SU1129679A1 - Трубчатый разр дник - Google Patents

Abstract

ТРУБЧАТЫЙ РАЗРЯДНИК, содержащий газогенерирующую трубку с закрытым и открытым токопровод щими наконечниками , стержневой электрод, закрепленный в дугогасительном канале указанной трубкн на ее закрытом наконечнике и образующий искровой промежуток с шайбообразным электродом , который укреплен в открытом наконечнике трубки отлнчающийс   тем, что, с целью повышени  надежности работы и упрощени , на рабочем конце стержневогр электрода перпендикул рно его оси закреплена дополнительно введенна  плавка  проволочка, длина которой выбрат равной 0,9-0,9 диаметра дугогасвтелыюго канала трубки, причем по кра{гаей мере один из концов проволочки расположен с (Л зазором по отношешсю к внутренней поверхности указанной трубки.

Description

10

а

со

Изобретение относитс  к области электротехнике и касаетс  конструкции высоковольтных трубчатых разр дников, предназначенных дл  защиты изол ции электрооборудовани  от грозовых перенапр жений.

Известны трубчатые разр дники, содержащие последовательно соединенные закрытый искровой промежуток, который сэтужит дл  гашени  дуги тока промышленной частоты, и открытый искровой промежуток дл  подключени  указанного закрытого промежутка к токоведущему проводу .линии электропередачи , причем закрьггый промежуток охвачен электростатическим экраном, выполненным в виде металлического цилиндра, соединенного с одним из электродов закрытого промезкутка и расположенного в теле трубки из газогенерирующего материала 1.

Наличие электростатического экрана в этом разр днике позвол ет повысить емкость закрьггого промежутка по отношению к емкости открытого промежутка, что поз .врл ет снизить коэффициент иМпульса разр дника , определ емый как отношение импульсного пробивного напр жени  разр дника к пробивному напр жению разр дника при промьшшешюй частоте. Низкий коэффициент импульса позвол ет удовлетворить два прити воречивых требовани , предь вл емых к защитным разр дникам, а именно позвол ет, во-первых, получить высокое пробивное напр жение при промышленной частоте, т.е. исключить ложные срабатьгеани  разр дника, и, во-вторЫх, получить низкое испульсное пробивное напр жение разр дника, которое должно быть на 25-30% ниже импульсного пробивного напр жени  защищаемой изол ции.

Существенным недостатком известной койстр )гкцин разр дника  вл етс  сложность закладки экрана в дугогасительную трубукорпус . TaKj невозможно заложить экран в трубу-корпус, изготовленную из монолитного материала, что ограничивает область применени  такого решени .

Кроме того, емкость закрытого промежутка , образованна  таким экраном, получаетс  незначительной, поэтому снижение импульсного пробивного напр жени  также получаетс  незначительным.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  трубчатый разр дник , содержащий газогенерирующую трубку закрьггым и открьггым токопровод щими наконечниками, стержневой электрод, закрепленный в ду1х)гасительном канале указанной трубки на ее закрытом наконечнике и образ тоший искровой промежуток с шайбообразным электродом, который укреплен в открытом наконечнике трубки 2.

Снаружи трубки (в районе закрытого иск рового промежутка) закреплены обкладки . дополнительного электрода (экрана) в виде

металлического цилиндра, соединенного с под5 жигающим электродом, выполненным в виде винта, проход щего через боковую стенку трубки. Со стороны закрытого наконечника трубки на изол торе закреплен открытый искровой промежуток. Эффект снижени  им10 пульсного пробивного напр жени  по сравнению с аналогом достигаетс  за счет увеличени  напр женности электрического пол  на конце поджигающего электрода.

В этом разр днике снижение импульсного J5 пробивного напр жени  более значительно и достигаетс  за счет установки дополнительно к экрану поджигающего электрода, на конце которого обеспечиваетс  увеличение напр женности электрического пол . 0 В данном разр днике рубка-корпус выполнена из монолитного газогенерирующего материала, однако расположение экрана снару ® трубки снижает электрическую прочность внешней изол ции, дл  обеспечени  5 которой приходатс  увеличивать длину разр дника . Закрепление экрана на трубке, а поджигающего электрода - в боковой стенке трубки усложн ет конструкцию разр дника .

