RU2834455C1 - Arrester with multi-electrode system - Google Patents
Arrester with multi-electrode system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2834455C1 RU2834455C1 RU2024115629A RU2024115629A RU2834455C1 RU 2834455 C1 RU2834455 C1 RU 2834455C1 RU 2024115629 A RU2024115629 A RU 2024115629A RU 2024115629 A RU2024115629 A RU 2024115629A RU 2834455 C1 RU2834455 C1 RU 2834455C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- insulating
- insulating body
- electrodes
- arrester
- item
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 14
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Изобретение относится к разрядникам для защиты от перенапряжений, например, грозовых, электроустановок, высоковольтных линий электропередачи и электрических сетей. Изобретение также относится к высоковольтным линиям электропередачи, имеющим в своем составе элементы, снабженные такими разрядниками.The invention relates to arresters for protection against overvoltages, such as lightning, electrical installations, high-voltage power lines and electrical networks. The invention also relates to high-voltage power lines that have elements equipped with such arresters.
Уровень техникиState of the art
Молниевые разряды являются одним из наиболее опасных явлений для эксплуатации высоковольтных линий электропередачи. При грозовом перенапряжении происходит перекрытие воздушного промежутка между токонесущим элементом линии электропередачи и заземленным элементом. После окончания импульса грозового перенапряжения это перекрытие под действием напряжения промышленной частоты, приложенного к токонесущему элементу, переходит в силовую дугу промышленной частоты.Lightning discharges are one of the most dangerous phenomena for the operation of high-voltage power lines. During lightning overvoltage, the air gap between the current-carrying element of the power line and the grounded element is blocked. After the end of the lightning overvoltage impulse, this blockage, under the action of industrial frequency voltage applied to the current-carrying element, turns into an industrial frequency power arc.
Известен разрядник для ограничения перенапряжений на линии электропередачи на основе защитного воздушного искрового промежутка, образованного между двумя металлическими стержнями (см. Техника высоких напряжений / Под ред. Д.В. Разевига - М: Энергия, 1976, с. 285). Один из стержней известного разрядника присоединен к высоковольтному проводу линии, а второй - к заземленной конструкции, например к телу опоры линии электропередачи. При перенапряжении искровой промежуток пробивается, ток грозового перенапряжения отводится в землю, и напряжение на устройстве резко падает. Таким образом, осуществляются отвод грозового тока и ограничение перенапряжения. Однако дугогасящая способность одиночного промежутка незначительна, так что после окончания перенапряжения по дуге искрового промежутка продолжает протекать сопровождающий ток. Поэтому должен вступить в работу выключатель и разорвать цепь, что весьма нежелательно для потребителей, получающих электроэнергию от данной линии.A surge arrester is known for limiting overvoltage on a power transmission line based on a protective air spark gap formed between two metal rods (see High Voltage Engineering / Ed. D.V. Razevig - M: Energiya, 1976, p. 285). One of the rods of the known surge arrester is connected to the high-voltage wire of the line, and the second - to a grounded structure, for example, to the body of a power transmission line support. When an overvoltage occurs, the spark gap breaks down, the lightning overvoltage current is diverted to the ground, and the voltage on the device drops sharply. In this way, the lightning current is diverted and the overvoltage is limited. However, the arc-quenching capacity of a single gap is insignificant, so that after the overvoltage has ended, the accompanying current continues to flow along the arc of the spark gap. Therefore, the switch must come into operation and break the circuit, which is highly undesirable for consumers receiving electricity from this line.
В качестве решения проблемы образования силовой дуги при грозовом перенапряжении в международной заявке WO 2010082861 был предложен разрядник для грозозащиты электрооборудования или линии электропередачи, содержащий изоляционное тело, выполненное из твердого диэлектрика, два основных электрода, механически связанных с изоляционным телом, и два или более промежуточных электродов, выполненных с возможностью формирования разряда (например, стримерного) между каждым из основных электродов и смежным с ним промежуточным электродом и между смежными промежуточными электродами, причем смежные электроды расположены между основными электродами с взаимным смещением, по меньшей мере, вдоль продольной оси изоляционного тела.As a solution to the problem of the formation of a power arc during lightning overvoltage, in the international application WO 2010082861 a lightning arrester for lightning protection of electrical equipment or a power transmission line was proposed, comprising an insulating body made of a solid dielectric, two main electrodes mechanically connected to the insulating body, and two or more intermediate electrodes made with the possibility of forming a discharge (for example, a streamer) between each of the main electrodes and the intermediate electrode adjacent to it and between adjacent intermediate electrodes, wherein the adjacent electrodes are located between the main electrodes with a mutual displacement, at least along the longitudinal axis of the insulating body.
