RU2456733C1 - Hv overhead line thunderstorm protection device (versions) and hv overhead line equipped with such device - Google Patents

Hv overhead line thunderstorm protection device (versions) and hv overhead line equipped with such device Download PDF

Info

Publication number
RU2456733C1
RU2456733C1 RU2011121247/07A RU2011121247A RU2456733C1 RU 2456733 C1 RU2456733 C1 RU 2456733C1 RU 2011121247/07 A RU2011121247/07 A RU 2011121247/07A RU 2011121247 A RU2011121247 A RU 2011121247A RU 2456733 C1 RU2456733 C1 RU 2456733C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resistor
discharge electrode
spark gap
length
voltage
Prior art date
Application number
RU2011121247/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Николаевич Бердников (RU)
Роман Николаевич Бердников
Александр Сергеевич Гайворонский (RU)
Александр Сергеевич Гайворонский
Юрий Александрович Горюшин (RU)
Юрий Александрович Горюшин
Юрий Александрович Дементьев (RU)
Юрий Александрович Дементьев
Илья Владимирович Шевцов (RU)
Илья Владимирович Шевцов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы"
Открытое акционерное общество "Научно-технический центр Федеральной сетевой компании Единой энергетической системы"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы", Открытое акционерное общество "Научно-технический центр Федеральной сетевой компании Единой энергетической системы" filed Critical Открытое акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы"
Priority to RU2011121247/07A priority Critical patent/RU2456733C1/en
Priority to PCT/RU2011/000924 priority patent/WO2012161615A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2456733C1 publication Critical patent/RU2456733C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/06—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage using spark-gap arresters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/10—Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel
    • H01T4/14—Arcing horns

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Insulators (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: device contains a nonlinear resistor (1) designed in the form of a varistor column confined inside an insulation housing. The resistor (1) is fixed on the overhead line (OL) pole cross-arm (2) with the help of a bracket (3). In the second version a pedestal insulator (9) is additionally mounted on the bracket (9). The spark gap (4) is formed: in the first version - between the OL wire (5) and the discharge electrode (7) at the lower flange (8) of the resistor (1), in the second version - between the first discharge electrode (10) and the second discharge electrode (7) represented by a metal tore. The electrode (10) is mounted on the lower flange (8) of the resistor (1). In the first version the electrode (7) is extended in the direction perpendicular to the wire (5), in the second version - in the resistor direction (1). The sizes of the spark gap (4) and the electrode (7) and the electric parameters of the nonlinear resistor jointly satisfy the ratios set forth in the description. The OL equipped with such thunderstorm protection device is considerably less likely to be subject to lightning outage in case of the OL passage across regions with poorly conductive soils.
EFFECT: enhanced reliability and feasibility of overhead line thunderstorm protection.
3 cl, 3 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области электроэнергетики, и в частности к средствам грозозащиты высоковольтных воздушных линий электропередачи (ВЛ).The invention relates to the field of electric power, and in particular to means of lightning protection of high voltage overhead power lines (VL).

Уровень техникиState of the art

Известны устройства грозозащиты воздушных линий электропередачи, содержащие нелинейный резистор, между которым и проводом воздушной линии образован разрядный промежуток [RU 2400894, МПК H02G 7/00, 2009 г., RU 2400895, МПК H02G 7/20, 2009 г., RU 2400896, МПК H02G 7/20, 2009 г.]. Первое из этих устройств имеет свободный разрядный промежуток, во втором и третьем устройствах разрядный промежуток образован вдоль поверхности опорного изолятора. Общий недостаток указанных аналогов - они не могут быть смонтированы на широко распространенных опорах с металлическими траверсами - для их применения на ВЛ необходимо создавать и использовать специальную опору с изолирующей траверсой.Known devices for lightning protection of overhead power lines containing a non-linear resistor between which and a wire of the overhead line a discharge gap is formed [RU 2400894, IPC H02G 7/00, 2009, RU 2400895, IPC H02G 7/20, 2009, RU 2400896, IPC H02G 7/20, 2009]. The first of these devices has a free discharge gap, in the second and third devices the discharge gap is formed along the surface of the supporting insulator. A common drawback of these analogues is that they cannot be mounted on widespread supports with metal traverses - for their use on overhead lines, it is necessary to create and use a special support with an insulating traverse.

Известно выбранное в качестве прототипа «Устройство защиты от перенапряжений высоковольтных линий (варианты)» [RU 85040 U1, МПК Н02Н 9/06, 2009 г.].Known selected as a prototype "Device for surge protection of high-voltage lines (options)" [RU 85040 U1, IPC Н02Н 9/06, 2009].

