RU187095U1

RU187095U1 - MULTI-CAMERA DISCHARGE WITH TIP

Info

Publication number: RU187095U1
Application number: RU2018143196U
Authority: RU
Inventors: Евгений Сергеевич Калакутский; Александр Владимирович Старков
Original assignee: Акционерное общество "НПО "Стример"
Priority date: 2018-12-06
Filing date: 2018-12-06
Publication date: 2019-02-19

Abstract

Настоящая полезная модель относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты электрооборудования, в том числе линий электропередачи, от перенапряжений, таким как разрядники. Разрядник включает в себя изоляционное тело, промежуточные электроды, размещенные в изоляционном теле и выходящие в разрядные камеры, образованные между двумя соседними промежуточными электродами и имеющие выходы на наружную поверхность изоляционного тела, а также концевые электроды, установленные на концах изоляционного тела и соединенные с промежуточными электродами непосредственно или через искровые промежутки. Отличительным признаком разрядника является то, что концевой электрод имеет наконечник с поверхностью (противоположной поверхности концевого электрода в месте его крепления к изоляционному телу), имеющей радиус кривизны не менее половины максимального поперечного размера изоляционного тела в месте прикрепления концевого электрода к изоляционному телу. Техническим результатом полезной модели является предотвращение срабатывания разрядника при отсутствии грозовых перенапряжений из-за стационарных или коммутационных перенапряжений на защищаемых объектах.This utility model relates to electrical engineering, in particular to devices for protecting electrical equipment, including power lines, against overvoltage, such as surge arresters. The arrester includes an insulating body, intermediate electrodes located in the insulating body and emerging into the discharge chambers formed between two adjacent intermediate electrodes and having exits to the outer surface of the insulating body, as well as end electrodes mounted on the ends of the insulating body and connected to the intermediate electrodes directly or at spark gaps. A distinctive feature of the arrester is that the end electrode has a tip with a surface (opposite the surface of the end electrode at the place of its attachment to the insulating body), having a radius of curvature of at least half the maximum transverse size of the insulating body at the point of attachment of the end electrode to the insulating body. The technical result of the utility model is to prevent the arrester from tripping in the absence of lightning overvoltages due to stationary or switching overvoltages at the protected objects.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

Настоящая полезная модель относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты электрооборудования, в том числе линий электропередачи, от перенапряжений, в том числе вызванных молниевых разрядами. Более конкретно, полезная модель относится к разрядникам, таким как мультикамерные разрядники.This utility model relates to electrical engineering, in particular to devices for protecting electrical equipment, including power lines, from overvoltages, including those caused by lightning discharges. More specifically, the utility model relates to arresters, such as multi-chamber arresters.

Уровень техникиState of the art

Из международной заявки WO 2010082861 известен мультикамерный разрядник, состоящий из изоляционного теля и множества электродов. Электроды размещены в изоляционном теле с отделением от окружающей среды и выходят в разрядные камеры, выполненные в изоляционном теле между парами соседних электродов. Разрядные камеры имеют выходы на внешнюю поверхность изоляционного тела, то есть в окружающую среду.From the international application WO 2010082861 a multi-chamber arrester is known consisting of an insulating body and a plurality of electrodes. The electrodes are placed in an insulating body with separation from the environment and exit into the discharge chambers made in the insulating body between pairs of adjacent electrodes. The discharge chambers have exits to the outer surface of the insulating body, that is, to the environment.

Такие разрядники могут устанавливаться на защищаемых от перенапряжений объектах, например, линиях электропередачи между заземленной опорой и проводом, на котором находится напряжение промышленной частоты. При эксплуатации линий электропередачи могут возникать режимы, при которых напряжение может длительно либо кратковременно (в виде импульса) превышать номинальное значение. При этом возникает опасность пробоя разрядных промежутков разрядника даже при отсутствии грозовых перенапряжений. При таких пробоях возможно появление длительных или кратковременных коротких замыканий, приводящих к аварийным отключениям линий, искажениям напряжения промышленной частоты, потерям электроэнергии.Such arresters can be installed on objects protected from overvoltage, for example, power lines between the grounded support and the wire on which the voltage of industrial frequency is located. During the operation of power lines, modes may occur in which the voltage can for a long time or for a short time (in the form of a pulse) exceed the nominal value. In this case, there is a danger of breakdown of the discharge gaps of the spark gap even in the absence of lightning overvoltages. With such breakdowns, the appearance of long or short-term short circuits, leading to emergency shutdowns of the lines, distortion of the voltage of the industrial frequency, loss of electricity.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Задачей настоящей полезной модели является устранение возможности срабатывания разрядника при отсутствии грозовых перенапряжений из-за превышения напряжения на защищаемых объектах (например, таких как провода линий электропередачи или других) свыше номинального значения, например, в виде стационарных или коммутационных перенапряжений (коммутационные перенапряжения могут превышать номинальное напряжение линии электропередачи в 2-4 раза).The objective of this utility model is to eliminate the possibility of the arrester tripping in the absence of lightning overvoltages due to excess voltage at the protected objects (for example, such as wires of power lines or others) above the nominal value, for example, in the form of stationary or switching overvoltages (switching overvoltages may exceed the nominal power line voltage 2-4 times).

