RU179639U1 - Аппарат для грозозащиты токопроводящих конструкций (варианты) - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к токоотводящим устройствам для защиты от грозовых перенапряжений электрооборудования. Аппарат для грозозащиты токопроводящих конструкций содержит основной электрод в виде металлического стержня, охваченного по длине изоляционной оболочкой из полимерного диэлектрического материала, и дополнительные электроды, расположенные последовательно вдоль изоляционной оболочки или со смещением в окружном направлении на изоляционной оболочке и на расстоянии друг от друга. А также имеется средство прикрепления основного электрода с оболочкой, несущей дополнительные электроды, к токопроводящей конструкции. Это средство прикрепления выполнено металлическим и с гнездами для закрепления концов согнутого в дугу или в кольцо металлического стержня для образования общего контактного токопроводящего узла. Дополнительные электроды на изоляционной оболочке расположены на части ее длины со стороны одного из концов металлического стержня. А на участке изоляционной оболочки, свободной от дополнительных электродов, размещен дополнительный электрод в виде охватывающей оболочку металлической втулки или закрепленной на оболочке пластины, площадь которой по наружной поверхности больше площади любого одного дополнительного электрода на участке оболочки, на котором дополнительные электроды расположены дистантно один за другим. 3 ил.

Description

Полезная модель относится к токоотводящим устройствам для защиты от грозовых перенапряжений электрооборудования и различных сооружений и конструкций, например высоковольтных установок, изоляторов и других элементов высоковольтных линий электропередачи, электрооборудования, а также конструктивных элементов других сооружений и устройств, нуждающихся в грозозащите.

Известно токоотводящее устройство для молниезащиты обтекателей самолетных радаров по патенту. Данное устройство также содержит полосу из твердого диэлектрика, выполняющую функцию изоляционного тела, с которой механически связаны (путем установки на нее) множество электродов, расположенных с взаимным смещением вдоль продольной оси изоляционного тела. Два крайних электрода выполняют функцию основных электродов, а остальные, расположенные между ними, электроды представляют собой промежуточные электроды (US 4506311, H05F 3/00, опубл. 19.03.85).

При ударе молнии в указанное устройство перекрываются искровые промежутки между электродами и ток молнии протекает по образовавшемуся каналу на металлический корпус самолета, минуя обтекатель и расположенное под ним электрооборудование. Для снижения разрядного напряжения в устройстве-аналоге применены электроды ромбовидной формы, ориентированные вершинами друг к другу; этой же цели служит неравномерное расположение промежуточных электродов вдоль изоляционного тела. Благодаря разбиению интервала между основными электродами на множество искровых промежутков данное токоотводящее устройство обладает более высокой дугогасящей способностью, чем устройства с одним или с малым количеством разрядных промежутков. Тем не менее разрядные напряжения в известном устройстве слишком высокие, что ограничивает его область применения только защитой самолетных радаров. Оно не может применяться, например, как токоотводящее устройство для защиты элементов электропередачи от перенапряжений.

Данные ограничения по применению разрешены в известном токоотводящем устройстве для грозозащиты элементов электрооборудования, линии электропередачи, конструкции или сооружения, содержащем изоляционное тело, выполненное из твердого диэлектрика, по меньшей мере, два основных электрода, механически связанных с изоляционным телом, и m промежуточных электродов, расположенных на изоляционном теле между основными электродами с взаимным смещением, по меньшей мере, вдоль продольной оси изоляционного тела, при этом внутри изоляционного тела вдоль его оси установлен дополнительный стержневой электрод, электрически соединенный с одним из основных электродов и расположенный напротив, по меньшей мере, одного из промежуточных электродов, причем толщина Δ_i слоя изоляционного тела между дополнительным электродом, электрически соединенным с основным электродом, и i-м промежуточным электродом, должна быть больше величины, полученной делением величины разрядного напряжения U_p,i между i-м промежуточным электродом и основным электродом, электрически связанным с дополнительным электродом, на величину пробивной напряженности E_пр изоляционного материала, из которого выполнено изоляционное тело (RU 2299508, H02H 3/22, H01T 4/02, опубл. 10.08.2006).

