SU1265904A1

SU1265904A1 - Device for overvoltage protection of electric power lines

Info

Publication number: SU1265904A1
Application number: SU853838082A
Authority: SU
Inventors: Юрий Иосифович Лысков; Абдукарим Якубович Абдурахманов; Сергей Иванович Вялов
Priority date: 1985-01-08
Filing date: 1985-01-08
Publication date: 1986-10-23

Abstract

Изобретение относитс к технике высоких напр жений и предназначено дл снижени перенапр жений в электрических сет х. Цель изобретени - повышение надежности и стабильности срабатывани в широком диапазоне рабочих напр жений . Цель достигаетс за счет использовани на электродах 1 и 2 электростатических тороидальных экранов 3 и 4, которые креп тс к электродам соответственно изол ционным держателем 5 и токопровод щим держателем 6. Диаметр поперечного сечени экрана 3, установленного на высоковольтном электроде 1, выбран меньшим метра поперечного сечени экрана 4,установленного на низковольтном электроде 2. (Л При повышении напр жени экран 3 начинает коронировать, внедр в искровой промежуток между электродами 1 и 2 объемный зар д и выполн роль поджигаюш,его электрода. 1 ил. ГС о:) сд ;оThis invention relates to a high voltage technique and is intended to reduce overvoltages in electrical networks. The purpose of the invention is to increase the reliability and stability of operation in a wide range of operating voltages. The goal is achieved by using electrodes 1 and 2 of electrostatic toroidal shields 3 and 4, which are attached to the electrodes, respectively, by an insulating holder 5 and a conductive holder 6. The diameter of the cross section of the screen 3 mounted on the high voltage electrode 1 is chosen smaller than a meter of cross section of the screen 4 installed on the low-voltage electrode 2. (L With an increase in voltage, the screen 3 begins to corona, introducing a volume charge into the spark gap between electrodes 1 and 2 and performing the role of igniting, . Th electrode 1 yl construction of :) sd;. Of

Description

Изобретение относится к высоковольтной технике, а именно к устройствам, снижающим перенапряжения в электрических сетях высокого напряжения (ВН).The invention relates to high-voltage technology, and in particular to devices that reduce overvoltage in high voltage electrical networks (HV).

Цель изобретения — повышение надежности и стабильности срабатывания в широком диапазоне рабочих напряжений.The purpose of the invention is to increase the reliability and stability of operation in a wide range of operating voltages.

На чертеже представлено предложенное устройство для защиты линий электропередач от перенапряжений.The drawing shows the proposed device for protecting power lines from overvoltage.

Устройство содержит высоковольтный 1, низковольтный 2 стержневые электроды, последний присоединен к нелинейному сопротивлению (не показано), снижающему перенапряжение, и электростатические тороидальные экраны 3 и 4, которые крепятся к электродам 1 и 2 соответственно через держатели. Держатель 5 выполнен из изоляционного материала, а держатель 6 — из токопроводящего материала.The device contains high-voltage 1, low-voltage 2 rod electrodes, the latter connected to a non-linear resistance (not shown) that reduces overvoltage, and electrostatic toroidal screens 3 and 4, which are attached to the electrodes 1 and 2, respectively, through the holders. The holder 5 is made of insulating material, and the holder 6 is made of conductive material.

Тороидальный экран 3 выполнен диаметром поперечного сечения di и изолирован от электрода 1 за счет применения держателя 5 из изоляционного материала, но за счет емкостной связи и наведения определенного потенциала экран 3 начинает коронировать, внедряя в искровой промежуток длиной L и между электродами 1 и 2 объемный заряд. Внедрение объемного заряда в искровой промежуток и, соответственно, накопление противоположного по знаку заряда на экране 3 приводит к разряду между экраном 3 и электродом 2. В связи с тем, что на экран 3 переносится потенциал электрода 1, коронный разряд резко увеличивает свою интенсивность. Экран 3 начинает выполнять роль поджигающего электрода.The toroidal screen 3 is made with a cross-sectional diameter di and is isolated from the electrode 1 by using a holder 5 of insulating material, but due to capacitive coupling and inducing a certain potential, the screen 3 begins to corona, introducing a space charge into the spark gap of length L and between electrodes 1 and 2 . The introduction of a space charge into the spark gap and, accordingly, the accumulation of a charge opposite in sign on the screen 3 leads to a discharge between the screen 3 and the electrode 2. Due to the potential of the electrode 1 being transferred to the screen 3, the corona discharge sharply increases its intensity. Screen 3 begins to play the role of an ignition electrode.

Диаметр Di тороидального экрана 3 выбирается из условия появления разряда между ним и электродом 1 при перенапряжении, а диаметр di поперечного сечения экрана 3 — из условия появления импульсной короны от наведенного при перенапряжении потенциала и отсутствия ее при рабочем напряжении.The diameter Di of the toroidal screen 3 is selected from the condition for the appearance of a discharge between it and the electrode 1 during overvoltage, and the diameter di of the cross section of the screen 3 is selected from the condition for the appearance of a pulsed corona from the potential induced during overvoltage and its absence at the operating voltage.