При воздействии на такой мультикамерный разрядник импульса грозового перенапряжения электрическими разрядами пробиваются промежутки между электродами. Благодаря тому, что разряды между промежуточными электродами происходят внутри камер, объемы которых весьма малы, при расширении канала создается высокое давление газов, под действием которого каналы искровых разрядов между электродами перемещаются к поверхности изоляционного тела и далее выдуваются наружу в окружающий воздух.When such a multi-chamber arrester is exposed to a lightning surge voltage pulse, electrical discharges break through the gaps between the electrodes. Due to the fact that the discharges between the intermediate electrodes occur inside the chambers, the volumes of which are very small, when the channel expands, high gas pressure is created, under the action of which the spark discharge channels between the electrodes move to the surface of the insulating body and are then blown out into the surrounding air.
Вследствие возникающего дутья и удлинения каналов между электродами каналы разрядов охлаждаются, суммарное сопротивление всех каналов увеличивается, т.е. общее сопротивление разрядника возрастает, и происходит ограничение импульсного тока грозового перенапряжения. Ток грозового перенапряжения отводится через опору в землю и вслед за ним протекает сопровождающий ток промышленной частоты. При переходе тока через ноль дуга гаснет, и линия электропередачи продолжает бесперебойную работу.Due to the resulting blowing and lengthening of the channels between the electrodes, the discharge channels cool down, the total resistance of all channels increases, i.e. the total resistance of the arrester increases, and the lightning surge current is limited. The lightning surge current is diverted through the support into the ground, and the accompanying current of industrial frequency flows after it. When the current passes through zero, the arc goes out, and the power transmission line continues to operate without interruption.
Такой принцип работы мультикамерного разрядника является достаточно эффективным, поскольку конструкция разрядника получается простой, надежной и недорогой. В то же время вышеописанный разрядник обладает таким недостатком, как недостаточная механическая прочность при больших импульсах тока, протекающих через разрядные камеры, при прямых ударах молнии в ЛЭП. Зачастую разрывы разрядника происходят по поверхности соединения двух половин, полученных при его изготовлении в две стадии. Кроме того, вследствие относительно небольших размеров электродов, находящихся внутри изоляционного тела, происходит их обгорание при срабатывании разрядника, и потеря адгезии резины к электродам, что также приводит к разрывам разрядника.This principle of operation of a multi-chamber arrester is quite effective, since the arrester design is simple, reliable and inexpensive. At the same time, the above-described arrester has such a disadvantage as insufficient mechanical strength at high current pulses flowing through the discharge chambers, during direct lightning strikes in the power transmission line. Arrester ruptures often occur along the surface of the connection of the two halves obtained during its manufacture in two stages. In addition, due to the relatively small size of the electrodes located inside the insulating body, they burn out when the arrester is triggered, and the rubber adhesion to the electrodes is lost, which also leads to arrester ruptures.
В качестве ближайшего аналога настоящего изобретения может быть выбран так называемый трубчатый разрядник для ограничения перенапряжений на линии электропередачи (см. Техника высоких напряжений / Под ред. Д.В. Разевига - М: Энергия, 1976, с. 287). Основу разрядника составляет трубка из изоляционного газогенерирующего материала. Один конец трубки заглушен металлической крышкой, на которой укреплен внутренний стержневой электрод. На открытом конце трубки расположен электрод в виде кольца. Промежуток между стержневым и кольцевым электродами называется внутренним, или дугогасящим промежутком. Один из электродов подсоединяется к земле, а второй через внешний искровой промежуток подсоединяется к проводу линии электропередачи.The closest analogue of the present invention can be chosen as a so-called tubular arrester for limiting overvoltages on a power transmission line (see High Voltage Engineering / Ed. D.V. Razevig - M: Energiya, 1976, p. 287). The arrester is based on a tube made of insulating gas-generating material. One end of the tube is plugged with a metal cover, on which an internal rod electrode is fixed. At the open end of the tube there is an electrode in the form of a ring. The gap between the rod and ring electrodes is called the internal, or arc-quenching gap. One of the electrodes is connected to the ground, and the second is connected to the power transmission line wire through an external spark gap.
