RU2229763C2

RU2229763C2 - Device for protecting power consumers against lightning strikes

Info

Publication number: RU2229763C2
Application number: RU2001126011/09A
Authority: RU
Inventors: С.В. Ханевич (RU); С.В. Ханевич; Ю.Н. Скачков (RU); Ю.Н. Скачков; А.Е. Северин (RU); А.Е. Северин; В.С. Ханевич (RU); В.С. Ханевич
Original assignee: Калининградский военный институт ФПС РФ
Priority date: 2001-09-24
Filing date: 2001-09-24
Publication date: 2004-05-27

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: proposed device that incorporates provision for automatic replacement of protective gear has case and magazines with three blocks of safety switches, three-switches per block. Explosion-type safety switches incorporating explosive material provide for closing cable core to its sheath due to detonation of explosive and its disconnection from loads within short period so that surge pulse has no time to rise above desired safe value. Explosion welding of metals ensures reliable contact between cable core and metal coats on cable. EFFECT: enhanced reliability of striking protection and no-break power supply to loads. 1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для обеспечения надежного и бесперебойного электроснабжения потребителей от воздействия разрядов молнии.The invention relates to energy and can be used to provide reliable and uninterrupted power supply to consumers from the effects of lightning discharges.

Известно устройство для защиты электроустановки от перенапряжений, содержащее резистор, первым выводом подключенный к сети, и катушку индуктивности с магнитозамкнутым сердечником (авторское свидетельство СССР №855832, МКИ Н 02 Н 3/22, 1979).A device for protecting electrical installations against overvoltage, containing a resistor, the first output connected to the network, and an inductor with a magnetically closed core (USSR author's certificate No. 855532, MKI N 02 N 3/22, 1979).

Недостатками такого устройства защиты являются частичное проникновение импульса перенапряжения на объект при ударе молнии в непосредственной близости от него и высокая вероятность выхода из строя этого устройства защиты при таком ударе.The disadvantages of this protection device are the partial penetration of an overvoltage pulse onto an object during a lightning strike in the immediate vicinity of it and the high probability of failure of this protection device during such a shock.

Целью изобретения является обеспечение более надежного и бесперебойного электроснабжения объекта путем использования кассеты со взрывными коммутаторами и автоматической замены аппаратов защиты.The aim of the invention is to provide a more reliable and uninterrupted power supply of the facility by using cassettes with explosive switches and automatic replacement of protection devices.

Цель изобретения достигается путем использования в устройстве защиты кассеты с тремя блоками взрывных защитных коммутаторов, по три защитных коммутатора в каждом блоке. В этом коммутаторе, благодаря высокой скорости детонации взрывчатого вещества, замыкание жилы кабеля на его оболочку и отключение ее от электроприемников обеспечивается за весьма малое время, в течение которого импульс перенапряжения не успевает нарасти выше заданного безопасного значения. При этом за счет сварки металлов взрывом обеспечивается надежный контакт между жилой и металлопокровами кабеля, способный пропускать большие токи, стекающие на землю через оболочку кабеля.The purpose of the invention is achieved by using a cartridge protection device with three blocks of explosive protective switches, three protective switches in each block. In this switch, due to the high detonation velocity of the explosive, the shorting of the cable core to its sheath and disconnection of it from the electrical receivers is achieved in a very short time, during which the overvoltage pulse does not have time to rise above the specified safe value. At the same time, due to welding of metals by explosion, reliable contact between the cable core and metal coatings is provided, capable of passing large currents flowing to the ground through the cable sheath.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

- на фиг.1 представлен общий вид устройства защиты;- figure 1 presents a General view of the protection device;

- на фиг.2 - конструктивное исполнение элементов устройства.- figure 2 is a design of the elements of the device.

Устройство защиты состоит из корпуса 1, кассеты 2, подающей пружины 3, трех блоков 4 с тремя защитными коммутаторами в каждом блоке, штока фиксации 5, пружины штока 6, планки 7, пружины 8, шинки заземления 9, заземляющего вывода 10, отверстия фиксации 11, скользящего контакта 12 от датчика перенапряжения, корпуса 14 защитного коммутатора, верхнего электрода 15, проходных изоляторов 16, нижнего электрода 17, заземляющего электрода 18, пластичной изоляции 19, электродетонатора 20, термоизолятора 21, разрушаемой вставки 22, масла 23, воздушных полостей 24, проводов 25 к электродетонатору, термоизолятора 26 проводов, подпружиненного замка 27, удерживающего жилы кабеля.The protection device consists of a housing 1, a cassette 2, a supply spring 3, three blocks 4 with three protective switches in each block, a locking rod 5, a spring of a rod 6, a strap 7, a spring 8, a grounding bus 9, a grounding terminal 10, a fixing hole 11 , a sliding contact 12 from the overvoltage sensor, the housing 14 of the protective switch, the upper electrode 15, the bushing 16, the lower electrode 17, the grounding electrode 18, plastic insulation 19, the detonator 20, the insulator 21, destructible insert 22, oil 23, air cavities 24, wires 25 to the electric detonator, heat insulator 26 wires, spring-loaded lock 27, holding the cable conductors.

