RU2378725C1

RU2378725C1 - High-voltage transmission line and high-voltage insulator for said line

Info

Publication number: RU2378725C1
Application number: RU2008115790/09A
Authority: RU
Inventors: Георгий Викторович Подпоркин (RU); Георгий Викторович Подпоркин
Original assignee: Оао "Нпо "Стример"
Priority date: 2008-04-24
Filing date: 2008-04-24
Publication date: 2010-01-10
Also published as: RU2008115790A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: invention relates to high-voltage insulators. The high-voltage insulator for fastening a high-voltage wire in an electrical installation or on an electric power line has an insulation body, first and second reinforcement elements fitted at its ends, one of which serves for connection with the high-voltage wire, and the second - with a transmission pylon. The insulator is additionally fitted with a multi-electrode system (MES) consisting of 5 or more (preferably 100 or more) electrodes which are mechanically connected to the insulation body. The insulator also contains first and second lead-in electrodes, each of which is separated by an air gap from the insulation body and connected by one end galvanically or through the air gap to the first or second reinforcement element, and by the second end through the air gap to the first or second end of the multi-electrode system. Electrodes of the multi-electrode system and lead-in electrodes are made and fitted such that, when there is overvoltage on the insulator, the air gaps between the lead-in electrodes and the outermost electrodes of the multi-electrode system are broken down, after which discharge gaps between electrodes of the multi-electrode system are broken down successively. The insulator has properties of a lightning protection device (lightning arrester). The multi-electrode system lies on an equipotential line or equipotential lines of an electric field at industrial frequency, in which the insulator operates, perpendicular to the leakage path of the insulator.

EFFECT: design of a reliable insulator with properties of a discharger, which is cheap to make and use.

6 cl, 6 dwg, 1 tbl

Description

Область техникиTechnical field

Предлагаемое изобретение относится к высоковольтным изоляторам, с помощью которых могут закрепляться провода или ошиновки высоковольтных установок, а также высоковольтных линий электропередачи и электрических сетей. Изобретение относится также к высоковольтным линиям электропередачи (ВЛЭ), использующим подобные изоляторы.The present invention relates to high-voltage insulators, with which you can fix the wires or busbars of high-voltage installations, as well as high-voltage power lines and electrical networks. The invention also relates to high voltage power lines (VLE) using similar insulators.

Уровень техникиState of the art

Известен высоковольтный опорный изолятор, состоящий из изоляционного (фарфорового) ребристого тела и металлических фланцев, установленных по его концам для крепления изолятора к высоковольтному электроду и к опорной конструкции (см. Техника высоких напряжений /Под ред. Д.В.Разевига - М.: Энергия, 1976, с.78).Known high-voltage supporting insulator, consisting of an insulating (porcelain) ribbed body and metal flanges installed at its ends for attaching the insulator to the high-voltage electrode and to the supporting structure (see High Voltage Technique / Ed. By D.V. Rasevig - M .: Energy, 1976, p. 78).

Недостатком известного изолятора является то, что при грозовом перенапряжении происходит перекрытие воздушного промежутка между металлическими фланцами, а затем это перекрытие под действием напряжения промышленной частоты, приложенного к высоковольтному электроду, переходит в силовую дугу промышленной частоты, которая может повредить изолятор.A disadvantage of the known insulator is that during a lightning overvoltage, the air gap between the metal flanges overlaps, and then this overlap, under the influence of a voltage of industrial frequency applied to the high-voltage electrode, passes into a power arc of industrial frequency, which can damage the insulator.

Известно техническое решение, позволяющее защитить описанный выше изолятор от дуги. Оно заключается в использовании так называемых защитных промежутков (см. Техника высоких напряжений /Под ред. Д.В.Разевига - М.: Энергия, 1976, с.287), которые выполнены с использованием металлических стержней, устанавливаемых электрически параллельно изолятору и образующих между собой искровой воздушный промежуток. Длина промежутка меньше, чем путь утечки по поверхности изолятора, и меньше, чем путь перекрытия его по воздуху. Поэтому при воздействии перенапряжения перекрывается не изолятор, а воздушный промежуток между стержнями, и дуга сопровождающего тока промышленной частоты горит на стержнях, а не на изоляторе. Недостатком изолятора с защитным промежутком является то, что в результате его срабатывания образуется короткое замыкание в сети, которое требует экстренного отключения высоковольтной установки, содержащей указанный изолятор.A technical solution is known to protect the insulator described above from an arc. It consists in the use of so-called protective gaps (see Technique of high voltages / Ed. By D.V. Razevig - M .: Energy, 1976, p. 287), which are made using metal rods installed electrically parallel to the insulator and forming between a spark gap. The gap length is less than the creepage distance along the surface of the insulator, and less than the path of its overlap through the air. Therefore, when exposed to overvoltage, it is not the insulator that overlaps, but the air gap between the rods, and the arc of the accompanying current of industrial frequency burns on the rods, and not on the insulator. The disadvantage of an insulator with a protective gap is that as a result of its operation, a short circuit is formed in the network, which requires an emergency shutdown of the high-voltage installation containing the specified insulator.

Известна также гирлянда из двух изоляторов, отличающаяся от описанного выше изолятора тем, что между первым и вторым изоляторами, на металлических оконцевателях которых установлены дугозащитные стержни, расположен третий стержневой промежуточный электрод, установленный на металлической сцепной арматуре между изоляторами (см., например, патент США №4665460, Н01Т 004/02, 1987). Таким образом, в известной гирлянде вместо одного воздушного искрового промежутка создано два таких промежутка. Благодаря этому удалось несколько увеличить дугогасящую способность гирлянды изоляторов с дугозащитными стержнями и обеспечить гашение небольших (порядка десятков ампер) сопровождающих токов при однофазных замыканиях на землю. Однако это устройство не может отключать токи более 100 А, которые обычно бывают при двух- и трехфазных замыканиях на землю при грозовых перенапряжениях.A garland of two insulators is also known, which differs from the insulator described above in that a third rod intermediate electrode is installed between the first and second insulators, on the metal ends of which arc-protecting rods are installed, mounted on a metal coupling between the insulators (see, for example, US patent No. 4665460, H01T 004/02, 1987). Thus, in the well-known garland, instead of one air spark gap, two such spaces are created. Thanks to this, it was possible to slightly increase the arc-suppressing ability of a string of insulators with arc-shielding rods and to suppress small (on the order of tens of amperes) accompanying currents during single-phase earth faults. However, this device cannot disconnect currents of more than 100 A, which usually occur during two- and three-phase earth faults during lightning overvoltages.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является изолятор с цилиндрическим изоляционным телом и спиральными (спиралевидными) ребрами. По концам изоляционного тела укреплены первый и второй металлические электроды, а внутри изоляционного тела установлен направляющий электрод. У этого электрода в средней части цилиндрического тела имеется металлический выступ, выходящий на поверхность изоляционного тела и выполняющий функцию промежуточного электрода (см. патент РФ №2107963, Н01В 17/14, 1998). В таком изоляторе при грозовом перенапряжении разряд развивается по поверхности цилиндрического изоляционного тела по спиральной траектории от первого основного электрода через промежуточный электрод ко второму основному электроду. Благодаря увеличенной длине перекрытия дуга от напряжения промышленной частоты не образуется, и электроустановка, в состав которой входит изолятор, может продолжать работу без отключения. Таким образом, данный изолятор, в дополнение к своей основной функции, выполняет также функцию грозозащиты, т.е. служит грозовым разрядником.Closest to the invention in technical essence is an insulator with a cylindrical insulating body and spiral (spiral) ribs. At the ends of the insulating body, the first and second metal electrodes are strengthened, and a guide electrode is installed inside the insulating body. This electrode in the middle part of the cylindrical body has a metal protrusion that extends to the surface of the insulating body and acts as an intermediate electrode (see RF patent No. 2107963, НВВ 17/14, 1998). In such an insulator during lightning overvoltage, a discharge develops along the surface of a cylindrical insulating body along a spiral path from the first main electrode through the intermediate electrode to the second main electrode. Due to the increased length of the arc overlap, no voltage is generated from the industrial frequency voltage, and the electrical installation, which includes the insulator, can continue to work without shutting down. Thus, this insulator, in addition to its main function, also performs the function of lightning protection, i.e. serves as a lightning arrester.