Задача полезной модели решается с помощью мультикамерного разрядника, имеющего изоляционное тело, концевые электроды, установленные на концах изоляционного тела, а также промежуточные электроды, размещенные в изоляционном теле и выходящие в разрядные камеры, образованные между двумя соседними промежуточными электродами и имеющие выходы на наружную поверхность изоляционного тела. Между концевыми электродами и промежуточными электродами сформированы разрядные камеры, имеющие выходы на наружную поверхность изоляционного тела.The problem of the utility model is solved with the help of a multi-chamber spark gap having an insulating body, end electrodes mounted on the ends of the insulating body, as well as intermediate electrodes placed in the insulating body and emerging in the discharge chambers formed between two adjacent intermediate electrodes and having exits to the outer surface of the insulating body. Between the end electrodes and the intermediate electrodes, discharge chambers are formed having exits to the outer surface of the insulating body.

Отличительным признаком разрядника является то, что, по меньшей мере, один концевой электрод имеет наконечник с поверхностью (противоположной поверхности концевого электрода в месте его крепления к изоляционному телу), имеющей радиус кривизны не менее половины максимального поперечного размера изоляционного тела в месте прикрепления концевого электрода к изоляционному телу. В предпочтительном варианте поверхность наконечника имеет радиус кривизны не менее 0,7 максимального поперечного размера изоляционного тела в месте прикрепления концевого электрода к изоляционному телу. Поверхность наконечника может иметь радиус кривизны не менее 1 см, или 1,5 см, или 2 см, или 2,5 см, или 3 см, или 3,5 см, или 4 см. Поверхность наконечника, противоположная поверхности наконечника в месте его крепления к концевому электроду, преимущественно ограничена поверхностями второго или более высоких порядков. Наконечник может быть выполнен, например, в виде полусферы.A distinctive feature of the arrester is that at least one end electrode has a tip with a surface (opposite to the end electrode surface at the place of its attachment to the insulating body), having a radius of curvature of at least half the maximum transverse size of the insulating body at the end electrode attachment point to insulating body. In a preferred embodiment, the surface of the tip has a radius of curvature of at least 0.7 of the maximum transverse dimension of the insulating body at the point of attachment of the end electrode to the insulating body. The tip surface may have a radius of curvature of at least 1 cm, or 1.5 cm, or 2 cm, or 2.5 cm, or 3 cm, or 3.5 cm, or 4 cm. The tip surface opposite the tip surface in place of attachment to the end electrode, mainly limited to surfaces of the second or higher orders. The tip can be made, for example, in the form of a hemisphere.

В частных вариантах осуществления разрядник может содержать один или более защитных электродов, соединенных с одним или другим концевым электродом и выступающих в сторону от изоляционного тела. Выступающая часть защитного электрода также может быть расположена вдоль изоляционного тела. Защитный электрод выполнен в виде единого целого с концевым электродом или в виде отдельной детали, выполненной с возможностью соединения с концевым электродом. Кроме того, защитный электрод может иметь часть, выполненную с возможностью прикрепления к электрооборудованию.In particular embodiments, the arrester may comprise one or more protective electrodes connected to one or the other end electrode and protruding away from the insulating body. The protruding portion of the protective electrode may also be located along the insulating body. The protective electrode is made as a single unit with the end electrode or as a separate part made with the possibility of connection with the end electrode. In addition, the protective electrode may have a part made with the possibility of attachment to electrical equipment.

Изоляционное тело в некоторых случаях может быть выполнено изогнутым. В таком разряднике разрядные камеры могут выходить на внешнюю сторону изгиба, а изоляционное тело может быть выполнено дугообразным. Кроме того, изоляционное тело может быть выполнено прямолинейным.The insulating body in some cases can be made curved. In such a spark gap, the discharge chambers can extend to the outside of the bend, and the insulating body can be made arcuate. In addition, the insulating body can be made rectilinear.

Техническим результатом настоящей полезной модели является снижение напряженности электрического поля и его градиента около концевого электрода разрядника, используемого для образования разрядного промежутка с объектом, находящимся под напряжением промышленной частоты или защищаемым от грозового перенапряжения объектом, за счет уменьшения кривизны поверхности наконечника, устанавливаемого на концевом электроде. Благодаря этому даже при наличии в линии электропередачи перенапряжений, имеющих большие значения напряжения, пробой разрядного промежутка, в котором участвует концевой электрод, не происходит. Вследствие этого предотвращается срабатывание разрядника при отсутствии грозовых перенапряжений из-за перенапряжения на защищаемых объектах (в том числе стационарных и коммутационных).The technical result of this utility model is to reduce the electric field strength and its gradient near the end electrode of the arrester used to form a discharge gap with an object under voltage of industrial frequency or protected from lightning surges by reducing the curvature of the tip surface mounted on the end electrode. Due to this, even in the presence of overvoltages having large voltage values in the power line, breakdown of the discharge gap in which the end electrode is involved does not occur. As a result of this, the arrester is prevented from operating in the absence of lightning overvoltages due to overvoltage at the protected objects (including stationary and switching ones).