При грозовом перенапряжении оба промежутка пробиваются, и импульсный ток отводится в землю. После окончания импульса через разрядник продолжает проходить сопровождающий ток, и искровой канал переходит в дуговой. Под действием высокой температуры канала дуги переменного тока в трубке происходит интенсивное выделение газа, и давление сильно увеличивается. Газы, устремляясь к открытому концу трубки, создают продольное дутье, благодаря чему дуга гасится при первом же прохождении тока через нулевое значение.During lightning overvoltage, both gaps break down, and the pulse current is diverted to the ground. After the pulse ends, the accompanying current continues to flow through the arrester, and the spark channel turns into an arc channel. Under the influence of the high temperature of the AC arc channel, an intensive release of gas occurs in the tube, and the pressure increases greatly. The gases, rushing to the open end of the tube, create a longitudinal blow, due to which the arc is extinguished at the first passage of the current through the zero value.
В результате многократной работы разрядника разрядная камера трубки разрабатывается. Разрядник становится неработоспособным и подлежит замене, что требует больших эксплуатационных расходов.As a result of repeated operation of the arrester, the discharge chamber of the tube is developed. The arrester becomes inoperative and is subject to replacement, which requires high operating costs.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей изобретения является снижение уровня напряжения, при котором происходят разряды в разряднике, при сохранении повышенной механической прочности и долговечности разрядника.The objective of the invention is to reduce the voltage level at which discharges occur in the arrester, while maintaining increased mechanical strength and durability of the arrester.
Задача решается с помощью разрядника, имеющего изоляционное тело, два электрода, механически связанные с изоляционным телом, и разрядную камеру, расположенную внутри изоляционного тела между электродами и имеющую выход или выходы на поверхность изоляционного тела.The problem is solved using a spark gap having an insulating body, two electrodes mechanically connected to the insulating body, and a discharge chamber located inside the insulating body between the electrodes and having an outlet or outlets on the surface of the insulating body.
Отличительным признаком изобретения является то, что в изоляционном теле расположена мультиэлектродная система (МЭС), состоящая из чередующихся изоляционных и проводящих элементов. Элементы установлены с возможностью последовательного формирования разрядов между электродом и проводящим элементом, между проводящими элементами и между проводящим элементом и электродом при воздействии перенапряжения. Разрядная камера сформирована вырезами в изоляционных и проводящих элементах.A distinctive feature of the invention is that a multi-electrode system (MES) consisting of alternating insulating and conducting elements is located in the insulating body. The elements are installed with the possibility of sequentially forming discharges between the electrode and the conducting element, between the conducting elements and between the conducting element and the electrode when exposed to overvoltage. The discharge chamber is formed by cutouts in the insulating and conducting elements.
Изоляционные и проводящие элементы могут быть выполнены в виде пластин. Изоляционные и проводящие элементы преимущественно имеют одинаковые поперечные форму и размер. В предпочтительном варианте изоляционные и проводящие элементы выполнены в виде шайб.The insulating and conducting elements may be made in the form of plates. The insulating and conducting elements preferably have the same transverse shape and size. In the preferred embodiment, the insulating and conducting elements are made in the form of washers.
Изоляционное тело предпочтительно выполнено в виде трубки, в частности, с использованием диэлектрика. Электроды в преимущественном варианте выполнены в виде проводящих стаканов и укреплены на концах изоляционного тела. Между донышками стаканов и проводящими и изоляционными элементами мультиэлектродной системы могут быть выполнены полости, которые выполняют роль напорных камер. В средней части мультиэлектродной системы может быть установлена промежуточная трубка, которая выполняет роль напорной камеры.The insulating body is preferably made in the form of a tube, in particular using a dielectric. The electrodes in the preferred embodiment are made in the form of conductive cups and are fixed at the ends of the insulating body. Between the bottoms of the cups and the conductive and insulating elements of the multi-electrode system, cavities can be made that act as pressure chambers. In the middle part of the multi-electrode system, an intermediate tube can be installed that acts as a pressure chamber.
Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение прочности при пониженном разрядном напряжении. Эти свойства, образующие технический результат, достигаются одновременно, что представляет собой значительную техническую сложность, успешно преодолеваемую настоящим изобретением. В частности, снижение разрядного напряжения обеспечивается применением мультиэлектродной системы, а обеспечение прочности обеспечивается размещением мультиэлектродной системы внутри изоляционного тела. Размещение МЭС в изоляционном теле становится возможным благодаря тому, что она состоит из чередующихся проводящих и изоляционных элементов, снабженных вырезами так, что они образуют разрядную камеру. Наличие выходов разрядной камеры наружу изоляционного тела позволяет выходить избыточному давлению от разряда наружу, что также обеспечивает прочность разрядника, который не может разрушиться при прохождении через разрядник разряда.The technical result of the present invention is to ensure strength at a reduced discharge voltage. These properties, forming the technical result, are achieved simultaneously, which is a significant technical complexity, successfully overcome by the present invention. In particular, the reduction of the discharge voltage is ensured by using a multi-electrode system, and the strength is ensured by placing the multi-electrode system inside the insulating body. The placement of the MES in the insulating body becomes possible due to the fact that it consists of alternating conductive and insulating elements, provided with cutouts so that they form a discharge chamber. The presence of discharge chamber outlets outside the insulating body allows excess pressure from the discharge to escape, which also ensures the strength of the arrester, which cannot be destroyed when passing through the discharge.
Представленная конструкция также обеспечивает компактность разрядника, поскольку мультиэлектродная система представляет собой плотный пакет чередующихся проводящих и изоляционных элементов, размещенный внутри изоляционного тела.The presented design also ensures the compactness of the arrester, since the multi-electrode system is a dense package of alternating conductive and insulating elements placed inside the insulating body.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
На фиг. 1 показан вариант исполнения дугогасящего модуля разрядника на основе изоляционной трубки с укрепленными на концах металлическими стаканами с осевыми отверстиями, причем изоляционная трубка наполнена чередующимися металлическими и изоляционными шайбами или трубочками.Fig. 1 shows a variant of the arc-extinguishing module of the arrester based on an insulating tube with metal cups with axial holes fixed at the ends, wherein the insulating tube is filled with alternating metal and insulating washers or tubes.
На фиг. 2 показан вариант исполнения дугогасящего модуля по фиг. 1, но содержащий концевые напорные камеры.Fig. 2 shows a variant of the arc-extinguishing module according to Fig. 1, but containing end pressure chambers.
На фиг. 3 показан вариант исполнения дугогасящего модуля по фиг. 1, но содержащий центральную напорную камеру.Fig. 3 shows a variant of the arc-extinguishing module according to Fig. 1, but containing a central pressure chamber.
На фиг. 4 показана схема установки дугогасящих модулей по фиг. 1, 2 и 3 по периметру изоляционной детали, например ребра изолятора.Fig. 4 shows a diagram of the installation of arc-extinguishing modules according to Fig. 1, 2 and 3 along the perimeter of an insulating part, for example an insulator rib.
СПИСОК ПОЗИЦИЙLIST OF POSITIONS
1. Изоляционная трубка;1. Insulating tube;
2. Металлические шайбы;2. Metal washers;
3. Изоляционные шайбы;3. Insulating washers;
4. Металлические стаканы;4. Metal cups;
5. Канал разряда5. Discharge channel
6. Разрядная камера;6. Discharge chamber;
7. Плазменные выхлопы;7. Plasma exhausts;
8. Концевые напорные камеры;8. End pressure chambers;
9. Выхлопные каналы;9. Exhaust ducts;
10. Центральная напорная камера;10. Central pressure chamber;
11. Металлическая трубка;11. Metal tube;
12. Изоляционная деталь;12. Insulating piece;
13. Изоляционный стержень;13. Insulating rod;
14. Изоляционное кольцо, содержащее модули;14. Insulation ring containing modules;
15. Подводящие электроды.15. Lead electrodes.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Далее настоящее изобретение будет описано со ссылкой на сопровождающие чертежи и частные варианты осуществления. Такое описание дается с целью пояснения изобретения на частных примерах и не предназначено для ограничения объема охраны настоящего изобретения, определяемого формулой изобретения. В то же время при необходимости в формуле изобретения могут быть приведены признаки из описания с целью более точного определения объема охраны.The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings and particular embodiments. Such a description is given for the purpose of explaining the invention using particular examples and is not intended to limit the scope of protection of the present invention, as defined by the claims. At the same time, if necessary, the claims may include features from the description for the purpose of more accurately defining the scope of protection.
