RU2666905C2 - Lightning protector with open outputs from discharge chambers - Google Patents
Lightning protector with open outputs from discharge chambers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2666905C2 RU2666905C2 RU2016144974A RU2016144974A RU2666905C2 RU 2666905 C2 RU2666905 C2 RU 2666905C2 RU 2016144974 A RU2016144974 A RU 2016144974A RU 2016144974 A RU2016144974 A RU 2016144974A RU 2666905 C2 RU2666905 C2 RU 2666905C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- discharge
- electrodes
- insulating body
- arrester
- insulators
- Prior art date
Links
- 230000001012 protector Effects 0.000 title abstract 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 38
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 13
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 9
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H01T2/00—Spark gaps comprising auxiliary triggering means
- H01T2/02—Spark gaps comprising auxiliary triggering means comprising a trigger electrode or an auxiliary spark gap
Landscapes
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к разрядникам для защиты от перенапряжений, например, грозовых, электроустановок, высоковольтных линий электропередачи и электрических сетей. Изобретение также относится к высоковольтным линиям электропередачи, имеющим в своем составе элементы, снабженные такими разрядниками.The invention relates to surge arresters for surge protection, for example, lightning, electrical installations, high voltage power lines and electrical networks. The invention also relates to high voltage power lines incorporating elements provided with such arresters.
Уровень техникиState of the art
Молниевые разряды являются одним из наиболее опасных явлений для эксплуатации высоковольтных линий электропередачи. При грозовом перенапряжении происходит перекрытие воздушного промежутка между токонесущим элементом линии электропередачи и заземленным элементом. После окончания импульса грозового перенапряжения это перекрытие под действием напряжения промышленной частоты, приложенного к токонесущему элементу, переходит в силовую дугу промышленной частоты.Lightning discharges are one of the most dangerous phenomena for the operation of high-voltage power lines. During a lightning overvoltage, the air gap between the current-carrying element of the power line and the grounded element overlaps. After the end of the lightning overvoltage pulse, this overlap under the influence of an industrial frequency voltage applied to the current-carrying element passes into a power arc of an industrial frequency.
В качестве решения проблемы образования силовой дуги при грозовом перенапряжении в международной заявке WO 2010082861 был предложен разрядник для грозозащиты электрооборудования или линии электропередачи, содержащий изоляционное тело, выполненное из твердого диэлектрика, два основных электрода, механически связанных с изоляционным телом, и два или более промежуточных электродов, выполненных с возможностью формирования разряда (например, стримерного) между каждым из основных электродов и смежным с ним промежуточным электродом и между смежными промежуточными электродами, причем смежные электроды расположены между основными электродами с взаимным смещением, по меньшей мере, вдоль продольной оси изоляционного тела. Разрядник по указанной международной заявке характеризуется тем, что промежуточные электроды расположены внутри изоляционного тела и отделены от его поверхности слоем изоляции, толщина которого выбрана превышающей расчетный диаметр Dk канала указанного разряда, при этом между смежными промежуточными электродами выполнены выходящие на поверхность изоляционного тела разрядные камеры (полости), площадь S поперечного сечения которых в зоне формирования канала разряда выбрана из условия 
При воздействии на такой мультикамерный разрядник импульса грозового перенапряжения электрическими разрядами пробиваются промежутки между электродами. Благодаря тому, что разряды между промежуточными электродами происходят внутри камер, объемы которых весьма малы, при расширении канала создается высокое давление газов, под действием которого каналы дуговых разрядов между электродами перемещаются к поверхности изоляционного тела и далее выдуваются наружу в окружающий воздух.When such a multicameral arrester is exposed to a lightning overvoltage pulse, electric gaps break through the gaps between the electrodes. Due to the fact that the discharges between the intermediate electrodes occur inside chambers, the volumes of which are very small, when the channel expands, high gas pressure is created, under which the arc discharge channels between the electrodes move to the surface of the insulating body and then are blown outward into the surrounding air.
Вследствие возникающего дутья и удлинения каналов между электродами каналы разрядов охлаждаются, суммарное сопротивление всех каналов увеличивается, т.е. общее сопротивление разрядника возрастает, и происходит ограничение импульсного тока грозового перенапряжения. Ток грозового перенапряжения отводится через опору в землю и вслед за ним протекает сопровождающий ток промышленной частоты. При переходе тока через ноль дуга гаснет, и линия электропередачи продолжает бесперебойную работу.Due to the blowing and elongation of the channels between the electrodes, the discharge channels are cooled, the total resistance of all channels increases, i.e. the total resistance of the arrester increases, and the surge current of the lightning surge is limited. The lightning overvoltage current is diverted through the support into the ground and an accompanying current of industrial frequency flows after it. When the current passes through zero, the arc goes out, and the power line continues uninterrupted operation.
