RU2510651C1 - Arrester with guide strips for protection of electric equipment from overvoltage at lightning and insulator of power line equipped with such arrester - Google Patents

Arrester with guide strips for protection of electric equipment from overvoltage at lightning and insulator of power line equipped with such arrester Download PDF

Info

Publication number
RU2510651C1
RU2510651C1 RU2012141156/07A RU2012141156A RU2510651C1 RU 2510651 C1 RU2510651 C1 RU 2510651C1 RU 2012141156/07 A RU2012141156/07 A RU 2012141156/07A RU 2012141156 A RU2012141156 A RU 2012141156A RU 2510651 C1 RU2510651 C1 RU 2510651C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
insulating body
discharge
arrester
electrodes
insulator
Prior art date
Application number
RU2012141156/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Викторович Подпоркин
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример"
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 "Нпо "Стример" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример"
Priority to RU2012141156/07A priority Critical patent/RU2510651C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2510651C1 publication Critical patent/RU2510651C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention presents arrester with guide strips for protection of electric equipment or power line that contains insulating body made of solid dielectric, two main electrodes connected mechanically with insulating body and two or more intermediate electrodes placed between the main electrodes with mutual displacement at least along longitudinal axis of the insulating body; they can be formed between the main and intermediate electrodes of streamer discharge. Intermediate electrodes are placed inside the insulating body and are separated from its surface by insulation layer, at that between the first and second adjoining electrodes there are exposed discharge chambers. At least three discharge chambers are equipped with guide strips made of insulating material fixed to external surface of the insulating body and installed to prevent spreading of plasma cloud formed inside chambers during discharge from one discharge chamber towards the neighbouring discharge chamber by means of plasma cloud streaming to outside air.
EFFECT: improving reliability.
9 cl, 5 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Предлагаемое изобретение относится к разрядникам для защиты электрооборудования от молниевых перенапряжений. С помощью таких устройств могут защищаться, например, высоковольтные установки, изоляторы и другие элементы высоковольтных линий электропередачи, а также электрооборудование.The present invention relates to arresters for protecting electrical equipment from lightning surges. Such devices can protect, for example, high-voltage installations, insulators and other elements of high-voltage power lines, as well as electrical equipment.

Уровень техникиState of the art

Известен разрядник для ограничения перенапряжений на линии электропередачи в виде защитного искрового промежутка, состоящего из двух металлических стержней и воздушного промежутка между ними (см. Техника высоких напряжений / Под ред. Д.В.Разевига. - М.: Энергия, 1976, с.285). Один из стержней известного устройства присоединен к высоковольтному проводу линии, а второй - к заземленной конструкции, например к телу опоры линии электропередачи. При перенапряжении искровой промежуток пробивается, ток молниевого перенапряжения отводится в землю и напряжение на устройстве резко падает. Таким образом, осуществляются отвод молниевого тока и ограничение перенапряжения. Однако дугогасящая способность одиночного промежутка незначительна, так что после окончания перенапряжения по дуге искрового промежутка продолжает протекать сопровождающий ток. Поэтому должен вступить в работу выключатель и разорвать цепь, что весьма нежелательно для потребителей, получающих электроэнергию отданной линии.Known arrester to limit overvoltages on the power line in the form of a protective spark gap, consisting of two metal rods and an air gap between them (see Technique of high voltage / Ed. By D.V. Rasevig. - M .: Energy, 1976, p. 285). One of the rods of the known device is connected to the high-voltage wire of the line, and the second to the grounded structure, for example, to the body of the support of the power line. During overvoltage, the spark gap breaks through, the lightning overvoltage current is discharged to the ground and the voltage on the device drops sharply. Thus, lightning current is removed and overvoltage is limited. However, the arcing ability of a single gap is insignificant, so that after the overvoltage over the arc of the spark gap the accompanying current continues to flow. Therefore, the circuit breaker must come into operation and break the circuit, which is highly undesirable for consumers receiving electricity from a given line.

Известен также разрядник с так называемой мультиэлектродной системой (МЭС) (патент №2299508 от 20.05.2007). У этих разрядников между первым и вторым основными электродами на изоляционном теле установлено множество небольших промежуточных электродов. Для снижения разрядных напряжений внутри изоляционного тела, вдоль его оси, установлен дополнительный стержневой электрод, электрически соединенный с одним из основных электродов.Also known is a spark gap with the so-called multi-electrode system (MES) (patent No. 2299508 from 05.20.2007). At these arresters between the first and second main electrodes on the insulating body there are many small intermediate electrodes. To reduce the discharge voltage inside the insulating body, along its axis, an additional rod electrode is installed, electrically connected to one of the main electrodes.

Благодаря разбиению интервала между основными электродами на множество искровых промежутков данный разрядник обладает более высокой дугогасящей способностью, чем устройства с одним или с малым количеством разрядных промежутков.Due to the division of the interval between the main electrodes into many spark gaps, this spark gap has a higher arc suppression ability than devices with one or with a small number of discharge gaps.

