RU144243U1

RU144243U1 - HIGH VOLTAGE DISCHARGE

Info

Publication number: RU144243U1
Application number: RU2013152633/07U
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Левашов
Original assignee: Александр Викторович Левашов
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2014-08-10

Abstract

1. Высоковольтный разрядник, включающий концевые токовыводы и электроды, размещенные с промежутком в объеме диэлектрика, причем часть поверхности смежных электродов размещена в разрядной камере, а крайние электроды соединены с концевыми токовыводами, отличающийся тем, что электроды выполнены в виде плоских колец и размещены в кольцевых пазах дисков из диэлектрика с центральным отверстием, которые собраны в пакет на центральном стержне, при этом разрядная камера в виде радиального паза с выходом в атмосферу выполнена в дисках со стороны, обратной стороне размещения электродов.2. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что центральный стержень выполнен из стеклопластика и снабжен покрытием из кремнийорганической резины.3. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что диски выполнены из полимерного материала, силиконовой резины или твердого диэлектрика.4. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что электроды выполнены из металла, полупроводника, сегнетоэлектрика или материалов с нелинейной проводимостью.5. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что соседние разрядные камеры образованы поворотом дисков по оси центрального стержня относительно друг друга.6. Разрядник по п. 1, отличающийся тем, что сечение разрядной камеры выполнено прямоугольной формы, причем площадь сечения уменьшается к выходу в атмосферу.7. Разрядник по п. 1, отличающийся тем, что диски снаружи дополнительно снабжены ребрами в виде кольца меньшей толщины.1. A high voltage arrester comprising terminal current leads and electrodes spaced apart in the dielectric volume, moreover, a part of the surface of adjacent electrodes is placed in the discharge chamber, and the extreme electrodes are connected to terminal current leads, characterized in that the electrodes are made in the form of flat rings and placed in ring the grooves of the disks of the dielectric with a Central hole, which are collected in a package on the Central rod, while the discharge chamber in the form of a radial groove with the outlet to the atmosphere is made in the disks from the side the reverse side of the placement of the electrodes. 2. The spark gap according to claim 1, characterized in that the central shaft is made of fiberglass and is provided with a coating of silicone rubber. The arrester according to claim 1, characterized in that the disks are made of a polymeric material, silicone rubber or a solid dielectric. Arrester according to claim 1, characterized in that the electrodes are made of metal, a semiconductor, a ferroelectric or materials with non-linear conductivity. Arrester according to claim 1, characterized in that the adjacent discharge chambers are formed by turning the disks along the axis of the central rod relative to each other. The arrester according to claim 1, characterized in that the cross section of the discharge chamber is rectangular in shape, with the cross-sectional area decreasing towards the atmosphere. The spark gap according to claim 1, characterized in that the disks on the outside are additionally equipped with ribs in the form of a ring of smaller thickness.

Description

Полезная модель относится к искровым разрядникам высокого напряжения для защиты линий электропередачи, электрооборудования и элементов энергоснабжения от последствий грозовых перенапряжений.The utility model relates to high voltage spark gaps to protect power lines, electrical equipment and power supply elements from the effects of lightning surges.

Известен высоковольтный разрядник для грозозащиты элементов электрооборудования или линий электропередачи, включающий тело, выполненное из диэлектрика, внутри которого с промежутками расположены электроды, причем часть поверхностей смежных электродов размещена в разрядной камере, выполненной в виде щели с выходом в атмосферу.Known high-voltage arrester for lightning protection of electrical equipment or power lines, including a body made of a dielectric, inside of which there are electrodes at intervals, and some of the surfaces of adjacent electrodes are placed in a discharge chamber made in the form of a gap with the outlet to the atmosphere.

