SU1098532A3 - Разр дник дл защиты от перенапр жений - Google Patents

Abstract

1. РАЗРЯДНИК ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ, содержащий корпус, внутри которого расположены по меньшей мере три параллельных колонки из унифицированных разр дных и изол цио ных опорных элементов, установленных ме оду присоединительными токопровод 1цими элементами, снабженными средствами креплени  в направлении сосед них колонок, и поперечные разр дные элементы, размещенные между указанны ми присоединительными элементами соседних колонок в параллельных попереч ных плоскост х, причем все разр дные элементы соединены в последовательную цепь, а опорные разр дные элементы колонок расположены попеременно в разных колонках, отличающийс   тем, что, с целью уменьшени  габаритов, повьшени  быстродействи  и механической прочности и обеспече )ни  управл емости, число поперечных разр дных элементов в каждой указанной поперечной плоскости выбрано на единицу меньшим числа колонок, а поперечные разр днЕ е элементы образуют разомкнутые витки, расположенные друг над Другом, последовательное соединение которых между собой выполнено с помощью указанных опорных разр дных элементов колонок, примыкаю щих к концам витков, причем в каждой поперечной плоскости между присоединительными элементами концов указанного витка разр дных элементов устаювлен дополнительно введенный управл ющий элемент.

Description

2,. Разр дник по п. 1, отличающийс  тем, что указанные разр дные, изол ционные и присоединительные элементы выполнены полыми, причем внутренние пространства элементов образуют канал, соединенный с внутренним пространством корпуса посредством выравнивающих давление отверстий , вьшолненных в присоединительных элементах колонок.

3. Разр дник по п. 2, отличаю , щийс  тем, что указанный канал отделен от окружающего корпус

пространства посредством дополнительно введенной разрушаемой при высоком . давлении мембраны.

4. Разр дник по п. 3, отличающийс  тем, что корпус выполнен с буферным объемом, который отделен от окружающего корпус пространства указанной разрущаемой мембраной , а указанный канал отделен от буферного объема дополнительно введенными промежуточными разрушаемыми мембранами .

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к разр дникам дл . защиты от перенапр жений с расположением унифицированных разр дных и конструктивных элементов в продольных колонках и перпендикул рных им плоскост х .

Известен разр дник дл  защиты от перенапр жений, содержащий несколько параллельных пластин, на каждой из которых расположены несколько последовательно включенньк разр дных злементов , оСГразующих разомкнутые витки, Которые последовательно соединены между собой f 1J .

Недостатком этого разр дника  вл .етс  невысока  плотность компоновки разр дных элементов, расположенных только ,в продольном направлении конструкции разр дника.

Наиболее близким техническим, решением к изобретению  вл етс  разр дник дл  защиты от перенапр жений, содержащий корпус, внутри которого расположены по меньшей мере три параллельные колонки из унифицированных разр дных и изол ционных опорных элементов, установленных между присоединительными токопровод щими элементами , снабженными средствами креплени  в направлении соседних колонок, и поперечные разр дные элементы, размещенные между указанными присоединительными элементами соседних колонок в параллельных поперечных плоскост х, причем все разр дные элементы соединены , в последовательную цепь, а опорные , разр дные элементы колонок расположены попеременно в разных колонках L2J.

Однако в каждой параллельной пло кости расположено только по одному элементу, что не позвол ет обеспечить требуемую компоновку разр дника на повьшенное напр жение. Кроме того, разр дник имеет высокло индуктивность,

что снижает его быстродействие, и низкую механическую прочность конструкции колонок опорных элементов.

Целью изобретени   вл етс  уменьшение габаритов, повьшение быстродействи  и механической прочности и обеспечение управл емости разр дника дл  защиты от перенапр жений.

