SU1092633A1 - Трубчатый разр дник - Google Patents

Abstract

ТРУБЧАТЫЙ РАЗРЯДНИК, содержащий цилиндрический изол ционный корпус, на одном торце которого закреплен открытый токопроводтций наконечник с закрепленным на нем шайбообразным основным электродом, а на другом торце - закрытый токопровод щий наконечник, на котором закреплен размещенный внутри корпуса по его оси стержневой основной электрод, и соединенный с одним из основных элек .тродов дополнительный электрод, о-т личающийс  тем, что, с целью повьш1ени  отключающей способности по току, увеличени  срока службы и улучшени  защитных характеристик , он снабжен цилиндрическим вкладышем из газогенерирующего материала , выполненным с центральным каналом и установленным на щайбообразном основном электроде коаксиально снаружи стержневого основного электрода с кольцевыми зазорами по отношению к пос леднему и к внутренней поверхности корпуса, а дополнительный электрод установлен коаксиально снаружи стержневого основного электрода и выполнен в виде стакана, закрепленного донной частью на стержневом основном электроде и плотно прилегающего внешней боковой поверхностью к поверхности канала вкладыша, причем шайбообразный. основной электрод вы полнен с отверсти ми, соедин ющими кольцевой зазор между вкладышем и внутренней поверхностью корпуса с атмосферой, а длина L вкладьш1а и (Длина 6 промежутка между основными электродами выбраны в- соотношении ,,4.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и касаетс  конструтсции высоковольтных разр дников, предназначенных дл  защиты изол ции электрооборудовани  от грозовых перенапр жений . Известен трубчатый разр дник, содержащий винипластовую трубкукорпус , закрытую с одного торца, внутри которой размещены основной электрод, вьтолненньй в виде шайбы, и стержневой основной электрод, обра зующие закрытый искровой промежуток lj . После пробо  искрового промежутка грозовым перенапр жением в-нем загораетс  дуга короткого замыкани . Под воздействием высокой температуры дуги происходит резкое возрастание давлени  в центральном канале корпуса. Газы с большой скоростью выбрасываютс  наружу через открытый конец, вызыва  интенсивную деионизацшо промежутка и гашение дуги при прохождении тока через нулевое значе ние . Однако количество газа, выйел е- мое в искровом канале, пропорциональ но величине тока, и к концу полупериода (подвода- тока к нулевому значе нию) давление газа в канале уменьЕШетс , что снижает интенсивность дуть  в момент, наиболее благопри т ньй дл  гашени  тока. Этим объ сн ютс  незначительные пределы тока отключени  у разр дника такого типа. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  трубчатый разр дник, содержащий цилиндрический изол ционньй корпус, на одном торце которого закреплен открытьп4 ток о про вод щий наконечник с закрепленным на нем шайбо- образньм основным электродом, а на другом торце - закрытый токопровод щий наконечник, на котором закреплен размещенный внутри корпуса по его оси стержневой основной электрод и соединенный с одним из основных электродов дополнительньш электрод t2 Дл  организации более интенсивного дуть  в момент прохождени  тока через нулевое значение в этом разр днике вблизи закрытого наконечника о разован металлический резервуар,который  вл етс  своего рода аккумул тором сжатого газа, образующегос  0 первую половину полупериода нарастающего тока. В момент перехода тока через нулевое значение в этом разр днике поддерживаетс  интенсивное дутье за счет высвобождени  запасенного в резервуаре газа. Интенсивность гашени  дуги тем эффективнее, чем ниже температура газа в резервуаре, котора  зависит от величины охлаждающей поверхности резервуара. Однако размеры резервуара ограничены;габаритами разр дника . Кроме того, удаленность резервуара от дугогасительного промежутка снижает эффективность дуть  из-за длительного перемещени  охлаж-; денного газа к месту горени  дуги. Дл  повышени  емкости искрового промежутка с целью обеспечени  стабильности защитных характеристик при установке данного разр дника на объекте последовательно с открытым искровым промежутком в разр днике установлен соединенный с основным шайбообразным электродом дополнительный электрод, который представл ет собой полоску фольги, заложенную между сло ми бакелитового корпуса. Однако в данном разр днике емкость искрового промежутка повышена незначительно из-за невозможности увеличени  размеров полоски ввиду ослаблени  прочности корпуса разр дника . . Недостатком указанного разр дника также  вл етс  и малый срок службы, так как при выгорании центрального канала до предельно допустимспй величины