Такой принцип работы мультикамерного разрядника является достаточно эффективным, поскольку конструкция разрядника получается простой, надежной и недорогой. В то же время вышеописанный разрядник обладает таким недостатком, как значительная длительность сопровождающего тока. Причиной этого является то, что сопровождающий ток имеет промышленную частоту и для гашения дуги необходим его переход через ноль. Частота переходов через ноль задается промышленной частотой и, следовательно, не может произвольно меняться. В связи с этим требуются дополнительные меры, направленные на гашение дуги непосредственно после протекания тока грозового разряда.This principle of operation of a multi-chamber arrester is quite effective, since the design of the arrester is simple, reliable and inexpensive. At the same time, the above-described arrester has such a disadvantage as a significant duration of the accompanying current. The reason for this is that the accompanying current has an industrial frequency and to extinguish the arc requires its passage through zero. The frequency of transitions through zero is set by the industrial frequency and, therefore, cannot arbitrarily change. In this regard, additional measures are required aimed at extinguishing the arc immediately after the passage of a lightning current.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей настоящего изобретения является снижение длительности сопровождающего тока в мультикамерном разряднике путем обеспечения гашения дуги после прохождения импульса грозового перенапряжения до перехода сопровождающего тока, имеющего промышленную частоту, через ноль.The objective of the present invention is to reduce the duration of the accompanying current in a multi-chamber arrester by ensuring the extinction of the arc after the passage of a lightning surge pulse before the transition of the accompanying current having an industrial frequency through zero.
Задача настоящего изобретения решается с помощью разрядника для грозозащиты элементов электрооборудования или линии электропередачи, содержащий изоляционное тело, выполненное из диэлектрика, и пять или более электродов, механически связанных с изоляционным телом. Электроды расположены с обеспечением возможности формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между соседними электродами.The objective of the present invention is solved using an arrester for lightning protection of electrical components or power lines, containing an insulating body made of a dielectric, and five or more electrodes mechanically connected to the insulating body. The electrodes are arranged with the possibility of formation, under the influence of lightning overvoltage, of an electrical discharge between adjacent electrodes.
В разряднике согласно настоящему изобретению электроды расположены внутри изоляционного тела и отделены от его поверхности слоем изоляции, причем соседние электроды выступают в разрядные камеры, имеющие выходы на поверхность изоляционного тела. Отличительным признаком настоящего изобретения является то, что, по меньшей мере, одна разрядная камера имеет два или более выхода на поверхность изоляционного тела.In the arrester according to the present invention, the electrodes are located inside the insulating body and are separated from its surface by an insulation layer, the adjacent electrodes protruding into the discharge chambers having exits to the surface of the insulating body. A distinctive feature of the present invention is that at least one discharge chamber has two or more exits to the surface of the insulating body.
В преимущественном варианте осуществления выходы на поверхность изоляционного тела начинаются от разрядного промежутка между соседними электродами. Кроме того, выходы на поверхность изоляционного тела предпочтительно расположены в плоскости, составляющей с линией, проходящей вдоль разрядных камер, угол от 60° до 90°.In an advantageous embodiment, exits to the surface of the insulating body begin from the discharge gap between adjacent electrodes. In addition, the exits to the surface of the insulating body are preferably arranged in a plane from 60 ° to 90 ° with a line extending along the discharge chambers.
В преимущественном варианте осуществления изобретения произведение длины выхода из разрядной камеры на наибольшую его ширину для каждого выхода было больше произведения наименьшего расстояния между электродами и ширины разрядной камеры в направлении, поперечном линии, соединяющей электроды. При этом может быть предпочтительно, чтобы сумма произведений длины выхода из разрядной камеры на наибольшую его ширину для всех выходов больше произведения наименьшего расстояния между электродами и ширины разрядной камеры в направлении, поперечном линии, соединяющей электродыIn an advantageous embodiment of the invention, the product of the length of the exit from the discharge chamber by its largest width for each output was greater than the product of the smallest distance between the electrodes and the width of the discharge chamber in the direction transverse to the line connecting the electrodes. In this case, it may be preferable that the sum of the products of the length of the exit from the discharge chamber to its largest width for all outputs is greater than the product of the smallest distance between the electrodes and the width of the discharge chamber in the direction transverse to the line connecting the electrodes
По меньшей мере, одна разрядная камера может быть соединена, по меньшей мере, с одной напорной камерой через разрядные промежутки между соседними электродами. Кроме того, по меньшей мере, две разрядные камеры могут быть соединены с одной общей напорной камерой через разрядные промежутки между соседними электродами. Общая напорная камера предпочтительно расположена вдоль электродов. Пары электродов, образующие разрядные промежутки, преимущественно расположены вдоль или поперек напорной камеры или под углом к ней. Напорная камера может быть соединена, по меньшей мере, с одной разрядной камерой в части разрядных промежутков между электродами проходами с площадью поперечного сечения меньше минимальной площади сечения разрядного промежутка в плоскости, параллельной поперечному сечению проходов. Напорная камера также может иметь переменное в продольном направлении поперечное сечение.At least one discharge chamber may be connected to at least one pressure chamber through discharge gaps between adjacent electrodes. In addition, at least two discharge chambers can be connected to one common pressure chamber through the discharge gaps between adjacent electrodes. The common pressure chamber is preferably located along the electrodes. The pairs of electrodes forming the discharge gaps are mainly located along or across the pressure chamber or at an angle to it. The pressure chamber can be connected to at least one discharge chamber in the part of the discharge gaps between the electrodes of the passages with a cross-sectional area less than the minimum cross-sectional area of the discharge gap in a plane parallel to the cross-section of the passages. The pressure chamber may also have a longitudinally variable cross section.