Однако известный изолятор в качестве устройства грозозащиты имеет ограниченную эффективность, поскольку в случае сильного загрязнения и увлажнения, а также при больших перенапряжениях (свыше 200 кВ) разряд развивается не по длинной спиральной, а по короткой траектории, пробивая воздушные промежутки между ребрами. При этом изолятор теряет свои свойства грозового разрядника, поскольку, как и в обычном изоляторе, после перекрытия в нем образуется силовая дуга.However, the known insulator as a lightning protection device has limited efficiency, since in the case of severe pollution and humidification, as well as with large overvoltages (over 200 kV), the discharge develops not along a long spiral, but along a short path, breaking through the air gaps between the ribs. In this case, the insulator loses its properties as a lightning arrester, since, as in a conventional insulator, a power arc forms in it after overlapping.

С другой стороны, металлический выступ, находящийся в центральной части изоляционного тела, уменьшает длину пути утечки и, следовательно, снижает допустимое напряжение, при котором может применяться данный изолятор. Таким образом, его эффективность в качестве изолятора тоже ограничена.On the other hand, a metal protrusion located in the central part of the insulating body reduces the creepage distance and, therefore, reduces the allowable voltage at which this insulator can be used. Thus, its effectiveness as an insulator is also limited.

Для устранения указанных недостатков известного изолятора заявителем настоящего изобретения разработан изолятор, содержащий мультиэлектродную систему (МЭС), состоящую из m электродов, механически связанных с изоляционным телом и расположенных между его концами с возможностью формирования электрического разряда между смежными электродами (см. заявку RU 2008111577 от 27.03.08). Для того чтобы избежать нежелательных последствий введения МЭС с большим количеством электродов, предлагается дополнительно снабдить данный изолятор средствами компенсации сокращения длины пути утечки изолятора, вносимого МЭС. Они могут быть выполнены, например, в виде дополнительных слоев изоляции, изоляционных элементов, устанавливаемых на изоляционном теле, и/или прорезей специальной формы. Введение подобных средств, очевидно, приводит к удорожанию изолятора.To eliminate these shortcomings of the known insulator, the applicant of the present invention has developed an insulator containing a multi-electrode system (MES), consisting of m electrodes mechanically connected to the insulating body and located between its ends with the possibility of forming an electric discharge between adjacent electrodes (see application RU 2008111577 from 27.03 .08). In order to avoid the undesirable consequences of introducing an MES with a large number of electrodes, it is proposed to additionally equip this insulator with means to compensate for the reduction in the creepage distance of the insulator introduced by the MES. They can be made, for example, in the form of additional layers of insulation, insulating elements mounted on the insulating body, and / or slots of a special shape. The introduction of such funds, obviously, leads to a rise in the cost of the insulator.

Известны также ВЛЭ, использующие высоковольтные изоляторы для крепления проводов к опорам в сочетании с устройствами грозозащиты данных изоляторов (см., например, принадлежащий заявителю настоящего изобретения патент РФ №2248079, Н02Н 9/06, 2005). Известны, в частности, ВЛЭ, в которых устройства грозозащиты выполнены в форме различных искровых разрядников, присоединяемых параллельно изоляторам (см., например, US 5283709, Н02Н 001/00, 1994 и RU 2002126810, Н02Н 9/06, 2004).VLE are also known that use high-voltage insulators for attaching wires to supports in combination with lightning protection devices of these insulators (see, for example, RF patent No. 2248079, Н02Н 9/06, 2005 belonging to the applicant of the present invention). VLE, in particular, is known in which lightning protection devices are made in the form of various spark arresters connected in parallel with insulators (see, for example, US 5283709, Н02Н 001/00, 1994 and RU 2002126810, Н02Н 9/06, 2004).

В качестве наиболее близкого аналога предлагаемого технического решения может быть выбрана ВЛЭ, описанная в принадлежащем заявителю настоящего изобретения патенте РФ №2096882, H02G 7/00, 1997. Данная ВЛЭ содержит опоры, изоляторы, закрепленные на опорах посредством металлической арматуры, по меньшей мере, один находящийся под высоким электрическим напряжением провод, связанный с изоляторами посредством крепежных устройств, и средства защиты изоляторов от грозовых перенапряжений в виде импульсных искровых разрядников.The VLE described in the patent of the present invention of the Russian Federation No. 2096882, H02G 7/00, 1997, which belongs to the applicant of the present invention, can be selected as the closest analogue of the proposed technical solution. This VLE contains supports, insulators fixed to supports by means of metal fittings, at least one a wire under high electric voltage, connected to the insulators by means of fixing devices, and means for protecting insulators from lightning overvoltages in the form of pulse spark gaps.

Хотя при правильном подборе импульсных искровых разрядников и схемы их подключения известная ВЛЭ обеспечивает высокую надежность грозозащиты, необходимость использования большого количества искровых разрядников существенно усложняет ее конструкцию, а также требует значительных затрат на изготовление и монтаж таких разрядников.Although with the correct selection of pulsed spark arresters and their connection diagrams, the known VLE provides high reliability of lightning protection, the need to use a large number of spark arresters significantly complicates its design, and also requires significant costs for the manufacture and installation of such arresters.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Первой технической задачей, которую решает настоящее изобретение, является создание надежного и обладающего невысокой стоимостью в производстве и эксплуатации изолятора со свойствами разрядника. Это позволит использовать изолятор по изобретению для крепления элементов электропередачи, находящихся под высоким напряжением, например проводов ВЛЭ, подстанций и другого электрооборудования.The first technical problem that the present invention solves is the creation of a reliable and low-cost insulator with spark gap properties in the production and operation. This will allow the use of the insulator according to the invention for fastening high-voltage power transmission elements, such as VLE wires, substations and other electrical equipment.