Прототип представляет собой устройство, монтируемое на металлической траверсе опоры ВЛ и содержащее нелинейный резистор, выполненный в виде колонки варисторов, и искровой промежуток, образованный между нижним торцом нелинейного резистора и проводом воздушной линии, закрепленным на гирлянде изоляторов. Прототип может быть выполнен в двух вариантах.The prototype is a device mounted on a metal traverse of the VL support and containing a nonlinear resistor made in the form of a varistor column, and a spark gap formed between the lower end of the nonlinear resistor and the overhead line wire mounted on a string of insulators. The prototype can be performed in two versions.

По одному варианту прототипа, предназначенному для установки на промежуточные опоры, используется свободный искровой промежуток, не содержащий изоляторов, а на нижнем фланце нелинейного резистора установлен перпендикулярно высоковольтному проводу разрядный электрод в форме дуги окружности с радиусом, равным разности длины искрового промежутка и высоты подвеса высоковольтного провода ВЛ относительно траверсы.According to one embodiment of the prototype intended for installation on intermediate supports, a free spark gap is used that does not contain insulators, and a discharge electrode in the form of a circular arc with a radius equal to the difference between the length of the spark gap and the height of the suspension of the high voltage wire is installed perpendicular to the high-voltage wire on the lower flange of the nonlinear resistor OHL relative to the crosshead.

По другому варианту прототипа, предназначенному для установки на анкерно-угловые опоры, искровой промежуток содержит изолятор, на концах которого смонтированы соосно один против другого два тора, при этом один конец изолятора шарнирно соединен с нижним фланцем нелинейного сопротивления, а второй конец - с высоковольтным проводом ВЛ.According to another variant of the prototype, intended for installation on anchor-angle supports, the spark gap contains an insulator, at the ends of which two tori are mounted coaxially against one another, while one end of the insulator is pivotally connected to the lower flange of nonlinear resistance, and the second end to a high-voltage wire VL

Недостаток прототипа по первому варианту - низкая технологичность устройства грозозащиты из-за жестких требований, связывающих форму и размеры электрода, расстояние от высоковольтного провода до траверсы и длину внешнего искрового промежутка.The disadvantage of the prototype according to the first embodiment is the low adaptability of the lightning protection device due to the stringent requirements relating the shape and dimensions of the electrode, the distance from the high-voltage wire to the beam and the length of the external spark gap.

Недостаток прототипа по другому варианту - низкая надежность устройства грозозащиты, обусловленная наличием в искровом промежутке изолятора, фиксирующего длину промежутка. Надежность снижается не столько из-за увеличения общего числа элементов, сколько из-за неизбежного загрязнения поверхности изолятора, которое сопровождается возрастанием тока утечки по поверхности изоляторов и неравномерным перераспределением напряжения по длине искрового промежутка.The disadvantage of the prototype in another embodiment is the low reliability of the lightning protection device due to the presence in the spark gap of the insulator, fixing the length of the gap. Reliability decreases not so much because of an increase in the total number of elements, but because of the inevitable contamination of the surface of the insulator, which is accompanied by an increase in the leakage current along the surface of the insulators and uneven redistribution of voltage along the length of the spark gap.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технический результат изобретения - повышение технологичности и надежности грозозащиты высоковольтной воздушной линии.The technical result of the invention is to improve the manufacturability and reliability of lightning protection of a high voltage overhead line.

Предметом изобретения по первому варианту является устройство грозозащиты ВЛ, содержащее нелинейный резистор, закрепленный на траверсе промежуточной опоры с помощью кронштейна, и внешний (воздушный) искровой промежуток, образованный между проводом защищаемой линии, подвешенным к траверсе на гирлянде изоляторов, и разрядным электродом, который закреплен на нижнем фланце нелинейного резистора и выполнен в виде металлического тора, вытянутого в направлении, перпендикулярном проводу защищаемой линии, при этом длина разрядного электрода, длина искрового промежутка и электрические параметры нелинейного резистора удовлетворяют соотношениям:The object of the invention according to the first embodiment is an overhead line lightning protection device containing a non-linear resistor mounted on the yoke of the intermediate support using a bracket, and an external (air) spark gap formed between the wire of the protected line suspended from the yoke on the string of insulators and the discharge electrode, which is fixed on the lower flange of the nonlinear resistor and is made in the form of a metal torus, elongated in the direction perpendicular to the wire of the protected line, while the length of the discharge electrode, the length of the spark gap and the electrical parameters of the nonlinear resistor satisfy the relations:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