(RU 2457592, H01T 4/16, опубликовано 27.07.2012)(RU 2457592, H01T 4/16, published on July 27, 2012)

Известен высоковольтный разрядник, включающий тело, выполненное из диэлектрика, внутри которого с промежутками расположены электроды, причем часть поверхностей смежных электродов размещена в разрядной камере, выполненной в виде прямоугольных или круглых отверстий с выходом в атмосферу, причем крайние электроды снабжены электрическим контактом с концевыми токовыводами. Кроме того, известный разрядник снабжен дополнительным электродом из металла, который размещен внутри тела разрядника и имеет электрический контакт с одним из концевых токовыводов.A high-voltage arrester is known, including a body made of a dielectric, inside of which electrodes are arranged at intervals, and some of the surfaces of adjacent electrodes are placed in a discharge chamber made in the form of rectangular or round openings with an outlet to the atmosphere, and the extreme electrodes are provided with an electrical contact with terminal current leads. In addition, the known arrester is equipped with an additional electrode of metal, which is placed inside the body of the arrester and has electrical contact with one of the terminal current leads.

(WO 2010/082861, H01T 4/16, опубликовано 22.07.2010)(WO 2010/082861, H01T 4/16, published July 22, 2010)

Недостатком известных технических решений является сложность изготовления разрядников, которая связана с обеспечением точного позиционирования электродов внутри тела из диэлектрика, а также с обеспечением требуемых физико-механических свойств разрядных камер. Поэтому известные разрядники имеют ограниченный ресурс работы, жесткий спектр условий, при которых сохраняется их работоспособность, достаточно большой процент отказов.A disadvantage of the known technical solutions is the complexity of the manufacture of arresters, which is associated with providing accurate positioning of the electrodes inside the body of the dielectric, as well as providing the required physical and mechanical properties of the discharge chambers. Therefore, well-known arresters have a limited service life, a strict range of conditions under which their operability is preserved, a sufficiently large percentage of failures.

Задачей и техническим результатом полезной модели является повышение механической прочности и дугогасящих свойств разрядника, увеличении срока его службы и упрощение технологии изготовления.The objective and technical result of the utility model is to increase the mechanical strength and arc-suppressing properties of the arrester, increase its service life and simplify manufacturing technology.

Технический результат достигается тем, что высоковольтный разрядник включает концевые токовыводы и электроды, размещенные с промежутком в объеме диэлектрика, причем часть поверхности смежных электродов размещена в разрядной камере и крайние электроды соединены с концевыми токовыводами, при этом электроды выполнены в виде плоских колец и размещены в кольцевых пазах дисков из диэлектрика с центральным отверстием, которые собраны в пакет на центральном стержне, а разрядная камера в виде радиального паза с выходом в атмосферу выполнена в дисках со стороны, обратной стороне размещения электродов.The technical result is achieved in that the high-voltage arrester includes terminal current leads and electrodes spaced apart in the dielectric volume, moreover, a part of the surface of adjacent electrodes is placed in the discharge chamber and the extreme electrodes are connected to terminal current leads, while the electrodes are made in the form of flat rings and placed in ring the grooves of the disks are made of a dielectric with a central hole, which are assembled in a package on the central rod, and the discharge chamber in the form of a radial groove with the outlet to the atmosphere is made in discs on the reverse side of the electrode placement.

Технический результат также достигается тем, что центральный стержень выполнен из стеклопластика и снабжен покрытием из кремнийорганической резины; диски выполнены из полимерного материала, силиконовой резины или твердого диэлектрика; электроды выполнены из металла, полупроводника, сегнетоэлектрика или материалов с нелинейной проводимостью; соседние разрядные камеры образованы поворотом дисков по оси центрального стержня относительно друг друга; сечение разрядной камеры выполнено прямоугольной формы, причем площадь сечения уменьшается к выходу в атмосферу; диски снаружи дополнительно снабжены ребрами в виде кольца меньшей толщины.The technical result is also achieved by the fact that the Central rod is made of fiberglass and provided with a coating of silicone rubber; disks are made of polymer material, silicone rubber or a solid dielectric; electrodes made of metal, semiconductor, ferroelectric or materials with non-linear conductivity; neighboring discharge chambers are formed by turning the disks along the axis of the central rod relative to each other; the cross section of the discharge chamber is rectangular in shape, with the cross-sectional area decreasing towards the atmosphere; the discs on the outside are additionally equipped with ribs in the form of a ring of smaller thickness.