Соответственно, другая задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в разработке высоковольтной линии электропередачи (ВЛЭ), обладающей улучшенными технико-экономическими характеристиками, а именно высокой надежностью работы, в том числе в условиях грозовых перенапряжений, при большей простоте конструкции (и соответственно меньшей стоимости) по сравнению с известными ВЛЭ. Достигаемым техническим результатом является также повышение надежности электропередачи.Accordingly, another task that the invention is directed to is to develop a high-voltage power line (VLE) with improved technical and economic characteristics, namely high reliability, including in lightning surges, with greater simplicity of design (and therefore less cost) in comparison with the known VLE. Achievable technical result is also an increase in the reliability of power transmission.

С целью решения первой задачи предлагается высоковольтный изолятор для крепления, в качестве одиночного изолятора или в составе колонки или гирлянды изоляторов, высоковольтного провода в электроустановке или на линии электропередачи. Изолятор содержит изоляционное тело и арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры. Первый элемент арматуры выполнен с возможностью соединения, непосредственно или посредством крепежного устройства, с высоковольтным проводом или со вторым элементом арматуры предшествующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды, а второй элемент арматуры выполнен с возможностью соединения с опорой или с первым элементом арматуры последующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды. Изолятор по изобретению характеризуется тем, что содержит также мультиэлектродную систему (МЭС) из m (m≥5) электродов, механически связанных с изоляционным телом и расположенных с возможностью формирования электрического разряда между смежными электродами МЭС. МЭС расположена по эквипотенциальной линии или эквипотенциальным линиям электрического поля промышленной частоты, в котором работает изолятор, перпендикулярно траектории пути утечки изолятора. При этом изолятор дополнительно содержит первый и второй подводящие электроды. Каждый из первого и второго подводящих электродов отделен воздушным промежутком от изоляционного тела и одним концом связан гальванически или через воздушный промежуток соответственно с первым и вторым элементами арматуры, а вторым концом через воздушный промежуток соответственно с первым и вторым концами МЭС.In order to solve the first problem, a high-voltage insulator is proposed for fastening, as a single insulator or as part of a column or a string of insulators, a high-voltage wire in an electrical installation or on a power line. The insulator contains an insulating body and reinforcement in the form of first and second reinforcement elements installed at its ends. The first reinforcement element is configured to connect, directly or by means of a mounting device, to a high-voltage wire or to the second reinforcement element of a previous high-voltage insulator of said column or garland, and the second reinforcement element is made to connect to a support or to the first reinforcement element of a subsequent high-voltage insulator of said column or garlands. The insulator according to the invention is characterized in that it also contains a multi-electrode system (MES) of m (m≥5) electrodes mechanically connected to the insulating body and arranged to form an electric discharge between adjacent MES electrodes. MES is located along the equipotential line or equipotential lines of the electric field of industrial frequency in which the insulator operates, perpendicular to the path of the insulator leakage path. In this case, the insulator further comprises first and second supply electrodes. Each of the first and second supply electrodes is separated by an air gap from the insulating body and at one end is connected galvanically or through the air gap to the first and second reinforcement elements, respectively, and the second end through the air gap to the first and second ends of the MES, respectively.

При перенапряжении первый из подводящих электродов обеспечивает подачу высокого потенциала на один конец МЭС (т.е. на один из ее крайних электродов), а второй из подводящих электродов обеспечивает подачу низкого потенциала на другой конец МЭС.During overvoltage, the first of the supply electrodes provides high potential to one end of the MES (i.e., to one of its extreme electrodes), and the second of the supply electrodes provides low potential to the other end of MES.

Расположение МЭС перпендикулярно вектору напряженности электрического поля промышленной частоты, т.е. перпендикулярно траектории пути утечки изолятора, практически не уменьшает длину пути утечки. Поэтому не требуется средств компенсации потери длины пути утечки вследствие установки МЭС, благодаря чему обеспечивается низкая стоимость изолятора при обеспечении высокой надежности его функционирования и в качестве изолятора, и в качестве грозового разрядника.The location of the MES is perpendicular to the electric field vector of the industrial frequency, i.e. perpendicular to the path of the insulator creepage distance, practically does not reduce the creepage distance. Therefore, no means are required to compensate for the loss of the creepage distance due to the installation of the MES, which ensures a low cost of the insulator while ensuring high reliability of its operation both as an insulator and as a lightning arrestor.

Если изолятор имеет конусообразное изоляционное тело, МЭС следует расположить на торцевой поверхности данного тела. Если же используется тарельчатый изолятор с концентрическими ребрами на нижней стороне тарельчатого изоляционного тела, МЭС также может быть установлена по наружному периметру изоляционного тела, однако, предпочтительно расположить ее на торцевой поверхности одного из ребер этого тела.If the insulator has a cone-shaped insulating body, the MES should be located on the end surface of the body. If a plate-shaped insulator with concentric ribs on the underside of the plate-shaped insulating body is used, the MES can also be installed along the outer perimeter of the insulating body, however, it is preferable to place it on the end surface of one of the edges of this body.

В альтернативном варианте выполнения изолятора МЭС состоит из, по меньшей мере, двух отрезков, расположенных, по меньшей мере, по двум указанным эквипотенциальным линиям, взаимно смещенным перпендикулярно траектории пути утечки изолятора. Данные отрезки сопряжены посредством сопрягающих электродов, которые выполнены на концах указанных отрезков, не связанных с элементами арматуры, и попарно связаны между собой гальванически или через воздушный промежуток. Для реализации данного варианта также можно использовать изолятор с конусообразным изоляционным телом. Однако предпочтительным в данном случае представляется применение тарельчатого изолятора с концентрическими ребрами на нижней стороне тарельчатого изоляционного тела. В этом случае каждый отрезок МЭС может быть расположен на торцевой поверхности одного из концентрических ребер.In an alternative embodiment of the insulator, the MES consists of at least two segments located along at least two indicated equipotential lines mutually offset perpendicular to the path of the insulator creepage path. These segments are interfaced by means of mating electrodes, which are made at the ends of these segments, which are not connected with reinforcing elements, and are paired galvanically or through an air gap. To implement this option, you can also use an insulator with a cone-shaped insulating body. However, it is preferable in this case to use a disk-shaped insulator with concentric ribs on the underside of the disk-shaped insulating body. In this case, each segment of the MES can be located on the end surface of one of the concentric ribs.