Тем не менее, его дугогасящая способность недостаточно велика, что ограничивает его область применения только молниезащитой ВЛ 6-10. Его сложно применять для молниезащиты ВЛ более высоких классов напряжения, т.к. число промежуточных электродов и габариты разрядника становятся слишком большими.Nevertheless, its arc suppression ability is not large enough, which limits its scope only to lightning protection of VL 6-10. It is difficult to use for lightning protection of overhead lines of higher voltage classes, because the number of intermediate electrodes and the dimensions of the arrester become too large.

В качестве ближайшего аналога настоящего изобретения может быть выбран разрядник с так называемой мультикамерной системой (МКС) (патент №2346368 от 10.02.2009). В разряднике для молниезащиты элементов электрооборудования или линии электропередачи, содержащий изоляционное тело, выполненное из твердого диэлектрика, два основных электрода, механически связанных с изоляционным телом, и m промежуточных электродов (m≥2), расположенных между основными электродами с взаимным смещением, по меньшей мере, вдоль продольной оси изоляционного тела и выполненных с возможностью формирования между смежными основными и промежуточными электродами стримерного разряда, согласно изобретению промежуточные электроды расположены внутри изоляционного тела и отделены от его поверхности слоем изоляции, при этом между смежными электродами выполнены выходящие на поверхность изоляционного тела разрядные камеры, ширина которых в зоне формирования стримерного разряда меньше расчетного диаметра указанного разряда, а толщина указанного слоя изоляции выбрана превышающей расчетный диаметр указанного разряда.As the closest analogue of the present invention, a spark gap with the so-called multicamera system (MKS) can be selected (patent No. 2346368 from 02.10.2009). In the arrester for lightning protection of electrical components or power lines, containing an insulating body made of a solid dielectric, two main electrodes mechanically connected to the insulating body, and m intermediate electrodes (m≥2) located between the main electrodes with a mutual offset of at least , along the longitudinal axis of the insulating body and configured to form between adjacent main and intermediate electrodes of the streamer discharge, according to the invention, intermediate electrodes The odes are located inside the insulating body and are separated from its surface by an insulation layer, and discharge chambers extending to the surface of the insulating body are made between adjacent electrodes, the width of which in the zone of formation of the streamer discharge is less than the calculated diameter of the specified discharge, and the thickness of the specified insulation layer is chosen to exceed the calculated diameter of the specified discharge.

Благодаря включению между основными электродами множества искровых разрядных камер данный разрядник обладает более высокой дугогасящей способностью, чем устройства с одним, двумя или даже с большим количеством открытых разрядных промежутков.Due to the inclusion of many spark discharge chambers between the main electrodes, this spark gap has a higher arc suppression ability than devices with one, two, or even with a large number of open discharge gaps.

Указанный разрядник надежно работает при относительно небольших импульсных токах, протекающих через него, например, при ударах молнии в опору или трос и обратных перекрытиях с опоры на провод. При прямых ударах молнии со значительными токами возможен пробой между облаками плазмы, выдуваемых из разрядных камер, т.е. возможно образование электрической дуги вне разрядника в открытом воздухе. Дуга устойчиво горит, что приводит к аварийному отключению электрооборудования.The specified arrester reliably works at relatively small pulse currents flowing through it, for example, when lightning strikes into a support or a cable and back overlaps from the support to the wire. With direct lightning strikes with significant currents, a breakdown between plasma clouds blown from the discharge chambers is possible, i.e. possibly arcing outside the arrester in the open air. The arc burns steadily, which leads to an emergency shutdown of electrical equipment.

Известен также изолятор, снабженный указанным разрядником (патент №2378725 от 10.01.2010 г.). Мультикамерная система (МКС) укрепляется по периметру изоляционного тела, например тарелочного изолятора. Концы МКС снабжены подводящими электродами. При воздействии перенапряжения на подводящие электроды МКС срабатывает и разрядник гасит сопровождающий ток. Этот изолятор-разрядник имеет тот же недостаток, что и описанный выше разрядник с МКС - при больших импульсах тока, соответствующих прямому удару молнии в провод, возможно образование дуги вне разрядника.Also known is an insulator equipped with the specified spark gap (patent No. 2378725 from 01/10/2010). A multi-chamber system (ISS) is strengthened around the perimeter of an insulating body, such as a plate insulator. The ends of the ISS are equipped with lead electrodes. Under the influence of overvoltage on the supply electrodes of the ISS, it triggers and the arrester damps the accompanying current. This insulator-arrester has the same drawback as the above-described arrester with the ISS - with large current pulses corresponding to a direct lightning strike into the wire, an arc can form outside the arrester.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Соответственно, задачей, которую решает настоящее изобретение, является создание обладающего невысокой стоимостью в производстве и эксплуатации разрядника, характеризующегося высокой надежностью. Это позволит использовать разрядник по изобретению для молниезащиты ВЛ от прямых ударов молнии и отказаться от молниезащитного троса. Еще одна задача, решаемая настоящим изобретением, состоит в создании изолятора-разрядника для линии электропередачи, обладающего высокой дугогасящей способностью.Accordingly, the task that the present invention solves is the creation of a spark gap having a low cost in the manufacture and operation of a high reliability. This will make it possible to use the arrester according to the invention for lightning protection of overhead lines from direct lightning strikes and to abandon the lightning protection cable. Another problem solved by the present invention is to create an insulator-discharger for a power line with high arc suppression ability.