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг. 1 представлен мультикамерный разрядник, снабженный наконечником в соответствии с настоящей полезной моделью.In FIG. 1 shows a multi-chamber arrester equipped with a tip in accordance with the present utility model.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Далее подробно описывается мультикамерный разрядник с наконечником в соответствии с настоящей полезной моделью в одном из частных вариантов реализации, показанном на фиг. 1. В соответствии с фиг. 1 мультикамерный разрядник состоит из изоляционного тела 1, в котором размещены промежуточные электроды (на фиг. 1 не видны). Выходы разрядных камер на поверхность изоляционного тела 1 могут быть снабжены выступами 2, как показано на фиг. 1, для того чтобы обеспечить препятствия между соседними выходами из разрядных камер для объединения отдельных разрядов в один. Чем выше такие выступы (т.е. чем дальше они проходят от изоляционного тела), тем сложнее отдельным разрядам объединяться (сливаться) и образовывать единую разрядную дугу. Выходы разрядных камер преимущественно расположены в центрах выступов 2.The following describes in detail a multi-chamber arrester with a tip in accordance with the present utility model in one of the particular embodiments shown in FIG. 1. In accordance with FIG. 1, a multi-chamber spark gap consists of an insulating body 1 in which intermediate electrodes are placed (not visible in FIG. 1). The outputs of the discharge chambers to the surface of the insulating body 1 can be provided with protrusions 2, as shown in FIG. 1, in order to provide obstacles between adjacent exits from the discharge chambers for combining individual discharges into one. The higher such protrusions (i.e., the farther they go from the insulating body), the more difficult it is for individual discharges to merge (merge) and form a single discharge arc. The outputs of the discharge chambers are mainly located in the centers of the protrusions 2.

На концах изоляционного тела 1 предусмотрены концевые электроды 3 и 4. Эти концевые электроды могут быть соединены с некоторыми промежуточными электродами (предпочтительно крайними) непосредственно или через искровые промежутки. В том случае, когда концевые электроды непосредственно соединены с промежуточными электродами, такие промежуточные электроды становятся частью концевых электродов и, соответственно, концевые электроды оказываются соединенными со следующими концевым электродами через искровые промежутки. Эти искровые промежутки могут быть оформлены в виде разрядных камер, имеющих выходы на наружную поверхность изоляционного тела и сформированных между концевыми электродами и промежуточными электродами.End electrodes 3 and 4 are provided at the ends of the insulating body 1. These end electrodes can be connected to some intermediate electrodes (preferably extreme) directly or through spark gaps. In the case where the end electrodes are directly connected to the intermediate electrodes, such intermediate electrodes become part of the end electrodes and, accordingly, the end electrodes are connected to the next end electrodes through spark gaps. These spark gaps can be arranged in the form of discharge chambers having exits to the outer surface of the insulating body and formed between the end electrodes and the intermediate electrodes.

При приложении перенапряжения к защищаемому объекту, это же перенапряжение должно быть приложено к разряднику. Концевой электрод 3 размещен на свободном конце разрядника и предназначен для того, чтобы обозначенное перенапряжение оказалось приложено к разряднику, и также служит для передачи разряда к промежуточным электродам. Перенапряжение может быть приложено как через разряд в том случае, когда между концевым электродом 3 и тем объектом, рядом с которым он установлен, предусмотрен разрядный промежуток, так и через непосредственный контакт (т.е. прямо, гальванически) с тем объектом, перенапряжение на/с которого прикладывается на концевой электрод.When an overvoltage is applied to the protected object, the same overvoltage must be applied to the arrester. The end electrode 3 is placed on the free end of the arrester and is designed so that the indicated overvoltage is applied to the arrester, and also serves to transfer the discharge to the intermediate electrodes. Overvoltage can be applied both through a discharge in the case when a discharge gap is provided between the end electrode 3 and the object next to which it is installed, and through direct contact (i.e. directly, galvanically) with that object, overvoltage / with which is applied to the end electrode.

Концевой электрод 4 размещен на закрепляемом конце разрядника, противоположном свободному концу, на котором размещен концевой электрод 3. Концевой электрод 4 помимо передачи тока разряда (в основном с помощью прямой, гальванической связи/контакта) с/на объект, на котором закрепляется разрядник, выполняет роль механического узла для закрепления разрядника. Для этого концевой электрод надежно закрепляется на конце изоляционного тела 1 разрядника (например, путем охвата и/или обжатия изоляционного тела или его части), а также обеспечивается возможность надежного закрепления на объекте, к которому должен быть прикреплен разрядник.The end electrode 4 is placed on the fixed end of the arrester opposite the free end on which the end electrode 3 is placed. The end electrode 4, in addition to transmitting the discharge current (mainly by direct, galvanic coupling / contact) from / to the object on which the arrester is mounted, performs the role of the mechanical assembly for securing the spark gap. For this, the end electrode is securely fixed to the end of the insulator body 1 of the arrester (for example, by covering and / or crimping the insulating body or part thereof), and it is also possible to securely fix it on the object to which the arrester should be attached.

