Трубчатые разрядники и их применение для защиты линий. Трубчатый разрядник

Трубчатые разрядники

Принципиальная схема устройства и включения трубчатого разрядника (РТ) показана на рис. 9.3. Основу разрядника составляет трубка из газогене-рирующего материала 1. Один конец трубки заглушён металлической крышкой, на которой укреплен внутренний стержневой электрод 2. На открытом конце трубки расположен другой электрод в виде кольца 3. Промежуток S1 между стержневым и кольцевым электродами называется внутренним или дугогася щим промежутком. Трубка отделяется от провода фазы внешним искровым промежутком S2, иначе газогенерирующий материал трубки постоянно разлагался бы под действием токов утечки.

Рис. 11.3 – Схема устройства трубчатого разрядника.

При возникновении импульса грозового перенапряжения оба промежутка пробиваются, и импульсный ток отводится в землю. После окончания импульса через разрядник продолжает проходить сопровождающий ток и искровой разряд 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, в результате чего дуга гасится при первом же прохождении тока через нулевое значение. При работе разрядника слышен звук, напоминающий выстрел, и из трубки выбрасываются раскаленные газы.

Вольт-секундная характеристика РТ зависит от длин внешнего и внутреннего промежутков разрядника и имеет вид, характерный для промежутков с резконеоднородным полем (рис. 9.1,б, кривая 3). Величина внешнего искрового промежутка выбирается по условиям защиты изоляции и может регулироваться в определенных пределах. Величина внутреннего искрового промежутка устанавливается в соответствии с дугогасящими свойствами разрядника и регулированию не подлежит.

Для успешного гашения дуги сопровождающего тока необходимо достаточно интенсивное генерирование газа в трубке, которое зависит от величины проходящего тока. В связи с этим имеется нижний предел токов, которые надежно (за один-два полупериода) отключаются трубчатым разрядником. При больших токах слишком интенсивное газообразование может привести к чрезмерному повышению давления и разрыву трубки или срыву наконечников. Поэтому для трубчатых разрядников устанавливается также верхний предел отключаемых токов. Значение верхнего и нижнего пределов отключаемых токов зависит от размеров внутреннего канала разрядника. Уменьшение длины внутреннего промежутка, а также увеличение диаметра канала приводят к смещению обоих пределов отключаемых токов в сторону больших значений. Эта зависимость позволяет выпускать трубчатые разрядники с разными пределами отключаемых токов.

При установке трубчатых разрядников в какой-либо точке сети следует проверить ток к. з., в этой точке он должен укладываться в диапазон отключаемых разрядником токов.

Верхний предел тока, отключаемого трубчатым разрядником, должен быть не ниже наибольшего возможного полного тока однофазного или трехфазного к. з., а нижний предел — не ниже наименьшего установившегося тока однофазного или двухфазного к. з.

В результате многократной работы разрядника внутренний канал дугогасящей трубки разрабатывается. При возрастании внутреннего диаметра трубки на 20—25% трубчатый разрядник перестает соответствовать заводской маркировке по отключаемым токам и подлежит замене или перемаркировке.

В настоящее время промышленность выпускает разрядники с фибробакелитовыми трубками (типа РТФ) и с трубками из винипласта (типа РТВ; и РТВУ). Конструкция (фибробакелитовыми разрядника типа РТФ показана на рис. 11.4. В качестве газогенерирующего материала в этом разряднике применена фибра. Для повышения механической прочности фибровая трубка обматывается сверху бакелизированной бумагой и покрывается влагостойким лаком. Особенностью разрядников типа РТФ является наличие камеры у закрытого конца трубки. При прохождении тока через нулевое значение давление в зоне искрового промежутка падает, и газы, накопившиеся в камере, устремляются к выхлопному отверстию, усиливая продольное дутье и способствуя гашению дуги.