Задача настоящего изобретения также решается с помощью изолятора-разрядника для крепления, в качестве одиночного изолятора или в составе колонки или гирлянды изоляторов, высоковольтного провода в электроустановке или на линии электропередачи. Изолятор-разрядник содержит изоляционное тело 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.The objective of the present invention is also solved by using an insulator-arrester 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 power line. The insulator-discharger contains an insulating body and reinforcement in the form of first and second reinforcement elements installed at its ends, the first reinforcing element being configured to connect, directly or by means of a fastening device, to a high-voltage wire or to the second reinforcing element of a previous high-voltage insulator of the indicated column or garland and the second reinforcement element is configured to be connected to a support or to the first reinforcement element of the subsequent high-voltage insulator x columns or garlands.
Такой изолятор-разрядник содержит разрядник по любому из вышеописанных вариантов, установленный с возможностью формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между первым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом, а также вторым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом.Such an insulator-arrester contains a surge arrester 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 valve and at least one electrode adjacent to it, as well as the second element of the valve and at least , one adjacent electrode.
Задача настоящего изобретения также решается с помощью экрана-разрядника, содержащего изоляционное тело, выполненное с возможностью механического закрепления на элементе электрооборудования или линии электропередачи с обеспечением, по меньшей мере, частичного огибания указанного или соседнего с ним элемента электрооборудования или линии электропередачи. Экран-разрядник содержит разрядник по любому из вышеописанных вариантов, установленный на расстоянии от огибаемого элемента электрооборудования или линии электропередачи.The objective of the present invention is also solved with the help of a surge arrester containing an insulating body, made with the possibility of mechanical fastening on an element of electrical equipment or power lines with at least partial bending of the specified or adjacent element of electrical equipment or power lines. The arrester screen comprises an arrester according to any of the above options, mounted at a distance from the envelope element of the electrical equipment or power line.
Задача настоящего изобретения также решается с помощью линии электропередачи, содержащей опоры, одиночные изоляторы и/или изоляторы, собранные в колонки или гирлянды, и, по меньшей мере, один находящийся под высоким электрическим напряжением провод, связанный непосредственно или посредством крепежных устройств с элементами арматуры одиночных изоляторов и/или первых изоляторов колонок или гирлянд изоляторов, причем каждый одиночный изолятор или каждая колонка или гирлянда изоляторов закреплен(закреплена) на одной из опор посредством элемента своей арматуры, смежного с указанной опорой. В соответствии с изобретением линия электропередачи содержит, по меньшей мере, один разрядник по любому из вышеописанных вариантов и/или, по меньшей мере, один экран-разрядник по вышеописанному варианту и/или, по меньшей мере, один из изоляторов представляет собой изолятор-разрядник по вышеописанному варианту.The objective of the present invention is also solved by using a power line containing poles, single insulators and / or insulators, assembled in columns or garlands, and at least one wire under high voltage, connected directly or by means of fasteners with elements of reinforcement single insulators and / or first insulators of columns or strings of insulators, wherein each single insulator or each column or string of insulators is fixed (secured) to one of the supports by lementa its reinforcement adjacent to said support. In accordance with the invention, the power line comprises at least one spark gap according to any of the above options and / or at least one shield gap according to the above embodiment and / or at least one of the insulators is an insulator gap according to the above option.
Благодаря настоящему изобретению достигается такой технический результат, как гашение дуги разряда после прохождения импульса грозового перенапряжения до перехода сопровождающего тока, имеющего промышленную частоту, через ноль. Это происходит вследствие того, что разрядная дуга при нескольких выходах из разрядной камеры разделяется на несколько ветвей и ее общая длина увеличивается. Благодаря этому увеличивается ее сопротивление и ее проще погасить или разорвать.Thanks to the present invention, such a technical result is achieved as the extinction of the discharge arc after the passage of a lightning surge pulse before the accompanying current having an industrial frequency passes through zero. This is due to the fact that the discharge arc at several exits from the discharge chamber is divided into several branches and its total length increases. Due to this, its resistance increases and it is easier to extinguish or break it.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1 показан разрез разрядной камеры разрядника в соответствии с настоящим изобретением.In FIG. 1 shows a section through a discharge chamber of a spark gap in accordance with the present invention.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Далее настоящее изобретение будет описано со ссылкой на сопровождающие чертежи и частные варианты осуществления. Такое описание дается с целью пояснения изобретения на частных примерах и не предназначено для ограничения объема охраны настоящего изобретения, определяемого формулой изобретения. В то же время при необходимости в формуле изобретения могут быть приведены признаки из описания с целью более точного определения объема охраны.The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings and particular embodiments. Such a description is given for the purpose of explaining the invention with particular examples and is not intended to limit the scope of protection of the present invention defined by the claims. At the same time, if necessary, the features of the description may be given in the claims to more accurately determine the scope of protection.
