 / 6 the circumference of the ring, the discharge upper and lower electrodes are connected to the first and second ends of the multi-chamber system, and the discharge electrodes are made in the form of metal natural rods covered with an insulating sheath so that only the ends of the electrodes remain uninsulated. In the particular case of execution, the high-voltage insulator includes a tidal cuff made of silicone rubber, located at the attachment point of the outlet electrodes to the multi-chamber system, and a pin porcelain insulator of type ШФ20 is used as an insulating body; the discharge upper and lower electrodes are made of any conductive material.

Отличительными признаками высоковольтной линии электропередачи от указанной выше известной, наиболее близкой к ней, является то, что по меньшей мере, один из изоляторов представляет собой высоковольтный изолятор, выполненный в соответствии п.1 формулы полезной модели.Distinctive features of a high voltage power line from the above known, closest to it, is that at least one of the insulators is a high voltage insulator made in accordance with claim 1 of the utility model.

Благодаря наличию этих признаков не требуется средств компенсации потери длины пути утечки, обеспечивается низкая стоимость изолятора при обеспечении высокой надежности его функционирования и в качестве изолятора, и в качестве грозового разрядника, грозозащита ВЛЭ обеспечивается применением штыревого фарфорового изолятора, в частности, ИРШФМК-20 для ВЛ напряжением 20 кВ и ИРШФМК-10 для ВЛ напряжением 6-10 кВ, без необходимости применения каких-либо иных грозозащитных устройств, Покрытие поверхности металлических электродов изоляционной оболочкой позволяет снизить влияние дополнительных элементов (МКС и электродов) на электрическую прочность предлагаемого устройства при воздействии напряжения промышленной частоты.Due to the presence of these signs, no means are required to compensate for the loss of the creepage distance, the low cost of the insulator is ensured while ensuring its high reliability both as an insulator and as a lightning arrester, and VLE lightning protection is provided by the use of a pin porcelain insulator, in particular, IRShFMK-20 voltage of 20 kV and IRShFMK-10 for overhead lines with a voltage of 6-10 kV, without the need for any other lightning protection devices, coating the surface of the metal electrodes with insulating bolochkoy reduces the effect of additional elements (ISS and electrodes) for dielectric strength of the device when exposed to commercial frequency voltage.

При перенапряжении верхний электрод обеспечивает подачу высокого потенциала на один конец МКС (т.е. на один из ее крайних электродов), а нижний электрод обеспечивает подачу низкого потенциала на другой конец МКС. Расположение МКС перпендикулярно вектору напряженности электрического поля промышленной частоты, т.е. перпендикулярно траектории пути утечки изолятора, практически не уменьшает длину пути утечки.During overvoltage, the upper electrode provides high potential to one end of the ISS (i.e., to one of its extreme electrodes), and the lower electrode provides low potential to the other end of the ISS. The location of the ISS is perpendicular to the electric field vector of the industrial frequency, i.e. perpendicular to the path of the insulator creepage distance, practically does not reduce the creepage distance.

Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами 1, 2, 3, 4.The inventive utility model is illustrated by drawings 1, 2, 3, 4.

На фигуре 1 показан высоковольтный изолятор вид сбокуThe figure 1 shows a high-voltage insulator side view

На фигуре 2 показан высоковольтный изолятор вид сверхуThe figure 2 shows a high-voltage insulator top view

На фигуре 3 показан высоковольтный изолятор вид спередиFigure 3 shows a high voltage insulator front view

На фигуре 4 показан фрагмент ВЛЭ с высоковольтным изоляторомThe figure 4 shows a fragment of VLE with a high-voltage insulator