где Uнр - наибольшее рабочее напряжение защищаемой ВЛ в кВ, Uкл (5 мА) - классификационное напряжение нелинейного резистора при классификационном токе 5 мА в кВ, Uост (10кА) - остающееся напряжение нелинейного резистора при грозовом импульсе тока 10 кА в кВ, a Lип - длина внешнего искрового промежутка в см, Lэ - длина разрядного электрода, a Lи - строительная высота изолирующей гирлянды.where U nr is the largest operating voltage of the protected overhead line in kV, U cell (5 mA) is the classification voltage of the nonlinear resistor at a classification current of 5 mA in kV, U ost (10 kA) is the remaining voltage of the nonlinear resistor at a lightning current pulse of 10 kA in kV, a L un - the length of the external spark gap in cm, L e - the length of the discharge electrode, a L and - the construction height of the insulating garland.

Это позволяет получить указанный выше технический результат при установке устройства грозозащиты на промежуточной опоре ВЛ.This allows you to get the above technical result when installing a lightning protection device on the intermediate support of the overhead line.

Предметом изобретения по второму варианту является устройство грозозащиты ВЛ, содержащее нелинейный резистор и опорный изолятор, закрепленные на траверсе анкерно-угловой опоры с помощью кронштейна, и внешний искровой промежуток, образованный между первым разрядным электродом, закрепленным на нижнем фланце нелинейного резистора, и вторым разрядным электродом, закрепленным на нижнем фланце опорного изолятора, при этом второй разрядный электрод выполнен в виде металлического тора, вытянутого в направлении нелинейного резистора, и сцеплен с обводным шлейфом провода защищаемой линии с помощью промежуточного звена, а длина разрядного электрода, длина искрового промежутка и электрические параметры нелинейного резистора удовлетворяют соотношениям (1)-(4), причем для второго варианта Lэ - длина второго разрядного электрода, а Lи обозначает строительную высоту опорного изолятора.The subject of the invention according to the second embodiment is an overhead lightning protection device comprising a non-linear resistor and a support insulator fixed to a traverse of the anchor-angle support using a bracket, and an external spark gap formed between the first discharge electrode fixed to the lower flange of the non-linear resistor and the second discharge electrode mounted on the lower flange of the supporting insulator, while the second discharge electrode is made in the form of a metal torus, elongated in the direction of the nonlinear resistor, and a coupling ene with a bypass loop wires protected line via an intermediary, and the length of the discharge electrode, the length of the spark gap and the electrical parameters of the nonlinear resistor satisfy the relations (1) - (4), wherein a second embodiment L e - length of the second discharge electrode, and L and indicates the construction height of the support insulator.

Это позволяет получить указанный выше технический результат при установке устройства грозозащиты на анкерно-угловой опоре ВЛ.This allows you to get the above technical result when installing a lightning protection device on the anchor-angle support of overhead lines.

Предметом изобретения также является ВЛ, содержащая опоры, на траверсах которых с помощью изолирующих гирлянд подвешены электрические провода, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, на одной опоре установлено устройство грозозащиты с внешним искровым промежутком, выполненное по любому из двух вариантов.The subject of the invention is also an overhead line containing supports, on traverses of which electric wires are suspended using insulating garlands, characterized in that at least one support is equipped with a lightning protection device with an external spark gap made according to any of two options.

При прохождении трассы в районах с плохо проводящими грунтами ВЛ, снабженная предлагаемыми устройствами грозозащиты, имеет существенно меньшую вероятность грозовых отключений.When passing the route in areas with poorly conducting soils, the overhead line equipped with the proposed lightning protection devices has a significantly lower probability of lightning outages.

Краткое описание фигурBrief Description of the Figures

На фиг.1 показана фронтальная проекция устройства по первому варианту (т.е. на промежуточной опоре ВЛ). На фиг.2 - тоже, вид сверху. На фиг.3 показано устройство по второму варианту (т.е. на анкерно-угловой опоре ВЛ) с иллюстрацией двух случаев: для левого и правого поворота трассы ВЛ.Figure 1 shows the frontal projection of the device according to the first embodiment (i.e., on the intermediate support of the overhead line). Figure 2 is also a top view. Figure 3 shows the device according to the second embodiment (i.e., on the anchor-angle support of the overhead line) with an illustration of two cases: for left and right turning of the overhead line.