На фиг. 1 показан пример разрядника для грозозащиты элементов электрооборудования или линии электропередачи в продольном частичном разрезе в области разрядной камеры. Разрядник содержит изоляционное тело 1, выполненное из диэлектрика, и продольно расположенные электроды 2, механически связанные с изоляционным телом. Необходимо учитывать, что в соответствии с настоящим изобретением минимальное количество электродов равно пяти, а разрядных промежутков между ними (и, соответственно, разрядных камер) может быть как минимум четыре.In FIG. 1 shows an example of a spark gap for lightning protection of electrical equipment elements or power lines in a longitudinal partial section in the region of the discharge chamber. The arrester contains an insulating
Электроды расположены с обеспечением возможности формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда 5 между соседними электродами. Для этого электроды формируют разрядные промежутки между собой, которые имеют такой размер и форму, что могут пробиваться электрическими разрядами при приложении к электродам грозового перенапряжения (например, вследствие удара молнии), однако при отсутствии грозового перенапряжения электрические разряды между электродами сформироваться не могут - это необходимо для того, чтобы напряжение на токонесущих элементах линии электропередачи или других электроустановках, не замыкалось на землю.The electrodes are arranged with the possibility of formation, under the influence of lightning overvoltage, of an
В разряднике согласно настоящему изобретению электроды 2 расположены внутри изоляционного тела 1 и отделены от его поверхности слоем изоляции. Соседние электроды 2 выступают в разрядные камеры 3, имеющие выходы 4 на поверхность изоляционного тела. При подаче на один из электродов 2 грозового перенапряжения разрядные промежутки между соседними электродами 2 пробиваются искровыми разрядами 5, которые затем переходят в дуговой разряд, и через разрядник начинает протекать ток, вызванный зарядом, полученным защищаемым элементом электроустановки или линией электропередачи в результате молниевого удара.In the arrester according to the present invention, the
По мере протекания тока канал дугового разряда 5 расширяется и за счет ограниченного объема разрядной камеры создает высокое давление газов. Поскольку разрядные камеры открыты в окружающее пространство, газ начинает вытекать из камер и этот поток газа выдувает дуговые разряды из камер наружу, образуя плазменные облака 6. Вследствие этого дуговые каналы удлиняются и растет сопротивление.As the current flows, the
В показанном на фиг. 1 варианте реализации изобретения разрядная камера 3, в которую выходит электрод 2, имеет два выхода 4, которые начинаются около разрядного промежутка между электродами 2. Благодаря наличию двух выходов 4 из разрядной камеры 3 разрядная дуга 5 разделяется на две ветви и ее общая длина увеличивается. Вследствие этого увеличивается ее сопротивление и ее проще погасить или разорвать.As shown in FIG. In an embodiment of the invention, the discharge chamber 3 into which the
На фиг. 1 показан вариант с двумя выходами (каналами) 4, расположенными в плоскости, параллельной линии, соединяющей разрядные камеры 3. В то же время необходимо отметить, что таких выходов может быть более двух и они могут располагаться в плоскости, составляющей с линией, проходящей вдоль разрядных камер, любой угол, однако этот угол предпочтительно находится в диапазоне от 60° до 90°, поскольку при этом будет обеспечиваться то, что разрядные дуги соседних камер на выходах из изоляционного тела не будут пересекаться. Кроме того, на фиг. 1 показано, что оба выхода 4 из разрядных камер 3 начинаются около разрядного промежутка между электродами 2, однако в общем случае выходы из разрядных камер могут разветвляться и не в разрядной камере, а в толще изоляционного тела 1.In FIG. 1 shows a variant with two outputs (channels) 4 located in a plane parallel to the line connecting the discharge chambers 3. At the same time, it should be noted that there can be more than two such outputs and they can be located in a plane making up with a line running along discharge chambers, any angle, however, this angle is preferably in the range from 60 ° to 90 °, since it will be ensured that the discharge arcs of adjacent chambers at the exits from the insulating body will not intersect. In addition, in FIG. 1 it is shown that both
Для того чтобы в разрядной камере успело сформироваться давление, необходимое для вынесения разрядной дуги из изоляционного тела и последующего разрыва, необходимо, чтобы произведение длины выхода из разрядной камеры на наибольшую его ширину для каждого выхода было больше произведения наименьшего расстояния между электродами и ширины разрядной камеры в направлении, поперечном линии, соединяющей электроды. Тогда для того, чтобы разрядная дуга смогла выйти из разрядной камеры, потребуется подпор давления, создаваемого разрядной дугой непосредственно в камере. В предпочтительном варианте необходимо, чтобы больше произведения наименьшего расстояния между электродами и ширины разрядной камеры в направлении, поперечном линии, соединяющей электроды, была сумма произведений длины выхода из разрядной камеры на наибольшую его ширину для всех выходов.In order for the pressure necessary to form in the discharge chamber to remove the discharge arc from the insulating body and subsequent rupture, it is necessary that the product of the length of the exit from the discharge chamber to its greatest width for each output is greater than the product of the smallest distance between the electrodes and the width of the discharge chamber direction, transverse line connecting the electrodes. Then, in order for the discharge arc to exit the discharge chamber, it will be necessary to support the pressure created by the discharge arc directly in the chamber. In a preferred embodiment, it is necessary that the product of the smallest distance between the electrodes and the width of the discharge chamber in the direction transverse to the line connecting the electrodes is the sum of the products of the length of the exit from the discharge chamber to its largest width for all outputs.
Для того чтобы обеспечить не только удлинение дуговых каналов, но и их разрыв, разрядник может быть снабжен напорной камерой, расположенной вдоль электродов и соединенными с разрядными камерами через разрядные промежутки между соседними электродами. Такая напорная камера может быть общей для нескольких разрядных камер. Разрядные камеры в части разрядных промежутков могут быть соединены с общей напорной камерой.In order to ensure not only the extension of the arc channels, but also their rupture, the arrester can be equipped with a pressure chamber located along the electrodes and connected to the discharge chambers through the discharge gaps between adjacent electrodes. Such a pressure chamber may be common to several discharge chambers. The discharge chambers in the part of the discharge gaps can be connected to a common pressure chamber.