диаметра, нормируемого заводомизготовителем , разр дник должен быть заменен новым. При этом остальные детали разр дника не успевают прийти в негодность. Цель изобретени  - повышение отключающей способности по току, увеличение срока службы трубчатого разо дника и улз шёние защитных характеристик . Указанна  цель достигаетс  тем, что Трубчатый разр дник, содержащий цилиндрический изол ционный корпус, на одном торце которого закреплен открытый токопровод щий наконечник с закрепленным на нем щайбообразным электродом, а на другом торце - закрытый токопровод щий наконечник , на котором закреплен размещ нньш внутри корпуса на его оси стержневой основной электрод, и соединенный с одним из основных электродов дополнительный электрод, снабжен цилиндрическим вкладышем из газогенерирующего материала, выполненным с центральным каналом и установленным на шайбосбразном основном электро де коаксиально снаружи стержневого основного электрода с кольцевыми зазорами по отношению к последнему и к внутренней поверхности корпуса, а дополнительный электрод установлен коак сиально снаружи стержневого основного электрода и выполнен в виде стакана закрепленного донной частью на стержневом основном электроде и плотно . прилегающего внешней боковой поверхностью к поверхности канала вкладьша причем шайбообразный основной электро вьтолнен с отверсти ми, соедин ющими кольцевой зазор между вкладьшем и внутренней поверхностью корпуса с атмосферой , а длина L вкладыша и & промежутка между основными электродами выбраны в соотношении г./ем.4. На чертеже изображен трубчатьй разр дник на напр жение 110 кВ, разрез . Разр дник содержит изол ционный корпус 1 с закрытым 2 и открытым 3 токопровод щими наконечниками, вкладыш 4 длиной L равной 490 мм, внутри которого размещен искровой промежуток длиной 6 равной 350 мм, образованньй основными стержневым электродом 5 и шайбообразным электродом 6. Вкладыш 4 размещен в полости корпуса 1 с коль цевыми зазорами по отношению к стержневому основному электроду 5 и к внут ренней поверхности корпуса 1. Коаксиально стержневому электроду 5 впутри вютадыша 4 установлен дополнительный электрод. 7, который выполнен в виде стакана и закреплен донной частью в резьбовом разъеме стержневого электрода 5. Стакан 7 боковой частью зап .рессован в центральном канале вкладыта 4. Жесткое закрепление вкладыша 4 осуществл етс  при помощи трубчатой гайки 8, котора  поджимает шайбообразный электрод 6 к торцу вкладьш1а 4 Полость стакана 7 образует резервуар дл  сжатого газа. Шайбообразный электрод 6 выполнен с отверсти ми 9, соедин ющими кольце вой зазор между вкладьш1ем 4 и корпусом 1 с атмосферой. Дл  подключени  разр дника к электрической сети предусмотрены контактные выводы 10 и 11 . Трубчатый разр дник работает следуюш им образом. При установке в электрических сет х разр дник подключаетс  последовательно с открытым искровым промежутком (не показан).При по влении грозовой волны перенапр жени  происходит пробой открытого искрового промежутка, а затем промежутка Р разр дника. По ионизированному пути импульсного разр да начинает протекать сопровождающий ток промьшшенной частоты. Электрическа  дуга отжигает стенки центрального канала вкладьш1а 4, который выполнен из газогенерирующего материала. При терморазложении стенок вкладьш а 4 выдел етс  в большом количестве газ и в центральном канале вкладыша 4 создаетс  давление, достигающее нескольких сотен атмосфер. Это давление вызывает дутье газа в резервуар, образованный полостью 7, и через центральное отверстие в шайбообразном электроде 6 - в атмосферу. К концу полупериода тока, когда давление газа в центральном канале вкладьша 4 падает, охлажденный о стенки стакана 7 газ выходит из резервуара по каналу в атмосферу деионизиру  дугу разр да, благодар  чему создаютс  благопри тные услови  дл  гашени  дуги при переходе тока через нулевое значение и, тем самым, повышаетс  отключающа  способность разр дника по току. После выработки центрального канала вкладыши до предельной величины диаметра, указанного заводом изготовителем в эксплуатационной документации, вкладыш замен етс  но вым и эксплуатаци  разр дника может быть продолжена, Отсутствие ограничени  по величнне поверхности охлаждени  резервуара и расположение его вблизи дугогасительного промежутка позвол ет достаточно повысить отключающую способность по току без увеличени  габаритов разр дника. Кроме того, такое соединение стакана со стержневым электродом и его близкое расположение от закрытого промежутка создает электрическое поле более рапномерное , что позвол ет повысить пробивное напр жение пром1.ш1лвиной частоты .