Это известное токоотводящее устройство применяется для требующих защиты элементов линии электропередачи, при этом для таких линий один основной электрод непосредственно или через искровой разрядный промежуток соединяется с защищаемым элементом линии электропередачи, а другой основной электрод непосредственно или через искровой разрядный промежуток соединяется с землей.

Недостаток данного известного решения заключается в том, что конструкция этого токоотводящего устройства используется как элемент связи линии электропередачи с землей и поэтому конструктивно он выполнен как проводник, срабатывающий при высоких напряжениях. Это устройство подвешивается и практически вертикально висит. Его особенностью является то, что оно имеет два основных электрода, которые должны иметь электрическую связь с линией приема и линией отвода электрической энергии. На практике это не всегда возможно и не всегда оправдано с позиций безопасности людей, которые могут оказаться в неблагоприятный момент рядом с разрядником. Предпочтительным является исключение токопроводящих цепочек, замкнутых на землю, в зонах, где возможно появление людей.

Кроме того, конструктивно известное решение сложно, так как каждый основной электрод этого должен иметь как средство прикрепления к токопроводящему элементу линии электропередачи, так и средство токоприема (контактный узел), что не описано в патенте, но на практике эти узлы обеспечивают позиционирование разрядника и его функционирование.

Технологически не лучшим решением является выполнение изоляционной оболочки с частично вставленным в нее по ее длине металлическим стержнем. То есть практически это возможно, например методом литья или обливки стержня в форме расплавленным полимером. Но эти операции трудоемки и рентабельны только при массовом производстве. Для небольших объемов продукции использование литьевых технологий требует соответствующего оборудования и оснастки, что удорожает само изделие.

Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении технологичности и упрощении конструкции.

Указанный технический результат достигается тем, что в аппарате для грозозащиты токопроводящих конструкций, содержащем основной электрод в виде металлического стержня, охваченного по длине изоляционной оболочкой из полимерного диэлектрического материала, и дополнительные электроды, расположенные последовательно или со смещением в окружном направлении на изоляционной оболочке вдоль этой оболочки и на расстоянии друг от друга, а также средство прикрепления основного электрода с оболочкой, несущей дополнительные электроды, к токопроводящей конструкции, средство прикрепления выполнено металлическим и имеет элемент зацепления с токопроводящим элементом токопроводящей конструкции и с гнездами для закрепления сведенных друг к другу концов дугообразно согнутого металлического стержня для образования общего контактного токопроводящего узла, дополнительные электроды на изоляционной оболочке расположены на части ее длины со стороны одного из концов металлического стержня, а на другой части изоляционной оболочки размещен дополнительный электрод в виде охватывающей оболочку металлической втулки или закрепленной на оболочке пластины, площадь которой по наружной поверхности больше площади любого одного дополнительного электрода на части изоляционной оболочки, на которой дополнительные электроды расположены дистантно последовательно или со смещением.

Указанный технический результат также достигается тем, что в аппарате для грозозащиты токопроводящих конструкций, содержащем основной электрод в виде металлического стержня, охваченного по длине изоляционной оболочкой из полимерного диэлектрического материала, и дополнительные электроды, расположенные последовательно на изоляционной оболочке вдоль этой оболочки и на расстоянии друг от друга, а также средство прикрепления основного электрода с оболочкой, несущей дополнительные электроды, к токопроводящей конструкции, согласно полезной модели средство прикрепления выполнено металлическим и имеет элемент зацепления с токопроводящим элементом токопроводящей конструкции и с гнездами для закрепления сведенных друг к другу концов дугообразно согнутого металлического стержня для образования общего контактного токопроводящего узла, дополнительные электроды на изоляционной оболочке расположены на части ее длины со стороны одного из концов металлического стержня и выполнены каждый в виде пластинки с оппозитно расположенными ушками, одно из которых при охвате изоляционной оболочки введено в отверстие на другом ушке и загнуто для образования кольцевой формы дополнительного электрода, а на другой части изоляционной оболочки размещен промежуточный электрод в виде охватывающей оболочку металлической втулки, площадь которой по наружной поверхности больше площади любого одного дополнительного электрода кольцевой формы на части изоляционной оболочки, на которой дополнительные электроды расположены последовательно, или в виде охватывающих оболочку по крайней мере двух последовательно расположенных на расстоянии друг от друга металлических втулок, площадь каждой из которых по наружной поверхности больше площади любого одного дополнительного электрода кольцевой формы на части изоляционной оболочки, на которой дополнительные электроды расположены последовательно.