В показанном на фиг. 1 варианте для этой цели концевой электрод 4 снабжен крепежной частью 5, которая может быть выполнена в виде плоского элемента, снабженного отверстием 6 для прикрепления с помощью болта/винта к объекту, на котором устанавливается разрядник. В других вариантах крепежная часть концевого электрода может быть выполнена не плоской, а объемной - например, для охвата и/или обжатия части объекта, на котором устанавливается разрядник. Кроме того, крепежная часть может быть выполнена такой же формы, как остальная часть концевого электрода, в том случае, если предусмотрен способ прикрепления концевого электрода путем его охвата и/или обжатия и/или прижатия к объекту, на котором крепится разрядник.As shown in FIG. 1 embodiment, for this purpose, the end electrode 4 is provided with a fastening part 5, which can be made in the form of a flat element provided with a hole 6 for attachment with a bolt / screw to the object on which the arrester is mounted. In other embodiments, the fastening part of the end electrode may be made not flat, but three-dimensional - for example, to cover and / or crimp the part of the object on which the arrester is mounted. In addition, the fastening part can be made in the same shape as the rest of the end electrode, if there is a method of attaching the end electrode by grasping and / or pressing and / or pressing against the object on which the arrester is mounted.

Изоляционное тело 1 может быть полностью или частично выполнено с использованием диэлектрического материала, имеющего достаточную жесткость, прочность, твердость, упругость или другие механические свойства, обеспечивающие сохранение формы разрядника. В то же время в некоторых вариантах изоляционное тело может быть выполнено с использованием диэлектрического материала, не обеспечивающего сохранение формы разрядника, т.е. гибкого или мягкого материала, такого как, например, силиконовая резина. В таких случаях изоляционное тело может быть снабжено стержневым элементом, обеспечивающим сохранение прямой формы разрядника. Этот стержневой элемент может быть выполнен с использованием диэлектрического и/или проводящего (например, металлического) материалов.The insulating body 1 can be fully or partially made using a dielectric material having sufficient rigidity, strength, hardness, elasticity or other mechanical properties that maintain the shape of the arrester. At the same time, in some embodiments, the insulating body can be made using a dielectric material that does not maintain the shape of the arrester, i.e. flexible or soft material, such as, for example, silicone rubber. In such cases, the insulating body can be equipped with a rod element, ensuring the preservation of the direct shape of the spark gap. This core element may be made using dielectric and / or conductive (e.g., metallic) materials.

В том случае, когда используются проводящие материалы, они предпочтительно покрываются диэлектрическим материалом так, чтобы изолировать стержневой элемент от концевых и промежуточных электродов. Это необходимо для того, чтобы избежать прохождения разряда через стержень или его часть, выполненную с использованием проводящего материала. С одним из электродов, например, с тем концевым, который используется для крепления, допускается электрический контакт. Преимуществом использования проводящего материала помимо лучших механических свойств может быть способствование формированию разрядов в разрядных камерах за счет механизма скользящего разряда, условия для реализации которого создаются при использовании такого проводящего материала в составе стержневого элемента.When conductive materials are used, they are preferably coated with a dielectric material so as to isolate the core element from the end and intermediate electrodes. This is necessary in order to avoid the passage of the discharge through the rod or its part, made using conductive material. With one of the electrodes, for example, with the end, which is used for mounting, electrical contact is allowed. The advantage of using a conductive material in addition to the best mechanical properties can be facilitated by the formation of discharges in the discharge chambers due to the sliding discharge mechanism, the conditions for which are realized when using such a conductive material in the composition of the core element.

В случае использования в составе изоляционного тела стержневого элемента концевые электроды могут крепиться как непосредственно к стержневому элементу, так и к части изоляционного тела поверх стержневого элемента или к стержневому элементу через часть изоляционного тела, отделяющую концевые электроды (или один из них) от стержневого элемента. Например, концевой электрод 4 может охватывать и/или обжимать только стержневой элемент или изоляционное тело со стержневым элементом, проходящим в месте охвата концевым электродом.If a rod element is used as part of the insulating body, the end electrodes can be attached either directly to the rod element or to the part of the insulating body on top of the rod element or to the rod element through the part of the insulating body that separates the end electrodes (or one of them) from the rod element. For example, the end electrode 4 may cover and / or compress only the rod element or the insulating body with the rod element extending at the point of coverage of the end electrode.