Разрядные камеры могут быть соединены с напорными камерами или с общей напорной камерой через проходы, площадь поперечного сечения которых может быть меньше минимальной площади сечения разрядного промежутка в плоскости, параллельной поперечному сечению проходов. Это позволит регулировать поток газа из разрядной камеры (разрядного промежутка) в напорную камеру независимо от размеров разрядного промежутка и разрядной камеры в целом. Благодаря этому размеры разрядных промежутков и разрядных камер могут подбираться под необходимые условия эксплуатации независимо от условий, выполнение которых необходимо для гашения разряда и реализуется с помощью напорной камеры и проходов соответствующих сечений.The discharge chambers may be connected to pressure chambers or to a common pressure chamber through passages, the cross-sectional area of which may be less than the minimum cross-sectional area of the discharge gap in a plane parallel to the cross-section of the passages. This will allow you to adjust the gas flow from the discharge chamber (discharge gap) to the pressure chamber, regardless of the size of the discharge gap and the discharge chamber as a whole. Due to this, the sizes of the discharge gaps and discharge chambers can be selected for the necessary operating conditions, regardless of the conditions, the fulfillment of which is necessary to quench the discharge and is implemented using the pressure chamber and passages of the corresponding sections.
В то же время необходимо отметить, что возможны варианты, когда проходы имеют одинаковые сечения с разрядной камерой или с разрядным промежутком или когда разрядные промежутки выходят непосредственно в напорную камеру. Таким образом, разрядные промежутки разделяют электроды и соединяют разрядные камеры с напорной камерой непосредственно или через проходы.At the same time, it should be noted that options are possible when the passages have the same cross-section with the discharge chamber or with the discharge gap or when the discharge gaps exit directly into the pressure chamber. Thus, the discharge gaps separate the electrodes and connect the discharge chambers to the pressure chamber directly or through passages.
Во время начала дугового разряда и расширения его канала высокое давление газа распространяется в обе камеры - напорную и разрядную, однако из разрядной камеры газ выходит наружу, а в напорной камере создается напор (повышенное давление) газа. Таким образом, благодаря разделению камер разрядным промежутком в них могут быть обеспечены разные процессы при одном и том же источнике, запускающем эти процессы. Однако разрядный промежуток (и при наличии проход) не только отделяет разрядные камеры от напорных, но и соединяет их.During the beginning of the arc discharge and the expansion of its channel, high gas pressure propagates in both chambers - pressure and discharge, however, gas escapes from the discharge chamber, and gas pressure (pressure) is created in the pressure chamber. Thus, due to the separation of the chambers by the discharge gap, different processes can be provided in them with the same source that starts these processes. However, the discharge gap (and if there is a passage) not only separates the discharge chambers from the pressure chambers, but also connects them.
Как только дуговой разряд перестает формировать высокое давление в этих камерах (например, когда канал дугового разряда выдут наружу из разрядной камеры), напор газа в напорной камере создает дополнительный поток газа из напорной камеры в разрядную через проход, если предусмотрен, и далее через пространство между электродами (т.е. разрядный промежуток, а точнее место формирования разряда) и далее наружу из разрядника. Благодаря такому дополнительному потоку газа, обеспеченному повышенным давлением в напорной камере, сформированным при начале дугового разряда, канал дугового разряда, вынесенный из разрядной камеры, может быть разорван и, тем самым, сопровождающий ток будет прекращен еще до перехода тока промышленной частоты через ноль - в оптимальном варианте сразу после протекания заряда, вызванного молниевым ударом.As soon as the arc discharge ceases to generate high pressure in these chambers (for example, when the arc discharge channel is pulled out from the discharge chamber), the gas pressure in the pressure chamber creates an additional gas flow from the pressure chamber to the discharge through the passage, if provided, and then through the space between electrodes (i.e., the discharge gap, or rather the place where the discharge was formed) and further outward from the spark gap. Due to this additional gas flow provided by the increased pressure in the pressure chamber formed at the beginning of the arc discharge, the arc discharge channel removed from the discharge chamber can be broken and, therefore, the accompanying current will be stopped even before the industrial frequency current passes through zero to the best option immediately after the flow of a charge caused by a lightning strike.
Полученное техническое решение эффективно разделяет задачи формирования условий для электрического разряда и обеспечения требуемых для эффективного гашения разрядной дуги параметров потока газа путем подбора соответствующей конфигурации напорной и/или разрядной камер, и/или проходов, если они предусмотрены. Благодаря этому обеспечивается возможность независимого усовершенствования процессов, протекающих в разряднике.The resulting technical solution effectively separates the tasks of creating conditions for an electric discharge and providing the gas flow parameters required for effective extinction of the discharge arc by selecting the appropriate configuration of the pressure and / or discharge chambers, and / or passages, if provided. Thanks to this, it is possible to independently improve the processes occurring in the arrester.