Осуществление изобретения с учетом его развитийThe implementation of the invention in view of its developments

Устройство по первому варианту (фиг.1 и 2) содержит нелинейный резистор 1, выполненный в виде колонки варисторов, заключенной в изоляционный корпус. Резистор 1 закреплен на траверсе 2 промежуточной опоры ВЛ с помощью кронштейна 3. Внешний искровой промежуток 4 образуется между проводом 5, подвешенным к траверсе 2 на гирлянде 6 изоляторов, и разрядным электродом 7, закрепленным на нижнем фланце 8 резистора 1. Электрод 7 выполнен в форме металлического тора, вытянутого в направлении, перпендикулярном проводу 5.The device according to the first embodiment (Figs. 1 and 2) comprises a non-linear resistor 1 made in the form of a varistor column enclosed in an insulating casing. The resistor 1 is mounted on the traverse 2 of the VL intermediate support using the bracket 3. An external spark gap 4 is formed between the wire 5 suspended from the traverse 2 on the string of insulators 6 and the discharge electrode 7 mounted on the lower flange 8 of the resistor 1. The electrode 7 is made in the form a metal torus elongated in a direction perpendicular to the wire 5.

Устройство по второму варианту (фиг.3) содержит нелинейный резистор 1 и опорный изолятор 9, закрепленные на траверсе 2 анкерно-угловой опоры с помощью кронштейна 3. Резистор 1 и изолятор 9 устанавливаются на кронштейне 3 на фиксированном расстоянии друг от друга. В этом варианте устройства внешний искровой промежуток 4 образуется между первым разрядным электродом 10, закрепленным на нижнем фланце 8 резистора 1, и вторым разрядным электродом 7 в форме металлического тора, который в этом случае закреплен на нижнем фланце 11 изолятора 9 и вытянут в направлении резистора 1. При этом электрод 7 сцеплен с обводным шлейфом 12 провода 5 с помощью стандартного элемента сцепной линейной арматуры - промежуточного звена 13, фиксирующего расстояние между шлейфом 12 и нижним фланцем 11 изолятора 9.The device according to the second embodiment (Fig. 3) contains a non-linear resistor 1 and a support insulator 9, mounted on a traverse 2 of the anchor-angle support using a bracket 3. The resistor 1 and the insulator 9 are mounted on the bracket 3 at a fixed distance from each other. In this embodiment of the device, an external spark gap 4 is formed between the first discharge electrode 10 fixed on the lower flange 8 of the resistor 1 and the second discharge electrode 7 in the form of a metal torus, which in this case is fixed on the lower flange 11 of the insulator 9 and extended in the direction of the resistor 1 In this case, the electrode 7 is coupled to the loop cable 12 of the wire 5 using a standard element of the linear coupler armature - the intermediate link 13, fixing the distance between the cable 12 and the lower flange 11 of the insulator 9.

Электрические параметры резистора 1, образованного колонкой варисторов, задаются вольтамперной характеристикой (ВАХ) колонки варисторов с соответствующими значениями Uкл (5 мА) и Uост (10 кА). Устройство осуществляет грозозащиту ВЛ следующим образом.The electrical parameters of the resistor 1 formed by the varistor column are set by the current-voltage characteristic (CVC) of the varistor column with the corresponding values of U cells (5 mA) and U ost (10 kA). The device provides lightning protection of overhead lines as follows.

В отсутствие грозовых воздействий рабочее напряжение ВЛ приложено параллельно к гирлянде 6 и к защитной последовательной цепи, состоящей из нелинейного резистора 1 и воздушного искрового промежутка 4. Гирлянда 6 (или изолятор 9 и изолирующие гирлянды, удерживающие шлейф 12, на анкерно-угловой опоре) и защитная цепь при этом должны выдерживать без пробоя и перекрытия наибольшее рабочее фазное напряжение, а также квазистационарные и коммутационные перенапряжения данного класса ВЛ.In the absence of lightning impacts, the operating voltage of the overhead line is applied in parallel to the garland 6 and to the protective series circuit, consisting of a non-linear resistor 1 and an air spark gap 4. Garland 6 (or insulator 9 and insulating garlands holding the cable 12 on the anchor-angle support) and In this case, the protective circuit must withstand without breakdown and overlap the largest working phase voltage, as well as quasi-stationary and switching overvoltages of this class of overhead lines.