С целью решения второй задачи предлагается высоковольтная линия электропередачи, содержащая опоры, изоляторы, закрепленные на опорах посредством своей металлической арматуры, и, по меньшей мере, один находящийся под высоким электрическим напряжением провод, механически связанный с изоляторами. При этом, по меньшей мере, один из изоляторов ВЛЭ представляет собой изолятор, выполненный в соответствии с любым из вышеописанных вариантов изобретения. Таким образом, указанный технический эффект (повышение надежности электропередачи при упрощении ее конструкции) достигается благодаря тому, что, по меньшей мере, один изолятор ВЛЭ (а предпочтительно, по меньшей мере, один изолятор на каждой опоре ВЛЭ) выполняет, в дополнение к своей основной функции, функцию грозозащиты, т.е. не требует использования совместно с ним грозового разрядника.In order to solve the second problem, a high-voltage power line is proposed, comprising supports, insulators fixed to the supports by means of their metal fittings, and at least one wire under high electrical voltage, mechanically connected to the insulators. At the same time, at least one of the insulator VLE is an insulator made in accordance with any of the above embodiments of the invention. Thus, the indicated technical effect (improving the reliability of power transmission while simplifying its design) is achieved due to the fact that at least one VLE insulator (and preferably at least one insulator on each VLE support) performs, in addition to its main functions, lightning protection function, i.e. does not require the use of a lightning arrester with it.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Заявляемое изобретение иллюстрируется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 представлен конусный изолятор с промежуточными электродами, установленными по окружности на торцевую поверхность изоляционного ребра;figure 1 presents a conical insulator with intermediate electrodes mounted around the circumference on the end surface of the insulating ribs;

на фиг.2 изолятор по фиг.1 представлен на виде снизу;in Fig.2 the insulator of Fig.1 is shown in bottom view;

на фиг.3 в перспективном изображении показан фрагмент гирлянды ВЛЭ с изоляторами по изобретению;figure 3 in a perspective image shows a fragment of a garland VLE with insulators according to the invention;

на фиг.4 на виде спереди, частично в сечении, представлен тарельчатый изолятор с концентрическими ребрами на нижней стороне тарельчатого изоляционного тела;figure 4 in front view, partially in cross section, presents a plate insulator with concentric ribs on the underside of the plate insulating body;

на фиг.5 изолятор по фиг.4 представлен на виде снизу;in Fig.5, the insulator of Fig.4 is shown in bottom view;

на фиг.6 схематично показан фрагмент ВЛЭ по изобретению.6 schematically shows a fragment of the VLE according to the invention.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

На фиг.1, 2 показан вариант исполнения изолятора на основе изолятора 100 с конусообразным изоляционным телом 1 и арматурой, состоящей из первого элемента в виде металлического пестика 3 и второго элемента в виде металлической шапки 2. Такие изоляторы обладают хорошими аэродинамическими свойствами, и поэтому слабо загрязняются. Они могут применяться в районах с сильной степенью загрязнения атмосферы. На торцевой поверхности изоляционного тела по большей части окружности закреплены промежуточные электроды 4, разделенные между собой промежутками 11 длиной g и в совокупности образующие МЭС 7. МЭС 7 занимает большую часть периметра изолятора. Меньшая часть периметра изолятора свободна от промежуточных электродов, так что между концами МЭС имеется промежуток 14 длиной G. К одному из концов МЭС (на фиг.2 он находится слева от вертикальной оси изолятора) подходит первый (нижний) подводящий электрод 6, гальванически соединенный с пестиком 3 изолятора. Он образует с первым промежуточным электродом 4 воздушный искровой промежуток 13 длиной S2. К последнему промежуточному электроду 4, расположенному на другом конце МЭС 7 (на фиг.2 он находится справа от вертикальной оси изолятора), подходит второй (верхний), соединенный с шапкой 2 изолятора подводящий электрод 5. Он образует с последним промежуточным электродом 4 воздушный искровой промежуток 12 длиной S1.Figures 1, 2 show an embodiment of an insulator based on an insulator 100 with a cone-shaped insulating body 1 and reinforcement consisting of a first element in the form of a metal pestle 3 and a second element in the form of a metal cap 2. Such insulators have good aerodynamic properties, and therefore are weak get dirty. They can be used in areas with a high degree of air pollution. On the end surface of the insulating body for the most part of the circumference, intermediate electrodes 4 are fixed, separated by gaps 11 of length g and together forming MES 7. MES 7 occupies most of the insulator perimeter. A smaller part of the insulator perimeter is free from intermediate electrodes, so that there is a gap 14 of length G between the ends of the MES. The first (lower) feed electrode 6 galvanically connected to one of the MES ends (in FIG. 2 it is to the left of the vertical axis of the insulator) pestle 3 insulators. It forms with the first intermediate electrode 4 an air spark gap 13 of length S2. To the last intermediate electrode 4, located at the other end of the MES 7 (in Fig. 2 it is to the right of the vertical axis of the insulator), a second (upper) electrode connected to the cap 2 of the insulator fits 5. It forms an air spark with the last intermediate electrode 4 gap 12 of length S1.

На фиг.3 представлена часть гирлянды 300, собранной из двух изоляторов 100 путем соединения второго элемента арматуры (шапки) 2 первого (нижнего) изолятора с первым элементом арматуры (пестиком) 3 последующего (верхнего) изолятора. Шапка верхнего изолятора может быть соединена с опорой ВЛЭ (см. фиг.6) или с пестиком последующего изолятора (в случае включения в гирлянду еще одного аналогичного изолятора), а пестик нижнего изолятора - с высоковольтным проводом ВЛЭ. Для большей наглядности изоляционные тела обоих изоляторов показаны полупрозрачными.Figure 3 presents a part of a garland 300 assembled from two insulators 100 by connecting the second reinforcement element (header) 2 of the first (lower) insulator with the first reinforcement element (pestle) 3 of the subsequent (upper) insulator. The cap of the upper insulator can be connected to the VLE support (see Fig. 6) or to the pestle of the subsequent insulator (if another similar insulator is included in the garland), and the pestle of the lower insulator can be connected to the high-voltage VLE wire. For clarity, the insulating bodies of both insulators are shown translucent.