Экран 3 устанавливается на расстоянии fi от конца электрода 1, которое выбирается из условия отсутствия разряда на него с электрода 2.The screen 3 is installed at a distance fi from the end of the electrode 1, which is selected from the condition that there is no discharge on it from the electrode 2.

На электроде 2 устанавливается экран 4, связанный с электродом 2 держателем 6. Экран 4 предназначен для некоторого выравнивания распределения электрического поля в искровом промежутке, оставляя его резконеоднородным в области наконечника электрода 2 в виде локального искажения.A shield 4 is mounted on the electrode 2, connected to the electrode 2 by the holder 6. The shield 4 is intended for some leveling of the distribution of the electric field in the spark gap, leaving it highly inhomogeneous in the region of the tip of the electrode 2 in the form of local distortion.

Диаметр D2 экрана 4 и диаметр 62 его поперечного сечения выбираются по наибольшему эффекту выравнивания электрического поля. В связи с тем, что искровой разряд переходит в силовую дугу, которая в процессе своего развития выдувается конвекцией в сторону электрода 2, диаметр 62 должен быть проверен по термической устой чивости протеканию тока короткого замыкания. Термическая устойчивость, кроме того, является основной для выбора диаметров d* обоих стержневых электродов. Расстояние 1₂ экрана 4 от наконечника электрода 2 выбирается по отсутствию перекрытия на него с противоположного электрода 1.The diameter D2 of the screen 4 and the diameter 62 of its cross section are selected according to the greatest effect of the equalization of the electric field. Due to the fact that the spark discharge passes into the power arc, which during its development is blown by convection towards the electrode 2, the diameter 62 should be checked for thermal stability to the flow of short circuit current. Thermal stability, in addition, is fundamental to the choice of diameters d * of both rod electrodes. The distance 1 _{2 of the} screen 4 from the tip of the electrode 2 is selected by the absence of overlap on it from the opposite electrode 1.

Диаметр di поперечного сечения экрана 3 обязательно должен иметь малую величину, чтобы обеспечить интенсивную импульсную корону на экране при появлении лидерной перемычки. Кроме того, di должен быть меньше, чем d₂, минимальная величина которого ограничена термической устойчивостью при протекании тока короткого замыкания.The diameter di of the cross section of the screen 3 must necessarily be small in order to provide an intense pulse corona on the screen when a leader jumper appears. In addition, di should be less than d ₂ , the minimum value of which is limited by thermal stability when a short circuit current flows.

Испытания рассмотренных конструкций искрового промежутка напряжением промышленной частоты и импульсами напряжения обеих полярностей с длительностью фронта 15—2500 мкс и кратностью амплитуды по отношению к наибольшему фазному рабочему напряжению 1,2—1,8 (в конкретном случае испытаний 80—120 кВ) позволили оценить геометрические параметры искрового промежутка при его межэлектродном расстоянии L= 14 см: D,= 68 мм, D₂=160 мм, di= 3 мм, d₂= 15 мм, ϊι= 10 мм, f₂= 20 мм.Tests of the considered spark gap designs with industrial frequency voltage and voltage pulses of both polarities with a front duration of 15–2500 μs and an amplitude multiplicity with respect to the largest phase operating voltage of 1.2–1.8 (in the specific test case of 80–120 kV) made it possible to evaluate the geometric the parameters of the spark gap at its interelectrode distance L = 14 cm: D, = 68 mm, D ₂ = 160 mm, di = 3 mm, d ₂ = 15 mm, ϊι = 10 mm, f ₂ = 20 mm.

Испытания предлагаемой конструкции искрового промежутка напряжением промышленной частоты и импульсами напряжения обеих полярностей с длительностью фронта 15—2500 мкс при обеспечении срабатывания при перенапряжениях 80—120 кВ показали заметное улучшение разрядных характеристик устройства. Статистический разброс разрядных напряжений составил всего 1,2—1,8%, влияние полярности импульсов на электрическую прочность промежутка не превысила 20%.Tests of the proposed design of the spark gap by industrial frequency voltage and voltage pulses of both polarities with a front duration of 15-2500 μs while providing operation at overvoltages of 80-120 kV showed a noticeable improvement in the discharge characteristics of the device. The statistical spread of the discharge voltages was only 1.2-1.8%, the effect of the polarity of the pulses on the electric strength of the gap did not exceed 20%.

Claims

Claim

Device for protection of power lines from overvoltages, containing spark gap and coaxially mounted rod high-voltage and low-voltage electrodes, surrounded by coaxial toroidal electrostatic shields, which are fixed on the corresponding electrodes using holders from which the screen holder surrounding the low-voltage electrode is made of insulating material, characterized in that, in order to increase the reliability and stability of operation in a wide range of workers, The diameter of the cross section of the screen mounted on the high voltage electrode is chosen to be smaller than the cross section of the screen mounted on the low voltage electrode, and the holder mounted on the high voltage electrode is made of a conductive material.