Полезная модель может быть проиллюстрирована примером с использованием рис. 1-3, где:The utility model can be illustrated by an example using fig. 1-3, where:

1 - электрод;1 - electrode;

2 - диск с центральным отверстием;2 - a disk with a central hole;

3 - центральный стержень с покрытием;3 - coated central core;

4 - разрядная камера;4 - bit chamber;

5 - концевой токовывод;5 - terminal current output;

6 - зона образования разряда;6 - zone of discharge formation;

7 - ребро.7 - rib.

Каждый модуль разрядника (рис. 2) по полезной модели включает диск 2 с центральным отверстием и электрод 1 в виде плоского кольца, размещенный в кольцевом пазу, выполненном в диске 2. Это позволяет формировать со стороны, обратной стороне размещения электрода, разрядную камеру 4 любой формы. Однако, наиболее оптимальным с точки зрения обеспечения высоких дугогасящий свойств разрядника является выполнение разрядной камеры 4 (рис. 1 и 2) в виде радиального паза с выходом в атмосферу, в которой размещены с промежутком части поверхности смежных электродов 1, причем сечение разрядной камеры 4 оптимально выполнять прямоугольной формы с уменьшением площади сечения к выходу в атмосферу.Each spark gap module (Fig. 2) according to a utility model includes a disk 2 with a central hole and an electrode 1 in the form of a flat ring placed in an annular groove made in the disk 2. This allows the discharge chamber 4 to be formed on the side opposite to the electrode placement forms. However, the most optimal from the point of view of ensuring high arcing properties of the arrester is to perform the discharge chamber 4 (Figs. 1 and 2) in the form of a radial groove with an outlet to the atmosphere, in which part of the surface of adjacent electrodes 1 is placed with an interval, and the cross section of the discharge chamber 4 is optimal perform a rectangular shape with a decrease in the cross-sectional area to the atmosphere.

В качестве материала электродов 1 можно использовать металл, полупроводник, сегнетоэлектрик или материал с нелинейной проводимостью. Для получения диска можно использовать диэлектрические полимерные материалы, силиконовую резину или твердые диэлектрики, применяя известные способы формообразования. Наиболее технологичным является получение модуля (рис. 2) литьем в форму с размещенной в ней электродом 1 из полимерного материала - кремнеорганической резины. При заливке одновременно формируют разрядную камеру 4 в виде радиального паза заданной формы, а также снаружи диска - ребро 7 в виде кольца меньшей толщины. В результате заливки часть поверхности электрода 1 находится разрядной камере (рис. 2).As the material of the electrodes 1, you can use a metal, semiconductor, ferroelectric or material with non-linear conductivity. To obtain a disk, dielectric polymeric materials, silicone rubber, or solid dielectrics can be used using known shaping methods. The most technologically advanced is the production of a module (Fig. 2) by injection molding into a mold with electrode 1 placed in it from a polymeric material — organosilicon rubber. When pouring, a discharge chamber 4 is simultaneously formed in the form of a radial groove of a given shape, and also on the outside of the disk, a rib 7 in the form of a ring of smaller thickness. As a result of pouring, part of the surface of electrode 1 is located in the discharge chamber (Fig. 2).

Сборку пакета из дисков с электродами ведут с использованием центрального стержня 7 из стеклопластика с покрытием из силиконовой резиной. Слой резины защищает стеклопластик от атмосферных явлений. При этом возможно варьировать место расположения выхода разрядной камеры 4 в атмосферу, как установкой дисков без разрядной камеры 4, так и поворотом дисков по оси центрального стержня относительно друг друга.The assembly of the package of disks with electrodes is carried out using a central core 7 of fiberglass coated with silicone rubber. A layer of rubber protects fiberglass from atmospheric conditions. It is possible to vary the location of the outlet of the discharge chamber 4 into the atmosphere, both by installing disks without the discharge chamber 4, and by turning the disks along the axis of the central rod relative to each other.