При воздействии перенапряжения на изолятор 100 пробиваются воздушные промежутки 12 и 13 и перенапряжение оказывается приложенным к МЭС 7. Под действием этого перенапряжения искровые промежутки 11 между промежуточными электродами 4 последовательно пробиваются. В результате шапка 2 изолятора 100 и его пестик 3 оказываются связанными через канал разряда, разбитый на множество небольших отрезков, что способствует эффективному его гашению после протекания тока перенапряжения. Следует подчеркнуть, что установка МЭС по изобретению практически не изменяет изоляционные характеристики исходного изолятора, т.к. она располагается по эквипотенциальной концентрической линии электрического поля изолятора перпендикулярно кратчайшему пути утечки изолятора. Длина пути утечки (расстояние по верхней и нижней поверхностям изолятора от шапки 2 до пестика 3) уменьшается лишь на ширину промежуточного электрода. Например, у изолятора ПСК-70 длина пути утечки 310 мм, а промежуточный электрод имеет ширину 5 мм, т.е. сокращение пути утечки составляет всего 5/310=1,6%. Это справедливо даже при сильном загрязнении и увлажнении, когда промежуточные электроды 4 связаны между собой проводящими участками загрязнения. Подводящие электроды 5 и 6 располагаются на расстоянии нескольких сантиметров от верхней и нижней поверхности изолятора соответственно и не сокращают путь утечки изолятора. Путь разряда по изолятору 100 показан на фиг.1-3 стрелками.When the overvoltage acts on the insulator 100, air gaps 12 and 13 break through and the overvoltage is applied to the MES 7. Under the influence of this overvoltage, the spark gaps 11 between the intermediate electrodes 4 successively break through. As a result, the cap 2 of the insulator 100 and its pestle 3 are connected through the discharge channel, divided into many small segments, which contributes to its effective suppression after the passage of the overvoltage current. It should be emphasized that the installation of the MES according to the invention practically does not change the insulating characteristics of the original insulator, because it is located along an equipotential concentric line of the electric field of the insulator perpendicular to the shortest leakage path of the insulator. The creepage distance (the distance along the upper and lower surfaces of the insulator from the cap 2 to the pestle 3) decreases only by the width of the intermediate electrode. For example, at the insulator PSK-70, the creepage distance is 310 mm, and the intermediate electrode has a width of 5 mm, i.e. the creepage distance is only 5/310 = 1.6%. This is true even with severe contamination and humidification, when the intermediate electrodes 4 are interconnected by conductive areas of contamination. The supply electrodes 5 and 6 are located at a distance of several centimeters from the upper and lower surfaces of the insulator, respectively, and do not shorten the leakage path of the insulator. The discharge path along insulator 100 is shown in FIGS. 1-3 by arrows.

В случае использования гирлянды 300 изоляторов при воздействии перенапряжения сначала пробиваются искровые промежутки первого (в представленном варианте нижнего) изолятора 100, соединенного с высоковольтным проводом ВЛЭ, после чего перенапряжение прикладывается ко второму изолятору, в результате чего происходит пробой его искровых промежутков. Если в гирлянде имеется более двух изоляторов, описанный процесс повторяется для каждого последующего изолятора.In the case of using a garland of 300 insulators under the influence of overvoltage, spark gaps of the first (in the presented version of the lower) insulator 100 are first pierced, connected to the high-voltage wire of the VLE, after which overvoltage is applied to the second insulator, resulting in a breakdown of its spark gaps. If the garland has more than two insulators, the described process is repeated for each subsequent insulator.

Как это обосновано в вышеупомянутой заявке RU 2008111577, общее количество промежуточных электродов 4, образующих МЭС, не должно быть меньше пяти. Конкретное количество m промежуточных электродов, а также конкретные значения длин g, G, S1, S2 соответственно искровых промежутков 11 между промежуточными электродами, промежутка 14 между концами МЭС 7 и промежутков 12, 13 между подводящими электродами 5, 6 и крайними промежуточными электродами 4 МЭС должны быть выбраны таким образом, чтобы при воздействии на изолятор 100 перенапряжения перекрытие происходило согласно приведенному выше описанию, а промежуток 14 не перекрывался при воздействии перенапряжения. Следовательно, разрядное напряжение промежутка 14 должно быть больше, чем у m искровых промежутков g, т.е. длина G промежутка 14 должна существенно превышать суммарную длину m промежутков g (G>mg). Длины S1 и S2 промежутков 12 и 13 подбираются экспериментально.As justified in the aforementioned application RU 2008111577, the total number of intermediate electrodes 4 forming the MES should not be less than five. A specific number m of intermediate electrodes, as well as specific values of the lengths g, G, S1, S2, respectively, of the spark gaps 11 between the intermediate electrodes, the gap 14 between the ends of the MES 7 and the gaps 12, 13 between the supply electrodes 5, 6 and the extreme intermediate electrodes 4 of the MES be selected so that when exposed to the overvoltage insulator 100, the overlap occurs as described above, and the gap 14 does not overlap when exposed to the overvoltage. Therefore, the discharge voltage of the gap 14 should be greater than that of m spark gaps g, i.e. the length G of the gap 14 should substantially exceed the total length m of the gaps g (G> mg). The lengths S1 and S2 of spaces 12 and 13 are selected experimentally.

Например, как показали проведенные исследования и испытания при воздействии грозового импульса 1,2/50 мкс с наибольшим значением 300 кВ, надлежащее срабатывание изолятора по изобретению, выполненного на основе изолятора ПСК 70 с диаметром изоляционного тела D=330 мм, обеспечивается при следующих параметрах: G=90 мм; S1=S2=20 мм; g=0,5 мм и m=140.For example, as shown by studies and tests under the influence of a lightning pulse of 1.2 / 50 μs with a maximum value of 300 kV, the proper operation of the insulator according to the invention, made on the basis of the insulator PSK 70 with the diameter of the insulating body D = 330 mm, is ensured with the following parameters: G = 90 mm; S1 = S2 = 20 mm; g = 0.5 mm and m = 140.

На фиг.4, 5 представлен вариант изолятора по изобретению, выполненный на основе наиболее распространенного тарельчатого изолятора с концентрическими ребрами 8 на нижней стороне тарельчатого изоляционного тела 1. Аналогично описанному выше варианту изолятора по фиг.1, 2 изолятор 200 по фиг.4, 5 содержит множество промежуточных электродов, образующих МЭС 7. В представленном варианте МЭС разделена на три отрезка 7-1, 7-2, 7-3, каждый из которых расположен на торце одного из трех концентрических ребер 8. Однако в зависимости от конкретных условий использования, на которые рассчитан изолятор, в том числе от расчетного значения перенапряжения и соответственно от общего количества промежуточных электродов 4, возможно использование МЭС, установленной, например, только на внешнем концентрическом изоляционном ребре или МЭС, разделенной только на два отрезка, расположенных на любой паре концентрических изоляционных ребер 8. Таким образом, в изоляторе 200 все промежуточные электроды 4 МЭС 7 также расположены по эквипотенциальным линиям электрического поля промышленной частоты, в котором работает изолятор 200, перпендикулярно траектории пути утечки изолятора.Figure 4, 5 shows a variant of the insulator according to the invention, made on the basis of the most common plate insulator with concentric ribs 8 on the underside of the plate insulating body 1. Similar to the above-described variant of the insulator in figures 1, 2, the insulator 200 in figures 4, 5 contains many intermediate electrodes that form MES 7. In the presented embodiment, MES is divided into three segments 7-1, 7-2, 7-3, each of which is located at the end of one of the three concentric ribs 8. However, depending on the specific conditions, For which the insulator is designed, including from the calculated value of the overvoltage and, accordingly, from the total number of intermediate electrodes 4, it is possible to use an MES installed, for example, only on an external concentric insulating rib or MES, divided only into two segments located on any pair concentric insulating ribs 8. Thus, in the insulator 200, all the intermediate electrodes 4 of the MES 7 are also located along equipotential lines of the electric field of industrial frequency, in which t insulator 200 perpendicular to the insulator leakage path trajectory.