. Указанна  цель достигаетс  тем,

что в разр днике дл защиты от перенапр жений , содержащем корпус, внутри которого расположены по меньшей мере три параллельные колонки из унифицированных разр дных и изол ционных опорных элементов, установленных между присоединитеЬьными токопровод щими элементами, снабженными, средствами креплени  в направлении соседних колонок, и поперечные разр дные элементы , размещенные между указанными присоедйнительными-.элементами соседних колонок в параллельных поперечных плоскост х, причем все разр дные элементы соединены в последовательную цепь, а опорные разр дные элементы колонок расположены попеременно в разных колонках, число поперечных разр дных элементов в каждой указанной поперечной плоскости выбрано на единицу меньшим числа колонок, а поперечные разр дные элементы образуют разомкнутые витки, расположенные друг над другом, последовательное соединение которых между собой выполнено с помощью указанных опорных разр дных элементов колонок, примыкающих к концам витков, причем в каждой поперечной плоскости между присоединительными элементами концов указанного витка разр дных элементов установлен дополнительно введенный управл ющий элемент .

Кроме того, указанные разр дные, изол ционные и присоединительные элементы выполнены польми, так что внутренние пространства элементов образуют канал, соединенный с внутренним пространством корпуса посредством выравнивающих давление отверстий, выполненных в присоединительных элементах колонок.

Указанный канал может быть отделен от окружающего корпус пространства посредством дополнительно введенной разрушаемой при высоком давлении мембраны .

Корпус может быть выполнен с буферным объемом, который отделен от окружакнцего корпус пространства указанной разрушаемой мембраной, а указанный канал отделен от буферного объема дополнительно введенными промежуточными разрушаегЛ 1ми мембранами.

На фиг. 1 показан вариант конструкции предлагаемого разр дника дл  защиты от перенапр жений дл  установки на открытом вoздyxe на фиг. 2 Вариант конструкции разр дника предназн 1ченного дл  установки в металлическом корпусе распределительного устройства, заполненном изол ционным сжатым газом; на фиг. 3 - присоединительный токопровод щий элемент колонки; на фиг. 4 - параллельное включение разр дных элементов в поперчных плоскост х; на фиг. 5 и 6 - варианты соединени  полых присоединительных элементов колнок с разр дными и изол ционными опорными элементами; на фиг. 7 - разр дник дл  защиты от перенапр жений с разрушаемыми при по влении высокого давлени  мембранами, разрез.

Разр дник дл  защиты от перенапр жений (фиг. 1) включает установленный

между токопровод щими крьпиками 1 корпус 2, который выполнен в виде полого фарфорового изол тора с козырьками 3-5. Внутри корпуса между несущими пластинами 6 и 7, которые соединены с высоковольтным выводом 8 и заземленным выводом 9 соответственно, помещена конструкци , состо ща  из четырех колонок 10-13. Эта конструкци  содержит последовательно соеди-. ненные опорные и поперечные разр дные элементы 14, причем опорные разр дные элементы 14 расположены в колонках 10 и 11. Кроме того, все колонки содержат соединенные в опрееленной пбследовательности изол ционные , опорные элементы 15 и присоединительные элементы 16. Опорные разр дные элементы 14 и изол ционные опорные элементы 15 имеют одинаковую длину , чтобы эти элементы могли использоватьс  в любом сочетании.

В разр днике (фиг. 1), начина  с вывода 8, по ходу колонки 10 вначале идет опорный разр дный элемент 14. Другие колонки 11 - 13 на этом уровне имеют изол ционные опорные элементы 15. На следующем уровне во всех колонках расположены токопровод щие присоединительные элементы 16, между которыми в поперечной плоскости установлены три поперечных разр дных элемента 14, образующие V -образный разомкнутьш виток, открыта  сторона которого находитс  между колонками Ю и 11. Далее по ходу колонки 11 установлен опорный разр дный элемент 14, который осуществл ет соединение поперечных разр дных элементов 14 верхней поперечной плоскости с поперечными разр дными элементами 14 нижней поперечной плоскости, в которой ток проходит в противоположном верхней плоскости направлении. На последнем уровне в колонке 10 установлен опорный разр дный элемент 14, который подключен к заземленному выводу 9. Остальные колонки имеют на уровне самого нижнего разр дного элемента 14 изол ционные опорные элементы 15.