Рис. 11.4 – Трубчатый разрядник типа РТФ (фибробакелитовый). 1 – фибровая трубка; 2 — бакелитовая трубка: 3 — камера дутья; 4 — электрод; 5 — указатель срабатывания; S — внутренний искровой промежуток.

Разрядники типа РТВ с трубками из винипласта (рис. 11.5), обладающего лучшими изоляционными и газогенерирующими свойствами, имеют более простую конструкцию, чем разрядники типа РТФ. Винипласт негигроскопичен и сохраняет свои изолирующие свойства при работе на открытом воздухе, поэтому разрядники типа РТВ не лакируются. Высокая газогенерирующая способность винипласта позволила отказаться от устройства камеры у закрытого конца трубки; ее роль выполняет полость между стержневым электродом и стенками трубки. Благодаря высокой механической прочности винипласта по отношению к ударным нагрузкам разрядники типа РТВ имеют высокий верхний предел отключаемых токов(до 15 кА). Для повышения этого предела до 30 кА и увеличения механической прочности на сравнительно тонкостенную винипла-стовую трубку наносится многослойная обмотка из стеклоткани, пропитанная атмосферостойкой эпоксидной смолой (разрядники РТВУ — винипластовые усиленные). Разрядник этого типа на 220 кВ состоит из двух трубчатых разрядников РТВУ-110, которые соединяются между собой стальной обоймой с двумя выхлопными патрубками (рис. 9.6).

Рис. 11.5 – Трубчатый разрядник типа РТВ (винипластовый).

В маркировке трубчатых разрядников указываются номинальное напряжение и пределы отключаемых токов. Например, марка РТФ 110/0,8—5 означает: разрядник трубчатый фибробакелитовый на напряжение 110 кВ с пределами действующих отключаемых токов 0,8–5 кА.

Поскольку работа разрядника сопровождается выхлопом сильно ионизированных газов, расположение разрядников на опоре должно быть таким, чтобы выхлопные газы не вызывали междуфазных перекрытий или перекрытий на землю. Для этого в зону выхлопа не должны попадать провода других фаз, заземленные конструкции, а также зоны выхлопов разрядников, защищающих другие фазы.

Существенным недостатком трубчатых разрядников является наличие предельных отключаемых токов. Достаточно широкая номенклатура требующихся разрядников осложняет производство, а необходимость контролировать диаметр внутреннего канала затрудняет эксплуатацию трубчатых разрядников. В связи с этим большое значение имеет разработка трубчатых разрядников без сопровождающего тока. Основная идея конструкции этих разрядников состоит в следующем. Во внутренний канал, разрядника вплотную вставляется между электродами вкладыш из того же материала, что и стенка трубки. Импульсный ток благодаря малой длительности будет свободно проходить в весьма малом зазоре между вкладышем и стенкой трубки. В то же время бурная газогенерация в этом крайне ограниченном объеме воспрепятствует образованию сопровождающего тока. Таким образом, износ разрядника должен быть резко сокращен, и разрядник можно будет ставить в любой точке сети независимо от значения тока к. з.

Основные недостатки трубчатых разрядников — нестабильные характеристики, наличие зоны выхлопа и в особенности крутая вольт-секундная характеристика — исключают возможность их применения в качестве основного аппарата защиты подстанционного оборудования. Однако благодаря своей простоте и дешевизну РТ широко применяются в качестве вспомогательного средства защиты

Рис. 11.6 – Трубчатый разрядник типа РТВУ-220 (винипластовый усиленный). 1 — винипластовая трубка; 2 — стеклотекстолитовая трубка; 3,4 — обоймы закрытого и открытого концов; 5 — соединительная обойма с выхлопным патрубком; 6 — пластинчатый электрод «звездочка»; 7 — стержневой электрод; 8 — указатель срабатывания; 9 — хомуты для крепления разрядника; 10 — прижимная планка для крепления электрода внешнего искрового промежутка; S — внутренний искровой промежуток.