Указанная задача решена тем, что в разряднике для молниезащиты элементов электрооборудования или линии электропередачи, содержащем изоляционное тело, выполненное из твердого диэлектрика, два основных электрода, механически связанных с изоляционным телом, и два или более промежуточных электродов, расположенных между основными электродами с взаимным смещением, по меньшей мере, вдоль продольной оси изоляционного тела и выполненных с возможностью формирования между смежными основными и промежуточными электродами стримерного разряда, причем промежуточные электроды расположены внутри изоляционного тела и отделены от его поверхности слоем изоляции, при этом между первыми и вторыми смежными электродами выполнены выходящие на поверхность изоляционного тела разрядные камеры.This problem is solved in that in the arrester for lightning protection of electrical equipment elements or power lines containing an insulating body made of a solid dielectric, two main electrodes mechanically connected to the insulating body, and two or more intermediate electrodes located between the main electrodes with mutual displacement, at least along the longitudinal axis of the insulating body and configured to form a streamer discharge between adjacent main and intermediate electrodes, p When in use, the intermediate electrode disposed within the insulating body and separated from the surface of the insulation layer, wherein between adjacent first and second electrodes formed on the surface facing the insulating body discharge chambers.

Отличительным признаком настоящего изобретения является то, что, по меньшей мере, три разрядные камеры снабжены направляющими, выполненными из изоляционного материала, прикрепленными к наружной поверхности изоляционного тела и установленными с возможностью предотвращения распространения облака плазмы, образующегося внутри камер при разряде, из разрядной камеры в сторону соседней разрядной камеры путем направления облака плазмы во внешнюю воздушную среду.A distinctive feature of the present invention is that at least three discharge chambers are provided with guides made of insulating material attached to the outer surface of the insulating body and installed with the possibility of preventing the spread of a cloud of plasma formed inside the chambers during the discharge from the discharge chamber to the side neighboring discharge chamber by directing a cloud of plasma into the external air environment.

Расстояния между стенками направляющих, установленных с противоположных сторон выходов разрядных камер на поверхность изоляционного тела, преимущественно не меньше, чем ширина разрядных камер. Длина направляющих преимущественно больше, чем глубина разрядных камер.The distances between the walls of the guides installed on opposite sides of the exits of the discharge chambers to the surface of the insulating body are mainly not less than the width of the discharge chambers. The length of the guides is predominantly greater than the depth of the discharge chambers.

Направляющие могут быть выполнены в виде плоских пластин. В другом варианте направляющие могут быть выполнены в виде полукруглых в плане стенок.The guides can be made in the form of flat plates. In another embodiment, the guides can be made in the form of semicircular in terms of walls.

Между краями указанных полукруглых в плане стенок может быть предусмотрена щель шириной 0,5-10 мм, однако края полукруглых в плане стенок, по меньшей мере, с одной стороны могут быть соединены между собой. В любом из вышеуказанных вариантов разрядника стенки направляющих у основания, обращенного к поверхности изоляционного тела, могут быть выполнены толще, чем у краев, направленных наружу.A gap of 0.5-10 mm wide may be provided between the edges of said semicircular walls in terms of walls, however, the edges of semicircular in terms of walls, at least on one side, can be interconnected. In any of the above variants of the arrester, the walls of the guides at the base facing the surface of the insulating body can be made thicker than at the edges directed outward.

Задача настоящего изобретения также решается с помощью высоковольтного изолятора для крепления, в качестве одиночного изолятора или в составе колонки или гирлянды изоляторов, высоковольтного провода в электроустановке или на линии электропередачи, содержащего изоляционную часть и арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры, причем 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. Отличительным признаком изолятора является то, что он содержит разрядник по любому из вышеописанных вариантов, установленный с возможностью формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между первым элементом арматуры изолятора и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом разрядника, а также вторым элементом арматуры изолятора и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом разрядника.The objective of the present invention is also solved by using a high-voltage insulator for mounting, 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 transmission line containing an insulating part and fittings in the form of first and second reinforcement elements installed at its ends, moreover, the first armature element is made with the possibility of connection, directly or by means of a mounting device, with a high-voltage wire or with a second element a the valve of the previous high-voltage insulator of the indicated column or garland, and the second reinforcement element is made with the possibility of connection with the support or with the first reinforcement element of the subsequent high-voltage insulator of the specified column or garland. A distinctive feature of the insulator is that it contains a spark gap according to any of the above options, installed with the possibility of forming, under the influence of lightning overvoltage, an electric discharge between the first element of the insulator reinforcement and at least one adjacent spark gap electrode, as well as the second element reinforcement of the insulator and at least one adjacent spark gap electrode.