В качестве указанных разр дных элементов 14 предпочтительно используют нелинейный резистор на основе окиси цинка. При этом собственно элемент резистора может быть окружен ; изол ционной оболочкой, размеры которой соответствуют размерам изол цион 5109 ных опорных элементов 15. Однако боль гаа  механическа  прочность резисторов на основе окиси цинка позвол ет отказатьс  от отдельной дл  него изол ционной оболочки. В этом случае резистор с соответствующими прочно закрепленными на его теле отводами непосредственно устанавливаетс  между присоединительными элементами 16 колонок , Вместо последовательного включени  нелинейных резисторов в разр днике (фиг. 1) может быть также предусмотрено последовательное включение искровых промежутков с нелинейными резисторами . Тогда один или несколько разр дных элементов 14 вьтолн ют в виде блока искровых промежутков.При этом в случае заполнени  корпуса разр дника азотом дл  блока искровых про межутков не требуетс  герметичного вьтолнени . Следующий пример исполнени  разр дника дл  защиты от перенапр жений показан на фиг. 2. Аналогично разр днику по фиг. 1 он также имеет четыре колонки 10 - 13, которые размещены по углам квадрата. Посредством присоединительных элементов 16, изол ционных опорных элементов 15, токопроводчщих опорных элементов 17 и разр дных элементов 14 получаетс  единообразна  конструкци  с некоторым числом поперечных плоскостей. В отличие от конструкции по фиг. 1, межЬУ поперечными плоскост ми с разр дными элементами 14 установлены не разр дные элементы, а только токопровод щие опорные эменты 15. Эти опорные элементы меньше по размерам, чем разр дные элементы и изол ционные опорные элементы на фиг. 1. Благодар  этому уменьшаетс  рассто ние между поперечными плоскост ми и повьппаетс  плотность монтажа разр дных эле ментов. Така  конструкци  разр дника особенно целесообразна дл  использовани  с наполн ющим газом с высокими изол ционными свойствами, например элегазом f при размещении в метал лической оболочке, дл  чего корпус 2 (фиг. 2)вьтолнен из металла и через него пропущен высоковольтный вывод 8 Во второй плоскости сверху параллельно трем разр дным элементам 14, выполненным в виде нелинейных резисторов , установлен разр дный, элемент в виде блока 18 искрового промежутка который заключен в изолирующую оболочку 19. В качестве наполнени  в этом разр дном элементе может использоватьс  другой газ, отличный от упом нутого изолирующего газа, благодар  чему можно добитьс  желаемых характеристик срабатывани  и гашени  блока искрового промежутка; Блок 18 искрового промежутка срабатывает при перегрузке разр дных элементов 14, к которьм он подключен. В приведенных конструкци х разр дника на фиг. 1 и 2 предусмотрены четыре параллельных колонки,. которые расположены в углах квадрата. Таких колонок может быть меньше, например три, или больше, например щесть. В каждом случае благодар  непосредственному механическому соединению присоединительной-токопро .вод щих элементов с опорными и поперечными разр дными элементами и токопровод щими опорными элементами возникает чрезвычайно жестка  механическа  конструкци , 1Сотора  не требует дополнительного укреплени . .Токопровод щий присоединительный элемент- 16 (фиг. 3) выполнен в виде цилиндрического тела с верхней и нижней торцовыми крьт1ками 20 с резьбовыми отверсти ми 21 и 22 соответственно , а также с трем  расположенными на боковой поверхности под углом 90 Резьбовыми отверсти ми 23 - 25. В результате такого расположени  резь овых отверстий присое/1инительный элемент 16 может использоватьс  в любом месте конструкций разр дника, показанных на фиг, 1 и фиг. 2. Если разр дные элементы 14, а изол ционные 15 и токо ровод щие 17- опорные элементы выполнены с соответствующими резьбовыми выступами, то описанные разр дники дл  защиты от перенапр жений могут собиратьс  по модульному принципу. Если присоединительные элементы 16вьтолнены в виде полых тел и внутренн   полость их доступна . дл  установки крепежных элементов, например шрифтов, гаек и-т.п., то вместо резьбовых отверстий могут быть также предусмотрены профильные отверсти  или простые сквозные отверсти . Кроме того, присоединителный элемент 16 может быть вьтолнен из двух двух частей посредством делени  его по представленной на фиг. 3 штриховой линии.