Указанный технический результат также достигается тем, что в аппарате для грозозащиты токопроводящих конструкций, содержащем первый электрод в виде металлического стержня, охваченного по длине изоляционной оболочкой из полимерного диэлектрического материала, и второй электрод, выполненный в виде набора отдельных электродов, расположенных последовательно на изоляционной оболочке вдоль этой оболочки и на расстоянии друг от друга, а так же узел прикрепления электродов к токопроводящей конструкции, узел прикрепления выполнен металлическим и с гнездами для закрепления сведенных друг к другу концов дугообразно согнутого металлического стержня для образования общего контактного токопроводящего узла, отдельные электроды, образующие второй электрод на изоляционной оболочке, выполнены кольцевой формы для охвата изоляционной оболочки и расположены на части длины этой оболочки со стороны одного из концов металлического стержня, а на другой части изоляционной оболочки размещен дополнительный электрод в виде охватывающей оболочку металлического трубчатого элемента, площадь которого по наружной поверхности больше площади любого одного дополнительного электрода на части изоляционной оболочки, на которой размещен второй электрод, или в виде охватывающих оболочку по крайней мере двух последовательно расположенных на расстоянии друг от друга металлических втулок, площадь каждой из которых по наружной поверхности больше площади любого одного дополнительного электрода кольцевой формы на части изоляционной оболочки, на которой дополнительные электроды расположены последовательно.

Указанный технический результат также достигается тем, что в аппарате для грозозащиты токопроводящих конструкций, содержащем первый электрод в виде металлического стержня, охваченного по длине изоляционной оболочкой из полимерного диэлектрического материала, и второй электрод, выполненный в виде набора отдельных электродов, расположенных последовательно на изоляционной оболочке вдоль этой оболочки и на расстоянии друг от друга, а также узел прикрепления электродов к токопроводящей конструкции, металлический стержень выполнен из двух последовательно расположенных частей, размещенных в оболочке с воздушным зазором между расположенными напротив друг друга концами частей стержня, узел прикрепления выполнен металлическим и с гнездами для закрепления сведенных друг к другу выведенных из оболочки концов дугообразно согнутого металлического стержня для образования общего контактного токопроводящего узла, отдельные электроды, образующие второй электрод на изоляционной оболочке, выполнены кольцевой формы для охвата изоляционной оболочки и расположены на части длины этой оболочки со стороны одного из концов металлического стержня, а на другой части изоляционной оболочки размещен дополнительный электрод в виде охватывающего оболочку в месте наличия воздушного зазора металлического трубчатого элемента, площадь которого по наружной поверхности больше площади любого одного дополнительного электрода на части изоляционной оболочки, на которой размещен второй электрод, или в виде охватывающих оболочку в месте наличия воздушного зазора по крайней мере двух последовательно расположенных на расстоянии друг от друга металлических втулок, площадь каждой из которых по наружной поверхности больше площади любого одного дополнительного электрода кольцевой формы на части изоляционной оболочки, на которой дополнительные электроды расположены последовательно.