Напорные камеры преимущественно расположены вдоль электродов. Благодаря этому удается не увеличивать или увеличивать несущественно габариты разрядника. В то же время возможны и другие конфигурации и расположения напорных камер при выполнении условия, указанного в формуле изобретения, - напорная и разрядная камеры должны быть разделены между собой и соединяться разрядным промежутком, то есть пространством между электродами.Pressure chambers are mainly located along the electrodes. Due to this, it is possible not to increase or increase the dimensions of the spark gap insignificantly. At the same time, other configurations and arrangements of pressure chambers are possible if the conditions specified in the claims are fulfilled — the pressure and discharge chambers must be separated and connected by a discharge gap, that is, the space between the electrodes.
Пары электродов, образующих разрядные промежутки, могут быть расположены вдоль напорной камеры, т.е. линия, соединяющая электроды по кратчайшему расстоянию между ними в разрядном промежутке параллельна линии, проходящей вдоль напорной камеры (можно также сказать, что разрядный промежуток параллелен напорной камере). Это обеспечивает минимизацию габаритов разрядника.Pairs of electrodes forming discharge gaps can be located along the pressure chamber, i.e. the line connecting the electrodes along the shortest distance between them in the discharge gap is parallel to the line running along the pressure chamber (we can also say that the discharge gap is parallel to the pressure chamber). This minimizes the dimensions of the arrester.
Однако возможны и другие варианты, когда пары электродов, образующих разрядные промежутки, расположены поперек или под углом к напорной камере, т.е. линия, соединяющая электроды по кратчайшему расстоянию между ними в разрядном промежутке, расположена перпендикулярно или под углом к линии, проходящей вдоль напорной камеры (можно также сказать, что разрядный промежуток расположен поперек или под углом к напорной камере). Это обеспечивает более высокое количество разрядных промежутков на длину разрядника.However, other options are possible when pairs of electrodes forming discharge gaps are located transversely or at an angle to the pressure chamber, i.e. the line connecting the electrodes at the shortest distance between them in the discharge gap is perpendicular or at an angle to the line running along the pressure chamber (we can also say that the discharge gap is transverse or at an angle to the pressure chamber). This provides a higher number of discharge gaps per length of the arrester.
Напорная камера может иметь постоянное по длине поперечное сечение. Такое выполнение напорной камеры обеспечивает простоту ее выполнения. Однако могут быть предусмотрены и другие варианты исполнения напорной камеры. Например, напорная камера может иметь переменное в продольном направлении поперечное сечение (т.е. сечение, изменяющееся по длине напорной камеры) и может быть снабжена, например, перегородками (преимущественно частично перекрывающими поперечное сечение напорной камеры).The pressure chamber may have a constant cross-sectional length. This embodiment of the pressure chamber provides the simplicity of its implementation. However, other pressure chamber configurations may be provided. For example, the pressure chamber may have a longitudinally variable cross section (i.e., a section that varies along the length of the pressure chamber) and may be provided, for example, with partitions (mainly partially overlapping the cross section of the pressure chamber).
Полученное техническое решение эффективно разделяет задачи формирования условий для электрического разряда и обеспечения таких конфигураций совокупности разрядных камер (совместно с общей напорной камерой), которые позволяют регулировать параметры потока газа. Благодаря этому обеспечивается возможность независимого усовершенствования составляющих частей разрядных камер и получения разрядника с улучшенными эксплуатационными характеристиками. К достоинствам предложенного решения также относится простота конструкции, обеспечивающая малозатратную подготовку производства.The obtained technical solution effectively separates the tasks of creating conditions for an electric discharge and providing such configurations of the set of discharge chambers (together with a common pressure chamber) that allow you to adjust the gas flow parameters. Thanks to this, it is possible to independently improve the constituent parts of the discharge chambers and obtain a spark gap with improved operational characteristics. The advantages of the proposed solution also include the simplicity of the design, which provides low-cost production preparation.
Дополнительным преимуществом общей напорной камеры является то, что при соответствующем учете последовательное формирование разрядов в разрядных камерах может быть использовано для создания предварительного или запаздывающего давления в разрядных камерах, что может способствовать гашению протекающих в них разрядов. Переменное в продольном направлении поперечное сечение напорной камеры также может быть использовано для регулирования потока газа с целью обеспечения оптимальных условий гашения дуги.An additional advantage of the common pressure chamber is that, with due regard, the sequential formation of discharges in the discharge chambers can be used to create preliminary or delayed pressure in the discharge chambers, which can contribute to the suppression of discharges occurring in them. A longitudinally variable cross section of the pressure chamber can also be used to control the gas flow in order to ensure optimal conditions for extinguishing the arc.
Напорная камера в основном варианте отделена от окружающей среды в изоляционном теле под электродами и соединяется с ней только через разрядные камеры. Однако в некоторых вариантах напорная камера может соединяться с окружающей средой и непосредственно через торцевые или боковые отверстия, то есть минуя разрядные камеры. В таких случаях величина отверстий должна регулироваться так, чтобы основная функция камеры - создавать напор воздуха/газа, продолжала выполняться, например, за счет динамических характеристик взаимодействия воздуха/газа со стенками, перегородками и отверстиями напорной камеры = переменное поперечное сечение напорной камеры вдоль ее длины может обеспечить дополнительные преимущества.The pressure chamber in the main embodiment is separated from the environment in an insulating body under the electrodes and is connected to it only through the discharge chambers. However, in some embodiments, the pressure chamber can be connected to the environment and directly through the end or side openings, that is, bypassing the discharge chambers. In such cases, the size of the holes should be adjusted so that the main function of the chamber - to create an air / gas pressure, continues to be performed, for example, due to the dynamic characteristics of the interaction of air / gas with the walls, partitions and openings of the pressure chamber = a variable cross section of the pressure chamber along its length may provide additional benefits.