Высоковольтный изолятор, установленный на ВЛ, содержит изоляционное тело 1, арматуру 2, провод 3, мультикамерную смистему (МКС) 4, представляющую собой профиль силиконовой резины в виде кольца, отводящие верхний 5 и нижний 6 электроды, покрытые изоляционной оболочкой 7, приливной манжет 8. На фигуре 1, 2, 3 показан вариант исполнения полезной модели на основе штыревого фарфорового изолятора типа ШФ20 1. В верхней части высоковольтного изолятора в желоб между двумя уступами установлена пластмассовая втулка 2, в которую при монтаже укладывают провод 3. На среднем ребре высоковольтного изолятора по большей части окружности установлена мультикамерная система (МКС) 4, которая занимает 5/6 окружности кольца, концы которой соединены с верхним 5 и нижним 6 отводящими электродами. Длина МКС, равная 5/6 окружности ребра изолятора, связана с количеством металлических электродов m, а m≥5 с заданными воздушными промежутками между ними (миниатюрными газоразрядными камерами), при которых обеспечивается гарантированное гашение импульса индуктированного грозового перенапряжения для ВЛ напряжением 6-20 кВ. Уменьшение длины МКС (менее 5/6 окружности ребра изолятора), а соответственно и уменьшение количества электродов m и количества миниатюрных газоразрядных камер между ними приведет к невозможности гашения импульса индуктированного грозового перенапряжения.The high-voltage insulator mounted on the overhead line contains an insulating body 1, reinforcement 2, wire 3, a multi-chamber system (MKS) 4, which is a silicone rubber profile in the form of a ring, leading the upper 5 and lower 6 electrodes coated with an insulating sheath 7, tidal cuffs 8 Figure 1, 2, 3 shows an embodiment of a utility model based on a pin porcelain insulator type ШФ20 1. In the upper part of the high-voltage insulator, a plastic sleeve 2 is installed in the gutter between two ledges, into which a wire is laid during installation 3. On the middle edge of the high-voltage insulator, for the most part of the circumference, a multicamera system (ISS) 4 is installed, which occupies 5/6 of the circumference of the ring, the ends of which are connected to the upper 5 and lower 6 outlet electrodes. The length of the ISS, equal to 5/6 of the circumference of the insulator rib, is associated with the number of metal electrodes m, and m≥5 with predetermined air gaps between them (miniature gas-discharge chambers), which provide guaranteed damping of the induced lightning overvoltage pulse for OHLs with a voltage of 6-20 kV . A decrease in the length of the ISS (less than 5/6 of the circumference of the insulator rib), and accordingly, a decrease in the number of electrodes m and the number of miniature gas-discharge chambers between them, will make it impossible to suppress the pulse of the induced lightning overvoltage.

Увеличение количества электродов m, а m≥5, а соответственно увеличение количества миниатюрных газоразрядных камер между ними, приведет к сближению верхнего и нижнего отводящих электродов МКС и уменьшению изоляционного расстояния между ними, что при возникновении индуктированного грозового перенапряжения приведет к некоординированному срабатыванию разрядника и его перекрытию через изоляционный воздушный промежуток между отводящими электродами. При этом под действием переменного напряжения установится дуга тока КЗ, что в конечном итоге приведет к отключению воздушной линии.An increase in the number of electrodes m, and m≥5, and correspondingly an increase in the number of miniature gas discharge chambers between them, will bring the upper and lower discharge electrodes of the ISS closer together and reduce the insulation distance between them, which, when an induced lightning overvoltage occurs, will lead to uncoordinated operation of the arrester and its overlap through the insulating air gap between the discharge electrodes. In this case, under the influence of alternating voltage, a short-circuit current arc will be established, which will ultimately lead to a shutdown of the overhead line.

Штырь высоковольтного изолятора крепится к траверсе опоры ВЛЭ. Отводящие электроды выполнены в виде металлическими стержней (один из них направлен вверх, а другой вниз) покрытых изоляционной оболочкой 7 так, что неизолированными остаются лишь торцы электродов. В месте крепления отводящих электродов к мультикамерной системе имеется приливной манжет 8, выполненный из силиконовой резины. Приливной манжет обеспечивает дополнительную прочность и стойкость к разрушениям при воздействии на полезную модель прямых ударов молнии. Электроды образуют искровые воздушные промежутки между мультикамерной системой, элементами на которых появляется грозовое перенапряжение и элементами, соединенными с землей. Покрытие поверхности металлических электродов изоляционной оболочкой позволяет снизить влияние дополнительных элементов (мультикамерной системы и электродов) на электрическую прочность предлагаемой полезной модели при воздействии напряжения промышленной частоты. Работоспособность полезной модели при воздействии импульсов грозовых перенапряжений при этом сохраняется (разряд проходит по искровым промежуткам, образованными электродами с изоляционной оболочкой, и далее по мультикамерной системе).The pin of the high voltage insulator is attached to the traverse of the VLE support. The discharge electrodes are made in the form of metal rods (one of them is directed up and the other down) covered by an insulating sheath 7 so that only the ends of the electrodes remain uninsulated. In the place of attachment of the discharge electrodes to the multicamera system, there is a tidal cuff 8 made of silicone rubber. Tidal cuffs provide additional strength and fracture resistance when exposed to direct lightning strikes on a utility model. The electrodes form spark air gaps between the multi-chamber system, the elements on which a lightning overvoltage appears and the elements connected to the ground. Coating the surface of metal electrodes with an insulating sheath makes it possible to reduce the influence of additional elements (multicamera system and electrodes) on the electric strength of the proposed utility model under the influence of voltage of industrial frequency. The efficiency of the utility model under the influence of lightning surge pulses is preserved (the discharge passes through the spark gaps formed by electrodes with an insulating sheath, and then through the multicamera system).