Разрядник в соответствии с изобретением имеет изоляционное тело 1, два электрода 4, механически связанные с изоляционным телом 1, и разрядную камеру 6, расположенную внутри изоляционного тела 1 между электродами 4 и имеющую выход или выходы (9 на фиг. 2 и 3) на поверхность изоляционного тела 1.The arrester according to the invention has an insulating body 1, two electrodes 4 mechanically connected to the insulating body 1, and a discharge chamber 6 located inside the insulating body 1 between the electrodes 4 and having an outlet or outlets (9 in Figs. 2 and 3) on the surface of the insulating body 1.
Изоляционное тело 1, показанное на фигурах, представляет собой, по сути, корпус разрядника и выполнено с использованием диэлектрического материала, предпочтительно обладающего высокой прочностью. Например, это могут быть полимеры или другие материалы, используемые в электротехнике.The insulating body 1 shown in the figures is essentially the arrester body and is made using a dielectric material, preferably one with high strength. For example, these may be polymers or other materials used in electrical engineering.
Электроды 2 в преимущественном варианте выполнены в виде проводящих стаканов и укреплены на концах изоляционного тела. Электроды могут быть выполнены с использованием металла, например, меди, алюминия, стали и их сплавов или других. Прочность закрепления электродов 2 в виде стаканов на изоляционном теле 1 обеспечивается боковыми стенками стаканов и их прижатием к изоляционному телу, например, путем приклеивания, обжатия или резьбовым соединением. Донышки стаканов обеспечивают удержание внутри изоляционного тела мультиэлектродной системы, описанной далее.Electrodes 2 in the preferred embodiment are made in the form of conductive cups and are fixed at the ends of the insulating body. The electrodes can be made using metal, for example, copper, aluminum, steel and their alloys or others. The strength of the fastening of electrodes 2 in the form of cups on the insulating body 1 is ensured by the side walls of the cups and their pressing to the insulating body, for example, by gluing, crimping or threaded connection. The bottoms of the cups ensure retention of the multi-electrode system described below inside the insulating body.
В изоляционном теле 1 разрядника согласно настоящему изобретению расположена мультиэлектродная система (МЭС), состоящая из чередующихся изоляционных и проводящих элементов 2 и 3. Элементы 2 и 3 установлены с возможностью последовательного формирования разрядов между электродом 4 и проводящим элементом 2, между проводящими элементами 2 (через/над изоляционными элементами 3) и между проводящим элементом 2 и электродом 4 при воздействии перенапряжения. Разрядная камера 6 сформирована вырезами в изоляционных и проводящих элементах 2 и 3. На фигурах вырезы выполнены в центре изоляционных и проводящих элементов 2 и 3, являющихся, по сути, шайбами.In the insulating body 1 of the arrester according to the present invention, a multi-electrode system (MES) is located, consisting of alternating insulating and conducting elements 2 and 3. Elements 2 and 3 are installed with the possibility of sequentially forming discharges between electrode 4 and conducting element 2, between conducting elements 2 (through/above insulating elements 3) and between conducting element 2 and electrode 4 when exposed to overvoltage. Discharge chamber 6 is formed by cutouts in insulating and conducting elements 2 and 3. In the figures, the cutouts are made in the center of insulating and conducting elements 2 and 3, which are, in fact, washers.
Проводящие элементы могут быть выполнены из металла (такого как медь, алюминий, сталь и их сплавы или других) или углерода. Диэлектрические элементы могут быть выполнены из любых используемых в электротехнике диэлектрических материалов, например, полимерных.Conductive elements can be made of metal (such as copper, aluminum, steel and their alloys or others) or carbon. Dielectric elements can be made of any dielectric materials used in electrical engineering, such as polymers.