В приведенных на фиг. 1 и 2 примерах исполнени  разр дника дл  защиты от перенапр жений в поперечных плоскост х разр дные элементы соединены последовательно. Однако может быть также дополнительно предусмотрено и параллельное включение поперечных разр дных элементов витков, как это схематически показано на фиг, 4. Разр дные элементы 14 (фиг. 4) символически показаны посредством линий. Схема на фиг, 4 дана также дл  конструкции из четырех колонок. Посредством токопровод щих присоединительных элементов 16 разр дных элемента 14 включены параллельно. Кажда  поперечна  плоскость разр дника содержит поэтому не три, а шесть разр дных элементов. Если требуетс  дальнейшее увеличение пропускной способности разр дника по току, то параллельно включают более двух разр дных элементов , В остальном конструкци  разр дника , особенно расположение токопровод щих и изол ционных опорных элементов между поперечными плоскост ми остаетс  неизменной.

Между подвод щим и отвод щим ток разр дными элементами в каждой поперечной плоскости (фиг. 4) включен элемент управлени  26, в качестве которого используют линейный или Нелинейный резистор или конденсатор. Пос (ледовательно включенные элементы управлени  26 образуют включенную параллельно разр дным элементам 14 цепь элементов управлени  26, котора выравнивает распределение напр жени  по разр дным элементам 14. Элементы управлени  могут быть, включены параллельно друг другу так же, как параллельно включены разр дные элементы 14,

Предлагаемые конструкции разр дника дл  защиты от перенапр жений подход т не только дл  разр дников с корпусами. Многоколонкова  конструкци  сама по себе может  вл тьс  разр дником и может быть выполнена механически стабильной и надежной. Дл  установки такой конструкции на открытом воздухе требуетс  лишь устойчивое к внешней среде исполнение элементов .

При исполнении разр дника дл  защиты от перенапр жений с корпусом требуетс  предусматривать сн тие избыточного давлени  газа внутри корпуса при перегрузке разр дника. При

этом полости присоединительных элементов колонок могут использоватьс  как улавливающие пространства дл  газов, как это показано на фиг, 5 и 6.

Если разр дник выполн етс  без корпуса, то в этом случае представл ет интерес упор доченный отвод газов образующихс  при перегрузке. Поэтому при таком исполнении внутренние пространства активной части могут исползоватьс  в качестве улавливающих пространств.

На фиг. 5 показан разр дный элемент 14 с присоединительным элементом 16 и присоединительным токопровод щим опорным элементом 17. Разр дный элемент 14 содержит, внутри изол ционной оболочки 27 резистор 28, который посредством резьбового выступа 29 электрически соединен с присоединительным элементом 16, При таком соединении осуществл етс  также герметичное уплотнение внутреннего пространства элементов от окружающей среды. Образующиес  при перегрузке резистора 28 газы устремл ютс  через отверстие 30 резьбового выступа 29 в полое пространство 31 присоединительного элемента 16, откуда они через примыкающий трубчатьй токопровод щий опорный элемент 17 могут распростран тьс  по внутреннему объему колонковой конструкции. Постепенное понижение давлени  внутри колонки достигаетс  посредством выполнени  небольшого отверсти  32 в присоединительном элементе 16-, Такие же отверсти  могут быть выполнены и в других присоединительных элементах колонок. Избыточное давление передаетс  в пространство внутри корпуса разр дника только постепенно.