К левому концу (здесь и далее понятия «левый» и «правый» приводятся применительно к фиг.5) первого отрезка 7-1 МЭС 7, установленного на внешнем концентрическом ребре 8 изолятора 200, подходит верхний (второй) подводящий электрод 5, соединенный с шапкой 2 изолятора. На правом конце этого отрезка 7-1 МЭС, не связанном непосредственно с каким-либо элементом арматуры, закреплен сопрягающий электрод 15. На смежном с ним (правом) конце второго отрезка 7-2 МЭС 7, установленного на среднем концентрическом изоляционном ребре 8, также закреплен сопрягающий электрод 16, который совместно с сопрягающим электродом 15 образует первый искровой разрядный промежуток 17 длиной Sp. На левом конце данного отрезка 7-2 МЭС также установлен сопрягающий электрод 18.To the left end (hereinafter, the concepts of “left” and “right” are applied to FIG. 5) of the first segment 7-1 of MES 7 mounted on the outer concentric rib 8 of insulator 200, the upper (second) supply electrode 5 connected to a cap of 2 insulators. A mating electrode 15 is fixed at the right end of this section 7-1 of the MES, not directly connected with any element of the reinforcement. At the adjacent (right) end of the second segment 7-2 of MES 7, mounted on the middle concentric insulating rib 8, also a mating electrode 16 is fixed, which together with the mating electrode 15 forms a first spark discharge gap 17 of length Sp. At the left end of this segment 7-2 MES also has a mating electrode 18.

Аналогично, на смежном (левом) конце третьего отрезка 7-3 МЭС 7, установленного на внутреннем концентрическом ребре 8, закреплен сопрягающий электрод 19, а на его правом конце - первый подводящий электрод 6. Сопрягающий электрод 19 образует вместе с сопрягающим электродом 18 второй искровой разрядный промежуток 20 длиной Sp. Подводящий электрод 6 образует аналогичный, третий искровой разрядный промежуток 21 длиной Sp с пестиком 3 изолятора 200.Similarly, at the adjacent (left) end of the third segment 7-3 of the MES 7 mounted on the inner concentric rib 8, a mating electrode 19 is fixed, and a first supply electrode 6 is fixed at its right end. The mating electrode 19 forms, together with the mating electrode 18, a second spark electrode discharge gap 20 of length Sp. The supply electrode 6 forms a similar, third spark discharge gap 21 of length Sp with the pestle 3 of the insulator 200.

При воздействии перенапряжения на изолятор сначала пробивается промежуток 12 между верхним подводящим электродом 5 и крайним левым промежуточным электродом 4 первого отрезка 7-1 МЭС 7 (см. фиг.5). Далее последовательно пробиваются все разрядные промежутки этого отрезка МЭС, далее пробивается промежуток 17 между сопрягающими электродами 15, 16 первого и второго отрезков 7-1, 7-2 МЭС. Далее перекрываются все разрядные промежутки второго отрезка 7-2 МЭС, искровой разрядный промежуток 20 между сопрягающими электродами 18, 19 второго и третьего отрезков 7-2, 7-3 МЭС, все разрядные промежутки третьего отрезка 7-3 МЭС и, наконец, искровой разрядный промежуток 21 между первым подводящим электродом 6 и пестиком 3. Путь перекрытия показан на фиг.4 и 5 стрелками. Таким образом, шапка 2 изолятора 200 и его пестик 3 и в этом случае оказываются связанными через канал разряда, разбитый на множество небольших отрезков, что способствует эффективному его гашению после протекания тока перенапряжения, как это было описано выше.When the overvoltage acts on the insulator, a gap 12 is first made between the upper supply electrode 5 and the leftmost intermediate electrode 4 of the first segment 7-1 of MES 7 (see Fig. 5). Next, all the discharge gaps of this segment of the MES are successively punched, then the gap 17 is made between the mating electrodes 15, 16 of the first and second segments 7-1, 7-2 of the MES. Next, all the discharge gaps of the second segment 7-2 MES, the spark discharge gap 20 between the mating electrodes 18, 19 of the second and third segments 7-2, 7-3 MES, all the discharge gaps of the third segment 7-3 MES and, finally, the spark discharge the gap 21 between the first supply electrode 6 and the pestle 3. The overlap path is shown in figures 4 and 5 by arrows. Thus, the cap 2 of the insulator 200 and its pestle 3, in this case, are also connected through the discharge channel, divided into many small segments, which contributes to its effective extinction after the passage of the overvoltage current, as described above.

Этот вариант исполнения изолятора по изобретению с расположением промежуточных электродов на торцах двух и более концентрических изоляционных ребер позволяет удобно разместить наибольшее количество промежуточных электродов, что способствует повышению эффективности гашения канала тока перенапряжения. Поскольку в изоляторе 200 все промежуточные электроды 4 МЭС 7 также расположены по эквипотенциальным линиям электрического поля промышленной частоты, в котором работает изолятор 200, перпендикулярно траектории пути утечки изолятора, сокращение длины пути утечки изолятора в результате введения МЭС не превышает ширины одного промежуточного электрода, умноженной на количество отрезков МЭС (в рассмотренном варианте равное 3).This embodiment of the insulator according to the invention with the location of the intermediate electrodes at the ends of two or more concentric insulating ribs allows you to conveniently place the largest number of intermediate electrodes, which improves the efficiency of damping the channel current overvoltage. Since in the insulator 200 all the intermediate electrodes 4 of MES 7 are also located along equipotential lines of the electric field of industrial frequency in which the insulator 200 operates, perpendicular to the path of the insulator creepage path, the reduction in the creepage distance of the insulator as a result of introducing the MES does not exceed the width of one intermediate electrode times the number of segments of the MES (in the considered option is equal to 3).

Очевидно, что в случае использования только двух отрезков (например, отрезков 7-1 и 7-2) МЭС 7, отпадает необходимость в использовании двух сопрягающих электродов 18, 19, а первый подводящий электрод 6 соединяется с концом МЭС, не соединенным со вторым подводящим электродом 5. Аналогично, если вся МЭС 7 расположена на одном концентрическом изоляционном ребре 8 (например, на внешнем ребре), отпадает необходимость в использовании каких-либо сопрягающих электродов. В данных вариантах сокращение длины пути утечки изолятора составит соответственно две и одну ширину промежуточного электрода.Obviously, in the case of using only two segments (for example, segments 7-1 and 7-2) of the MES 7, there is no need to use two mating electrodes 18, 19, and the first supply electrode 6 is connected to the end of the MES not connected to the second supply electrode 5. Similarly, if the entire MES 7 is located on one concentric insulating rib 8 (for example, on the outer rib), there is no need to use any mating electrodes. In these embodiments, the shortening of the creepage distance of the insulator will be respectively two and one width of the intermediate electrode.