При возникновении грозовых перенапряжений, например, в результате удара молнии в провод 5, грозозащитный трос или опору ВЛ, защитная цепь срабатывает, т.е. искровой промежуток 4 перекрывается при напряжении, меньшем, чем напряжение перекрытия гирлянды 6 (или изолятор 9 и изолирующие гирлянды ВЛ, удерживающие шлейф 12), величина которого зависит от наибольшего для ВЛ рабочего напряжения Uнр. Срабатывание защитной цепи характеризуется переходом варисторов резистора 1 на пологий участок ВАХ с малым сопротивлением, в результате чего напряжение на грозозащитном устройстве и на гирлянде 6 ограничивается до уровня остающегося напряжения на нелинейном резисторе 1 при данном разрядном токе. Это напряжение меньше, чем наименьшее возможное напряжение перекрытия гирлянды изоляторов. В результате предотвращается перекрытие и повреждение гирлянды 6, изолятора 9 и изолирующих гирлянд ВЛ (на фиг.3 не показаны), удерживающих шлейф 12. После протекания разрядного тока (тока молнии) в промежутке 4 остается ионизованный канал, по которому протекает сопровождающий ток, вызванный рабочим напряжением линии. Этот ток не превышает долей ампера и обрывается в течение одного полупериода промышленной частоты. Импульсное перекрытие не переходит в дугу короткого замыкания.In the event of lightning overvoltages, for example, as a result of a lightning strike in wire 5, a lightning protection cable or a VL support, the protective circuit is activated, i.e. the spark gap 4 is closed at a voltage lower than the overlap voltage of the garland 6 (or insulator 9 and insulating VL garlands holding the cable 12), the value of which depends on the highest operating voltage U nr for the VL. The operation of the protective circuit is characterized by the transition of the varistors of resistor 1 to a shallow portion of the I – V characteristic with low resistance, as a result of which the voltage on the lightning protection device and on the garland 6 is limited to the level of the remaining voltage on the nonlinear resistor 1 at a given discharge current. This voltage is less than the smallest possible voltage across the insulator string. As a result, overlapping and damage to the garland 6, insulator 9 and insulating VL garlands (not shown in Fig. 3) holding the cable 12 is prevented. After the discharge current (lightning current) flows in the gap 4, the ionized channel remains through which the accompanying current flows, caused by line operating voltage. This current does not exceed fractions of an ampere and breaks off during one half-cycle of industrial frequency. Pulse overlap does not go into a short circuit arc.

Проведенные расчетно-экспериментальные исследования показали следующее.Conducted calculation and experimental studies showed the following.

Для того чтобы, с одной стороны, надежно исключить переход импульсного перекрытия в дугу короткого замыкания (т.е. переход рабочей точки нелинейного резистора на пологий участок ВАХ после перекрытия искрового промежутка) под воздействием наибольшего рабочего напряжения, а с другой стороны, надежно обеспечить координированное перекрытие искрового промежутка 4 (т.е. при напряжении, меньшем, чем напряжение перекрытия гирлянды), электрические параметры резистора 1, длина искрового промежутка 4 и длина электрода 7 должны удовлетворять соотношениям (1)-(4).In order to, on the one hand, reliably exclude the transition of pulse overlap to a short circuit arc (i.e., the transition of the operating point of a nonlinear resistor to a gentle portion of the I – V characteristic after the spark gap is closed) under the influence of the highest operating voltage, and, on the other hand, it is reliable to ensure coordinated the overlap of the spark gap 4 (i.e., when the voltage is less than the voltage of the overlap of the garland), the electrical parameters of the resistor 1, the length of the spark gap 4 and the length of the electrode 7 must satisfy the ratio niyamas (1) - (4).

При условии выполнения соотношения (3) неравество (1) исключает переход импульсного перекрытия в дугу короткого замыкания (переход рабочей точки нелинейного резистора на пологий участок ВАХ после перекрытия искрового промежутка) под воздействием наибольшего рабочего напряжения, а неравенство (2) обеспечивает координированное перекрытие искрового промежутка 4. Совместно неравенства (1) и (2) накладывают двустороннее ограничение на число варисторов в колонке, образующей нелинейный резистор 1, и их суммарную ВАХ.Provided that relation (3) is satisfied, inequality (1) excludes the transition of the pulse overlap to the short circuit arc (the transition of the operating point of the nonlinear resistor to the shallow portion of the I – V characteristic after the spark gap is closed) under the influence of the highest operating voltage, and inequality (2) provides a coordinated spark gap 4. Together, inequalities (1) and (2) impose a two-sided restriction on the number of varistors in the column forming the nonlinear resistor 1 and their total I – V characteristic.