Указанный технический результат также достигается тем, что в аппарате для грозозащиты токопроводящих конструкций, содержащем первый электрод в виде металлического стержня, охваченного по длине изоляционной оболочкой из полимерного диэлектрического материала, и второй электрод, выполненный в виде набора отдельных электродов, расположенных последовательно на изоляционной оболочке вдоль этой оболочки и на расстоянии друг от друга, а также узел прикрепления электродов к токопроводящей конструкции, узел прикрепления выполнен металлическим и с рядом расположенными гнездами, в одном из которых один конец металлического стержня закреплен с образованием контактного токопроводящего узла, а в другом изолированно от контактного токопроводящего узла закреплен другой конец дугообразно согнутого металлического стержня, отдельные электроды, образующие второй электрод на изоляционной оболочке, выполнены кольцевой формы для охвата изоляционной оболочки и расположены на части длины этой оболочки со стороны одного из концов металлического стержня, а на другой части изоляционной оболочки размещен дополнительный электрод в виде охватывающего оболочку металлического трубчатого элемента, площадь которого по наружной поверхности больше площади любого одного дополнительного электрода на части изоляционной оболочки, на которой размещен второй электрод, или в виде охватывающих оболочку по крайней мере двух последовательно расположенных на расстоянии друг от друга металлических втулок, площадь каждой из которых по наружной поверхности больше площади любого одного дополнительного электрода кольцевой формы на части изоляционной оболочки, на которой дополнительные электроды расположены последовательно.

Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.

На фиг. 1 изображен общий вид аппарата для грозозащиты токопроводящих конструкций;

фиг. 2 - изображен дополнительный электрод, заготовка в плане;

фиг. 3 - изображено закрепление дополнительного электрода на изоляционной оболочке.

В рамках настоящей полезной модели решается задача создания надежного и обладающего невысокой стоимостью в производстве и эксплуатации токоотводящего аппарата для грозозащиты токопроводящих конструкций, характеризующегося низкими разрядными напряжениями. Полезная модель может использоваться для решения широкого круга задач и, прежде всего, не только для эффективного отвода тока молнии при защите электрооборудования от прямого удара молнии, но и как грозового токоотводящего устройства, способного гасить дугу сопровождающего тока при больших, реально встречающихся на практике значениях этого тока.

Согласно настоящей полезной модели аппарат для грозозащиты токопроводящих конструкций (фиг. 1) содержит основной электрод в виде металлического стержня 1, охваченного по длине изоляционной оболочкой 2 из полимерного диэлектрического материала (например, из полиэтилена). Аппарат имеет дополнительные электроды 3, расположенные последовательно или со смещением в окружном направлении на изоляционной оболочке 2 вдоль этой оболочки и на расстоянии друг от друга. Оптимальное количество дополнительных электродов 3 выбирается с учетом конкретной формы их выполнения, расчетного значения перенапряжения и других условий их работы. Данная конструкция закрепляется на средстве прикрепления 4 (узел прикрепления) основного электрода с изоляционной оболочкой, несущей дополнительные электроды, к токопроводящей конструкции (не показана).

Особенностью аппарата является то, что средство прикрепления 4 выполнено металлическим (токопроводящим) и является одновременно общим контактным токопроводящим узлом. Для этого средство прикрепления имеет элемент зацепления 5 (крюк, зажим и т.д.) с токопроводящим элементом токопроводящей конструкции и с гнездами 6 для закрепления сведенных друг к другу концов 7 дугообразно согнутого металлического стержня 1.

Технологически получают такую деталь как металлический стержень в изоляционной оболочке следующим образом. Из кабеля, уже имеющего изоляционную оболочку из полимерного диэлектрического материала, отрезают требуемой длины часть и из нее вынимают провода. Таким образом, получают изоляционную оболочку 2. Затем внутрь оболочки вводится металлический стержень 1. Ввод металлического стержня может быть осуществлен путем механического силового внедрения (проталкивания) стержня внутрь оболочки (с учетом упругости материала стенки оболочки) до выхода его конца из оболочки. Или введение металлического стержня может быть осуществлено за счет нагрева материала оболочки до состояния начала пластической деформации и в этом состоянии оболочки в ее полость вводится стержень. Затем оболочка остывает и плотно охватывает стержень. К концам стержня привариваются или на их концах закрепляются бобышки и сверху на каждую бобышку надевается металлической стакан 8, частично охватывающий нижней кромкой боковой стенки оболочку в зоне выхода стержня из оболочки. Затем стаканы укрепляются в гнездах 6 металлического средства крепления.