Кроме того, расположение открытого про0 межутка на изол торе увеличивает емкость этого промежутка по отношению к закрытому промежутку, а поэтому эффект снижени  импульсного пробивного напр жени  от наличи  поджигающего электрода сни5 жаетс .

Основным недостатком этого разр дника и указанного аналога  вл етс  изменение вольт-секундной характеристики (ВСХ) после первого срабатывани  (отключени  тока ко0 роткого замыкани ). Дело в том, что ВСХ разр дников определ ютс  на новых образцах , вз тых после их изготовлени . Однако после первого отключени  тока короткого замыкани  при эксплуата1ии дугогасите; 1ьный

5 канал в районе закрытого промежутка становитс  обуглероженным, что приводит к увеличению активной проводимости. Вследствие зтого импульсное пробивное напр жение разр дника снижаетс  на 20-25%. Поэтому с 0 учетом снижени  импульсного пробивного напр жени  за счет дополнительного и поджигающего электрода и за счет обуглероживани  ВСХ разр дника при повторных срабатьшани х значительно измен етс , т.е. им5 пульсное пробиваное напр жение снижаетс . При этом снижаетс  и пробивное напр жение при промышленной частоте, а его величина может опасно приблизитьс  к уровню

внутренних перенапр жений в сети, что приводит к ложным срабатывани м разр дника и, как следствие, преждевременной выработке коммутационного ресурса. Таким образом при грозовых перенапр жени х разр дник срабатывает, однако гашени  тока не происходит , что создает аварийную ситуацию в злектрических сет х.

Исключить же суммирование эффекта снижени  импульсного пробивного напр жени  путем определени  ВСХ на разр дниках, отключивших ток короткого замыкани , не во можно из-за дороговизны получени  искусственного обуглероживани  всех выпускаемых разр дников (затраты на получение искусственного обуглераживани  одного издели  превышает его стоимость в несколько раз).

Цель изобретени  - повышение надежности работы и упрощение конструкции разр дника .

Цель достигаетс  тем, что в трубчатом разр днике, содержащем газотенерирующую трубку с закрытым и открытым токопровод шими наконечниками, стержневой электрод , закрепленный в дугогасительном канале указанной трубки на ее закрытом наконечнике и образующий искровой промежуток с щайбообразным электродом, который укреплен в открытом наконечнике трубки, .на рабочем конце стержневого электрода перпендикул рно его оси закреплена допол нительно введенна  плавка  проволочка, длиной которой выбрана равной 0,9-0,95 диаметра дугогасительного канала трубки, причем по крайнем мере один из концов проволочки расположен с зазором по отношению к внутренней поверхности указанной трубки.

Диаметр проволочки выбран расчетным путем из услови  ее сгорани  при отключении минимального тока нижнего предела, который имеет место в практике энергосистем , а длина проволочки получена экспериментальным путем из услови  получени  зазора между стенкой дугогасительного канала и поджигающим электродом необходимо го дл  обеспечени  поджигающего разр да. Этот разрйд в зазоре усиливает эффект высокбй напр женности электрического пол  на конце проволочки, что приводит к снижению импульсного пробивного напр жени .

На чертеже представлена конструкци  прелагаемого разр дника, продольный осевой разрез.

Разр дник содержит монолитную газогенерирующую трубку 1 с закрытым 2 и открытым 3 токопровод щими наконечниками В дугогасительном канале 4 трубки 1 имеес  закрытый искровой промежуток 5, образованный стержневым электродом 6 и шайбообразным электродом 7. Дл  подключени  разр дника в линию электропередачи служат выводы 8 и 9. К выводу 9 обычно подключаетс  открытый искровой промежуток (не показан). На стержневом электроде 6 жестко закреплена плавка  проволочка 10. Разр дник работает следующим образом.