Данна  конструкци  дополнительного электрода также позвол ет установить его в разр дниках с корпусом из любого изол ционного материала монолитного или слоистого.

.Дл  исключени  пробоев между стаканом и шайбообразным электродом вне дугогасительного канала по внешней поверхности вкладьша его длина L вьтолнена больше длины 6 искроаого промежутка не менее, чем на 40%, что определено экспериментальным путем.

При резком понижении температуры окружающего воздуха на внутренней поверхности корпуса разр дника может конденсироватьс  влага, котора  снижает электрическую прочность внут ренней изол ции .Дл  повьшени  надежности работы разр дника за счет исключеНИН возможности пробоев по внутренней поверхности корпуса и по внешней поверхности вкладыша в электродешайбе данного разр дника выполнены отверсти , соедин ющие полость между вкладышем и корпусом с атмосферой . Через эти отверсти  изменение температуры воздуха внутри корпуса происходит почти одновременно с Изменением температуры окружающего воздуха и, тем самым исключаетс  выпадение влаги.

В данной конструкции разр дника площадь поверхности стакана, воспри ,нимающего давление газа, в несколько раз меньше площади внутренней поверхности корпуса, что снижает механическую нагрузку на корпус и позвол ет применить дл  его выполнени  менее прочные материалы, например фарфор , или уменьшить толщину стенки корпуса.

Электрическое соединение стакана со стержневым электродом дает возможность использовать его в качестве дополнительного электрода и повысить емкость искрового промежутка разр дника, что обеспечивает достаточную стабилизацию защитных характеристик разр дника за счет уменьшени  вли ни  паразитной емкости разр дника на его характеристики.

Дело в том, что при установке разр дника в электрических сет х параллельно разр днику подключаетс  паразитна  емкость, величина которой зависит от конструкции и материала опоры, высоты установки разр дника и т.д. Если паразитна  емкость по величине соизмерима с емкостью искрового промежутка, то, подключа сь параллельно , она может значительно изменить суммарную емкость разр дника.

Испытани  макетного образца трубчатого разр дника показали, что отключающа  способность по току увеличилась в два раза по сравнению с разр дником, прин тым за прототип.

//

Claims (1)

1. ТРУБЧАТЫЙ РАЗРЯДНИК, содержащий цилиндрический изоляционный корпус, на одном торце которого закреплен открытый токопроводящий наконечник с закрепленным на нем шайбообразным основным электродом, а на · другом торце - закрытый токопроводящий наконечник, на котором закреплен размещенный внутри корпуса по его оси стержневой основной электрод, и соединенный с одним из основных элек— .тродов дополнительный электрод, от - личающийся тем, что, с целью повышения отключающей способности по току, увеличения срока службы и улучшения защитных характеристик, он снабжен цилиндрическим вкладышем из газогенерирующего материала , выполненным с центральным каналом и установленным на шайбообразном основном электроде коаксиально снаружи стержневого основного электрода с кольцевыми зазорами по отношению к последнему и к внутренней поверхности корпуса, а дополнительный электрод установлен коаксиально снаружи стержневого основного электрода и выполнен в виде стакана, закрепленного дойной частью на стержневом основном электроде и плотно прилегающего внешней боковой поверхностью к поверхности канала вкладыша, причем шайбообразный· основной электрод выполнен с отверстиями, соединяющими кольцевой зазор между вкладышем и внутренней поверхностью корпуса с атмосферой, а длина L вкладыша и (длина 8 промежутка между основными 'электродами выбраны в· соотношении Λ/^Ί,4.

   SU _m> 1092633 >

   I