Верхний отводящий электрод 5 мультикамерной системы (МКС) 4 образует с проводом ВЛЭ 3 воздушный искровой промежуток длиной S1 (фиг.3). Нижний отводящий электрод 6 мультикамерной системы (МКС) 5 образует воздушный промежуток S2 (фиг.2) со штырем высоковольтного изолятора. Общая длина воздушных промежутков (S1+S2) составит 9-15 см.The upper outlet electrode 5 of the multicamera system (ISS) 4 forms with the wire VLE 3 an air spark gap of length S1 (Fig. 3). The lower discharge electrode 6 of the multi-chamber system (ISS) 5 forms an air gap S2 (Fig. 2) with a pin of a high-voltage insulator. The total length of the air gaps (S1 + S2) will be 9-15 cm.

При возникновении на проводе ВЛЭ индуктированного грозового импульса искровой воздушный промежуток S1 (фиг.3) между проводом ВЛЭ и верхним 5 отводящим электродом мультикамерной системы пробивается, и напряжение прикладывается к мультикамерной системе изолятора. Мультикамерная система срабатывает под воздействием импульса грозового перенапряжения: пробиваются воздушные промежутки между электродами МКС. Далее пробивается воздушный промежуток между нижним отводящим 6 электродом и штырем изолятора. Благодаря тому, что разряды между промежуточными электродами происходят внутри камер, объемы которых весьма малы, при расширении канала создается высокое давление, под действием которого каналы искровых разрядов между электродами перемещаются к поверхности изоляционного тела и далее - выдуваются наружу в окружающий воздух. Вследствие возникающего дутья и удлинения каналов между электродами каналы разрядов охлаждаются, суммарное сопротивление всех каналов увеличивается, т.е. общее сопротивление устройства возрастает, и происходит ограничение импульсного тока грозового перенапряжения.When an induced lightning impulse arises on the VLE wire, the spark air gap S1 (Fig. 3) between the VLE wire and the top 5 outlet electrode of the multicamera system breaks through and voltage is applied to the multicamera insulator system. A multi-chamber system is triggered by a lightning surge pulse: air gaps between the ISS electrodes break through. Next, an air gap is made between the lower discharge 6 electrode and the insulator pin. Due to the fact that the discharges between the intermediate electrodes occur inside chambers, the volumes of which are very small, high pressure is created when the channel expands, under the influence of which the channels of spark discharges between the electrodes move to the surface of the insulating body and then are blown out into the surrounding air. Due to the blowing and elongation of the channels between the electrodes, the discharge channels are cooled, the total resistance of all channels increases, i.e. the overall resistance of the device increases, and the surge current of the lightning surge is limited.

По окончании импульса грозового перенапряжения к устройству остается приложенным напряжение промышленной частоты. При переходе сопровождающего тока частотой 50 Гц через ноль происходит гашение искрового разряда. ВЛЭ продолжает работу без отключения. На фигуре 4 показан фрагмент ВЛЭ 6 кВ, выполненной согласно полезной модели. ВЛЭ содержит три находящихся под высоким электрическим напряжением провода 3, соответствующих разным фазам. Каждый из проводов 3 механически связан с высоковольтными изоляторами (ШФ20) с установленной мультикамерной системой (МКС). Высоковольтные изоляторы закреплены на опорах ВЛЭ (на фигуре 4 показана только одна из этих опор).At the end of the lightning surge pulse, an industrial frequency voltage remains applied to the device. When the accompanying current of 50 Hz passes through zero, the spark is extinguished. VLE continues to work without shutting down. The figure 4 shows a fragment of an HLE of 6 kV, made according to a utility model. VLE contains three high voltage wires 3, corresponding to different phases. Each of the wires 3 is mechanically connected to high-voltage insulators (ШФ20) with an installed multicamera system (MKS). High-voltage insulators are mounted on VLE supports (Fig. 4 shows only one of these supports).