На фиг.6 представлен фрагмент ВЛЭ 35 кВ, выполненной согласно изобретению. ВЛЭ содержит три находящихся под высоким электрическим напряжением провода 9, соответствующих различным фазам. Каждый из проводов 9 механически связан с собранными в гирлянды конусными изоляторами. Гирлянды изоляторов закреплены на опорах ВЛЭ (только одна из этих опор, опора 10, показана на фиг.6). Как видно из фиг.6, в представленном варианте ВЛЭ гирлянда 300 верхней фазы ВЛЭ построена с использованием изоляторов по изобретению (в варианте по фиг.1-3). Для грозозащиты известных ВЛЭ 35 кВ используются грозозащитные тросы. В случае использования изоляторов по изобретению для гирлянды верхней фазы от применения грозозащитного троса можно отказаться. При ударе молнии в этом случае перекрывается гирлянда 300 изоляторов по изобретению, так что ток молнии протекает по МЭС изоляторов и, благодаря большому числу промежуточных электродов, дуга сопровождающего тока промышленной частоты не образуется. ВЛЭ продолжает работу без отключения. При этом провод 9 верхней фазы выполняет функцию грозозащитного троса для нижних фаз, т.е. он предотвращает прямой удар молнии в них.Figure 6 presents a fragment of an HLE 35 kV, made according to the invention. VLE contains three high-voltage wires 9, corresponding to different phases. Each of the wires 9 is mechanically connected with conical insulators assembled into garlands. Garlands of insulators are fixed on the poles of the VLE (only one of these poles, pylon 10, shown in Fig.6). As can be seen from FIG. 6, in the presented VLE embodiment, a garland 300 of the upper VLE phase is constructed using the insulators of the invention (in the embodiment of FIGS. 1-3). For lightning protection of the well-known VLE 35 kV, lightning protection cables are used. In the case of the use of the insulators according to the invention for the upper phase garland, the use of a lightning protection cable can be abandoned. When a lightning strike in this case, the garland 300 of the insulators according to the invention is blocked, so that the lightning current flows through the MES of the insulators and, due to the large number of intermediate electrodes, an arc of an accompanying current of industrial frequency is not formed. VLE continues to work without shutting down. In this case, the wire 9 of the upper phase performs the function of a lightning protection cable for the lower phases, i.e. It prevents direct lightning strikes in them.

Если линия проходит по району с высоким удельным сопротивлением грунта, применение грозозащитного троса оказывается неэффективным, т.к. вследствие высокого сопротивления заземления опоры при ударе молнии в трос или опору 10 происходит обратное перекрытие с опоры на провод. В данном случае целесообразно применение изоляторов по изобретению для всех трех гирлянд изоляторов. При этом ВЛЭ будет надежно защищена от грозовых перенапряжений.If the line passes through an area with high soil resistivity, the use of a lightning protection cable is ineffective, because Due to the high grounding resistance of the support, a lightning strike into the cable or support 10 results in a reverse overlap from the support to the wire. In this case, it is advisable to use the insulators according to the invention for all three strings of insulators. In this case, the VLE will be reliably protected from lightning overvoltages.

Эффективность изолятора по изобретению, совмещающего изоляционные и грозозащитные функции, подтверждена результатами сравнительных испытаний. Для их проведения были подготовлены два изолятора на класс напряжения 10 кВ переменного тока: стеклянный подвесной изолятор ПСК-70 с конусным гладким изоляционным телом и изолятор по изобретению. Изолятор по изобретению был выполнен на основе изолятора ПСК-70, но дополнительно снабжен установленными на торцевую поверхность конусного изоляционного тела промежуточными электродами 4, аналогичными описанным выше со ссылками на фиг.1-3. В качестве промежуточных электродов использовались гайки М2,5. Они приклеивались к торцевой поверхности конусного изолятора специальным эпоксидным клеем. Длина g воздушных промежутков 11 между электродами (расстояние между параллельными гранями гаек) составляла 0,5 мм. Расстояние между концами МЭС (т.е. длина G промежутка 14) составляло 90 мм; длины S1, S2 промежутков 12, 13 равнялись 20 мм.The effectiveness of the insulator according to the invention, combining insulation and lightning protection functions, is confirmed by the results of comparative tests. For their conduct, two insulators were prepared for a voltage class of 10 kV AC: a glass suspension insulator PSK-70 with a conical smooth insulating body and an insulator according to the invention. The insulator according to the invention was made on the basis of the insulator PSK-70, but is additionally equipped with intermediate electrodes 4 mounted on the end surface of the conical insulating body, similar to those described above with reference to figures 1-3. M2.5 nuts were used as intermediate electrodes. They were glued to the end surface of the conical insulator with special epoxy glue. The length g of the air gaps 11 between the electrodes (the distance between the parallel faces of the nuts) was 0.5 mm. The distance between the ends of the MES (i.e., the length G of the gap 14) was 90 mm; the lengths S1, S2 of the spaces 12, 13 were 20 mm.

Основные параметры изоляторов приведены в таблице.The main parameters of the insulators are given in the table.

Основные параметры испытанных изоляторов и результаты испытанийKey parameters of tested insulators and test results ПараметрыOptions Изолятор ПСК-70Insulator PSK-70 Изолятор по изобретению на основе ПСК-70The insulator according to the invention based on PSK-70 Наружный диаметр, ммOuter diameter mm 330330 334¹ 334 ¹ Количество m промежуточных электродовThe number m of intermediate electrodes 00 140140 Выдерживаемое напряжение переменного тока под дождем, кВWithstand AC voltage in the rain, kV 4040 4040 Импульсное разрядное напряжение, 1,2/50 мкс, кВPulse discharge voltage, 1.2 / 50 μs, kV 9090 7070 Траектория разрядаDischarge trajectory По воздуху, по кратчайшему путиBy air, by the shortest path По МЭСMES Остающееся напряжение², кВRemaining voltage ² kV ~0~ 0 66 Примечания: 1) Толщина гаек, наклеиваемых на торцевую поверхность изолятора, составляла 2 мм;Notes: 1) The thickness of the nuts glued to the end surface of the insulator was 2 mm; 2) Наименьшее напряжение, остающееся на изоляторе после его перекрытия грозовым импульсом.2) The smallest voltage remaining on the insulator after it is blocked by a lightning impulse.

Испытания обоих изоляторов были проведены напряжением промышленной частоты и грозовыми импульсами. Основные результаты также приведены в таблице.Tests of both insulators were carried out with industrial frequency voltage and lightning impulses. The main results are also given in the table.