Благодаря применению направляющих удается достичь такого технического результата, как снижение вероятности объединения отдельных электрических разрядов в один, вследствие чего возрастает срок службы разрядника и улучшается защита электрооборудования. Таким образом, достигаемым техническим результатом является повышение надежности молниевых разрядников.Thanks to the use of guides, it is possible to achieve such a technical result as reducing the likelihood of combining individual electrical discharges into one, thereby increasing the service life of the arrester and improving the protection of electrical equipment. Thus, the achieved technical result is to increase the reliability of lightning arresters.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

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

на фиг.1 показан вариант осуществления разрядника с круглым изоляционным телом и плоскими стенками направляющих в сечении на виде спереди;figure 1 shows an embodiment of a spark gap with a round insulating body and flat guide walls in cross section in front view;

на фиг.2 разрядник по фиг.1 представлен на виде сверху;in Fig.2 the arrester of Fig.1 is a top view;

на фиг.3 показан вариант осуществления разрядника с круглым изоляционным телом и полукруглыми стенками направляющих в сечении на виде спереди;figure 3 shows an embodiment of a spark gap with a round insulating body and semicircular guide walls in cross section in front view;

на фиг.4 разрядник по фиг.3 представлен на виде сверху;in Fig.4 the arrester in Fig.3 is presented in a top view;

на фиг.5 проиллюстрирован вариант выполнения изолятора с разрядником по изобретению, установленным по периметру изоляционного тела.figure 5 illustrates an embodiment of an insulator with a spark gap according to the invention installed around the perimeter of the insulating body.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Как показано на фиг.1, 2, разрядник для молниезащиты элементов электрооборудования или линии электропередачи согласно изобретению содержит круглое изоляционное тело 1, выполненное из твердого диэлектрика, например из резины. На концах изоляционного тела 1 установлены первый 2 и второй 3 основные электроды, которые за счет такой установки оказываются механически связанными с изоляционным телом. Внутри изоляционного тела 1 установлены m промежуточных смежных электродов 4. Минимально значение m равно двум, тогда как оптимальное количество промежуточных электродов выбирается с учетом конкретной формы их выполнения, расчетного значения перенапряжения и других условий их работы. В данном варианте устройства промежуточные электроды 4 выполнены в виде отрезков металлических цилиндров, установленных с образованием искровых промежутков между ними. Для этого промежуточные электроды преимущественно смещены один относительно другого вдоль продольной оси разрядника (соединяющей основные электроды 2, 3), однако могут быть и другие конфигурации расположения электродов, позволяющих промежуточным электродам образовывать искровые промежутки между собой, например, путем смещения вдоль другой оси или расположения в таком порядке, что выделить ось, вдоль которой смещаются электроды, невозможно.As shown in figures 1, 2, the arrester for lightning protection of electrical components or power lines according to the invention contains a circular insulating body 1 made of a solid dielectric, for example rubber. At the ends of the insulating body 1, the first 2 and second 3 main electrodes are installed, which due to this installation are mechanically connected with the insulating body. Inside the insulating body 1, m intermediate adjacent electrodes 4 are installed. The minimum value of m is two, while the optimal number of intermediate electrodes is selected taking into account the specific form of their execution, the calculated value of the overvoltage and other conditions of their operation. In this embodiment, the intermediate electrodes 4 are made in the form of segments of metal cylinders installed with the formation of spark gaps between them. To this end, the intermediate electrodes are predominantly offset relative to each other along the longitudinal axis of the arrester (connecting the main electrodes 2, 3), however, there may be other configurations of the arrangement of electrodes that allow the intermediate electrodes to form spark gaps between themselves, for example, by displacement along the other axis or by in such a way that it is impossible to select the axis along which the electrodes are displaced.

Как уже указано, между смежными промежуточными электродами 4 имеется искровой воздушный промежуток g с шириной а разрядной камеры, который связан с разрядной камерой 6, выходящей на поверхность изоляционного тела 1, на поверхности которого закреплены направляющие, преимущественно выполненные в виде стенок той или иной формы, размер с которых в поперечном оси разрядника направлении преимущественно больше ширины а разрядной камеры.As already indicated, between adjacent intermediate electrodes 4 there is a spark air gap g with a width a of the discharge chamber, which is connected to the discharge chamber 6, which faces the surface of the insulating body 1, on the surface of which guides are fixed, mainly made in the form of walls of one form or another, the size of which in the transverse axis of the spark gap direction is predominantly larger than the width of the discharge chamber.

При защите высоковольтных установок или линий электропередачи разрядник подключается одним основным электродом (например, первым основным электродом 2) к высоковольтному элементу электропередачи, например к проводу (непосредственно или через искровой разрядный промежуток), а другим, соответственно вторым, основным электродом 3 (непосредственно или через искровой разрядный промежуток) к земле.When protecting high-voltage installations or power lines, the arrester is connected with one main electrode (for example, the first main electrode 2) to a high-voltage power element, for example, a wire (directly or through the spark gap), and another, respectively, the second, main electrode 3 (directly or through spark discharge gap) to the ground.