Двустороннее ограничение длины промежутка 4 соотношением (3) вытекает из следующих результатов исследования. Для надежного предотвращения перекрытия гирлянды 6, изолятора 9 и изолирующих гирлянд ВЛ, удерживающих шлейф 12, значение Lип должно быть достаточно малым, чтобы удовлетворять неравенству Lип<0,7Uнр. Однако при уменьшении длины промежутка до величины Lип<0,5Uнр резко возрастает риск перехода искрового разряда в дуговой, сопровождающийся повреждением резистора 1.Bilateral restriction of the length of the gap 4 by relation (3) follows from the following research results. In order to reliably prevent overlapping of the garland 6, insulator 9 and insulating VL garlands holding the cable 12, the value of L un should be small enough to satisfy the inequality L un <0.7U nr . However, with a decrease in the length of the gap to the value L un <0.5U nr , the risk of the transition of a spark discharge into an arc discharge sharply increases, accompanied by damage to the resistor 1.

Величина Lип представляет собой кратчайшее расстояние по прямой между электродом 7 и проводом 5 (см. фиг.1) или между электродом 7 и электродом 10 (см. фиг.3). При ветровых отклонениях провода и гирлянды 6, поддерживающей провод 5 на промежуточной опоре, это расстояние меняется. Однако, как показали проведенные исследования, если длина Lэ электрода 7 в направлении, перпендикулярном проводу воздушной линии, составляет (0,3÷0,5) Lг, то величина Lип остается в указанных выше пределах вплоть до ветровых отклонений гирлянды 6 от вертикальной оси, достигающих ±40°.The value of L un represents the shortest distance in a straight line between the electrode 7 and the wire 5 (see figure 1) or between the electrode 7 and the electrode 10 (see figure 3). With wind deviations of the wire and the garland 6 supporting the wire 5 on the intermediate support, this distance changes. However, as the studies showed, if the length L e of the electrode 7 in the direction perpendicular to the wire of the overhead line is (0.3 ÷ 0.5) L g , then the value of L un remains in the above range up to the wind deviations of the garland 6 from vertical axis reaching ± 40 °.

Кроме того, соотношение (4) и обеспечиваемое с помощью кронштейна 3 расстояние между резистором 1 и гирляндой 6 (или изолятором 9 на анкерно-угловых опорах) позволяют предотвратить электрические разряды между резистором 1 и загрязненной поверхностью гирлянды 6 или изолятора 9.In addition, the ratio (4) and the distance between the resistor 1 and the string 6 provided by the bracket 3 (or the insulator 9 on the anchor-angle supports) can prevent electric discharges between the resistor 1 and the contaminated surface of the string 6 or insulator 9.

Применение изобретения повышает надежность грозозащиты по отношению к прототипу за счет использования искрового промежутка, свободного от элементов, фиксирующих его длину. Замена жестких требований к форме и взаимному расположению элементов грозозащиты на технологически более простые упрощает изготовление и монтаж устройств (как правило, устанавливаемых на всех опорах ВЛ), что в конечном счете также обеспечивает более надежную грозозащиту ВЛ.The use of the invention increases the reliability of lightning protection in relation to the prototype through the use of a spark gap, free from elements that fix its length. Replacing stringent requirements for the shape and relative position of lightning protection elements with technologically simpler ones simplifies the manufacture and installation of devices (usually installed on all OHL supports), which ultimately also provides more reliable lightning protection of OHL.

Наличие двух вариантов устройства по предлагаемому изобретению позволяет использовать надежное и недорогое устройство грозозащиты со свободным искровым промежутком как для промежуточных, так и для анкерно-угловых опор с большими углами поворота.The presence of two variants of the device according to the invention allows the use of a reliable and inexpensive lightning protection device with a free spark gap for both intermediate and anchor-angle supports with large turning angles.

Claims (3)