Описанные конфигурации разрядника могут применяться как по отдельности, так и в составе других устройств и элементов электроустановок или линий электропередачи. Например, разрядник в соответствии с настоящим изобретением может использоваться в составе изолятора-разрядника, будучи размещенным, например, на изоляционном теле изолятора.The described configurations of the arrester can be used both individually and as part of other devices and elements of electrical installations or power lines. For example, the arrester in accordance with the present invention can be used as part of an insulator-arrester, being placed, for example, on the insulating body of the insulator.
Изолятор-разрядник содержит изоляционное тело 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.The insulator-discharger contains an insulating body and reinforcement in the form of first and second reinforcement elements installed at its ends, the first reinforcing element being configured to connect, directly or by means of a fastening device, to a high-voltage wire or to the second reinforcing element of a previous high-voltage insulator of the indicated column or garland and the second reinforcement element is configured to be connected to a support or to the first reinforcement element of the subsequent high-voltage insulator x columns or garlands.
Такой изолятор-разрядник содержит разрядник по любому из вышеописанных вариантов, установленный с возможностью формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между первым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом, а также вторым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом. При этом предполагается, что разрядник установлен с обеспечением возможности развития разрядов в самом разряднике в разрядных камерах между соседними электродами между формированием электрического разряда между первым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом, а также вторым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом.Such an insulator-arrester contains a surge arrester 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 valve and at least one electrode adjacent to it, as well as the second element of the valve and at least , one adjacent electrode. It is assumed that the arrester is installed with the possibility of developing discharges in the arrester in the discharge chambers between adjacent electrodes between the formation of an electric discharge between the first armature element and at least one electrode adjacent to it, as well as the second armature element and at least at least one electrode adjacent to it.
Разрядник также может устанавливаться вокруг (т.е. с огибанием) различных элементов электроустановок или линий электропередач, образуя тем самым экран для защиты от коронного разряда (corona ring, corona shield) - для этого огибающий разрядник может быть снабжен элементами крепления на огибаемом элементе электроустановки или линии электропередачи. Получаемый таким образом экран-разрядник содержит изоляционное тело, выполненное с возможностью механического закрепления на элементе электрооборудования или линии электропередачи с обеспечением, по меньшей мере, частичного огибания указанного или соседнего с ним элемента электрооборудования или линии электропередачи. Экран-разрядник также содержит разрядник по любому из вышеописанных вариантов, установленный на расстоянии от огибаемого элемента электрооборудования или линии электропередачи. Преимущественно разрядник отделен от огибаемого элемента электрооборудования или линии электропередачи воздушным зазором вдоль разрядника, через который могут проходить элементы крепления изоляционного тела.The arrester can also be installed around (i.e. with the envelope) various elements of electrical installations or power lines, thereby forming a screen for protection against corona discharge (corona ring, corona shield) - for this, the envelope arrester can be equipped with fasteners on the envelope of the electrical installation or power lines. Thus obtained screen-arrester contains an insulating body, made with the possibility of mechanical fastening on the element of electrical equipment or power lines with at least partial bending of the specified or adjacent element of electrical equipment or power lines. The arrester screen also comprises a arrester according to any of the above options, mounted at a distance from the envelope element of the electrical equipment or power line. Advantageously, the arrester is separated from the envelope element of the electrical equipment or the power line by an air gap along the arrester through which the fastening elements of the insulating body can pass.
В составе линий электропередач разрядник в соответствии с настоящим изобретением может использоваться как сам по себе, так и в составе вышеуказанных защитных элементов - изолятора-разрядника и/или экрана для защиты от коронного разряда. Линии электропередачи обычно содержат опоры, одиночные изоляторы и/или изоляторы, собранные в колонки или гирлянды, и, по меньшей мере, один находящийся под высоким электрическим напряжением провод, связанный непосредственно или посредством крепежных устройств с элементами арматуры одиночных изоляторов и/или первых изоляторов колонок или гирлянд изоляторов, причем каждый одиночный изолятор или каждая колонка или гирлянда изоляторов закреплен(закреплена) на одной из опор посредством элемента своей арматуры, смежного с указанной опорой. В соответствии с изобретением линия электропередачи содержит, по меньшей мере, один разрядник по любому из вышеописанных вариантов, и/или, по меньшей мере, один экран-разрядник по вышеописанному варианту, и/или, по меньшей мере, один из изоляторов представляет собой изолятор-разрядник по вышеописанному варианту.As part of power lines, the arrester in accordance with the present invention can be used both by itself and as part of the above-mentioned protective elements - an insulator-arrester and / or screen to protect against corona discharge. Power lines usually contain supports, single insulators and / or insulators, assembled in columns or garlands, and at least one wire under high electric voltage connected directly or by means of fastening devices to fittings of single insulators and / or first column insulators or garlands of insulators, with each single insulator or each column or string of insulators fixed (fixed) to one of the supports by means of an element of its armature adjacent to the specified support . In accordance with the invention, the power line comprises at least one spark gap according to any of the above options, and / or at least one shield gap according to the above embodiment, and / or at least one of the insulators is an insulator - arrestor according to the above option.