Цри набегании на трубчатый разр дник волны перенапр жени  -грозового происхождени  с амплитудой, превышающей импульсное пробивное напр жение разр дника, происходит пробой его последовательно включенных открытого и закрытого искровых промежутков .

Цри этом за счет поджигающего разр да в закрытом искровом промежутке 5 и высо кой напр женности создаютс  благопри тные услови  дл  более быстрого пробо , а значит , и более низкого импульсного пробивного напр жени . Импульсный ток направл етс  в землю, и по ионизированному пути импульсного разр да начинает проходить сопровождаюший ток промыцшенной частоты.

На искровых промежутках разр дника устанавливаетс  электрическа  дуга 11, поддерживаема  рабочим напр жением сети. Луга обжигает стенки дугогасительного канала 4. При терморазложении стенок канала 4 бур-. но выдел ютс  в больпюм количестве газы, и внутри канала создаетс  большое давление (100-200 кГс/см и более), которое создает направленное дутье вдоль столба электрической дуги, гор щей на электродах

6 и 7 закрытого искрового промежутка 5. Газы высокого давлени , соприкаса сь со столбом дуги, охлаждают ее и выдувают продукты горе1ш  дуги из открытого наконечника 3. Дуга гаснет при первом втором переходе тока промышленной частоты через нулевое значение, диэлектрическа  прочность искровых проме)1Сутков восстанавливаетс  и разр дник готов к повторной работе.

Цри горении дуги происходит сгорание проволочки 10, а стенки дугогасительного канала 4 в области искрового промежутка 5 обуглероживаютс . Активна  проводимость резко увеличиваетс , что создает услови  , дл  снижени  импульсного пробивного напр жени  до нормированных значений при последующих отключени х без поджигающего электрода.

Снабжение стержневого электрода плавкойпроволочкой позвол ет получить эффект сни: жени  импульсного пробивного напр женил за счет создани  на концах проволочки высокой напр женности электрического пол , провоцирующего поджигающий разр д на стенку дугогасительного канала. Установлено, что снижение импульсного пробивного напр жени  получаетс  значительным и достаточным даже без использовани  экрана. Однако вследствие малой толишны проволочки после первого срабатьгаашш, т.е. отключени  тока короткого замыкани , проволочка сгорает и поэтому ее действие распростран етс  только на новый, необуглероженный разр дник. Снижение импульсного пробивного напр жени  при втором   последующих срабатьгеани х осуществл етс  за счет . обуглероживани  дугогасителыюго канала. Так как действие проволочки распростран етс  только на новый разр дник и отсутствует в разр днике, отключившем ток короткого замыкани , то суммирование эффек 96 та снижени  импульсного пробивного напр жени  исключаетс , чем повышаетс  надежность работы разр дника. Размещение проволочки на стержневом злектроде, например, при помощи точечной сварки и отсутствие электростатического экрана значительно упрощает конструкцию разр дника . Испытани  предлагаемого трубчатого разр дника на напр жение 110 кВ показали, что импульсное пробивное напр жение при предразр дном времени 2 мкс снижаетс  на 18%, а от действи  обуглероживани  канала - на Отсюда следует, что при эксйлуаташш этих разр дников импульсное пробивное напр жение практически не измен етс , чем обеспе чиваетс  надежна  его лабота.

Claims (1)

1. ТРУБЧАТЫЙ РАЗРЯДНИК, содержащий газогенерирующую трубку с закрытым и открытым токопроводящими наконечниками, стержневой электрод, закрепленный в дугогасительном канале указанной трубки на ее закрытом наконечнике и образующий искровой промежуток с шайбообразным электродом, который укреплен в открытом наконечнике трубки' отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности работы и упрощения, на рабочем конце стержневогр электрода перпендикулярно его оси закреплена дополнительно введенная плавкая проволочка, длина которой выбрана равной 0,9-0,9ί диаметра дугогасительного канала трубки, причем по крайней мере один из концов проволочки расположен с зазором по отношению к внутренней поверхности указанной трубки.

   SU „„1129679

   U29679