Устройство защиты работает следующим образом.The protection device operates as follows.

В нормальном режиме ток протекает от питающего кабеля через нижний электрод 17, разрушаемую вставку 22, верхний электрод 15 и далее к потребителю.In normal mode, current flows from the supply cable through the lower electrode 17, destructible insert 22, the upper electrode 15 and further to the consumer.

В момент разряда молнии при значительном превышении напряжения сети сигнал от датчика перенапряжения, через скользящий контакт 12 по проводам 25 поступает на электродетонатор 20. Взрывом взрывчатого вещества в электродетонаторе 20 разрывается разрушаемая вставка 22 и за счет сварки металлов взрывом взрывчатого вещества обеспечивается надежный контакт между нижним электродом 17, заземляющим электродом 18, и заземляющей шиной 9, через заземляющий вывод 10, подключенный к заземляющему контуру. Для смягчения удара предназначены воздушные полости 24.At the time of lightning discharge, when the mains voltage is significantly exceeded, the signal from the overvoltage sensor, through a sliding contact 12 through wires 25, is supplied to the electric detonator 20. An explosive explosive in the electric detonator 20 breaks the destructible insert 22 and ensures reliable contact between the lower electrode due to welding of metals by the explosive 17, the grounding electrode 18, and the grounding bus 9, through the grounding terminal 10 connected to the grounding circuit. To mitigate the impact are air cavities 24.

За счет энергии взрыва штоки фиксации 5 выходят из зацепления из отверстий 11 с корпусом защитного коммутатора 14 и отжимают планку 7 с подпружиненным замком 27, отводящим жилы кабеля от нижних электродов 17. Под действием подающей пружины 3 кассета 2 выдвигается до тех пор, пока отверстия фиксации 11 следующего блока 4 не совпадут со штоками 5. В момент совпадения отверстий 11 со штоками 5, последние под действием пружин 6, давящих на планку 7, фиксируют блок 4, и под давлением пружин 8 подпружиненного замка 27 жилы питающего кабеля подключаются к нижним электродам 17.Due to the energy of the explosion, the fixing rods 5 disengage from the holes 11 with the housing of the protective switch 14 and squeeze the bar 7 with a spring-loaded lock 27, which leads the cable conductors away from the lower electrodes 17. Under the action of the supply spring 3, the cartridge 2 extends until the fixing holes 11 of the next block 4 will not coincide with the rods 5. At the moment of coincidence of the holes 11 with the rods 5, the latter are fixed by block 4 under the action of the springs 6 pressing on the bar 7, and under the pressure of the springs 8 of the spring-loaded lock 27, the wires of the supply cable are connected to electrodes 17.

Таким образом, происходит автоматическая замена отработавшего блока 4 на новый, и устройство готово к защите от очередного разряда молнии.Thus, the spent unit 4 is automatically replaced with a new one, and the device is ready for protection against another lightning discharge.

Предлагаемое решение позволяет надежно защитить потребителей от проникновения сверхтоков, наводимых грозовым разрядом, к потребителю, автоматически, без обслуживающего персонала, отключить питающий ввод и без перерыва в электроснабжении возобновить питание.The proposed solution allows you to reliably protect consumers from the penetration of overcurrents induced by a lightning discharge to the consumer, automatically, without maintenance personnel, disconnect the power input and resume power supply without interruption in power supply.

Claims

A device for protecting electrical receivers from lightning discharges induced by a discharge in trunk cable transmission lines, characterized in that it comprises a cassette with three protective switch blocks of three protective switches in each block, consisting of a housing, an upper electrode connected to the consumer, bushing insulators, bottom electrode connected to the power cable, grounding electrode, electric detonator with wires, destructible insert, oil and air cavities to mitigate the impact, backing a reinforced lock holding the conductors of the supply cable, an overvoltage sensor, the signal from which is fed through a sliding contact and wires to the electric switch of the protective switch, the explosion of the explosive charge in which provides breaking of the destructible insert and reliable contact by welding metals between the lower and ground electrodes of the protective switch and grounding bus, connected through the grounding terminal to the grounding circuit, fixing rods with springs that engage with the fixing holes of the protection unit switches, which, due to the energy of the explosion, escape from the specified meshing and squeeze the bar with the spring-loaded lock of the protective switches, taking the supply cable wires from the lower electrodes of the protective switches, and the supply spring to extend the cartridge until the fixing holes of the next block coincide with the fixing rods, which due to their springs, pressing on the specified bar, ensure the fixation of the block, while under the action of the springs of the spring-loaded lock, the cores of the supply cable are connected to the lower electrode m of protective switches and block automatic replacement exhaust unit to the next.