RU2025850C1

RU2025850C1 - Protector tube

Info

Publication number: RU2025850C1
Authority: RU
Inventors: И.У. Никоненко; Н.А. Ощепков
Original assignee: Белореченский электротехнический завод
Priority date: 1992-08-24
Filing date: 1992-08-24
Publication date: 1994-12-30

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: protector tube has cylindrical insulation case produced from gas-generating material. Case is provided with closed and open metal tips. Open tip simultaneously carries function of tube electrode which is manufactured stepped over inner diameter with two steps with smooth transition between them. EFFECT: enhanced reliability of operation thanks to prevention of flash-over over outer insulation of protector tube. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и касается конструкции высоковольтных разрядников, предназначенных для защиты электрооборудования от грозовых перенапряжений. The invention relates to electrical engineering and relates to the construction of high voltage arresters designed to protect electrical equipment from lightning surges.

Известен трубчатый разрядник [1], выполненный из винипластовой трубки и имеющий закрытый и открытый металлические наконечники. В закрытом наконечнике закреплен стержневой электрод, а в открытом - шайба, которая выполняет функцию второго электрода внутреннего искрового промежутка. Known tubular arrester [1], made of a vinyl-plastic tube and having a closed and open metal tips. A rod electrode is fixed in the closed tip, and in the open - the washer, which serves as the second electrode of the internal spark gap.

При работе этого разрядника в момент восстановления рабочего напряжения часто происходят наружные перекрытия внешней изоляции разрядника. Это вызвано тем, что открытый наконечник закрепляется снаружи винипластовой трубки и тем самым шунтирует часть внутреннего искрового промежутка. С учетом того, что потенциал стержневого электрода за счет поперечной емкости выносится наружу винипластовой трубки, создаются благоприятные условия для развития разряда и последующего перекрытия по наружной изоляции разрядника. When this spark gap is operating at the time of restoration of the operating voltage, external overlaps of the external insulation of the spark gap often occur. This is due to the fact that the open tip is fixed on the outside of the vinyl-plastic tube and thereby shunts part of the internal spark gap. Given the fact that the potential of the rod electrode due to the transverse capacitance is carried outside the vinyl-plastic tube, favorable conditions are created for the development of the discharge and subsequent overlapping of the outer insulation of the spark gap.

Известен трубчатый разрядник французской фирмы Delle [2], в котором исключено шунтирование внутреннего искрового промежутка путем закрепления открытого наконечника внутри трубки, т.е. в дугогасительном канале, что значительно повышает электрическую прочность внешней изоляции разрядника при его срабатывании. Known tubular arrester of the French company Delle [2], in which the shunting of the internal spark gap by fixing an open tip inside the tube, i.e. in the arcing channel, which significantly increases the electric strength of the external insulation of the arrester when it is triggered.

Однако выполнение открытого наконечника с внутренним диаметром, равным диаметру дугогасительного канала, приводит к тому, что в момент срабатывания под воздействием высокого давления выхлоп ионизированных выхлопных газов производится с большой скоростью. Это вызывает большое сопротивление на границе открытого промежутка и воздуха окружающей среды, что приводит к завихрению ионизированных газов в сторону наружной изоляции разрядника. Вихри проводящих газов способствуют развитию электрического разряда и, в конечном итоге, приводят к наружному перекрытию. Особенно эти явления проявляются в разрядниках на напряжение 110 кВ и выше. However, the execution of an open tip with an inner diameter equal to the diameter of the arcing channel, leads to the fact that at the moment of operation under the influence of high pressure, the ionized exhaust gases are exhausted at high speed. This causes a lot of resistance at the interface between the open gap and the ambient air, which leads to a swirl of ionized gases toward the outer insulation of the arrester. Vortices of conductive gases contribute to the development of electrical discharge and, ultimately, lead to external overlap. Especially these phenomena are manifested in dischargers with voltage of 110 kV and higher.

Целью изобретения является повышение надежности работы путем исключения наружных перекрытий внешней изоляции разрядника. The aim of the invention is to increase the reliability by eliminating the external overlap of the external insulation of the arrester.

Цель достигается тем, что в разряднике, содержащем цилиндрический корпус из газогенерирующего изоляционного материала, выполненного в виде закрытой с одного конца трубки с дугогасительным каналом, в котором установлены стержневой и трубчатый электроды, трубчатый электрод выполнен ступенчатым по внутреннему диаметру с плавным проходом и установлен так, что ступень с меньшим диаметром, превышающим диаметр дугогасительного канала, обращена в сторону стержневого электрода и образует плавный переход с дугогасительным каналом. The goal is achieved in that in a spark gap containing a cylindrical body of gas-generating insulating material, made in the form of a tube closed at one end with an arcing channel in which rod and tubular electrodes are installed, the tubular electrode is made stepwise in inner diameter with a smooth passage and is installed so that a step with a smaller diameter exceeding the diameter of the arcing channel is turned toward the rod electrode and forms a smooth transition with the arcing channel.