Трубчатые разрядники и их применение для защиты линий — Мегаобучалка

Принципиальная схема устройства и включения трубчатого разрядника (РТ) показана на рис. 5.6. Основу разрядника составляет трубка из газогенерирующего материала 1. Один конец трубки заглушен металлической крышкой, на которой укреплен внутренний стержневой электрод 2. На открытом конце трубки расположен другой электрод в виде кольца 3. Промежуток S1 между стержневым и кольцевыми электродами называется внутренним или дугогасящим промежутком. Трубка отделяется от провода фазы внешним искровым промежутком S2, иначе газогенерирующий материал трубки постоянно разлагался бы под действием токов утечки.

Рис. 5.6. Схема устройства трубчатого разрядника

При возникновении импульса грозового перенапряженияобапромежутка пробиваются, и импульсный ток отводится в землю. После окончания импульса через разрядник продолжает проходить сопровождающий ток, и искровой разряд 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, в результате чего дуга гасится при первом же прохождении тока через нулевое значение. При работе разрядника слышен звук, напоминающий выстрел, и из трубки выбрасываются раскаленные газы.

Вольт-секундная характеристика РТ зависит от длин внешнего и внутреннего промежутков разрядника и имеет вид, характерный для промежутков с резконеоднородным полем. Величина внешнего искрового промежутка выбирается по условиям защиты изоляции и может регулироваться в определенных пределах. Величина внутреннего искрового промежутка устанавливается в соответствии с дугогасящими свойствами разрядника и регулированию не подлежит.

При установке трубчатых разрядников в какой-либо точке сети следует проверить ток кз, в этой точке он должен укладываться в диапазон отключаемых разрядником токов.

Трубчатые разрядники должны быть выбраны по току КЗ в соответствии со следующими требованиями:

1) для сетей до 35 кВ верхний предел тока, отключаемого трубчатым разрядником, должен быть не менее наибольшего действующего значения тока трехфазного КЗ в данной точке сети (с учетом апериодической составляющей), а нижний предел - не более наименьшего возможного в данной точке сети значения установившегося (без учета апериодической составляющей) тока двухфазного КЗ;

2) для сетей 110 кВ и выше верхний предел тока, отключаемого трубчатым разрядником, должен быть не менее наибольшего возможного эффективного значения тока однофазного или трехфазного КЗ в данной точке сети (с учетом апериодической составляющей), а нижний предел - не более наименьшего возможного в данной точке сети значения установившегося (без учета апериодической составляющей) тока однофазного или двухфазного КЗ. При отсутствии трубчатого разрядника на требуемые значения токов КЗ допускается применять вместо них ИП.

В результате многократной работы разрядника внутренний канал дугогасящей трубки разрабатывается. При возрастании внутреннего диаметра трубки на 20—25% трубчатый разрядник перестает соответствовать заводской маркировке по отключаемым токам и – подлежит замене или перемаркировке.

Выпускаются разрядники с фибробакелитовыми трубками (типа РТФ) и с трубками из винипласта (типа РТВ и РТВУ). В качестве газогенерирующего материала в разряднике РТФ применена фибра. Для повышения механической прочности фибровая трубка обматывается сверху бакелизированной бумагой и покрывается влагостойким лаком. Особенностью разрядников типа РТФ является наличие камеры у закрытого конца трубки. При прохождении тока через нулевое значение давление в зоне искрового промежутка падает, и газы, накопившиеся в камере, устремляются к выхлопному отверстию, усиливая продольное дутье и способствуя гашению дуги.

Разрядники типа РТВ с трубками из винипласта, обладающего лучшими изоляционными и газогенерирующими свойствами, имеют более простую конструкцию, чем разрядники типа РТФ. Винипласт негигроскопичен и сохраняет свои изолирующие свойства при работе на открытом воздухе, поэтому разрядники типа РТВ не лакируются. Высокая газогенерирующая способность винипласта позволила отказаться от устройства камеры у закрытого конца трубки; ее роль выполняет полость между стержневым электродом и стенками трубки. Благодаря высокой механической прочности винипласта по отношению к ударным нагрузкам разрядники типа РТВ имеют высокий верхний предел отключаемых токов (до 15 кА).