Разрядник в соответствии с фиг. 1 устанавливается, например, на опоре линии электропередачи, например, на стержне штыревого изолятора или на концевом электроде подвесного изолятора, таким образом, что свободный конец разрядника (на котором размещен концевой электрод 3) располагается, например, с образованием разрядного зазора с проводом, который подвешивается с помощью штыревого или подвесного изолятора, или с электродом в виде пластины, который устанавливается на таком проводе. В других вариантах концевой электрод на свободном конце разрядника может быть электрически соединен с проводом или другим элементом электрооборудования (например, непосредственным контактом или с помощью проводника).The arrester in accordance with FIG. 1 is mounted, for example, on a transmission line support, for example, on a pin insulator rod or on a suspension electrode end electrode, so that the free end of the arrester (on which the end electrode 3 is placed) is located, for example, with the formation of a discharge gap with a wire, which suspended using a pin or suspension insulator, or with an electrode in the form of a plate, which is mounted on such a wire. In other embodiments, the end electrode at the free end of the arrester may be electrically connected to a wire or other element of electrical equipment (for example, direct contact or using a conductor).

Разрядник может быть установлен в различных положениях и ориентирован в любых направлениях. Например, он может быть установлен так, как показано на фиг. 1, в перевернутом положении или в повернутом относительно любой оси на любой угол. При установке разрядника желательно размещать его так, чтобы выхлопы из разрядных камер не попадали на проводящие объекты для предотвращения слияния разрядных дуг.The arrester can be installed in various positions and oriented in any directions. For example, it may be installed as shown in FIG. 1, in an inverted position or in a rotation relative to any axis at any angle. When installing a spark gap, it is desirable to place it so that the exhaust from the discharge chambers does not fall on conductive objects to prevent the discharge arcs from merging.

Разрядник работает следующим образом. В штатном режиме работы электрооборудования (в описываемом примере - линии электропередачи) между местом крепления разрядника (преимущественно опорой или частью опоры линии электропередачи) и защищаемым объектом (например, проводом) приложено штатное напряжение линии электропередачи, например, соответствующее классам напряжений линий электропередачи 6, 10, 15, 20, 35, 110 кВ или другим. Такое напряжение не приводит к пробою разрядных промежутков и через разрядник ток не течет - таким образом, в штатном режиме разрядник представляет собой электрический разрыв.The arrester operates as follows. In the normal mode of operation of electrical equipment (in the described example, the power line), between the place where the arrester is mounted (mainly the support or part of the support of the power line) and the protected object (for example, wire), the nominal voltage of the power line is applied, for example, corresponding to voltage classes of power lines 6, 10 , 15, 20, 35, 110 kV or others. Such voltage does not lead to breakdown of the discharge gaps and the current does not flow through the arrester - thus, in the normal mode, the arrester is an electric gap.

При наличии на защищаемом объекте перенапряжения, например, в результате попадания в него или прохождении рядом с ним молниевого разряда, к разряднику вместе с разрядным промежутком у концевого электрода (если он предусмотрен) прикладывается это самое перенапряжение. В результате этого последовательно пробиваются разрядные промежутки между защищаемым объектом и концевым электродом на свободном конце разрядника, между концевым электродом и промежуточным электродом, между промежуточными электродами и далее между промежуточным электродом и концевым электродом, закрепленным на том конце разрядника, который крепится к опоре. При достижении разрядом концевого электрода, закрепленного на опоре, импульсный ток разряда (например, грозового) стекает в землю, так как опора заземлена, и благодаря этому электрооборудование (защищаемый объект) оказывается защищено от этого перенапряжения.If there is an overvoltage on the protected object, for example, as a result of a lightning strike entering into it or passing near it, the same overvoltage is applied to the arrester along with the discharge gap at the end electrode (if provided). As a result of this, discharge gaps are successively made between the protected object and the end electrode at the free end of the arrester, between the end electrode and the intermediate electrode, between the intermediate electrodes and further between the intermediate electrode and the end electrode fixed to the end of the arrester that is attached to the support. When the discharge reaches the end electrode mounted on the support, the pulse current of the discharge (for example, lightning) flows to the ground, since the support is grounded, and due to this, the electrical equipment (protected object) is protected from this overvoltage.

Однако часто напряжение промышленной частоты имеет стационарные и/или коммутационные перенапряжения, например, с длительными или импульсными составляющими, наличие которых приводит к срабатыванию разрядника вследствие значительных перенапряжений, величины которых в несколько раз (например, от 2 до 4 раз) превосходят промышленное напряжение, на работу с которым рассчитан разрядник. В таких случаях в работу линии электропередачи вносятся недопустимые помехи, так как срабатывание разрядника эквивалентно закорачиванию линии электропередачи. В это время электроэнергия по линии электропередачи не передается, а с учетом того, что перенапряжения могут периодически повторяться, из-за таких разрядов на разрядниках может теряться значительная доля электроэнергии.However, often the voltage of the industrial frequency has stationary and / or switching overvoltages, for example, with long or surge components, the presence of which causes the arrester to trip due to significant overvoltages, the values of which are several times (for example, from 2 to 4 times) higher than the industrial voltage, work with which the rated sportsman is calculated. In such cases, unacceptable interference is introduced into the operation of the power line, since the operation of the arrester is equivalent to shorting the power line. At this time, electricity is not transmitted through the transmission line, and taking into account the fact that overvoltages can be repeated periodically, a significant proportion of electricity can be lost due to such discharges on the arresters.

Для предотвращения этих потерь концевой электрод 3 снабжается наконечником, который становится частью концевого электрода (собственно, на фиг. 1 именно наконечник, как часть концевого электрода, обозначен позицией 3). Для предотвращения развития разряда, вызываемого стационарными или коммутационными перенапряжениями в промышленном напряжении поверхность наконечника должна иметь радиус кривизны не менее половины максимального поперечного размера изоляционного тела в месте прикрепления концевого электрода к изоляционному телу. Благодаря этому около концевого электрода снижается напряженность электрического поля и градиент электрического поля и, соответственно, устраняются условия для пробивания разрядного промежутка разрядом.To prevent these losses, the end electrode 3 is provided with a tip, which becomes part of the end electrode (in fact, in Fig. 1, the tip, as part of the end electrode, is indicated by 3). To prevent the development of a discharge caused by stationary or switching overvoltages in industrial voltage, the tip surface must have a radius of curvature of at least half the maximum transverse size of the insulating body at the point of attachment of the end electrode to the insulating body. Due to this, near the end electrode, the electric field strength and the electric field gradient are reduced and, accordingly, the conditions for penetrating the discharge gap by the discharge are eliminated.

В предпочтительном варианте осуществления полезной модели поверхность наконечника имеет радиус кривизны не менее 0,7 максимального поперечного размера изоляционного тела в месте прикрепления концевого электрода к изоляционному телу. Это позволяет еще более снизить вероятность пробития разрядного промежутка разрядом, происходящим из стационарного или коммутационного перенапряжения промышленного напряжения. В абсолютных величинах для достижения технического результата поверхность наконечника предпочтительно должна иметь радиус кривизны не менее 1 см, или 1,5 см, или 2 см, или 2,5 см, или 3 см, или 3,5 см, или 4 см.In a preferred embodiment of the utility model, the tip surface has a radius of curvature of at least 0.7 of the maximum transverse dimension of the insulating body at the point of attachment of the end electrode to the insulating body. This makes it possible to further reduce the probability of penetration of the discharge gap by a discharge arising from a stationary or switching overvoltage of an industrial voltage. In absolute terms, to achieve a technical result, the surface of the tip should preferably have a radius of curvature of at least 1 cm, or 1.5 cm, or 2 cm, or 2.5 cm, or 3 cm, or 3.5 cm, or 4 cm.

Поверхность наконечника, противоположная поверхности наконечника в месте его крепления к концевому электроду, преимущественно ограничена поверхностями второго или более высоких порядков. Это позволяет избежать появления на поверхности наконечника мест, в которых радиус кривизны не соответствует указанным выше условиям.The surface of the tip, opposite the surface of the tip at its attachment to the end electrode, is mainly limited to surfaces of the second or higher orders. This avoids the appearance on the surface of the tip of the places in which the radius of curvature does not meet the above conditions.

Необходимо отметить, что в месте перехода от поверхности наконечника, обращенной к разрядному промежутку с объектом под напряжением (например, проводу линии электропередачи), к поверхности наконечника, которой он крепится к концевому электроду, на фиг. 1 наблюдается излом с весьма малыми величинами радиуса кривизны. Однако это не влияет на реализацию полезной модели, так как наконечник обращен к объекту под напряжением гладкой поверхностью с большим радиусом кривизны, а не изломом. Кроме того, большим радиусом кривизны, соответствующим условиям, указанным в формуле полезной модели, может обладать вся поверхность наконечника, а не только ее часть. Таким образом, наконечник может быть не только в виде полусферы, но и, например, в виде сферы.It should be noted that at the point of transition from the tip surface facing the discharge gap with the live object (for example, the wire of the power line), to the tip surface with which it is attached to the end electrode, in FIG. 1 there is a kink with very small values of the radius of curvature. However, this does not affect the implementation of the utility model, since the tip faces the object under tension with a smooth surface with a large radius of curvature, and not a kink. In addition, the entire surface of the tip, and not just part of it, may have a large radius of curvature corresponding to the conditions specified in the formula of the utility model. Thus, the tip can be not only in the form of a hemisphere, but also, for example, in the form of a sphere.

На фиг. 1 разрядник имеет прямолинейное изоляционного тело. В некоторых случаях, например, при большом импульсном токе, вызванным, в частности, прямым ударом молнии в провод и/или при установке разрядника в таких положениях, когда электрическое расстояние от защищаемого или заземленного объекта до концевого электрода, служащего для закрепления разрядника, незначительно различается или даже меньше, чем расстояние до концевого электрода на свободном конце разрядника, разряд может пройти между концевыми электродами или даже между защищаемым или заземленным объектом, с которым отсутствует соединение разрядника, и концевым электродом, который используется для закрепления разрядника, минуя промежуточные электроды с образованием единой разрядной дуги.In FIG. 1 spark gap has a rectilinear insulating body. In some cases, for example, when a large pulsed current is caused, in particular, by a direct lightning strike into the wire and / or when the arrester is installed in such positions that the electric distance from the protected or grounded object to the end electrode used to fix the arrester differs slightly or even less than the distance to the end electrode at the free end of the arrester, the discharge can pass between the end electrodes or even between a protected or grounded object, which is not connected a spark gap, and an end electrode, which is used to fix the spark gap, bypassing the intermediate electrodes with the formation of a single discharge arc.

Такой единый разряд между концевым электродом, используемым для крепления разрядника, и другим концевым электродом на свободном конце разрядника или защищаемым или заземленным объектом может начаться после образования разрядов между промежуточными электродами с последующим их слиянием и переходом в одну дугу. Кроме того, такой прямой разряд может начаться сразу между концевым электродом, используемым для крепления разрядника, и другим концевым электродом на свободном конце разрядника или защищаемым или заземленным объектом в силу пробоя этого разрядного промежутка перенапряжением. Этот прямой разряд сложнее гасить и, как следствие, он дольше препятствует нормальной работе электрооборудования и, в некоторых случаях выводит его из строя.Such a single discharge between the end electrode used to mount the arrester and the other end electrode at the free end of the arrester or a protected or grounded object can begin after the formation of discharges between the intermediate electrodes with their subsequent merging and passing into one arc. In addition, such a direct discharge can begin immediately between the end electrode used to mount the arrester and the other end electrode at the free end of the arrester or a protected or grounded object due to the overvoltage of this discharge gap. This direct discharge is more difficult to extinguish and, as a result, it interferes with the normal operation of electrical equipment for longer and, in some cases, destroys it.

Подобный разряд между концевым электродом, используемым для крепления разрядника, и другим концевым электродом на свободном конце разрядника или защищаемым или заземленным объектом также может разрушать мультикамерную систему разрядника, состоящую из промежуточных электродов, выходящих в открытые разрядные камеры, в том случае, когда мультикамерная система расположена вдоль прямой, соединяющей концевые электроды - в таком случае единая разрядная дуга проходит вдоль выходов разрядных камер и выжигает диэлектрический материал на выходах и внутри камер, искажая их геометрическую форму так, что в дальнейшем множество последовательных разрядов не могут сформироваться. В некоторых случаях это даже может приводить к окислению и/или выпадению промежуточных электродов.A similar discharge between the end electrode used to attach the arrester and the other end electrode at the free end of the arrester or a protected or grounded object can also destroy the multicamera system of the arrester, consisting of intermediate electrodes that exit into the open discharge chambers, when the multicamera system is located along the straight line connecting the end electrodes - in this case, a single discharge arc passes along the outputs of the discharge chambers and burns out the dielectric material at the exit dah and inside the chambers, distorting their geometric shape so that in the future many consecutive discharges cannot form. In some cases, this may even lead to oxidation and / or precipitation of the intermediate electrodes.

Для предотвращения разрушительного воздействия единой дуги между концевым электродом, используемым для крепления разрядника, и другим концевым электродом на свободном конце разрядника или защищаемым или заземленным объектом, изоляционное тело разрядника в соответствии с настоящей полезной моделью может быть выполнено изогнутым. При таком выполнении средняя часть изоляционного тела располагается в стороне от прямой линии, соединяющей концы изоляционного тела и, что более важно, концевые электроды, установленные на концах изоляционного тела. Прямая линия преимущественно проводится между соединениями концевых электродов и изоляционного тела (т.е. по границе между ними) из точек, расположенных на наиболее близком расстоянии друг к другу.To prevent the destructive effect of a single arc between the end electrode used to mount the arrester and the other end electrode at the free end of the arrester or a protected or grounded object, the insulator body of the arrester in accordance with this utility model can be made curved. In this embodiment, the middle part of the insulating body is located away from a straight line connecting the ends of the insulating body and, more importantly, the end electrodes mounted on the ends of the insulating body. A straight line is mainly drawn between the connections of the end electrodes and the insulating body (i.e., along the boundary between them) from the points located at the closest distance to each other.

Прямой единый разряд преимущественно осуществляется по прямой линии, проходящей между концевыми электродами, или около этой линии, и это значит, что в изогнутом изоляционном теле, средняя часть которого располагается в стороне от этой линии, мультикамерная система, также находящаяся в средней части изоляционного тела, не будет подвергаться разрушительному воздействию такого прямого единого разряда.A direct single discharge is mainly carried out in a straight line passing between the end electrodes, or near this line, and this means that in a curved insulating body, the middle part of which is located away from this line, a multi-chamber system, also located in the middle part of the insulating body, will not be exposed to the damaging effects of such a direct single discharge.

Изгиб изоляционного тела может иметь различную форму, например, образованную несколькими прямыми и/или криволинейными отрезками, расположенными друг относительно друга под углами от 10° до 170°, предпочтительно под углами от 30° до 150°, или от 45° до 135°, или от 60° до 120°, в том числе, например, под углом 90°. На фиг. 1 показан вариант выполнения дугообразного изоляционного тела. Дуга может представлять собой часть кольца в секторе от 30° до 330°, или от 45° до 315°, или от 60° до 300°, или от 90° до 270°, или от 120° до 240°, или от 150° до 210°, в том числе, например, в секторе 180°.The bend of the insulating body can have a different shape, for example, formed by several straight and / or curved segments located relative to each other at angles from 10 ° to 170 °, preferably at angles from 30 ° to 150 °, or from 45 ° to 135 °, or from 60 ° to 120 °, including, for example, at an angle of 90 °. In FIG. 1 shows an embodiment of an arcuate insulating body. The arc can be part of a ring in a sector from 30 ° to 330 °, or from 45 ° to 315 °, or from 60 ° to 300 °, or from 90 ° to 270 °, or from 120 ° to 240 °, or from 150 ° to 210 °, including, for example, in the sector of 180 °.