Выполнение трубчатого разрядника ступенчатым, причем с начальным диаметром, большим диаметра дугогасительного канала, позволяет значительно снизить скорость выхлопа ионизированных газов и тем самым уменьшить противодавление окружающего воздуха, что, в конечном итоге, исключает образование завихрений, а значит, и благоприятных условий для перекрытия наружной изоляции разрядника. Плавные переходы исключают застойные зоны, которые являются по своей природе очагами аэродинамического сопротивления, и тем самым их отсутствие позволяет эффективнее гасить электрическую дугу. Отмеченные два положительных фактора значительно повышают надежность работы разрядника. The implementation of the tubular arrester stepwise, and with an initial diameter larger than the diameter of the arcing channel, can significantly reduce the rate of exhaust of ionized gases and thereby reduce the back pressure of the surrounding air, which ultimately eliminates the formation of vortices, and hence favorable conditions for overlapping external insulation arrester. Smooth transitions exclude stagnant zones, which are inherently foci of aerodynamic drag, and thus their absence allows more efficient extinction of the electric arc. The two positive factors noted significantly increase the reliability of the spark gap.

Соотношение диаметров дугогасительного канала и диаметров ступеней и длины трубчатого электрода зависит от величины отключаемого тока и в каждом конкретном случае определяется экспериментальным путем. The ratio of the diameters of the arcing channel and the diameters of the steps and the length of the tubular electrode depends on the value of the disconnected current and in each case is determined experimentally.

На чертеже изображен разрядник, разрез по его продольной оси. The drawing shows a spark gap, a cut along its longitudinal axis.

Разрядник содержит цилиндрический корпус 1 из газогенерирующего изоляционного материала с закрытым 2 и открытым 3 токопроводящими наконечниками, стержневой электрод 4, трубчатый электрод, функцию которого выполняет открытый наконечник 3. Стержневой 4 и трубчатый 3 электроды образуют закрытый искровой промежуток 5, являющийся одновременно и дугогасительным каналом. Трубчатый электрод 3 выполнен со ступенью 6 с меньшим диаметром и ступенью 7 с большим диаметром, между которыми имеется плавный переход 8. Плавный переход 9 также выполнен между дугогасительным каналом и ступенью 6. Разрядник снабжен контактными выводами 10 и 11. The arrester contains a cylindrical housing 1 of gas-generating insulating material with a closed 2 and open 3 conductive tips, a rod electrode 4, a tubular electrode, the function of which is performed by an open tip 3. The rod 4 and tubular 3 electrodes form a closed spark gap 5, which is also an arcing channel. The tubular electrode 3 is made with a step 6 with a smaller diameter and a step 7 with a larger diameter, between which there is a smooth transition 8. A smooth transition 9 is also made between the arcing channel and step 6. The arrester is equipped with contact leads 10 and 11.

Разрядник работает следующим образом. The arrester operates as follows.

При набегании на разрядник грозовой волны перенапряжения происходит пробой закрытого 5 и открытого (на чертеже не показан) искровых промежутков, через которые начинает протекать импульсный ток. По ионизированному пути импульсного разряда начинает проходить сопровождающий ток промышленной частоты, и на обоих промежутках разрядника устанавливается электрическая дуга, поддерживаемая рабочим напряжением сети. When a lightning surge wave runs onto a spark gap, a breakdown of closed 5 and open (not shown in the drawing) spark gaps occurs, through which an impulse current begins to flow. An accompanying current of industrial frequency begins to pass along the ionized path of the pulsed discharge, and an electric arc is maintained at both gaps of the spark gap, supported by the operating voltage of the network.

Электрическая дуга 12 закрытого промежутка 5 между стержневым электродом 4 и трубчатым электродом 3 обжигает стенки дугогасительного канала. При терморазложении материала стенок канала бурно выделяется в большом количестве газ, и в канале создается высокое давление, достигающее несколько сотен атмосфер. Это давление вызывает интенсивное дутье вдоль столба электрической дуги через открытый наконечник 3 в атмосферу. При этом за счет ступенчатости трубчатого электрода происходит снижение давления выхлопа, чем значительно снижаются звуковой эффект и завихрение ионизированных раскаленных газов. Дуга гаснет при первом или втором переходе тока через нулевое значение, и разрядник готов к следующему срабатыванию. The electric arc 12 of the closed gap 5 between the rod electrode 4 and the tubular electrode 3 burns the walls of the arcing channel. During thermal decomposition of the material of the channel walls, a large amount of gas is rapidly released, and high pressure is created in the channel, reaching several hundred atmospheres. This pressure causes intense blast along the column of the electric arc through the open tip 3 into the atmosphere. In this case, due to the stepiness of the tubular electrode, the exhaust pressure decreases, which significantly reduces the sound effect and the swirl of ionized hot gases. The arc goes out during the first or second transition of the current through the zero value, and the arrester is ready for the next operation.

Испытания макетных образцов предлагаемого разрядника на напряжение 110 кВ показали высокую надежность работы (отсутствовали наружные перекрытия) даже при отключении тока 12,5 кА. Tests of prototype arrears of the proposed spark gap for voltage of 110 kV showed high reliability (no external overlap) even when the current was switched off 12.5 kA.

Claims

TUBULAR DISCHARGE containing a cylindrical body of gas-generating insulating material, made in the form of a tube closed with an arc extinguishing channel, in which rod and tubular electrodes are installed, characterized in that, in order to increase reliability, the tubular electrode is made stepwise in inner diameter with a smooth transition and set so that the step with a smaller diameter greater than the diameter of the arcing channel, facing the rod electrode and forms a smooth transition from blanking channel.