Само средство крепления 4 выполнено металлическим (токопроводящим) и имеет элемент зацепления 5, посредством которого аппарат подвешивается, например, на линию электропередачи. Все элементы средства крепления выполнены металлическими и в связи этим средство крепления 4 представляет собой токопроводящий контактный узел, через который скачок перенапряжения от токопроводящего элемента линии электропередачи поступает к конденсаторной системе, образованной на металлическом закольцованном стержне.

Конденсаторная система образована за счет наличия дополнительных электродов 3 на изоляционной оболочке 2, расположенных на части ее длины со стороны одного из концов металлического стержня. Каждый дополнительный электрод 3. в общем случае, представляет собой металлическую пластинку круглой, или прямоугольной, или иной формы, которую любым известным образом закрепляют на наружной поверхности изоляционной оболочки. Например, такая пластинка может быть механически закреплена на оболочке, или приклеена к ней или термически внедрена в тело оболочки с выводом наружной поверхности пластинки открытой наружу. В рамках настоящей полезной модели каждый дополнительный электрод 3 (фиг. 2 и 3) может быть выполнен в виде металлической пластинки 9 с оппозитно расположенными ушками 10, одно из которых при охвате изоляционной оболочки введено в отверстие 11 на другом ушке и загнуто (поз. 12) для образования кольцевой формы дополнительного электрода. Такое исполнение электродов для набора дополнительных электродов является технологичным, так как позволяет существенно сократить время на монтаж этих электродов на оболочке, регулировать степень связи этих электродов с оболочкой путем изменения степени затяжки ушек, обеспечить ремонт и замену поврежденных электродов без разбора всего аппарата (можно проводить эти операции по месту подвески аппарата), а также регулировать расстояние между электродами.

Благодаря выполнению дополнительных электродов 3 в виде колец их емкость на стержень 1 увеличивается и, тем самым, усиливается эффект каскадности срабатывания токоотводящего устройства, т.е. снижаются его разрядные напряжения, необходимые для пробоя межэлектродных промежутков. Исследования показали, что для погасания дуги важно, чтобы отдельные ее участки (дужки), которые образуются благодаря применению дополнительных электродов в виде колец, находились на возможно большом удалении друг от друга. При таком взаимном расположении участков дуги затруднено образование единого канала дуги при ее раздувании в процессе протекании тока и, следовательно, облегчено гашение дуги.

Этот набор отдельных электродов 3, расположенных последовательно на изоляционной оболочке вдоль этой оболочки и на расстоянии друг от друга, по сути, образует второй электрод. Вместе металлический стержень и набор отдельных электродов 3 образуют конденсаторную систему, в которой дистантно расположенные дополнительные электроды 3 в наборе между собой так же образуют свою конденсаторную систему. Отдельные дополнительные электроды 3 не имеют прямой (непосредственной) электрической связи с средством крепления 4, связь осуществляется опосредовано через воздушную среду.

В связи с этим аппарат для грозозащиты токопроводящих конструкций может рассматриваться как содержащий первый электрод в виде металлического стержня, внутри изоляционной оболочкой из полимерного диэлектрического материала и второй электрод в виде набора отдельных кольцевой формы металлических электродов, расположенных последовательно на изоляционной оболочке вдоль этой оболочки и на расстоянии друг от друга, а также узел прикрепления в виде единого токопроводящей конструкции с гнездами для закрепления сведенных друг к другу концов дугообразно согнутого металлического стержня и образования на части длины оболочки со стороны одного из концов металлического стержня конденсаторной системы с кольцевой формы металлическими электродами.