При воздействии на разрядник импульса перенапряжения разряд развивается от первого основного электрода 2 по направлению ко второму основному электроду 3, последовательно пробивая промежутки между промежуточными смежными электродами 4. В процессе образования и развития искрового канала 5 происходит его расширение со сверхзвуковой скоростью. Так как объемы разрядных искровых камер 6 между смежными электродами 4 весьма малы, создается высокое давление, под действием которого каналы искровых разрядов между смежными электродами перемещаются к поверхности изоляционного тела и далее выбрасываются наружу в окружающий разрядник воздух в виде облаков проводящей плазмы 8. Вследствие возникающего дутья и удлинения каналов между смежными электродами суммарное сопротивление всех каналов увеличивается, т.е. общее сопротивление разрядника возрастает, и происходит ограничение импульсного тока молниевого перенапряжения. По окончании импульса молниевого перенапряжения к разряднику остается приложенным напряжение промышленной частоты. Вследствие большого сопротивления разрядника, и благодаря тому, что канал разбит на множество элементарных каналов между смежными электродами, разряд не может самостоятельно существовать и гаснет. Однако существует опасность электрического пробоя между облаками проводящей плазмы 8 и развития дугового разряда вне разрядника. Это приводит к короткому замыканию и отключению электрооборудования.When an overvoltage pulse is applied to the spark gap, the discharge develops from the first main electrode 2 towards the second main electrode 3, sequentially punching the gaps between the intermediate adjacent electrodes 4. In the process of formation and development of the spark channel 5, it expands with supersonic speed. Since the volumes of the discharge spark chambers 6 between adjacent electrodes 4 are very small, high pressure is created under the influence of which the channels of spark discharges between adjacent electrodes move to the surface of the insulating body and then air out into the surrounding spark gap in the form of clouds of conducting plasma 8. Due to the arising blast and elongation of channels between adjacent electrodes, the total resistance of all channels increases, i.e. the total resistance of the arrester increases, and the impulse current of lightning overvoltage is limited. At the end of the lightning overvoltage pulse, an industrial frequency voltage remains applied to the arrester. Due to the high resistance of the arrester, and due to the fact that the channel is divided into many elementary channels between adjacent electrodes, the discharge cannot independently exist and goes out. However, there is a danger of electrical breakdown between the clouds of the conducting plasma 8 and the development of an arc discharge outside the spark gap. This leads to a short circuit and shutdown of electrical equipment.

Для разделения облаков плазмы и формирования более узких, не сливающихся между собой облаков плазмы 8 служат направляющие 7 по изобретению. Направляющие 7 выполнены из изоляционного материала, например из силиконовой резины, и закреплены на поверхности изоляционного тела 1. Они могут быть сформированы, например, при прессовании изоляционного тела 1 и быть с ним монолитны. Направляющие 7 устанавливаются с возможностью предотвращения распространения облака плазмы, образующегося внутри камер при разряде, из разрядной камеры в сторону соседней разрядной камеры путем направления облака плазмы во внешнюю воздушную среду. Между разрядными камерами может быть установлена одна общая направляющая либо могут быть установлены отдельные направляющие для каждой камеры, например, в том случае, если камеры разделены значительным расстоянием между собой, как это показано, например, на фиг.5.For the separation of plasma clouds and the formation of narrower, not merging with each other plasma clouds 8 are guides 7 according to the invention. The guides 7 are made of insulating material, for example silicone rubber, and are fixed to the surface of the insulating body 1. They can be formed, for example, by pressing the insulating body 1 and be monolithic with it. The guides 7 are installed with the possibility of preventing the spread of the plasma cloud formed inside the chambers during the discharge from the discharge chamber towards the adjacent discharge chamber by directing the plasma cloud into the external air environment. One common guide may be installed between the discharge chambers, or separate guides for each chamber can be installed, for example, if the chambers are separated by a considerable distance between themselves, as shown, for example, in FIG. 5.

Показанные на фиг.1 и 2 направляющие выполнены в виде плоских пластин, установленных перпендикулярно оси разрядника, однако пластины могут быть расположены и под углом к указанной оси при условии предотвращения распространения облаков плазмы в сторону соседних разрядных камер.The guides shown in FIGS. 1 and 2 are made in the form of flat plates mounted perpendicular to the axis of the arrester, however, the plates can also be located at an angle to the specified axis, provided that the plasma clouds do not propagate towards adjacent discharge chambers.

Как показано на фиг.3 и 4, для эффективного предотвращения соединения между собой облаков плазмы 8 направляющие 7 могут быть выполненными полукруглыми в плане, то есть в виде полуцилиндров. Между краями направляющих 7 может быть сформирована щель шириною 0,5-10 мм, как показано на фиг.3 и 4, однако края полукруглых стенок, по меньшей мере, с одной стороны в другом варианте могут быть соединены между собой.As shown in FIGS. 3 and 4, to effectively prevent the plasma clouds 8 from interconnecting, the guides 7 can be made semicircular in plan, that is, in the form of half-cylinders. Between the edges of the guides 7, a slit 0.5 to 10 mm wide can be formed, as shown in FIGS. 3 and 4, however, the edges of the semicircular walls, at least on one side in another embodiment, can be interconnected.