1. Устройство грозозащиты высоковольтной воздушной линии электропередачи, содержащее нелинейный резистор, закрепленный на траверсе промежуточной опоры с помощью кронштейна, и внешний искровой промежуток, образованный между проводом защищаемой линии, подвешенным к траверсе на гирлянде изоляторов, и разрядным электродом, который закреплен на нижнем фланце нелинейного резистора и выполнен в виде металлического тора, вытянутого в направлении, перпендикулярном проводу защищаемой линии, при этом длина разрядного электрода, длина внешнего искрового промежутка и электрические параметры нелинейного резистора удовлетворяют соотношениям:
Uкл(5 мА)>0,95Uнр, Uост(10 кА)<2,5Uнр, Lип=(0,5÷0,7)Uнр и
Lэ=(0,3÷0,5)Lи,
где Uнр - наибольшее рабочее напряжение защищаемой ВЛ в кВ, Uкл (5 мА) - классификационное напряжение нелинейного резистора при классификационном токе 5 мА в кВ, Uост (10 кА) - остающееся напряжение нелинейного резистора при грозовом импульсе тока 10 кА в кВ, а Lип - длина внешнего искрового промежутка в см, Lэ - длина разрядного электрода, а Lи - строительная высота изолирующей гирлянды.1. A lightning protection device for a high-voltage overhead power transmission line, comprising a non-linear resistor mounted on the yoke of the intermediate support using a bracket, and an external spark gap formed between the wire of the protected line suspended from the yoke on the string of insulators and a discharge electrode, which is mounted on the lower flange of the nonlinear resistor and is made in the form of a metal torus, elongated in the direction perpendicular to the wire of the protected line, while the length of the discharge electrode, the length of the external the spark gap and the electrical parameters of the nonlinear resistor satisfy the relations:
U cell (5 mA)> 0.95 U nr , U ost (10 kA) <2.5 U nr , L un = (0.5 ÷ 0.7) U nr and
L e = (0.3 ÷ 0.5) L and ,
where U nr is the largest operating voltage of the protected overhead line in kV, U cell (5 mA) is the classification voltage of the nonlinear resistor at a classification current of 5 mA in kV, U ost (10 kA) is the remaining voltage of the nonlinear resistor at a lightning current pulse of 10 kA in kV , and L un - the length of the external spark gap in cm, L e - the length of the discharge electrode, and L and - the construction height of the insulating garland. 2. Устройство грозозащиты высоковольтной воздушной линии, содержащее нелинейный резистор и опорный изолятор, закрепленные на траверсе анкерно-угловой опоры с помощью кронштейна, и внешний искровой промежуток, образованный между первым разрядным электродом, закрепленным на нижнем фланце нелинейного резистора, и вторым разрядным электродом, закрепленным на нижнем фланце опорного изолятора, при этом второй разрядный электрод выполнен в виде металлического тора, вытянутого в направлении нелинейного резистора и сцеплен с обводным шлейфом провода защищаемой линии с помощью промежуточного звена, а длина второго разрядного электрода, длина внешнего искрового промежутка и электрические параметры нелинейного резистора удовлетворяют соотношениям:
Uкл(5 мА)>0,95Uнр, Uост(10 кА)<2,5Uнр, Lип=(0,5÷0,7)Uнр и
Lэ=(0,3÷0,5)Lи,
где Uнр - наибольшее рабочее напряжение защищаемой ВЛ в кВ, Uкл (5 мА) - классификационное напряжение нелинейного резистора при классификационном токе 5 мА в кВ, Uост (10 кА) - остающееся напряжение нелинейного резистора при грозовом импульсе тока 10 кА в кВ, а Lип - длина внешнего искрового промежутка в см, Lэ - длина второго разрядного электрода, а Lи - строительная высота опорного изолятора.2. A lightning protection device for a high-voltage overhead line, comprising a non-linear resistor and a reference insulator mounted on a traverse of the anchor-angle support using a bracket, and an external spark gap formed between the first discharge electrode fixed on the lower flange of the non-linear resistor and the second discharge electrode fixed on the lower flange of the supporting insulator, while the second discharge electrode is made in the form of a metal torus, elongated in the direction of the nonlinear resistor and coupled to the bypass cable wires of the protected line using an intermediate link, and the length of the second discharge electrode, the length of the external spark gap and the electrical parameters of the nonlinear resistor satisfy the relations:
U cell (5 mA)> 0.95 U nr , U ost (10 kA) <2.5 U nr , L un = (0.5 ÷ 0.7) U nr and
L e = (0.3 ÷ 0.5) L and ,
where U nr is the largest operating voltage of the protected overhead line in kV, U cell (5 mA) is the classification voltage of the nonlinear resistor at a classification current of 5 mA in kV, U ost (10 kA) is the remaining voltage of the nonlinear resistor at a lightning current pulse of 10 kA in kV , and L un - the length of the external spark gap in cm, L e - the length of the second discharge electrode, and L and - the construction height of the supporting insulator. 3. Высоковольтная воздушная линия электропередачи, содержащая опоры, на траверсах которых с помощью изолирующих гирлянд подвешены электрические провода, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, на одной опоре установлено устройство грозозащиты с внешним искровым промежутком, выполненное по п.1 или 2. 3. A high-voltage overhead power transmission line containing poles, on traverses of which electric wires are suspended using insulating strings, characterized in that at least one pole has a lightning protection device with an external spark gap, made according to claim 1 or 2.
RU2011121247/07A 2011-05-26 2011-05-26 Hv overhead line thunderstorm protection device (versions) and hv overhead line equipped with such device RU2456733C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011121247/07A RU2456733C1 (en) 2011-05-26 2011-05-26 Hv overhead line thunderstorm protection device (versions) and hv overhead line equipped with such device
PCT/RU2011/000924 WO2012161615A1 (en) 2011-05-26 2011-11-25 Lightning protection device for a high-voltage overhead line (variants) and high-voltage overhead line equipped with such a device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011121247/07A RU2456733C1 (en) 2011-05-26 2011-05-26 Hv overhead line thunderstorm protection device (versions) and hv overhead line equipped with such device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2456733C1 true RU2456733C1 (en) 2012-07-20

