Розрядник для грозозахисту та лінія електропередачі, обладнана таким розрядником

Реферат: Розрядник для грозозахисту елементів електроустаткування або лінії електропередачі включає ізоляційне тіло, виконане з твердого діелектрика, краще, у вигляді бруска, стрічки або циліндра, два основні електроди, механічно зв'язані з ізоляційним тілом, і два чи більше проміжних електродів. Проміжні електроди, виконані переважно у вигляді брусків або циліндрів, розміщені між основними електродами із взаємним зсувом уздовж поздовжньої осі ізоляційного тіла або уздовж спіральної лінії і виконані з можливістю формування каналу розряду між суміжними електродами. При цьому дані електроди розташовані всередині ізоляційного тіла і відділені від його поверхні шаром ізоляції. Між парами суміжних електродів виконані вихідні на поверхню ізоляційного тіла глухі або наскрізні розрядні камери, розміри яких вибираються таким чином, щоб сприяти виштовхуванню розряду з камери на поверхню ізоляційного тіла і підвищити тим самим ефективність гасіння струму розряду. У кращих варіантах розрядник забезпечений додатковим електродом, що забезпечує зниження розрядної напруги. Запропоновані також різні варіанти побудови лінії електропередачі з використанням даного розрядника. UA 97782 C2 (12) UA 97782 C2 UA 97782 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропонований винахід відноситься до розрядників для захисту електроустаткування і високовольтних ліній (ВЛ) електропередачі від грозових перенапруг. За допомогою таких пристроїв можуть захищатися, наприклад, високовольтні установки, ізолятори та інші елементи ВЛ, а також різне електроустаткування. Відомий так званий трубчастий розрядник для обмеження перенапруг на лінії електропередачі (див. Техника высоких напряжений / Под ред. Д.В. Разевига - Μ.: Энергия, 1976, с. 287). Основою розрядника є трубка з ізоляційного газогенеруючого матеріалу. Один кінець трубки заглушений металевою кришкою, на якій закріплений внутрішній стрижневий електрод. На відкритому кінці трубки розташований електрод у вигляді кільця. Проміжок між стрижневим і кільцевим електродами називається внутрішнім, або дугогасильним проміжком. Один з електродів приєднується до землі, а другий через зовнішній іскровий проміжок приєднується до проводу лінії електропередачі. При грозовій перенапрузі обидва проміжки пробиваються, і імпульсний струм відводиться в землю. Після закінчення імпульсу через розрядник продовжує проходити супровідний струм, і іскровий канал переходить у дуговий. Під дією високої температури каналу дуги змінного струму в трубці відбувається інтенсивне виділення газу, і тиск сильно зростає. Гази, спрямовуючись до відкритого кінця трубки, створюють повздовжнє дуття, завдяки чому дуга гаситься при першому ж проходженні струму через нульове значення. В результаті багаторазової роботи розрядника розрядна камера трубки спрацьовується. Розрядник стає непрацездатним і підлягає заміні, що вимагає великих експлуатаційних витрат. Відомий також розрядник для обмеження перенапруг на лінії електропередачі на основі захисного повітряного іскрового проміжку, утвореного між двома металевими стрижнями (див. Техника высоких напряжений / Под ред. Д.В. Разевига - Μ.: Энергия, 1976, с. 285). Один зі стрижнів відомого розрядника приєднаний до високовольтного проводу лінії, а другий - до заземленої конструкції, наприклад до тіла опори лінії електропередачі. При перенапрузі іскровий проміжок пробивається, струм грозової перенапруги відводиться в землю, і напруга на пристрої різко падає. Таким чином, здійснюються відведення грозового струму та обмеження перенапруги. Однак дугогасильна здатність одиночного проміжку незначна, так що після закінчення перенапруги по дузі іскрового проміжку продовжує протікати супровідний струм. Тому повинен вступити в роботу вимикач і розірвати ланцюг, що досить небажано для споживачів, які одержують електроенергію від даної лінії. Відомий