На фиг.5 показан разрядник по фиг.3, 4, установленный по периметру ребра полимерного изолятора, содержащего изоляционное тело 9, верхний оконцеватель 10, нижний оконцеватель 11 и изоляционный стержень 12. В некоторых случаях, например для предотвращения попадания капель воды от дождя в разрядные камеры, верхние края пластин могут быть частично сомкнуты между собой. Возможно, также выполнение пластин с полностью сомкнутыми верхними и нижними краями, т.е. в виде отрезков трубки.Figure 5 shows the arrester of figure 3, 4, installed around the perimeter of the ribs of the polymer insulator containing the insulating body 9, the upper terminal 10, the lower terminal 11 and the insulation rod 12. In some cases, for example to prevent water droplets from falling into the rain discharge chambers, the upper edges of the plates can be partially interconnected. It is also possible that plates with fully closed upper and lower edges, i.e. in the form of pipe segments.

В вышеописанных вариантах расстояния между стенками направляющих, установленных с противоположных сторон выходов разрядных камер на поверхность изоляционного тела преимущественно составляют величину, не меньше, чем ширина разрядных камер. Длина направляющих преимущественно больше, чем глубина разрядных камер. Стенки направляющих у основания, обращенного к поверхности изоляционного тела, могут быть выполнены толще, чем у краев, направленных наружу.In the above-described embodiments, the distances between the walls of the guides mounted on opposite sides of the outputs of the discharge chambers to the surface of the insulating body are advantageously not less than the width of the discharge chambers. The length of the guides is predominantly greater than the depth of the discharge chambers. The guide walls at the base facing the surface of the insulating body can be made thicker than at the edges directed outward.

Работоспособность разрядника по изобретению подтверждена экспериментальной проверкой. С этой целью был изготовлен разрядник и установлен по периметру одиночного ребра полимерного изолятора. Основные параметры разрядника следующие (см. фиг.1-4):The performance of the spark gap according to the invention is confirmed by experimental verification. For this purpose, a spark gap was made and installed around the perimeter of a single rib of a polymer insulator. The main parameters of the arrester are as follows (see figures 1-4):

- камера выполнена в виде щели с разрядным промежутком длиной g=10 мм, шириной а=2 мм и глубиной b=15 мм;- the camera is made in the form of a gap with a discharge gap of length g = 10 mm, a width of a = 2 mm and a depth of b = 15 mm;

- направляющие выполнены полукруглыми в плане по фиг.3, 4 высотой h=20 мм и щелью шириной Δ=2 мм;- the guides are made semicircular in plan according to figure 3, 4 with a height of h = 20 mm and a slit width of Δ = 2 mm;

- смежные промежуточные электроды выполнены из отрезков металлических цилиндров диаметром 6 мм;- adjacent intermediate electrodes are made of pieces of metal cylinders with a diameter of 6 mm;

- число камер составляло 8 шт.;- the number of cameras was 8 pcs .;

Испытания показали, что при испытании импульсами тока с максимальным значением 30 кА и длительностью 55 мкс разрядник надежно гасит ток импульса без сопровождающего тока сети при напряжении сети 6 кВд (действующего значения).The tests showed that when tested with current pulses with a maximum value of 30 kA and a duration of 55 μs, the spark gap reliably extinguishes the pulse current without an accompanying mains current at a network voltage of 6 kV d (effective value).

Причем разрядник сохраняет свою целостность и работоспособность при воздействии, по крайней мере, 10 импульсов. Этих параметров достаточно для формирования полимерных изоляторов - разрядников на напряжение 110, 220 кВ и выше и, соответственно, для грозозащиты ВЛ указанных классов напряжения.Moreover, the arrester maintains its integrity and performance when exposed to at least 10 pulses. These parameters are sufficient for the formation of polymer insulators - arresters for voltages of 110, 220 kV and higher and, accordingly, for lightning protection of overhead lines of the indicated voltage classes.

Следует отметить, что разрядник без направляющих 7 гасит ток импульса без сопровождающего тока сети только при напряжении сети 3 кВд (действующего значения), т.е. примерно при вдвое меньшем напряжении, чем с направляющими. При большем напряжении происходит пробой между облаками плазмы, вылетающими из разрядных камер, что исключается при установке направляющих по изобретению. Таким образом, область применения и надежность работы разрядника по настоящему изобретению существенно увеличена.It should be noted that the spark gap without guides 7 extinguishes the pulse current without an accompanying mains current only at a voltage of 3 kV d (effective value), i.e. at about half the voltage than with rails. At higher voltage, a breakdown occurs between plasma clouds flying out of the discharge chambers, which is eliminated when installing the guides according to the invention. Thus, the scope and reliability of the spark gap of the present invention is significantly increased.

Рассмотренные в данном описании варианты и модификации выполнения разрядника по изобретению и изоляторов - разрядников, построенных с использованием таких разрядников, приведены лишь для пояснения их конструкции и принципов работы. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что возможны отклонения от вышеприведенных примеров выполнения, которые также охватываются формулой изобретения.The options and modifications of the spark gap of the invention and insulators - arresters constructed using such arresters described in this description are given only to explain their design and operating principles. Specialists in the art should understand that there may be deviations from the above examples, which are also covered by the claims.