Изоляционные и проводящие элементы предпочтительно выполнены в виде пластин для того, чтобы их можно было плотно прижимать друг к другу и обеспечивать таким образом плотный пакет МЭС. Изоляционные и проводящие элементы преимущественно имеют одинаковые поперечные форму и размер. Например, элементы могут иметь квадратную, прямоугольную или круглую форму. В предпочтительном варианте, показанном на фигурах, изоляционные и проводящие элементы выполнены в виде шайб, имеющих в центре круглые отверстия (вырезы). Однако в других вариантах вырезы в проводящих и диэлектрических элементах могут быть выполнены в других местах, например, с краев. Предпочтительно, чтобы вырезы в элементах были в одинаковых местах для формирования единой разрядной камеры при сборке элементов в МЭС для того, чтобы из разрядной камеры можно было вывести продукты разрядов через одно или два отверстия.The insulating and conducting elements are preferably made in the form of plates so that they can be tightly pressed against each other and thus provide a dense package of the MES. The insulating and conducting elements preferably have the same transverse shape and size. For example, the elements can have a square, rectangular or round shape. In the preferred embodiment shown in the figures, the insulating and conducting elements are made in the form of washers having round openings (cutouts) in the center. However, in other embodiments, the cutouts in the conducting and dielectric elements can be made in other places, for example, from the edges. It is preferable that the cutouts in the elements are in the same places to form a single discharge chamber when assembling the elements in the MES so that the discharge products can be removed from the discharge chamber through one or two openings.
Между донышками стаканов 4 и проводящими и изоляционными элементами 2 и 3 мультиэлектродной системы могут быть выполнены полости 8, выполняющие роль напорных камер, как это показано на фиг. 2. В средней части мультиэлектродной системы может быть установлена промежуточная трубка 11, которая выполняет роль напорной камеры 10, как это показано на фиг. 3.Between the bottoms of the cups 4 and the conductive and insulating elements 2 and 3 of the multi-electrode system, cavities 8 can be formed that act as pressure chambers, as shown in Fig. 2. In the middle part of the multi-electrode system, an intermediate tube 11 can be installed that acts as a pressure chamber 10, as shown in Fig. 3.
Для изготовления разрядника сначала собирают мультиэлектродную систему путем сборки в пакет (колонку) чередующихся изоляционных и проводящих элементов 2 и 3, размещения МЭС в изоляционном теле 1 и закрепления на концах изоляционного тела электродов 2. Один из электродов 2 может быть закреплен на изоляционном теле 1 до размещения в нем МЭС.To manufacture the arrester, first assemble the multi-electrode system by assembling alternating insulating and conducting elements 2 and 3 into a package (column), placing the MES in the insulating body 1 and securing the electrodes 2 to the ends of the insulating body. One of the electrodes 2 can be secured to the insulating body 1 before placing the MES in it.
На фиг. 1-3 показаны варианты выполнения разрядников с мульти-электродными системами (МЭС), расположенными внутри прочной изоляционной трубки 1. МЭС представляет из себя набор чередующихся между собой металлических 2 и изоляционных 3 шайб (или трубочек).Fig. 1-3 shows variants of the implementation of arresters with multi-electrode systems (MES) located inside a durable insulating tube 1. The MES is a set of alternating metal 2 and insulating 3 washers (or tubes).
На концах трубок 1 установлены металлические стаканы 4. При приложении перенапряжения (U-0) к стаканам 4 возникает каскадный разряд между металлическими шайбами 2 внутри изоляционных шайб 3, затем с увеличением тока образуется единый сквозной канал 5, соединяющий оба стакана 4. При дальнейшем возрастании тока диаметр канала стремится увеличиться, однако он ограничен диаметром единой сквозной разрядной камеры 6, проходящей через шайбы 2 и 3. Давление внутри разрядной камеры 6 резко увеличивается, и канал разряда 5 выдувается в обе стороны в виде плазменных выхлопов 7. В результате весьма быстрого движения в холодном воздухе плазма 7 и канал 6 охлаждаются, теряют свою проводимость, и разряд гаснет.At the ends of the tubes 1, metal cups 4 are installed. When overvoltage (U-0) is applied to cups 4, a cascade discharge occurs between metal washers 2 inside insulating washers 3, then with an increase in current, a single through channel 5 is formed, connecting both cups 4. With a further increase in current, the diameter of the channel tends to increase, but it is limited by the diameter of a single through discharge chamber 6 passing through washers 2 and 3. The pressure inside the discharge chamber 6 increases sharply, and the discharge channel 5 is blown out in both directions in the form of plasma exhausts 7. As a result of very rapid movement in cold air, plasma 7 and channel 6 cool down, lose their conductivity, and the discharge goes out.
