Високовольтний ізолятор-розрядник

Реферат: Високовольтний ізолятор-розрядник містить ізоляційне тіло, встановлені на його кінцях перший і другий елементи арматури, один з яких служить для з'єднання з високовольтним проводом, а другий - з опорою лінії електропередачі, додатково забезпечений мультиелектродною системою (МЕС), що складається з 5-100 і більше електродів, вмонтованих в профіль із силіконової гуми, механічно пов'язаних з ізоляційним тілом. Також між електродами виконані отвори, що виходять назовні (профілю), ці отвори утворюють мініатюрні газорозрядні камери, розрядник містить також перший і другий підвідні електроди, кожен з яких відділений повітряним проміжком від ізоляційного тіла і одним кінцем пов'язаний гальванічно або через повітряний проміжок з верхнім або нижнім елементом арматури, а другим кінцем через повітряний проміжок з першим або другим кінцем МЕС. При цьому по колу ізоляційного тіла з внутрішньої сторони МЕС жорстко закріплено кільце з електропровідного матеріалу, а саме тіло покрито високомолекулярним кремнійорганічним компаундом з додаванням бензину. UA 90108 U (54) ВИСОКОВОЛЬТНИЙ ІЗОЛЯТОР-РОЗРЯДНИК UA 90108 U UA 90108 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі електротехніки, а саме до ізоляторів і пристроїв грозозахисту, а також до ліній електропередачі, забезпечених пристроями грозозахисту. Відомий ізолятор [Патент Российской Федерации RU № 1579303, кл. Н01В 17/02. Опубл. 20.08.1995], що містить тарілчасту ізоляційну деталь, яка виконана із загартованого скла з вологостійким покриттям. Даний ізолятор має стійкість до ультрафіолету, ерозії, впливу атмосфери, трекінгу і забруднень, а також гідрофобний. Як вологостійке покриття ізоляційної деталі використовують лаки на основі меламіну. Недоліком цього ізолятора є те, що він не забезпечує захист ліній електропередачі від перенапруги і є тільки ізолюючим елементом для кріплення проводів до опор конструкцій з використанням грозозахисного тросу, що призводить до додаткових затрат при спорудженні ЛЕП. Найбільш близьким до пропонованого за сукупністю ознак є відомий високовольтний ізолятор-розрядник для високовольтної лінії електропередачі [Патент Российской Федерации RU № 2378725, кл. H02G 7/16. Опубл. 10.01.2010], що містить тарілчасту ізоляційну деталь, яка виконана зі скла. Даний ізолятор-розрядник містить ізоляційне тіло, встановлені на його кінцях перший і другий елементи арматури, один з яких служить для з'єднання з високовольтним проводом, а другий з опорою лінії електропередачі. Ізолятор-розрядник додатково забезпечений періодичною мультиелектродною системою (МЕС), що складається з 5-100 і більше електродів, вмонтованих в профіль із силіконової гуми, механічно пов'язаних з ізоляційним тілом. Ізолятор-розрядник містить також перший і другий підвідні електроди, кожен з яких відділений повітряним проміжком від ізоляційного тіла і одним кінцем пов'язаний гальванічно або через повітряний проміжок з першим або другим елементом арматури, а другим кінцем через повітряний проміжок з першим або другим кінцем МЕС. Електроди МЕС і підвідні електроди виконані та встановлені таким чином, що при впливі на ізолятор-розрядник перенапруги пробиваються повітряні проміжки між підвідними електродами і крайніми електродами МЕС, після чого послідовно пробиваються іскрові проміжки між електродами МЕС. Найближчий аналог має властивості грозозахисного пристрою. МЕС розташована по еквіпотенційній лінії, або еквіпотенційних лініях електричного поля промислової частоти, в якому працює ізолятор-розрядник, перпендикулярно траєкторії шляху витоку ізолятора. До недоліків даного ізолятора-розрядника слід віднести наступне: малу ефективність роботи через недостатню швидкість гасіння розряду-дуги між суміжними електродами в МЕС при проходженні хвилі перенапруги; велику витрату дорогих полімерних ізоляторів; трудність виявлення при експлуатації ізоляторів, що вийшли з ладу. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення високовольтного ізоляторарозрядника для високовольтної лінії електропередачі шляхом збільшення швидкості гасіння розряду між суміжними електродами в МЕС та застосування як вологостійкого покриття ізоляційного тіла високомолекулярного кремнійорганічного компаунда з розчинниками. Це забезпечуватиме більш високі електричні характеристики ізолятора, швидкодію розрядника, зручність в експлуатації, довговічність та зниження вартості виготовлення. Поставлена задача вирішується тим, що в високовольтному ізоляторі-розряднику, який містить ізоляційне тіло, встановлені на його кінцях перший і другий елементи арматури, один з яких служить для з'єднання з високовольтним проводом, а другий - з опорою лінії електропередачі, додатково забезпечений мультиелектродною системою, що складається з 5100 і більше електродів, вмонтованих в профіль із силіконової гуми, механічно пов'язаних з ізоляційним тілом, також між електродами виконані отвори, що виходять назовні (профілю), ці отвори утворюють мініатюрні газорозрядні камери, містить також перший і другий підходящі електроди, кожен з яких відділений повітряним проміжком від ізоляційного тіла і одним кінцем пов'язаний гальванічно або через повітряний проміжок з верхнім або нижнім елементом арматури, а другим кінцем через повітряний проміжок з першим або другим кінцем МЕС, згідно з корисною моделлю, по колу ізоляційного тіла з внутрішньої сторони МЕС жорстко закріплено кільце з електропровідного матеріалу, а саме ізоляційне тіло покрите високомолекулярним кремнійорганічним компаундом з додаванням бензину. Внесення до конструкції по колу ізоляційного тіла, з внутрішньої сторони МЕС жорстко закріпленого кільця з електропровідного матеріалу, забезпечує високу ефективність роботи ізолятора-розрядника за рахунок дії електрорушійних сил, що виникають у ньому і впливають на електричну дугу між суміжними електродами в МЕС в момент проходження хвилі перенапруги. Покриття ізоляційного тіла високомолекулярним кремнійорганічним компаундом призводить до збільшення терміну служби ізоляторів до поверхневого пробою, підвищуючи гідрофобність. Додавання до компаунду розчинників у вигляді бензину дозволяє знизити його вартість, що більш задовольняє економічність. 1 UA 90108 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Запропонована корисна модель дозволяє захищати високовольтні лінії електропередачі від перенапруг без використання грозозахисного троса, що знижує вартість спорудження повітряної лінії. Збільшення швидкості гасіння розряду між суміжними електродами в МЕС досягається за рахунок використання по колу ізоляційного тіла кільця з електропровідного матеріалу. Зниження вартості конструкції відбувається завдяки додаванню розчинників в покриття загартованого скла ізоляційної деталі. Простота в експлуатації пояснюється тим, що при пробої скляний ізолятор із загартованого скла розбивається, що одразу видно, а також його легко замінити. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленнями, де: на фіг. 1 - зображена конструкція ізолятора-розрядника; на фіг. 2 - Газорозрядні камери і електроди МЕС; на фіг. 3 - вигляд спереду і зверху ізолятора-розрядника. Високовольтний ізолятор-розрядник складається з ізоляційного тіла (тарілка) 1 (фіг. 1 і фіг. 3), виконаного із загартованого скла, першого 2 і другого 3 елементів арматури, один з яких служить для з'єднання з високовольтним проводом, а другий - з опорою лінії електропередачі, мультиелектродної системи 4, що складається з 5-100 і більше електродів 5 (фіг. 2), вмонтованих в профіль із силіконової гуми 6, між електродами виконані отвори, що виходять назовні профілю, вони утворюють мініатюрні газорозрядні камери 7, підвідні електроди 8 і 9, повітряні проміжки 10 і 11 з'єднані з першим і другим кінцем МЕС, на ізоляційному тілі з внутрішньої сторони МЕС жорстко закріплене кільце з електропровідного матеріалу 12, канали розрядів 13. Високовольтний ізолятор-розрядник працює таким чином. При впливі перенапруги на ізолятор-розрядник спочатку пробиваються іскрові повітряні проміжки 10 або 11, а потім - МЕС 4 (фіг. 1 і фіг. 3). Струм грозової перенапруги протікає від другого елемента арматури 3 та його підвідного електрода 9 через іскровий канал нижнього іскрового проміжку 11, потім - по МЕС 4, і далі - через канал розряду верхнього іскрового проміжку 10 по верхньому підвідному електроду 8 до першого елемента арматури 2. При впливі імпульсу грозової перенапруги на МЕС 4 пробиваються проміжки між електродами 7. Завдяки тому, що розряди між проміжними електродами 5 в МЕС 4 відбуваються всередині камер 7, обсяги яких дуже малі, при розширенні каналу утворюється високий тиск, під дією якого канали іскрових розрядів між електродами 5 переміщуються до поверхні ізоляційного тіла, утворюючи канал розряду 13, і далі - видуваються назовні в навколишній розрядник повітря. Внаслідок, виникає дуття і подовження каналів між електродами 5, канали розрядів 13 охолоджуються (фіг. 2), сумарний опір всіх каналів збільшується, тобто загальний опір розрядника зростає, і відбувається обмеження імпульсного струму атмосферної перенапруги. Одночасно з цим в кільці з електропровідного матеріалу 12, розташованого на ізоляційному тілі 1, на внутрішній стороні МЕС 4, індукується струм, магнітне поле якого впливає на дугу, яка утворилася між суміжними електродами, видуваючи її ще більше. Все це дозволяє збільшити довжину дуги і, отже, її опір, що призводить до збільшення швидкості гасіння дуги. На ділянці МЕС 4 між підвідними електродами проміжних електродів немає, і розряд розвивається по МЕС 4, що займає приблизно три чверті периметра ребра ізоляційного тіла 1, а не між підвідними електродами 8 і 9. При ударі блискавкою безпосередньо в ЛЕП або в опору відбувається перекриття ізолятора-розрядника, як це було описано вище. Після закінчення грозової перенапруги і стікання його струму через опору в землю завдяки роботі МЕС 4 відбувається гасіння розряду "в імпульсі", тобто без супроводжуючого струму, і ЛЕП продовжує роботу без відключення. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 60 Високовольтний ізолятор-розрядник, який містить ізоляційне тіло, встановлені на його кінцях перший і другий елементи арматури, один з яких служить для з'єднання з високовольтним проводом, а другий - з опорою лінії електропередачі, додатково забезпечений мультиелектродною системою (МЕС), що складається з 5-100 і більше електродів, вмонтованих в профіль із силіконової гуми, механічно пов'язаних з ізоляційним тілом, також між електродами виконані отвори, що виходять назовні (профілю), ці отвори утворюють мініатюрні газорозрядні камери, містить також перший і другий підвідні електроди, кожен з яких відділений повітряним проміжком від ізоляційного тіла і одним кінцем пов'язаний гальванічно або через повітряний проміжок з верхнім або нижнім елементом арматури, а другим кінцем через повітряний проміжок з першим або другим кінцем МЕС, який відрізняється тим, що по колу ізоляційного тіла з внутрішньої сторони МЕС жорстко закріплено кільце з електропровідного матеріалу, а саме тіло покрито високомолекулярним кремнійорганічним компаундом з додаванням бензину. 2 UA 90108 U 3 UA 90108 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4