Claims (9)

1. Разрядник для молниезащиты элементов электрооборудования или линии электропередачи, содержащий изоляционное тело, выполненное из твердого диэлектрика, два основных электрода, механически связанных с изоляционным телом, и два или более промежуточных электрода, расположенных между основными электродами с взаимным смещением, по меньшей мере, вдоль продольной оси изоляционного тела и выполненных с возможностью формирования между смежными основными и промежуточными электродами электрического разряда, а также промежуточные электроды, расположенные внутри изоляционного тела и отделенные от его поверхности слоем изоляции, при этом между смежными электродами выполнены выходящие на поверхность изоляционного тела разрядные камеры, отличающийся тем, что, по меньшей мере, три разрядные камеры снабжены направляющими, выполненными из изоляционного материала, прикрепленными к наружной поверхности изоляционного тела и установленными с возможностью предотвращения распространения облака плазмы, образующегося внутри камер при разряде, из разрядной камеры в сторону соседней разрядной камеры путем направления облака плазмы во внешнюю воздушную среду.1. Arrester for lightning protection of electrical equipment or power lines, containing an insulating body made of a solid dielectric, two main electrodes mechanically connected to the insulating body, and two or more intermediate electrodes located between the main electrodes with mutual displacement, at least along the longitudinal axis of the insulating body and configured to form between adjacent main and intermediate electrodes of an electric discharge, as well as intermediate electrodes, located inside the insulating body and separated from its surface by an insulation layer, while between adjacent electrodes discharge chambers extending to the surface of the insulating body are made, characterized in that at least three discharge chambers are provided with guides made of insulating material attached to the outer surface insulating body and installed with the possibility of preventing the spread of a cloud of plasma formed inside the chambers during the discharge from the discharge chamber towards the neighboring Operating capacity chamber by means of a plasma cloud in the external air environment. 2. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что расстояния между стенками направляющих, установленных с противоположных сторон выходов разрядных камер на поверхность изоляционного тела, не меньше, чем ширина разрядных камер.2. The arrester according to claim 1, characterized in that the distances between the walls of the guides installed on opposite sides of the exits of the discharge chambers to the surface of the insulating body are not less than the width of the discharge chambers. 3. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что длина направляющих больше, чем глубина разрядных камер.3. The arrester according to claim 1, characterized in that the length of the guides is greater than the depth of the discharge chambers. 4. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что направляющие выполнены в виде плоских пластин.4. The arrester according to claim 1, characterized in that the guides are made in the form of flat plates. 5. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что направляющие выполнены в виде полукруглых в плане стенок.5. The spark gap according to claim 1, characterized in that the guides are made in the form of walls semicircular in terms of. 6. Разрядник по п.5, отличающийся тем, что между краями полукруглых в плане стенок имеется щель шириной 0,5-10 мм;6. The arrester according to claim 5, characterized in that between the edges of the semicircular in terms of the walls there is a gap with a width of 0.5-10 mm; 7. Разрядник по п.5, отличающийся тем, что края полукруглых в плане стенок, по меньшей мере, с одной стороны соединены между собой.7. The arrester according to claim 5, characterized in that the edges of the walls semicircular in terms of at least one side are interconnected. 8. Разрядник по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что стенки направляющих у основания, обращенного к поверхности изоляционного тела, толще, чем у краев, направленных наружу.8. Arrester according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the walls of the rails at the base facing the surface of the insulating body are thicker than at the edges directed outward. 9. Высоковольтный изолятор для крепления, в качестве одиночного изолятора или в составе колонки или гирлянды изоляторов, высоковольтного провода в электроустановке или на линии электропередачи, содержащий изоляционную часть и арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры, причем 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, отличающийся тем, что содержит разрядник по любому из пп. 1-8, установленный с возможностью формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между первым элементом арматуры изолятора и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом разрядника, а также вторым элементом арматуры изолятора и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом разрядника. 9. 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 part and fittings in the form of first and second fittings installed at its ends, the first fittings 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 of the decree columns or garlands, and the second reinforcement element is configured to be connected to a support or to the first reinforcement element of a subsequent high-voltage insulator of said column or garland, characterized in that it comprises a spark gap according to any one of paragraphs. 1-8, installed with the possibility of forming, under the influence of lightning overvoltage, an electric discharge between the first element of the insulator reinforcement and at least one adjacent electrode of the spark gap, as well as the second element of the insulator reinforcement and at least one adjacent to it discharger electrode.
RU2012141156/07A 2012-09-27 2012-09-27 Arrester with guide strips for protection of electric equipment from overvoltage at lightning and insulator of power line equipped with such arrester RU2510651C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012141156/07A RU2510651C1 (en) 2012-09-27 2012-09-27 Arrester with guide strips for protection of electric equipment from overvoltage at lightning and insulator of power line equipped with such arrester

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012141156/07A RU2510651C1 (en) 2012-09-27 2012-09-27 Arrester with guide strips for protection of electric equipment from overvoltage at lightning and insulator of power line equipped with such arrester