Дополнительные электроды 3 на изоляционной оболочке расположены на части ее длины со стороны одного из концов металлического стержня (фиг. 1), а на другой части изоляционной оболочки размещен промежуточный электрод 13 (еще один дополнительный электрод, не входящий в набор дополнительных электродов 3). Этот промежуточный электрод 13 может быть выполнен в виде охватывающей оболочку металлической втулки или закрепленной на оболочке пластины, или трубчатого элемента, или набора трубчатых элементов. Главное, чтобы площадь промежуточного электрода 13 по наружной поверхности была больше площади любого одного дополнительного электрода 3 на части изоляционной оболочки, на которой дополнительные электроды расположены дистантно последовательно или со смещением. Этот промежуточный электрод 13 может быть выполнен по аналогии с конструкцией дополнительного электрода по фиг. 2 и 3.

При защите высоковольтных установок или линий электропередачи аппарат подключается за счет подвески к высоковольтному элементу электропередачи, например к проводу (непосредственно или через искровой разрядный промежуток).

Защита от грозовых перенапряжений при использовании описанного аппарата основана на следующем принципе. При попадании молнии в линию электропередачи происходит импульсное перекрытие ближайшего изолятора или изоляционного промежутка. При перенапряжении после того, как произошло импульсное перекрытие изоляции, возможно либо дальнейшее развитие электрического разряда с переходом в силовую дугу рабочего напряжения, что означает короткое замыкание линии, либо восстановление электрической прочности изоляции после протекания тока молнии через канал разряда и опору в землю и продолжение нормального режима работы линии без ее отключения. Вероятность возникновения силовой дуги главным образом зависит от номинального напряжения линии U_ном и длины пути перекрытия L. При заданном номинальном напряжении U_ном вероятность установления силовой дуги P_д приблизительно обратно пропорциональна длине перекрытия L:P_д=1/L. За счет увеличения L возможно во столько же уменьшить вероятность возникновения дуги и соответственно сократить количество отключений линии.

В связи с этим аппарат согласно настоящей полезной модели обеспечивает возможность создания достаточно длинного пути искрового перекрытия за счет использования эффекта поверхностного разряда по поверхности диэлектрика. Длина пути искрового перекрытия по поверхности импульсного грозового разрядника должна быть больше, чем длина пути искрового перекрытия защищаемого элемента линии.

Возникающее перенапряжение приложено между электродом в виде стержня 1 и дополнительным электродом 13. Наличие стержня 1 резко усиливает напряженность поля вблизи электрода 13. Наибольшая напряженность поля достигается на краю электрода 13 за счет проявления краевого эффекта. Вследствие этого при относительно низких значениях воздействующего перенапряжения в воздухе вблизи кромки электрода 13 образуется канал скользящего разряда, который подпитывается емкостным током, и скользит в сторону концевого электрода. При перенапряжениях, ненамного превышающих напряжение срабатывания аппарата, канал разряда образуется обычно в одну из сторон концов стержня 1. При значительных перенапряжениях канал разряда развивается в обе стороны, т.е. к концам стержня 1. Как известно, разрядные напряжения скользящего разряда весьма низкие, т.е. при относительно небольшой величине воздействующего импульса перенапряжения перекрывается весьма большой путь по поверхности диэлектрика. Параметры аппарата выбираются таким образом, чтобы он срабатывал при меньшем напряжении, чем разрядное напряжение защищаемого элемента, а длина пути перекрытия была значительно больше длины пути перекрытия защищаемого элемента. За счет увеличения длины перекрытия исключается установление силовой дуги промышленной частоты и отпадает необходимость отключения электропередачи.