далі розрядник, який відрізняється від описаного вище тим, що між першим і другим основними електродами (стрижнями) розташований третій проміжний стрижневий електрод (див., наприклад, патент США №4665460, 12.05.87, Н01Т 004/02). Таким чином, замість одного повітряного іскрового проміжку створено два проміжки. Завдяки цьому вдалося трохи збільшити дугогасильну здатність розрядника та з його допомогою гасити невеликі (порядку десятків ампер) супровідні струми при однофазних замиканнях на землю. Однак цей розрядник не може відключати струми більше 100 А, які звичайно бувають при дво- та трифазних замиканнях на землю при грозових перенапругах. Як найближчий аналог даного винаходу може бути вибраний розрядник для грозозахисту елементів електроустаткування або лінії електропередачі з так званою мультиелектродною системою (МЕС), описаний у патенті РФ №2299508, 20.05.2007, Н02Н 3/22. Даний розрядник включає ізоляційне тіло, виконане з твердого діелектрика, два основні електроди, механічно зв'язані з ізоляційним тілом, а також два чи більше проміжних електродів. Проміжні електроди розташовані між основними електродами із взаємним зсувом, принаймні, уздовж поздовжньої осі ізоляційного тіла. При цьому вони виконані таким чином, щоб забезпечити формування стримерного розряду між кожним основним і суміжним з ним проміжним електродом, а також між суміжними проміжними електродами. Завдяки розбивці інтервалу між основними електродами на множину іскрових проміжків даний розрядник має більш високу дугогасильну здатність, ніж пристрої з одним або з малою кількістю розрядних проміжків (див. наприклад, Таев А.С. "Электрическая дуга в аппаратах низкого напряжения", изд. "Энергия", 1965 г., стр. 85). Проте, дугогасильна здатність відомого розрядника є недостатньо великою, що обмежує його область застосування тільки грозозахистом ВЛ 6-10. Його складно застосовувати для грозозахисту ВЛ більш високих класів напруги, тому що число проміжних електродів і габарити розрядника стають занадто великими. Відповідно, задачею, яку вирішує даний винахід, є створення надійного розрядника, невисокої вартості у виробництві та експлуатації, що характеризується низькими розрядними напругами і високою ефективністю гасіння струму. Це дозволить використовувати розрядник за 1 UA 97782 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 винаходом для грозозахисту ВЛ більш високої напруги (20-35 кВ і вище), а також поліпшити техніко-економічні характеристики розрядників 3-10 кВ. Таким чином, технічним результатом, що досягається, є підвищення надійності та спрощення конструкції грозових розрядників. Зазначена задача вирішується, в основному, створенням розрядника для грозозахисту електроустаткування або лінії електропередачі, який включає ізоляційне тіло, виконане з твердого діелектрика, два основні електроди, механічно зв'язані з ізоляційним тілом, і два чи більше проміжних електродів, виконаних з можливістю формування розряду (наприклад стримерного) між кожним з основних електродів та суміжним з ним проміжним електродом і між суміжними проміжними електродами, причому суміжні електроди розташовані між основними електродами із взаємним зсувом, принаймні, вздовж поздовжньої осі ізоляційного тіла. Зокрема, лінія, уздовж якої із взаємним зсувом розміщені проміжні електроди, може бути розташована по поздовжній осі ізоляційного тіла. Розрядник за винаходом характеризується тим, що проміжні електроди розташовані всередині ізоляційного тіла і відділені від його поверхні шаром ізоляції, товщина якого вибрана перевищуючою розрахунковий діаметр Dk каналу зазначеного розряду, при цьому між суміжними проміжними електродами виконані вихідні на поверхню ізоляційного тіла розрядні камери (порожнини), площа S поперечного перерізу яких у зоні формування каналу розряду вибрана із умови SDk=2rk=2·1,8=3,6 мм. Площа поперечного перерізу розрядної 2 камери S, за винаходом, повинна бути SС1 і, відповідно, С1/C0