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2510651C1 true RU2510651C1 (en) 2014-04-10

Family

ID=50437564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012141156/07A RU2510651C1 (en) 2012-09-27 2012-09-27 Arrester with guide strips for protection of electric equipment from overvoltage at lightning and insulator of power line equipped with such arrester

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2510651C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2552838C1 (en) * 2014-06-03 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" Insulation arrester
RU197315U1 (en) * 2019-12-17 2020-04-21 Акционерное общество "НПО "Стример" MULTI-CAMERA DISCHARGE WITH RIBS
WO2023128838A1 (en) * 2021-12-28 2023-07-06 Акционерное общество "НПО "Стример" Surge protector
RU2808757C2 (en) * 2021-12-28 2023-12-04 Акционерное общество "НПО "Стример" Surge arrester

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4665460A (en) * 1983-03-03 1987-05-12 Schaff Jean Paul Device for protecting overhead electroconducting lines against lightning
RU2346368C1 (en) * 2007-08-16 2009-02-10 ОАО "Научно-производственное объединение "Стример" Lightning protector and power transmission line equipped therewith
RU2378725C1 (en) * 2008-04-24 2010-01-10 Оао "Нпо "Стример" High-voltage transmission line and high-voltage insulator for said line

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4665460A (en) * 1983-03-03 1987-05-12 Schaff Jean Paul Device for protecting overhead electroconducting lines against lightning
RU2346368C1 (en) * 2007-08-16 2009-02-10 ОАО "Научно-производственное объединение "Стример" Lightning protector and power transmission line equipped therewith
RU2378725C1 (en) * 2008-04-24 2010-01-10 Оао "Нпо "Стример" High-voltage transmission line and high-voltage insulator for said line

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2552838C1 (en) * 2014-06-03 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" Insulation arrester
RU197315U1 (en) * 2019-12-17 2020-04-21 Акционерное общество "НПО "Стример" MULTI-CAMERA DISCHARGE WITH RIBS
WO2023128838A1 (en) * 2021-12-28 2023-07-06 Акционерное общество "НПО "Стример" Surge protector
RU2808757C2 (en) * 2021-12-28 2023-12-04 Акционерное общество "НПО "Стример" Surge arrester
RU2809503C2 (en) * 2021-12-28 2023-12-12 Акционерное общество "НПО "Стример" Surge arrester manufacturing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102349206B (en) Lighting arrester and a power transmission line provided with such an arrester
WO2009120114A1 (en) High-voltage insulator and a high-voltage electric power line using said insulator
RU2346368C1 (en) Lightning protector and power transmission line equipped therewith
RU2470430C1 (en) Multi-chamber discharger, high-voltage insulator with multichamber discharger and high-voltage power transmission line using such insulator
RU2299508C2 (en) Current-carrying device for lightning protection of electrical equipment and power transmission lines equipped with such device
RU2510651C1 (en) Arrester with guide strips for protection of electric equipment from overvoltage at lightning and insulator of power line equipped with such arrester
RU111359U1 (en) DISCHARGE, HIGH VOLTAGE INSULATOR WITH DISCHARGE AND HIGH VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSION LINE USING THIS INSULATOR
RU171093U1 (en) ROOF MULTI-CAMERA DISCHARGE
RU2377678C1 (en) High-voltage insulator and high-voltage power line using this insulator
RU109925U1 (en) DISCHARGE, HIGH VOLTAGE INSULATOR WITH DISCHARGE AND HIGH VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSION LINE USING THIS INSULATOR
RU2378725C1 (en) High-voltage transmission line and high-voltage insulator for said line
RU142989U1 (en) HIGH VOLTAGE INSULATOR FOR HIGH VOLTAGE TRANSMISSION LINE AND HIGH VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSION LINE
RU2666358C2 (en) Power transmission line with ground wire, protected by discharger
RU187062U1 (en) SUPPORT INSULATOR WITH MULTI-CAMERA DISCHARGE AND FIXED AIR GAP
RU2619765C1 (en) Arrester with pressure chambers
RU197315U1 (en) MULTI-CAMERA DISCHARGE WITH RIBS
RU111719U1 (en) DISCHARGE SYSTEM, HIGH VOLTAGE INSULATOR WITH DISCHARGE AND HIGH VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSION LINE USING SUCH INSULATOR
RU199041U1 (en) MULTI-CHAMBER ARRESTER WITH RIBS AND Cuts ALONG THE INSULATING BODY
RU199043U1 (en) MULTI-CHAMBER ARRESTER WITH SECTOR RIBS
RU2666905C2 (en) Lightning protector with open outputs from discharge chambers
RU2121741C1 (en) Surge gap spark lightning arrester for electric power line
RU2730173C1 (en) Multi-chamber arrester with protruding electrodes
RU2667510C2 (en) Arrester with common pressure chambers, arrester-insulator, arrester screen and electric transmission line
EA016980B1 (en) Reinforced discharge arrester for lightning overvoltage protection of electrical equipment and insulator and electrical power transmission line equipped with such discharge arrester
RU173089U1 (en) LONG SPARK DISCHARGE

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner