RU2144712C1 - Surge-voltage protective gear - Google Patents
Surge-voltage protective gear Download PDFInfo
- Publication number
- RU2144712C1 RU2144712C1 RU98100697A RU98100697A RU2144712C1 RU 2144712 C1 RU2144712 C1 RU 2144712C1 RU 98100697 A RU98100697 A RU 98100697A RU 98100697 A RU98100697 A RU 98100697A RU 2144712 C1 RU2144712 C1 RU 2144712C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinder
- channels
- plugs
- angle
- wall
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
Description
Устройство для защиты от перенапряжений относится к электротехнике и предназначено для защиты изоляции электрооборудования высокого напряжения станций и подстанций переменного и постоянного тока от атмосферных и коммутационных перенапряжений. Device for surge protection refers to electrical engineering and is intended to protect the insulation of high voltage electrical equipment of stations and substations of alternating and direct current from atmospheric and switching overvoltages.
Известно устройство для защиты от перенапряжений [1]. Оно имеет два крепежных приспособления, соединенный с ними резистивный корпус из варисторного материала и плотно охватывающий его изолирующий кожух. Кожух представляет собой синтетическую матрицу с запрессованным в нее наполнителем, превышающим 80% общей массы кожуха. Кожух охватывает резистивный корпус и прилегающие к нему области крепежных приспособлений. A device for surge protection [1]. It has two fastening devices, a resistive housing made of varistor material connected to them and tightly covering its insulating casing. The casing is a synthetic matrix with a filler pressed into it, exceeding 80% of the total casing mass. The casing covers the resistive housing and the adjacent areas of the fastening devices.
Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает необходимую взрывобезопасность, поскольку дуга, образующаяся в аварийном режиме, и горячие газы могут вызвать его разрушение с образованием и разбросом осколков. The disadvantage of this device is that it does not provide the necessary explosion safety, since the arc formed in emergency mode and hot gases can cause its destruction with the formation and spread of fragments.
Известно устройство для защиты от перенапряжений [2], принятое за прототип. Оно содержит блок варисторных элементов, размещенный между двумя концевыми электродами в удлиненном изоляционном корпусе из полимера, например каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера. Для механического упрочнения устройства трубка из волокнита размещена между блоком и полимерным корпусом. Трубка изготовлена методом профильной вытяжки в процессе получения одноориентированного волокнистого пластика, при этом волокна армирования вытянуты в осевом направлении трубки, что обеспечивает ее более высокую прочность на растяжение при относительно низкой прочности в радиальном направлении. A device for surge protection [2], adopted as a prototype. It contains a block of varistor elements located between two end electrodes in an elongated insulating housing made of a polymer, for example rubber based on a copolymer of ethylene, propylene and a diene monomer. For mechanical hardening of the device, a fiberglass tube is placed between the block and the polymer body. The tube is made by the method of profile drawing in the process of obtaining unidirectional fiber plastic, while the reinforcement fibers are elongated in the axial direction of the tube, which ensures its higher tensile strength with relatively low strength in the radial direction.
Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает необходимую взрывобезопасность. В процессе работы устройство подвергается действию чрезмерно высокого переходного перенапряжения такого, которое возникает, например, при действии молнии или перенапряжения промышленной частоты. Иногда переходные условия могут вызвать некоторые повреждения одного или нескольких варисторных элементов. Достаточно серьезное повреждение может вызвать возникновение электрической дуги внутри корпуса устройства, что приводит к экстремальному нагреву и выделению газа, поскольку внутренние компоненты, находящиеся в контакте с дугой, испаряются. Это выделение газа приводит к быстрому повышению давления внутри устройства, а нахождение устройства в таких условиях может приводить к взрывному разбросу деталей и их осколков во всех направлениях. Такие повреждения представляют угрозу для персонала и оборудования, находящихся поблизости. The disadvantage of this device is that it does not provide the necessary explosion safety. During operation, the device is subjected to an excessively high transient overvoltage such as occurs, for example, under the influence of lightning or overvoltage of industrial frequency. Sometimes transient conditions can cause some damage to one or more varistor elements. Sufficiently serious damage can cause the appearance of an electric arc inside the device, which leads to extreme heating and gas evolution, since the internal components in contact with the arc evaporate. This evolution of gas leads to a rapid increase in pressure inside the device, and finding the device in such conditions can lead to explosive dispersion of parts and their fragments in all directions. Such damage poses a threat to personnel and equipment in the vicinity.
Изобретение решает задачу увеличения надежности устройства и повышения его взрывобезопасности. The invention solves the problem of increasing the reliability of the device and increasing its explosion safety.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для защиты от перенапряжений, содержащем по меньшей мере одну колонку варисторов, размещенную между двумя концевыми электродами в электроизоляционном цилиндре, расположенном в наружной полимерной оболочке, новым является то, что в стенке изоляционного цилиндра по всей его высоте имеются сквозные каналы, соединяющие внутреннюю полость цилиндра с пространством между цилиндром и наружной полимерной оболочкой, причем каналы закрыты пробками. The problem is solved due to the fact that in the device for overvoltage protection containing at least one column of varistors placed between two end electrodes in the insulating cylinder located in the outer polymer shell, the new thing is that in the wall of the insulating cylinder all over it at the height there are through channels connecting the internal cavity of the cylinder with the space between the cylinder and the outer polymer shell, the channels being closed by plugs.
Упомянутые пробки могут быть выполнены из материала внутреннего заполнения устройства, например эластичного герметика. Said plugs may be made of internal filling material of the device, for example, elastic sealant.
Упомянутые пробки могут быть выполнены из материала внешней оболочки, например эластомера на основе силиконового каучука. Said plugs may be made of the material of the outer shell, for example, an elastomer based on silicone rubber.
Каналы в стенке изоляционного цилиндра могут представлять собой сверления, выполненные под углом к оси цилиндра и направленные в верхней половине цилиндра вниз, а в нижней половине вверх, навстречу друг другу у внешней стенки. The channels in the wall of the insulating cylinder can be drills made at an angle to the axis of the cylinder and directed downward in the upper half of the cylinder and upward in the lower half towards each other at the outer wall.
Угол наклона упомянутых сверлений может составлять 45 градусов. The inclination angle of said drilling may be 45 degrees.
Упомянутые каналы могут иметь форму полусферы, направленной наружу. The said channels may be in the form of a hemisphere directed outward.
Упомянутые каналы могут иметь форму прорезей, направленных под углом к основанию цилиндра. The said channels may be in the form of slots directed at an angle to the base of the cylinder.
Упомянутые прорези могут быть размещены на стенке цилиндра в шахматном порядке. Said slots can be staggered on the cylinder wall.
Угол наклона прорезей к основанию цилиндра может составлять 90 градусов. The angle of inclination of the slots to the base of the cylinder can be 90 degrees.
Суть изобретения заключается в следующем. Известные устройства для защиты от перенапряжений в переходных условиях, в результате повреждения одного или нескольких варисторных элементов, могут выходить из строя со взрывным разбросом их деталей и осколков этих деталей. Частично это связано с тем фактом, что в случае, если внутренние детали в этих устройствах выходят из строя, возникающая электрическая дуга приводит к испарению этих деталей и выделению газа с такой скоростью, что он не может быть достаточно быстро отведен, чтобы предотвратить разрыв корпуса устройства. В соответствии с этим существует необходимость создания устройства, которое при повреждении будет разрушаться без возникновения осколков. Такое устройство должно исключать возможность катастрофических повреждений посредством отведения дуги, которая является причиной повреждения, вне внутренних деталей, таким образом предупреждая возникновение дополнительного давления. The essence of the invention is as follows. Known devices for overvoltage protection in transient conditions, as a result of damage to one or more varistor elements, can fail with an explosive spread of their parts and fragments of these parts. This is partly due to the fact that if the internal parts in these devices fail, the arcing electric arc leads to the evaporation of these parts and gas evolution at such a speed that it cannot be diverted quickly enough to prevent the device from breaking . In accordance with this, there is a need to create a device that, if damaged, will be destroyed without splinters. Such a device should exclude the possibility of catastrophic damage through the removal of the arc, which is the cause of the damage, outside the internal parts, thereby preventing the occurrence of additional pressure.
Эту задачу решает предлагаемое новое устройство для защиты от перенапряжений, которое способно перемещать электрическую дугу вне устройства и шунтировать ток в обход вышедших из строя внутренних деталей. Для этого в стенке изоляционного цилиндра выполнены сквозные каналы, закрытые легкоудаляемыми пробками. Эти каналы обеспечивают отведение ионизированного газа через стенку цилиндра, причем этот газ образует альтернативный проводящий путь, параллельный пути высокого полного сопротивления, образуемого внутренними компонентами. Предложенные примеры размещения сверлений и прорезей на стенке изоляционного цилиндра являются оптимальными вариантами исполнения каналов. Исполнение каналов в виде сверлений, направленных под углом к оси цилиндра, облегчает перекрытие по внешней поверхности за счет того, что выход струй раскаленных газов направлен навстречу друг другу в верхней и нижней частях устройства. Исполнение каналов в виде прорезей, расположенных под углом к основанию цилиндра и в шахматном порядке, обеспечивает выход электрической дуги и газов наружу в любом месте, где бы дуга ни загорелась. Пробки, заполняющие каналы, могут быть выполнены, например, из эластичного герметика, заполняющего внутреннюю полость устройства. Пробки также могут быть выполнены из материала внешней оболочки, например из эластомера на основе силиконового каучука. This problem is solved by the proposed new device for overvoltage protection, which is capable of moving an electric arc outside the device and shunting current bypassing failed internal parts. For this purpose, through channels closed by easily removable plugs are made in the wall of the insulating cylinder. These channels allow the removal of ionized gas through the cylinder wall, and this gas forms an alternative conductive path parallel to the path of high impedance formed by the internal components. The proposed examples of drilling and slots on the wall of the insulating cylinder are the best options for the execution of the channels. The execution of the channels in the form of drilling, directed at an angle to the axis of the cylinder, facilitates overlapping on the outer surface due to the fact that the output of the jets of hot gases is directed towards each other in the upper and lower parts of the device. The execution of the channels in the form of slots located at an angle to the base of the cylinder and in a checkerboard pattern ensures the exit of the electric arc and gases to the outside, wherever the arc ignites. The plugs filling the channels can be made, for example, of elastic sealant filling the internal cavity of the device. The plugs can also be made of the material of the outer shell, for example of an elastomer based on silicone rubber.
На фиг.1 изображен продольный разрез устройства. Figure 1 shows a longitudinal section of a device.
На фиг. 2, 3 и 4 изображен изоляционный цилиндр с предлагаемыми вариантами сверлений в стенке. In FIG. 2, 3 and 4 depict an insulating cylinder with the proposed options for drilling in the wall.
На фиг. 5, 6 и 7 изображен изоляционный цилиндр с предлагаемыми вариантами размещения на стенке прорезей. In FIG. 5, 6 and 7 depict an insulating cylinder with the proposed placement options on the wall of the slots.
Устройство для защиты от перенапряжений содержит наружную полимерную оболочку 1, например, из кремнийорганической резины, размещенный в ней изоляционный цилиндр 2 из стеклопластика. В цилиндре 2 расположена колонка варисторов 3 между верхней 4 и нижней 5 крышками с концевыми электродами. Устройство снабжено фланцами 6. В стенке цилиндра 2 имеются сквозные каналы 7, заполненные пробками 8, выполненными в данном случае из эластичного герметика, заполняющего пространство между оболочкой 1 и цилиндром 2 для их плотного прилегания. The device for overvoltage protection contains an outer polymer shell 1, for example, of silicone rubber, an
На фиг 2 изображен цилиндр 2 с каналами 7, представляющими собой сверления, выполненные под углом A к оси цилиндра. In Fig.2 shows a
На фиг. 3 изображен цилиндр 2 с каналами 7, представляющими собой сверления, выполненные под углом 45 градусов. In FIG. 3 depicts a
На фиг. 4 изображен цилиндр 2 с каналами 7, имеющими форму полусферы. In FIG. 4 shows a
На фиг. 5 изображен цилиндр 2 с каналами 7, имеющими форму прорезей, направленных под углом B к основанию цилиндра. In FIG. 5 shows a
На фиг. 6 изображен цилиндр 2 с каналами 7, имеющими форму прорезей, направленных под углом B к основанию цилиндра и размещенных на стенке в шахматном порядке. In FIG. 6 shows a
На фиг. 7 изображен цилиндр 2 с каналами 7, имеющими форму прорезей, направленных под углом 90 градусов к основанию цилиндра и размещенных на стенке в шахматном порядке. In FIG. 7 shows a
При сборке устройства каналы 7 можно заполнить пробками 8 различными способами. Например, в процессе сборки устройства для плотного прилегания оболочки 1 к цилиндру 2 пространство между ними заполняют эластичным герметиком 8. Поскольку это пространство сообщается с каналами 7, то в процессе заполнения каналов в них образуются пробки 8. В том случае, когда полимерную оболочку 1, например, из эластомера на основе силиконового каучука формуют непосредственно на цилиндре 2, материал оболочки 1 при формовании заполняет каналы 7, образуя пробки 8. When assembling the device, the
Устройство для защиты от перенапряжений работает следующим образом. В нормальном эксплуатационном режиме на устройство воздействует рабочее напряжение сети. При повышении напряжения в сети сопротивление варисторов 3 уменьшается до уровня, при котором напряжение на варисторах достигает напряжения срабатывания этих элементов, при этом их полное сопротивление резко уменьшается и варисторы 3 становятся высокопроводящими. В этом режиме высокой проводимости варисторы 3 обеспечивают отвод результирующего переходного тока на землю. После того, как переходное перенапряжение и результирующий ток уменьшаются, полное сопротивление варисторов 3 увеличивается, возвращая устройство и энергосистему в их нормальное, установившееся состояние. Соответственно, если устройство подвергается действию чрезмерно высокого переходного перенапряжения такого, которое возникает, например, при прямом попадании молнии, переходные условия могут вызвать повреждения одного или нескольких варисторов 3. Достаточно серьезное повреждение приводит к возникновению электрической дуги внутри цилиндра 2, что вызывает экстремальный нагрев и выделение газа, поскольку внутренние компоненты, находящиеся в контакте с дугой, испаряются. Под действием высокой температуры пробки 8, имеющие значительно меньшую механическую прочность, чем цилиндр 2, быстро прорываются, освобождая каналы 7 для отвода ионизированного газа. Device for surge protection works as follows. In normal operating mode, the device is affected by the operating voltage of the network. With increasing voltage in the network, the resistance of the varistors 3 decreases to a level at which the voltage on the varistors reaches the operating voltage of these elements, while their total resistance decreases sharply and the varistors 3 become highly conductive. In this high conductivity mode, the varistors 3 provide the removal of the resulting transient current to earth. After the transient overvoltage and the resulting current are reduced, the impedance of the varistors 3 increases, returning the device and the power system to their normal, steady state. Accordingly, if the device is exposed to an excessively high transient overvoltage such as occurs, for example, when direct lightning strikes, transient conditions can cause damage to one or more varistors 3. Sufficiently serious damage leads to the appearance of an electric arc inside
Предложенная конструкция позволяет отводить ионизированные газы, возникающие из-за внутренней электрической дуги, через каналы в стенке, причем ионизированные газы формируют альтернативный путь малого полного сопротивления для дуги, который таким образом шунтирует поврежденные внутренние компоненты, предотвращая возникновение дополнительного внутреннего давления, которое может в противном случае привести к катастрофическому повреждению устройства. The proposed design allows the removal of ionized gases arising from an internal electric arc through channels in the wall, and the ionized gases form an alternative path of low impedance for the arc, which thus shunts the damaged internal components, preventing the occurrence of additional internal pressure, which could otherwise case lead to catastrophic damage to the device.
Литература
1. ЕПВ, з. 0217021, H 01 C 7/12, 08.04.87 г.Literature
1. EPO, s. 0217021, H 01
2. PCT, 93/07630, H 01 C 7/12, 15.04.93 г. - прототип. 2. PCT, 93/07630, H 01
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98100697A RU2144712C1 (en) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | Surge-voltage protective gear |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98100697A RU2144712C1 (en) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | Surge-voltage protective gear |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98100697A RU98100697A (en) | 2000-01-10 |
RU2144712C1 true RU2144712C1 (en) | 2000-01-20 |
Family
ID=20201211
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98100697A RU2144712C1 (en) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | Surge-voltage protective gear |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2144712C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2633996C1 (en) * | 2016-07-11 | 2017-10-23 | Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего образования Липецкий государственный технический университет (ЛГТУ) | Overshoot suppression device |
RU180982U1 (en) * | 2018-04-09 | 2018-07-03 | Закрытое Акционерное Общество "Полимер-Аппарат" | NONLINEAR VOLTAGE LIMITER |
RU2808500C1 (en) * | 2022-12-30 | 2023-11-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Device for protecting insulation of electrical equipment from lightning and switching overvoltages |
-
1998
- 1998-01-06 RU RU98100697A patent/RU2144712C1/en active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2633996C1 (en) * | 2016-07-11 | 2017-10-23 | Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего образования Липецкий государственный технический университет (ЛГТУ) | Overshoot suppression device |
RU180982U1 (en) * | 2018-04-09 | 2018-07-03 | Закрытое Акционерное Общество "Полимер-Аппарат" | NONLINEAR VOLTAGE LIMITER |
RU2808500C1 (en) * | 2022-12-30 | 2023-11-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Device for protecting insulation of electrical equipment from lightning and switching overvoltages |
RU221914U1 (en) * | 2023-05-18 | 2023-11-30 | Илья Владимирович Шевцов | Surge suppressor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5128824A (en) | Directionally vented underground distribution surge arrester | |
US4930039A (en) | Fail-safe surge arrester | |
KR100211742B1 (en) | Surge arrester with rigid insulating housing | |
US8199452B2 (en) | Disconnection arrangement and method for operation of a disconnection arrangement | |
US4989115A (en) | Surge arrester | |
CN108878084B (en) | Explosion-proof lightning arrester | |
CA2680095C (en) | Disconnecting switch device and method for production of a disconnecting switch device | |
NO318186B1 (en) | Elastomeric housing for electrical appliance | |
RU2144712C1 (en) | Surge-voltage protective gear | |
CN208352047U (en) | Explosion-proof lightning arrester | |
RU2172035C1 (en) | Surge protective gear | |
US8059379B2 (en) | Lightning arrestor | |
KR100834558B1 (en) | Surge arrester for transmission of electricity and the method thereof | |
RU2183037C2 (en) | Surge voltage limiter | |
JPH01209685A (en) | Lightning arrestor | |
RU41185U1 (en) | LOW-VOLTAGE OVERVOLTAGE LIMITER | |
RU2730173C1 (en) | Multi-chamber arrester with protruding electrodes | |
JPH073538Y2 (en) | Lightning arrester | |
KR100479523B1 (en) | Module of polymer arrester using a braid and manufacturing method thereof | |
RU2809503C2 (en) | Surge arrester manufacturing method | |
RU2808757C2 (en) | Surge arrester | |
KR100216650B1 (en) | Disconnecting switch | |
RU197315U1 (en) | MULTI-CAMERA DISCHARGE WITH RIBS | |
RU2125309C1 (en) | Overvoltage protective device | |
RU41184U1 (en) | OVERVOLTAGE LIMITER NONLINEAR |