На фиг. 2 показан вариант разрядника, отличающийся от разрядника по фиг. 1 тем, что в нем предусмотрены концевые напорные камеры 8, выполненные внутри стаканов 4. Кроме того, сделаны выхлопные каналы 9, которые проходят через боковые поверхности стаканов 4 и через изоляционную трубку 1 до разрядной камеры 6. Таким образом обеспечено направление выхлопов плазмы не по оси модуля, как в модуле по фиг. 1, а в перпендикулярном направлении.Fig. 2 shows a variant of the spark gap, which differs from the spark gap in Fig. 1 in that it has end pressure chambers 8, made inside the cups 4. In addition, exhaust channels 9 are made, which pass through the side surfaces of the cups 4 and through the insulating tube 1 to the discharge chamber 6. In this way, the direction of the plasma exhaust is ensured not along the axis of the module, as in the module in Fig. 1, but in a perpendicular direction.
При развитии разряда внутри разрядной камеры 6 высокое давление создается также в напорных камерах 8. После вылета плазмы 7 из каналов 9 в них образуется низкое давление. Холодный, неионизированный воздух из напорных камер 8 поступает в каналы 9 и способствует охлаждению находящейся в них плазмы и гашению разряда.When the discharge develops inside the discharge chamber 6, high pressure is also created in the pressure chambers 8. After the plasma 7 escapes from the channels 9, low pressure is created in them. Cold, non-ionized air from the pressure chambers 8 enters the channels 9 and helps to cool the plasma in them and quench the discharge.
На фиг. 3 показан вариант разрядника, отличающийся от разрядника по фиг. 2 тем, что в нем предусмотрена напорная камера 10, выполненная в средней части МЭС путем установки металлической трубки 11 между двумя металлическими шайбами 2. В этом варианте после вылета плазмы 12 холодный воздух из напорной камеры 10 распространяется в обе стороны разрядной камеры 6, и способствует гашению разряда.Fig. 3 shows a variant of the discharger, which differs from the discharger in Fig. 2 in that it has a pressure chamber 10, made in the middle part of the MES by installing a metal tube 11 between two metal washers 2. In this variant, after the plasma 12 has escaped, cold air from the pressure chamber 10 spreads to both sides of the discharge chamber 6, and helps to extinguish the discharge.
Для повышения напряжения гашения разрядники могут соединятся последовательно. На фиг. 4 показана схема установки разрядников по фиг. 1, 2 и 3 по периметру изоляционной детали, например ребра изолятора 12, установленного на изоляционный несущий стержень 13. По периметру изоляционной детали 12 установлено изоляционное кольцо 14, в которое вмонтированы разрядники, например по фиг. 3. Кольцо 14 может быть выполнено, например, из силиконовой резины. Разрядники соединены последовательно путем контакта между стаканами 4. К крайним стаканам 4 крайних модулей подключены отводы 15, через которые разрядник подключается к объекту, на который воздействует перенапряжение, например к проводу линии электропередачи и заземлению. При воздействии перенапряжения разрядники срабатывают и обеспечивают его ограничение.In order to increase the quenching voltage, the arresters can be connected in series. Fig. 4 shows a diagram of the installation of arresters according to Figs. 1, 2 and 3 along the perimeter of an insulating part, for example, an insulator rib 12 installed on an insulating support rod 13. An insulating ring 14 is installed along the perimeter of the insulating part 12, into which arresters are mounted, for example according to Fig. 3. The ring 14 can be made, for example, of silicone rubber. The arresters are connected in series by means of contact between the cups 4. Taps 15 are connected to the outer cups 4 of the outer modules, through which the arrester is connected to the object affected by the overvoltage, for example, to the power transmission line wire and grounding. When exposed to overvoltage, the arresters operate and provide its limitation.