На фиг, 6 показан вариант соединени  разр дных элементов в положении, повернутом на 90°.относительно фиг,5. Два разр дных элемента 14 наход тс  в непосредственном соединении с присоединительным элементом 16 без резьбовых выступов. Дл  этого на присоединительном элементе 16 имеютс  цилиндрические выступы 33 и 34, которые обеспечивают соединение с концами разр дных элементов 14 наподобие соединительной муфты. Это соединение может быть создано, например, пос-редством внешней резьбы на корпусе разр дного элемента 14 и внутренней резьбы на выступах 33 и 34, Кроме 1 этого, возможно соединение с помощью замазки или кле , обеспечивающее надежный токопровод щий контакт соедин емых элементов. По сравнению с исполнением по фиг. 5 вариант соединени  по фиг. 6 позвол ет выполнить отверсти  больщего поперечного сечени  дл  перехода образующихс  газов из разр дных элементов 14 в присоеди нительные элементы 16. Если в примерах на фиг. 5 и 6 полые пространства присоединительных элементов 16 колонок служат в качест ве сборных резервуаров дл  вьщел ющйхс  газов, из которых они постепенно удал ютс  через вьфавнивающие отверсти , то на фиг. .7 показано, как газы могут отводитьс  из закрытого разр дника без перегрузки корпуса. Колонкова  конструкци  выполнена герметичной по отношению к внутреннему пространству 35 корпуса 2, т.е. отсутствуют вьфавниваклцие давление отверсти  в присоединительных элементах 16 колонок. Полые пространства опорных элементов колонковой конструкции отделены промежуточными разрушаемыми мембранами 36 и 37 от буферного объема 38, который образован несущей пластиной 39 и нижней крьшкой 1 корпуса 2. Отверстие 40 в крьщ1ке 1 перекрыто также предохранительной разру 2 шаемой мe «бpaнoй 41. После разр шени  предохранительнык мембран 36 и 37газы поступают в буферный объем 38и из него через отверстие 40 после разрыва мембраны 41 выход т в атмосферу , не нагружа  корпус 2. При надлежащем вьтолнении крышки 1, показанном на фиг. 7 пунктирными лини ми, газы могут быть отведены из внутреннего пространства не только в осевом, но и в радиальном направлении, показанном пунктирными стрелками. Таким образом, размещение в поперечных плоскост х разр дньпс элементов , число которых выбрано на единицу меньще числа колонок, повышает плотность компоновки разр дных элементов в разр днике дл  защиты от перенапр жений и уменьшает его габаритные размеры по высоте. За счет протекани  тока в поперечной плоскости в направлении, противоположном его протеканию в соседних плоскост х, снижаетс  индуктивность разр дника, что повьппает его быстродействие , Соединение колонок с помощью разр дных и управл ющих элементов, расположенных в поперечных плоскост х, повышает жесткость колонковой конструкции и обеспечивает управл емость разр дника.

/5

ю

.t

Р: эг;оц

/5

гз/4

27

/

J

28 f 0

Г7

Cpuf.S

Claims (4)

1. РАЗРЯДНИК ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ, содержащий корпус, внутри которого расположены по меньшей мере три параллельных колонки из унифицированных разрядных и изоляцион ных опорных элементов, установленных между присоединительными токопроводящими элементами, снабженными сред ствами крепления в направлении соседних колонок, и поперечные разрядные элементы, размещенные между укаэанны ми присоединительными элементами соседних колонок в параллельных поперечных плоскостях, причем все разрядные элементы соединены в последовательную цепь, а опорные разрядные элементы колонок расположены попеременно в разных колонках, отличающийс я тем, что, с целью уменьшения габаритов, повьппения быстродействия и механической прочности и обеспечения управляемости, число поперечных разрядных элементов в каждой указанной поперечной плоскости выбрано на единицу меньшим числа колонок, а поперечные разрядные элементы образуют разомкнутые витки, расположенные друг над другом, последовательное соединение которых между собой выполнено с помощью указанных опорных разрядных элементов колонок, примыкающих к концам витков, причем в каждой поперечной плоскости между присоединительными элементами концов указанного витка разрядных элементов установлен дополнительно введенный управляющий элемент.

SU <„> 1098532

2.. Разрядник по π. 1, отличающийся тем, что указанные разрядные, изоляционные и присоединительные элементы выполнены полыми, причем внутренние пространства элементов образуют канал, соединенный с внутренним пространством корпуса посредством выравнивающих давление отверстий, выполненных в присоединительных элементах колонок.

3. Разрядник по п. 2, отличаю, щийся тем, что указанный канал отделен от окружающего корпус пространства посредством дополнительно введенной разрушаемой при высоком давлении мембраны.

4. Разрядник по п. 3, отличающийся тем, что корпус выполнен с буферным объемом, который отделен от окружающего корпус пространства указанной разрушаемой мембраной, а указанный канал отделен от буферного объема дополнительно введенными промежуточными разрушаемыми мембранами.