Известно, что величина индуктированных перенапряжений не превышает значения 300 кВ, что позволяет при правильной организации молниезащиты исключить возможность одновременного перекрытия двух или трех фаз на одной опоре и, соответственно, междуфазных коротких замыканий. Для этого необходимо устанавливать по одному устройству соответствующему заявляемой полезной модели на опору, с чередованием фаз. На остальные фазы опоры устанавливаются высоковольтные изоляторы не оснащенные мультикамерной системой. На фигуре 4 показана схема установки заявляемого устройства и замыкания сопровождающего тока на ВЛЭ. При такой схеме установки индуктированное на ВЛЭ грозовое перенапряжение приводит к перекрытию устройств, соответствующих заявляемой полезной модели, на разных фазах соседних опор и образованию контура междуфазного замыкания сопровождающего тока напряжения промышленной частоты, в которых включены сработавшие устройства и сопротивления заземления опор R, ограничивающие этот ток на уровне нескольких сотен ампер, способствуя его гашению и предотвращению отключения ВЛЭ. Разрядные характеристики устройства полезной модели обеспечивают то, что ни один из высоковольтных изоляторов всех трех фаз в данной схеме не перекрывается, поскольку каждый из них защищен заявляемым устройством, установленным электрически параллельно ему и расположенным либо непосредственно рядом с высоковольтным изолятором, либо на соседней опоре. Таким образом, обеспечивается высокая надежность защиты ВЛЭ.It is known that the magnitude of the induced overvoltages does not exceed the value of 300 kV, which allows, with the proper organization of lightning protection, to exclude the possibility of simultaneous overlapping of two or three phases on one support and, accordingly, interphase short circuits. To do this, it is necessary to install one device corresponding to the claimed utility model on a support, with phase rotation. High voltage insulators not equipped with a multi-chamber system are installed on the remaining phases of the support. The figure 4 shows a diagram of the installation of the inventive device and the circuit of the accompanying current on the VLE. With this installation scheme, a lightning overvoltage induced by VLE leads to overlapping of the devices corresponding to the claimed utility model at different phases of adjacent supports and to the formation of an interphase circuit of the accompanying industrial-frequency voltage current, in which triggered devices and grounding resistances of the supports R, limiting this current to the level of several hundred amperes, contributing to its extinction and preventing the shutdown of the VLE. The discharge characteristics of the device of the utility model ensure that none of the high-voltage insulators of all three phases in this circuit is blocked, since each of them is protected by the claimed device installed electrically parallel to it and located either directly next to the high-voltage insulator or on an adjacent support. Thus, high reliability of VLE protection is provided.

Claims

1. A high-voltage insulator for mounting as a single insulator or as part of a column or string of insulators of a high-voltage wire on a power line, containing an insulating body, fittings, a silicone rubber ring, part of which includes a multi-chamber system consisting of m and m≥5 electrodes, between which are made miniature gas discharge chambers that discharge the upper and lower electrodes, characterized in that the silicone rubber ring is located along the edge of the insulating body, and the multi-chamber system occupies 5/6 the circumference of the ring, the discharge electrodes are connected to the first and second ends of the multicamera system, and the discharge electrodes are made in the form of metal rods coated with an insulating sheath so that only the ends of the electrodes remain uninsulated.

2. The high voltage insulator according to claim 1, characterized in that it includes tidal cuffs.

3. The high-voltage insulator according to claim 1, characterized in that the tidal cuff is made of silicone rubber.

4. The high-voltage insulator according to claim 1, characterized in that the tidal cuff is located at the attachment point of the discharge electrodes to the multi-chamber system.

5. The high-voltage insulator according to claim 1, characterized in that a porcelain insulator of type ШФ20 is used as an insulating body.

6. The high voltage insulator according to claim 1, characterized in that the discharge upper and lower electrodes are made of any conductive material.

7. High-voltage power line containing supports, single insulators and / or insulators, assembled in columns or garlands, and at least one wire under high electric voltage connected directly or by means of fastening devices to fittings of single insulators and / or first insulators of columns or strings of insulators, each single insulator or each column or a string of insulators being fixed to one of the supports by means of its reinforcement element adjacent to the indicated support swarm, characterized in that at least one of the insulators is an insulator made in accordance with claim 1.