Из принципиальной электрической схемы аппарата по фиг. 1 понятно, что в случае воздействия на аппарат импульса перенапряжения (соответствующего напряжению U) сначала пробивается искровой разрядный промежуток между высоковольтным проводом защищаемой электропередачи и средством крепления 4, а затем разряд развивается от средством крепления 4 по направлению к дополнительному электроду 13, последовательно пробивая промежутки между дополнительными электродами 3. Между электродами (стержень 1) и дополнительным электродом 3 существует емкость C₁, а между электродами 3 - емкость C₀. Эти емкости соединены последовательно, причем при воздействии импульса перенапряжения к ним прикладывается напряжение U. Напряжение U₁ на емкости C₁, т.е. напряжение на искровом промежутке между стержнем 1 и ближайшим к нему дополнительным электродом 3, в относительных единицах определяется по формуле: U₁/U=1/1-(C₁/C₀). Благодаря относительно большой площади поверхности дополнительных электродов 3, а также вследствие того, что диэлектрическая проницаемость твердого диэлектрика ε значительно выше, чем диэлектрическая проницаемость воздуха ε₀ (обычно ε/ε₀≈2÷3), емкость промежуточного электрода 3 на дополнительный электрод 13 существенно больше, чем его емкость на стержень 12, т.е. C₀>C₁ и, соответственно, C₁/C₀<1. При значениях отношения C₁/C₀, лежащих в диапазоне C₁/C₀=0,1÷0,9, напряжение U₁ находится в диапазоне U₁=(0,53÷0,91)U. Поэтому при воздействии напряжения U на аппарат основная часть падения напряжения приходится на первый искровой промежуток между стержнем 1 и электродом 3. Под действием этого напряжения U₁ данный промежуток пробивается, и первый дополнительный электрод 3 приобретает потенциал стержня 1, а следующий, соседний с первым дополнительным электродом, приобретает потенциал U₀. Далее физическая картина пробоя искрового промежутка повторяется. Таким образом, происходит каскадное, т.е. последовательное, перекрытие промежутков между дополнительными электродами 3 с образованием дугового разряда (дуги). Благодаря каскадности срабатывания разрядных промежутков обеспечиваются требуемые низкие разрядные напряжения срабатывания токоотводящего устройства в целом.

При воздействии перенапряжения U на аппарат недопустим пробой твердой изоляции между дополнительными электродами 3 и стержнем 1, т.е. необходимо, чтобы разряд между электродами 1 и 13 развивался, проходя только через дополнительные электроды 3 и через воздушные искровые промежутки. Таким образом, разрядное напряжение токоотводящего устройства (искровых промежутков, расположенных на его поверхности) должно быть меньше, чем пробивное напряжение изоляционной оболочки.

Дополнительные электроды 3 могут располагаться на оболочке 2 последовательно на расстоянии друг от друга и по прямой линии. Но возможен вариант исполнения, в котором дополнительные электроды 3 расположены на оболочке по спирали (смещение в окружном направлении). Такое расположение дает возможность разместить на токоотводящем устройстве большее число дополнительных электродов 3, чем в варианте по фиг. 1, и тем самым еще более улучшить дугогасящую способность токоотводящего устройства за счет увеличения количества промежутков, на которые разбивается дуга. Таким образом, можно дополнительно повысить дугогасящую способность токоотводящего устройства.

Так как гашение искрового разряда прямо зависит от количества пробиваемых воздушных промежутков, то в заявленном аппарате можно усилить его свойство гашения за счет формирования дополнительных конденсаторных систем. Возможен вариант исполнения, когда металлический стержень 1 выполняется из двух последовательно расположенных частей 14 и 15, размещенных в оболочке 2 с воздушным зазором 16 между расположенными напротив друг друга концами частей стержня. Таким образом, стержень 1 становится конденсатором. Усиления эффекта можно достичь также выполнением электрода 13 составным из двух и более частей 17 - двух последовательно расположенных на расстоянии друг от друга металлических втулок, площадь каждой из которых по наружной поверхности больше площади любого одного дополнительного электрода кольцевой формы на части изоляционной оболочки, на которой дополнительные электроды расположены последовательно. Эти части 17 также образуют конденсаторную систему. Данные усовершенствования реализуются на описанной ранее конструкции аппарата без изменения других узлов.