При воздействии напряжения промышленной частоты разрядные характеристики обоих изоляторов практически одинаковы. Это означает, что установка электродов не ухудшила изоляционные свойства изолятора при промышленной частоте.Under the influence of voltage of industrial frequency, the discharge characteristics of both insulators are almost the same. This means that the installation of the electrodes did not degrade the insulating properties of the insulator at the industrial frequency.

Импульсные разрядные напряжения у изолятора по изобретению (70 кВ) ниже, чем у исходного изолятора (90 кВ), так как его перекрытие развивается по МЭС, а не вдоль поверхности, как у обычного изолятора. Поэтому изолятор по изобретению может использоваться как разрядник при установке его параллельно обычному изолятору.The pulse discharge voltages of the insulator according to the invention (70 kV) are lower than that of the initial insulator (90 kV), since its overlap develops along the MES, and not along the surface, as with a conventional insulator. Therefore, the insulator according to the invention can be used as a spark gap when installed parallel to a conventional insulator.

При воздействии грозового импульса обычный изолятор перекрывается по воздуху по кратчайшему пути. При этом из осциллограммы напряжения видно, что напряжение уменьшается практически до нуля, т.е. сопротивление канала разряда очень мало. После грозового перекрытия изолятора, установленного в эксплуатацию в электрическую сеть, по каналу перекрытия будет протекать сопровождающий ток сети, что означает короткое замыкание, делающее необходимым экстренное отключение сети.When exposed to a lightning impulse, a conventional insulator overlaps through the air along the shortest path. At the same time, it can be seen from the voltage waveform that the voltage decreases to almost zero, i.e. discharge channel resistance is very small. After a lightning shutoff of an insulator installed in operation in an electric network, an accompanying current of the network will flow through the overlapping channel, which means a short circuit, making it necessary to emergency shutdown the network.

В изоляторе по изобретению при его перекрытии по МЭС через множество электродов напряжение не срезается до нуля, а имеется значительное остающееся напряжение, составляющее 6 кВ. На ВЛЭ 10 кВ применяют два подвесных изолятора в гирлянде. В случае применения двух изоляторов по изобретению на основе изолятора типа ПСК-70 суммарное остающееся напряжение составляет 6+6=12 кВ, что значительно больше, чем наибольшее фазное рабочее напряжение U_ф.н.р.=U_ном·1,2/1,73=10·1,2/1,73=7 кВ. Это означает, что сопровождающего тока не будет, т.е. изолятор срабатывает как устройство грозозащиты: отводит ток грозового перенапряжения без сопровождающего тока и соответственно без отключения сети.In the insulator according to the invention, when it is shut off along the MES through a plurality of electrodes, the voltage is not cut to zero, but there is a significant remaining voltage of 6 kV. On a 10 kV HLE, two pendant insulators are used in a garland. In the case of using two insulators according to the invention based on an insulator type PSK-70, the total remaining voltage is 6 + 6 = 12 kV, which is significantly greater than the largest phase operating voltage U _f.n. = U _nom · 1.2 / 1.73 = 10 · 1.2 / 1.73 = 7 kV. This means that there will be no accompanying current, i.e. the insulator acts as a lightning protection device: it removes the lightning overvoltage current without an accompanying current and, accordingly, without disconnecting the network.

Рассмотренные в данном описании варианты и модификации выполнения изолятора по изобретению приведены лишь для пояснения его конструкции и принципов работы. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что возможны отклонения от вышеприведенных примеров выполнения. Например, для исключения перемещения дуги по подводящим электродам они могут быть покрыты слоем изоляции. В варианте, показанном на фиг.1 и 2, МЭС может быть размещена на нескольких концентрических окружностях, что увеличит число промежуточных электродов и повысит эффективность гашения сопровождающего тока (хотя и приведет к некоторому удорожанию изолятора). Возможны незначительные отклонения в установке промежуточных электродов от эквипотенциальной линии, обусловленные удобством технологии изготовления изолятора по изобретению.The options and modifications of the embodiment of the insulator according to the invention described in this description are given only to explain its design and operating principles. Specialists in the art should understand that deviations from the above examples are possible. For example, to exclude the movement of the arc along the supply electrodes, they can be covered with a layer of insulation. In the embodiment shown in figures 1 and 2, the MES can be placed on several concentric circles, which will increase the number of intermediate electrodes and increase the efficiency of suppression of the accompanying current (although it will lead to some increase in the cost of the insulator). There may be slight deviations in the installation of the intermediate electrodes from the equipotential line, due to the convenience of the manufacturing technology of the insulator according to the invention.

Все подобные варианты и модификации также охватываются прилагаемой формулой изобретения.All such variations and modifications are also covered by the appended claims.

Claims

1. A high-voltage insulator for fastening, as a single insulator or as part of a column or a string of insulators, a high-voltage wire in an electrical installation or on a power line, containing an insulating body, reinforcement in the form of first and second reinforcing elements installed at its ends, the first reinforcing element being made with the possibility of connecting, directly or by means of a fixing device, to a high-voltage wire or to a second valve element of a previous high-voltage insulator, columns or garlands, and the second reinforcing element is made with the possibility of connecting with a support or with the first reinforcing element a subsequent high-voltage insulator of said column or garland, characterized in that it further comprises: a multi-electrode system (MES) of m (m≥5) electrodes, mechanically associated with the insulating body and located with the possibility of forming an electric discharge between adjacent electrodes of the MES, and the MES is located along the equipotential line or equipotential lines of the electric field I the industrial frequency in which the insulator operates, perpendicular to the path of the insulator leakage path; and the first and second supply electrodes, wherein each of the first and second supply electrodes is separated by an air gap from the insulating body and is connected galvanically or through an air gap to the first and second reinforcement elements, respectively, and the second end through the air gap to the first and second respectively ends MES.

2. The insulator according to claim 1, characterized in that it has a cone-shaped insulating body, and the MES is located on the end surface of the specified body.

3. The insulator according to claim 1, characterized in that it is made in the form of a plate insulator with concentric ribs on the lower side of the disk-shaped insulating body, and the MES is located on the end surface of one of these ribs.

4. The insulator according to claim 1, characterized in that the MES consists of at least two segments located along at least two indicated equipotential lines mutually offset perpendicular to the path of the insulator leakage path and mated by means of mating electrodes, which made at the ends of these segments, not related to the elements of the reinforcement, and pairwise interconnected galvanically or through the air gap.

5. The insulator according to claim 4, characterized in that it is made in the form of a plate insulator with concentric ribs on the lower side of the plate insulating body, and each segment of the MES is located on the end surface of one of these ribs.

6. A high-voltage power line containing supports, insulators fixed to the supports by means of its metal fittings, and at least one wire under high electrical voltage, mechanically connected to the insulators, characterized in that at least one of the insulators represents an insulator made in accordance with any one of claims 1 to 5.