При сопряжении двух дисков, один из которых снабжен разрядной камерой 4 в виде радиального паза заданной формы образуется искровой промежуток (рис. 3) между поверхностями смежных электродов. Толщина (высота) промежутка между электродами определена слоем изоляции и варьируется от 0,1 мм и более. Еще одним достоинством использования модулей является то, что свойства разрядника возможно менять простым добавлением модулей, а также местом расположения выхода разрядной камеры в атмосферу. Каждый модуль имеет свои удельные характеристики и класс разрядника (по напряжению и току) меняется с изменением их числа. Таким образом большой ассортимент изделий можно изготавливать при минимальных затратах на оборудование и оснастку. Размещение разрядных камер с поворотом относительно друг друга обеспечивает исключение слива дуги разрядов снаружи.When pairing two disks, one of which is equipped with a discharge chamber 4 in the form of a radial groove of a given shape, a spark gap is formed (Fig. 3) between the surfaces of adjacent electrodes. The thickness (height) of the gap between the electrodes is determined by the insulation layer and varies from 0.1 mm or more. Another advantage of the use of modules is that the properties of the arrester can be changed by simply adding modules, as well as the location of the outlet of the discharge chamber into the atmosphere. Each module has its own specific characteristics and the class of the arrester (voltage and current) varies with their number. Thus, a wide range of products can be manufactured at minimal cost for equipment and accessories. The placement of the discharge chambers with rotation relative to each other ensures the exclusion of discharge of the arc of discharges from the outside.

Дополнительные ребра 7 также обеспечивают защиту от слива дуги снаружи. Возникающая при разряде дуга выдувается из разрядной камеры наружу давлением раскаленного газа. В результате дуга остывает, сопротивление дуги растет, что приводит к гашению разряда.Additional ribs 7 also provide protection against arc discharge from the outside. The arc arising during the discharge is blown out of the discharge chamber by the pressure of hot gas. As a result, the arc cools, the arc resistance increases, which leads to the extinction of the discharge.

После сборки устанавливают концевые токовыводы 5 и обеспечивают их электрический контакт (например, опрессовкой) с соответствующими крайними электродами.After assembly, the terminal current leads 5 are installed and their electrical contact (for example, by crimping) with the corresponding extreme electrodes is ensured.

В результате изготовления был получен высоковольтный разрядник по полезной модели, который обеспечил достижение поставленного технического результата: повышенную механическую прочность и дугогасящие свойства разрядника, увеличении срока его службы и упрощение технологии изготовления.As a result of manufacturing, a high-voltage arrester was obtained according to a utility model, which ensured the achievement of the technical result set: increased mechanical strength and arc-suppressing properties of the arrester, increasing its service life and simplifying manufacturing technology.

Claims

1. A high voltage arrester comprising terminal current leads and electrodes spaced apart in the dielectric volume, moreover, a part of the surface of adjacent electrodes is placed in the discharge chamber, and the extreme electrodes are connected to terminal current leads, characterized in that the electrodes are made in the form of flat rings and placed in ring the grooves of the disks of the dielectric with a Central hole, which are collected in a package on the Central rod, while the discharge chamber in the form of a radial groove with the outlet to the atmosphere is made in the disks from the side the reverse side of the placement of the electrodes.

2. The spark gap according to claim 1, characterized in that the central shaft is made of fiberglass and is provided with a coating of silicone rubber.

3. The arrester according to claim 1, characterized in that the disks are made of a polymeric material, silicone rubber or a solid dielectric.

4. The spark gap according to claim 1, characterized in that the electrodes are made of metal, a semiconductor, a ferroelectric or materials with non-linear conductivity.

5. The arrester according to claim 1, characterized in that the adjacent discharge chambers are formed by turning the disks along the axis of the central rod relative to each other.

6. The spark gap according to claim 1, characterized in that the cross section of the discharge chamber is rectangular in shape, and the cross-sectional area decreases towards the atmosphere.

7. The spark gap according to claim 1, characterized in that the disks on the outside are additionally equipped with ribs in the form of a ring of smaller thickness.