При выполнении изоляционного тела криволинейным, например, дугообразным, обеспечивается расположение выходов из разрядных камер не параллельно друг другу, а под углом друг к другу, т.е. направленными в разные стороны («веерообразно»). Это снижает вероятность объединения разрядных дуг из отдельных разрядных камер в одну дугу. Для того чтобы разрядные дуги при выходе из камер направлялись друг от друга, а не по направлению друг к другу, разрядные камеры выходят на внешнюю сторону изгиба, например, как это показано на фиг. 1.When the insulating body is curved, for example, curved, the outputs from the discharge chambers are arranged not parallel to each other, but at an angle to each other, i.e. directed in different directions ("fan-shaped"). This reduces the likelihood of combining the discharge arcs from the individual discharge chambers into one arc. In order for the discharge arcs to exit from each other when exiting the chambers, rather than towards each other, the discharge chambers go to the outside of the bend, for example, as shown in FIG. one.

В некоторых случаях для защиты от выгорания концевых электродов они могут быть снабжены защитными электродами. Одним или несколькими защитными электродами может быть снабжен один или оба концевых электрода, причем на каждом из них может быть предусмотрен один или больше защитных электродов. Защитный электрод предпочтительно должен выступать в сторону от изоляционного тела для отведения разряда от изоляционного тела и разрядных камер. Выступающая часть защитного электрода преимущественно расположена вдоль изоляционного тела. Защитный электрод может быть выполнен в виде единого целого с концевым электродом или в виде отдельной детали, выполненной с возможностью соединения с концевым электродом. Кроме того, защитный электрод может иметь часть, выполненную с возможностью прикрепления к электрооборудованию.In some cases, they may be provided with protective electrodes to protect end electrodes from burning. One or more protective electrodes may be provided with one or both end electrodes, each of which may have one or more protective electrodes. The protective electrode should preferably protrude away from the insulating body to divert the discharge from the insulating body and the discharge chambers. The protruding portion of the protective electrode is preferably located along the insulating body. The protective electrode can be made in one piece with the end electrode or as a separate part made with the possibility of connection with the end electrode. In addition, the protective electrode may have a part made with the possibility of attachment to electrical equipment.

Описанные примеры реализации полезной модели представлены с целью ее подробного пояснения и не являются ограничивающими объем охраны, который определяется формулой полезной модели. Описанные варианты осуществления полезной модели могут совмещаться в различных комбинациях, обеспечивающих одновременное получение дополнительных технических результатов, указанных по отношению к этим вариантам.The described examples of the utility model implementation are presented for the purpose of its detailed explanation and are not limiting the scope of protection, which is determined by the utility model formula. The described embodiments of the utility model can be combined in various combinations, providing the simultaneous receipt of additional technical results indicated in relation to these options.

Claims

1. The arrester having an insulating body, end electrodes mounted on the ends of the insulating body, as well as intermediate electrodes placed in the insulating body and emerging into the discharge chambers formed between adjacent intermediate electrodes and having exits to the outer surface of the insulating body, between the end electrodes and intermediate electrodes are formed of discharge chambers having exits to the outer surface of the insulating body, characterized in that the end electrode has a tip with a turn NOSTA having a radius of curvature not less than half of the insulating body maximum transverse dimension at the point of attachment of the tip electrode to the insulating body.

2. The arrester according to claim 1, characterized in that the tip surface has a radius of curvature of at least 0.7 of the maximum transverse dimension of the insulating body at the point of attachment of the end electrode to the insulating body.

3. The arrester according to claim 1, characterized in that the tip surface has a radius of curvature of at least 1 cm, or 1.5 cm, or 2 cm, or 2.5 cm, or 3 cm, or 3.5 cm, or 4 cm.

4. The arrester according to claim 1, characterized in that the surface of the tip opposite to the surface of the tip in the place of its attachment to the end electrode is bounded by surfaces of the second or higher orders.

5. The spark gap according to claim 1, characterized in that the tip is made in the form of a hemisphere.

6. The arrester according to claim 1, characterized in that it comprises a protective electrode connected by an end electrode and protruding to the side of the insulating body.

7. The spark gap according to claim 6, characterized in that the protruding part of the protective electrode is located along the insulating body.

8. The spark gap according to claim 1, characterized in that the insulating body is made curved.

9. The spark gap according to claim 8, characterized in that the discharge chambers go to the outside of the bend.

10. The spark gap according to claim 1, characterized in that the insulating body is made rectilinear.