Возможен пример исполнения, согласно которому металлический стержень 1 одним концом не имеет связи токопроводящим контактным узлом (средством крепления 4). То есть один конец металлического стержня 1 расположен в гнезде в средстве крепления 4, но выполнен изолированным от этого средства. Такой аппарат для грозозащиты токопроводящих конструкций содержит первый электрод в виде металлического стержня, охваченного по длине изоляционной оболочкой из полимерного диэлектрического материала, и второй электрод, выполненный в виде набора отдельных электродов, расположенных последовательно на изоляционной оболочке вдоль этой оболочки и на расстоянии друг от друга. Узел прикрепления аппарата к линии электропередачи выполнен металлическим и с рядом расположенными гнездами, в одном из которых один конец металлического стержня закреплен с образованием контактного токопроводящего узла, а в другом изолированно от контактного токопроводящего узла закреплен другой конец дугообразно согнутого металлического стержня. Конструкция остальной части аппарата может повторять любой из рассмотренных примеров исполнения.

Полезная модель является промышленно применимой во всех областях высоковольтной техники, связанных с электропередачей. Конструкция аппарата предусматривает возможность его изготовления как в мелкосерийном, так и в массовом производстве, поскольку он является высокотехнологичным устройством.

Claims (2)

1. Аппарат для грозозащиты токопроводящих конструкций, содержащий основной электрод в виде металлического стержня, охваченного по длине изоляционной оболочкой из полимерного диэлектрического материала, и дополнительные электроды, расположенные последовательно на изоляционной оболочке вдоль этой оболочки и на расстоянии друг от друга, а также средство прикрепления основного электрода с изоляционной оболочкой, несущей дополнительные электроды, к токопроводящей конструкции, отличающийся тем, что средство прикрепления выполнено металлическим и имеет элемент зацепления с токопроводящим элементом токопроводящей конструкции и с гнездами для закрепления сведенных друг к другу концов дугообразно согнутого металлического стержня для образования общего контактного токопроводящего узла, дополнительные электроды на изоляционной оболочке расположены на части ее длины со стороны одного из концов металлического стержня и выполнены каждый в виде металлической пластинки с оппозитно расположенными ушками, одно из которых при охвате изоляционной оболочки введено в отверстие на другом ушке и загнуто для образования кольцевой формы дополнительного электрода, а на другой части изоляционной оболочки размещен промежуточный электрод в виде охватывающей оболочку одной металлической втулки, площадь которой по наружной поверхности больше площади любого одного дополнительного электрода кольцевой формы на части изоляционной оболочки, на которой дополнительные электроды расположены последовательно, или в виде охватывающих оболочку по крайней мере двух последовательно расположенных на расстоянии друг от друга металлических втулок, площадь каждой из которых по наружной поверхности больше площади любого одного дополнительного электрода кольцевой формы на части изоляционной оболочки, на которой дополнительные электроды расположены последовательно.

2. Аппарат для грозозащиты токопроводящих конструкций, содержащий первый электрод в виде металлического стержня, охваченного по длине изоляционной оболочкой из полимерного диэлектрического материала, и второй электрод, выполненный в виде набора отдельных электродов, расположенных последовательно на изоляционной оболочке вдоль этой оболочки и на расстоянии друг от друга, а также узел прикрепления электродов к токопроводящей конструкции, отличающийся тем, что металлический стержень выполнен из двух последовательно расположенных частей, размещенных в оболочке с воздушным зазором между расположенными напротив друг друга концами частей стержня, узел прикрепления выполнен металлическим и с гнездами для закрепления сведенных друг к другу выведенных из оболочки концов дугообразно согнутого металлического стержня для образования общего контактного токопроводящего узла, отдельные электроды, образующие второй электрод на изоляционной оболочке, выполнены кольцевой формы для охвата изоляционной оболочки и расположены на части длины этой оболочки со стороны одного из концов металлического стержня, а на другой части изоляционной оболочки размещен дополнительный электрод в виде охватывающей оболочку в месте наличия воздушного зазора металлического трубчатого элемента, площадь которого по наружной поверхности больше площади любого одного дополнительного электрода на части изоляционной оболочки, на которой размещен второй электрод, или в виде охватывающих оболочку в месте наличия воздушного зазора по крайней мере двух последовательно расположенных на расстоянии друг от друга металлических втулок, площадь каждой из которых по наружной поверхности больше площади любого одного дополнительного электрода кольцевой формы на части изоляционной оболочки, на которой дополнительные электроды расположены последовательно.

Images