Применение для защиты высоковольтной линии электропередачи или других видов электроустановок от грозовых перенапряжений разрядника в соответствии с настоящим изобретением самого по себе или в составе изоляторов-разрядников, или экранов позволяет повысить надежность работы линии электропередачи, увеличить длительность срока службы электрооборудования и снизить затраты на их эксплуатацию.The use to protect a high-voltage power line or other types of electrical installations from lightning surge arrester in accordance with the present invention alone or as a part of insulator dischargers or shields can improve the reliability of the power line, increase the life of the electrical equipment and reduce the cost of their operation.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016144974A RU2666905C2 (en) | 2016-11-16 | 2016-11-16 | Lightning protector with open outputs from discharge chambers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016144974A RU2666905C2 (en) | 2016-11-16 | 2016-11-16 | Lightning protector with open outputs from discharge chambers |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016144974A RU2016144974A (en) | 2018-05-16 |
| RU2016144974A3 RU2016144974A3 (en) | 2018-05-16 |
| RU2666905C2 true RU2666905C2 (en) | 2018-09-13 |
Family
ID=62152068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016144974A RU2666905C2 (en) | 2016-11-16 | 2016-11-16 | Lightning protector with open outputs from discharge chambers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2666905C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU226620U1 (en) * | 2024-03-22 | 2024-06-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Динамикс ГРУПП" | DEVICE FOR PROTECTING OVERHEAD POWER LINES FROM ATMOSPHERIC OVERVOLTAGE |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009120114A1 (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-01 | Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример" | High-voltage insulator and a high-voltage electric power line using said insulator |
| WO2010082861A1 (en) * | 2009-01-19 | 2010-07-22 | Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример" | Lighting arrester and a power transmission line provided with such an arrester |
| RU2521771C1 (en) * | 2013-03-13 | 2014-07-10 | Открытое акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы" | Insulator-arrestor and power transmission line using this insulator |
| RU2535197C1 (en) * | 2013-06-10 | 2014-12-10 | Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример" | Multielectrode insulator-discharger and method of its fabrication |
-
2016
- 2016-11-16 RU RU2016144974A patent/RU2666905C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009120114A1 (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-01 | Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример" | High-voltage insulator and a high-voltage electric power line using said insulator |
| WO2010082861A1 (en) * | 2009-01-19 | 2010-07-22 | Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример" | Lighting arrester and a power transmission line provided with such an arrester |
| RU2521771C1 (en) * | 2013-03-13 | 2014-07-10 | Открытое акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы" | Insulator-arrestor and power transmission line using this insulator |
| RU2535197C1 (en) * | 2013-06-10 | 2014-12-10 | Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример" | Multielectrode insulator-discharger and method of its fabrication |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU226620U1 (en) * | 2024-03-22 | 2024-06-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Динамикс ГРУПП" | DEVICE FOR PROTECTING OVERHEAD POWER LINES FROM ATMOSPHERIC OVERVOLTAGE |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016144974A (en) | 2018-05-16 |
| RU2016144974A3 (en) | 2018-05-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102349206B (en) | Lighting arrester and a power transmission line provided with such an arrester | |
| 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 | |
| WO2009120114A1 (en) | High-voltage insulator and a high-voltage electric power line using said insulator | |
| CN103477523B (en) | Surge protective device | |
| RU2666905C2 (en) | Lightning protector with open outputs from discharge chambers | |
| RU2510651C1 (en) | Arrester with guide strips for protection of electric equipment from overvoltage at lightning and insulator of power line equipped with such arrester | |
| RU171093U1 (en) | ROOF MULTI-CAMERA DISCHARGE | |
| RU2619765C1 (en) | Arrester with pressure chambers | |
| RU2667510C2 (en) | Arrester with common pressure chambers, arrester-insulator, arrester screen and electric transmission line | |
| RU2619909C1 (en) | Multi-chamber arrester with general pressure chamber | |
| US20060104003A1 (en) | Protective device for electric power distribution network | |
| CN1610996A (en) | Multipole overvoltage protection system and method for the reliable operation of a multipole overvoltage protection system | |
| RU142989U1 (en) | HIGH VOLTAGE INSULATOR FOR HIGH VOLTAGE TRANSMISSION LINE AND HIGH VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSION LINE | |
| KR102438557B1 (en) | Arrestor with pressurization chamber | |
| RU2730173C1 (en) | Multi-chamber arrester with protruding electrodes | |
| RU2817898C2 (en) | Tubular arrester | |
| EA025691B1 (en) | Cavity-type discharge arrester for lightning overvoltage protection of electrical equipment, and insulator and electrical power transmission line equipped with such discharge arrester | |
| RU2549361C2 (en) | Multi-chamber insulator arrester with prefabricated discharge chambers | |
| RU2146847C1 (en) | Pulse-operated air-gap lightning arrester | |
| UA151532U (en) | Protective arrester | |
| EA023737B1 (en) | Discharger with spacer, insulator-arrester and power 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 | |
| EA044019B1 (en) | ARRESTER WITH PROTECTIVE SPARK GAP | |
| RU2100885C1 (en) | Air-gap surge arrester for power transmission lines |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190226 Effective date: 20190226 |