Family

ID=46847603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011121247/07A RU2456733C1 (en) 2011-05-26 2011-05-26 Hv overhead line thunderstorm protection device (versions) and hv overhead line equipped with such device

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2456733C1 (en)
WO (1) WO2012161615A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2248079C2 (en) * 2002-10-09 2005-03-10 Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример" Lightning arrester and power transmission line equipped with lightning arrester
US20080310072A1 (en) * 2005-09-14 2008-12-18 University Of Witwatersrand Spark Gap Protection Device
RU85040U1 (en) * 2008-12-15 2009-07-20 Открытое акционерное общество энергетики и электрификации "Тюменьэнерго" VOLTAGE PROTECTION DEVICE FOR HIGH VOLTAGE LINES (OPTIONS)
RU2400895C1 (en) * 2009-10-30 2010-09-27 Юрий Робертович Гунгер Lightning guard device for overhead power transmission line (versions)

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2248079C2 (en) * 2002-10-09 2005-03-10 Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример" Lightning arrester and power transmission line equipped with lightning arrester
US20080310072A1 (en) * 2005-09-14 2008-12-18 University Of Witwatersrand Spark Gap Protection Device
RU85040U1 (en) * 2008-12-15 2009-07-20 Открытое акционерное общество энергетики и электрификации "Тюменьэнерго" VOLTAGE PROTECTION DEVICE FOR HIGH VOLTAGE LINES (OPTIONS)
RU2400895C1 (en) * 2009-10-30 2010-09-27 Юрий Робертович Гунгер Lightning guard device for overhead power transmission line (versions)

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012161615A1 (en) 2012-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0871965B1 (en) An electric power transmission line with protection devices against lightning overvoltages
WO2009120114A1 (en) High-voltage insulator and a high-voltage electric power line using said insulator
RU2400895C1 (en) Lightning guard device for overhead power transmission line (versions)
US20160336749A1 (en) Power transmission network
RU2096882C1 (en) Power transmission line with pulse lightning arrester
CA2338566C (en) Creeping discharge lightning arrestor
RU2312441C2 (en) Power transmission line
RU108206U1 (en) INSULATOR-DISCHARGE
RU2400894C1 (en) Lightning guard device for overhead power transmission line (versions)
RU2456733C1 (en) Hv overhead line thunderstorm protection device (versions) and hv overhead line equipped with such device
He et al. Discussion on measures against lightning breakage of covered conductors on distribution lines
RU2378725C1 (en) High-voltage transmission line and high-voltage insulator for said line
RU2377678C1 (en) High-voltage insulator and high-voltage power line using this insulator
RU109613U1 (en) HIGH-VOLTAGE AIRLINE LIGHT-PROTECTION DEVICE MOUNTED ON ANCHOR ANGULAR SUPPORT AND HIGH-VOLTAGE AIR-LINE SUPPLIED WITH SUCH DEVICE
CN105529617A (en) Line lightning arrester
RU2400896C1 (en) Lightning guard device for overhead power transmission line (versions)
RU142989U1 (en) HIGH VOLTAGE INSULATOR FOR HIGH VOLTAGE TRANSMISSION LINE AND HIGH VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSION LINE
RU109343U1 (en) HIGH-VOLTAGE AIRLINE LIGHT PROTECTION DEVICE MOUNTED ON INTERMEDIATE SUPPORT AND HIGH-VOLTAGE AIR LINE SUPPLIED WITH SUCH DEVICE
RU2284622C1 (en) Surge protective device
RU2666358C2 (en) Power transmission line with ground wire, protected by discharger
RU2414031C1 (en) Lightning protection device for overhead transmission line (versions)
RU171056U1 (en) LOOP MULTI-ELECTRODE DISCHARGE
RU2178612C2 (en) Power transmission line
RU2146847C1 (en) Pulse-operated air-gap lightning arrester
RU173089U1 (en) LONG SPARK DISCHARGE