Claims (8)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2834455C1 true RU2834455C1 (en) | 2025-02-11 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010082861A1 (en) * | 2009-01-19 | 2010-07-22 | Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример" | Lighting arrester and a power transmission line provided with such an arrester |
| RU2470430C1 (en) * | 2011-08-10 | 2012-12-20 | Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс") | Multi-chamber discharger, high-voltage insulator with multichamber discharger and high-voltage power transmission line using such insulator |
| US9209607B2 (en) * | 2012-04-24 | 2015-12-08 | Pfisterer Kontaktsysteme Gbmh | Device for discharging an electrical overvoltage |
| CN107768048A (en) * | 2017-09-28 | 2018-03-06 | 上海兆邦电力器材有限公司 | Power frequency continued flow arc breaking device |
| RU2817898C2 (en) * | 2022-07-07 | 2024-04-23 | Акционерное общество "НПО "Стример" | Tubular arrester |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010082861A1 (en) * | 2009-01-19 | 2010-07-22 | Открытое Акционерное Общество "Нпо "Стример" | Lighting arrester and a power transmission line provided with such an arrester |
| RU2470430C1 (en) * | 2011-08-10 | 2012-12-20 | Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс") | Multi-chamber discharger, high-voltage insulator with multichamber discharger and high-voltage power transmission line using such insulator |
| US9209607B2 (en) * | 2012-04-24 | 2015-12-08 | Pfisterer Kontaktsysteme Gbmh | Device for discharging an electrical overvoltage |
| CN107768048A (en) * | 2017-09-28 | 2018-03-06 | 上海兆邦电力器材有限公司 | Power frequency continued flow arc breaking device |
| RU2817898C2 (en) * | 2022-07-07 | 2024-04-23 | Акционерное общество "НПО "Стример" | Tubular arrester |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Техника высоких напряжений, под ред. Д.В. Разевига, Москва, "Энергия", 1976, с. 287. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102349206B (en) | Surge arrester and power transmission line with such a surge arrester | |
| RU2346368C1 (en) | Lightning protector and power transmission line equipped therewith | |
| WO2009120114A1 (en) | High-voltage insulator and a high-voltage electric power line using said insulator | |
| RU2470430C1 (en) | Multi-chamber discharger, high-voltage insulator with multichamber discharger and high-voltage power transmission line using such insulator | |
| CN110098564A (en) | A kind of band external series gap lightning arrester and lightning protection system | |
| RU2834455C1 (en) | Arrester with multi-electrode system | |
| US20040120091A1 (en) | Impulse lightning arresters and pulse arrester columns for power lines | |
| RU2845472C1 (en) | Flexible discharger with multi-electrode system | |
| US20200280178A1 (en) | Arrangement having a gas-insulated switchgear | |
| RU2510651C1 (en) | Arrester with guide strips for protection of electric equipment from overvoltage at lightning and insulator of power line equipped with such arrester | |
| RU2817898C2 (en) | Tubular arrester | |
| US4161712A (en) | Current limiting fuse for capacitor | |
| RU2730173C1 (en) | Multi-chamber arrester with protruding electrodes | |
| RU2830227C1 (en) | Multi-modular arrester for protection of overhead power transmission lines against atmospheric overvoltage | |
| US20070183112A1 (en) | Spark gap arrestor | |
| RU2619765C1 (en) | Arrester with pressure chambers | |
| Podporkin et al. | Lightning protection of overhead lines rated at 3–35 kV and above with the help of multi-chamber arresters and insulator-arresters | |
| US20250385488A1 (en) | Gas-filled spark gap | |
| RU2146847C1 (en) | Pulse-operated air-gap lightning arrester | |
| RU2149488C1 (en) | Lightning surge protective device for overhead power transmission lines | |
| WO2018203771A1 (en) | Arrester with pressure chambers | |
| RU198701U1 (en) | PULSE OVERVOLTAGE PROTECTION DEVICE | |
| RU2666905C2 (en) | Lightning protector with open outputs from discharge chambers | |
| US2454849A (en) | Electric circuit interrupter | |
| RU2263629C1 (en) | Apparatus for protecting of multiple-component ozonizer |