Для повышения этого предела до 30 кА и увеличения механической прочности на сравнительно тонкостенную винипластовую трубку наносится многослойная обмотка из стеклоткани, пропитанная атмосферостойкой эпоксидной смолой (разрядники РТВУ — винипластовые усиленные). Разрядник этого типа на 220 кВ состоит из двух трубчатых разрядников РТВУ-110, которые соединяются между собой стальной обоймой с двумя выхлопными патрубками.

Существенным недостатком трубчатых разрядников является наличие предельных отключаемых токов. Достаточно широкая номенклатура требующихся разрядников осложняет производство, а необходимость контролировать диаметр внутреннего канала затрудняет эксплуатацию трубчатых разрядников. В связи с этим большое значение имеет разработка трубчатых разрядников без сопровождающего тока. Основная идея конструкции этих разрядников состоит в следующем. Во внутренний канал разрядника вплотную вставляется между электродами вкладыш из того же материала, что и стенка трубки. Импульсный ток благодаря малой длительности будет свободно проходить в весьма малом зазоре между вкладышем и стенкой трубки. В то же время бурная газогенерация в этом крайне ограниченном объеме воспрепятствует образованию сопровождающего тока. Таким образом, износ разрядника должен быть резко сокращен, и разрядник можно будет ставить в любой точке сети независимо от значения тока кз.

Основные недостатки трубчатых разрядников — нестабильные характеристики, наличие зоны выхлопа и в особенности крутая вольт-секундная характеристика — исключают возможность их применения в качестве основного аппарата защиты подстанционного оборудования. Однако благодаря своей простоте и дешевизне РТ широко применяются в качестве вспомогательного средства защиты.

megaobuchalka.ru

8.3. Конструкции и характеристики трубчатых разрядников

Принципиальная схема трубчатого разрядника показана на рис. 40. В трубке из газогенерирующего материла заключен внутренний промежуток s1 образованный стержневым и кольцевым электродами. Промежуток s1 называется также дугогасящим. Трубку отделяет от рабочего напряжения внешний искровой промежу-

Рис. 40. Схема устройства и включения трубчатого разрядника.

1 — газогенерируюшая трубка; 2—стержневой электрод; 3 — кольцевой электрод; s1 — внутренний искровой промежуток; s2 ха —внешний искровой промежуток.

ток s2. При нарастании волны перенапряжения оба промежутка пробиваются и импульсный ток отводится в землю. По пути импульсной искры устанавливается ток рабочей частоты, который в данном случае является током короткого замыкания. Под действием высокой температуры ствола дуги в трубке происходит интенсивное газогенерирование, которое ведет к охлаждению и деионизации искрового промежутка s1. Давление в трубке нарастает до нескольких десятков атмосфер. Газы, устремляясь к открытому концу трубки, создают продольное дутье, которое при первом же прохождении тока через нулевое значение гасит дугу. При срабатывании разрядника слышен звук, напоминающий выстрел, и из трубки выбрасываются раскаленные газы.

Выпускаются разрядники с фибробакелитовыми трубками (тип РТФ) и с трубками из винипласта (тип РТВ). В пределах каждого наименования разрядники подразделяются по номинальным напряжениям

Рис. 41. Трубчатый (фибробакелитовый) разрядник 110 кв. 1 — фибровая трубка; 2—бакелитовая трубка; 3 —камера дутья; 4— электрод; 5—указатель срабатывания; 6 —хомутик крепления разрядника; s —внутренний искровой промежуток.

и пределам отключаемых токов. Например, тип РТозначает разрядник РТ на напряжение 35кв с пределами отключаемых токов 1,8—10 кадейств

На рис. 41 приведена конструкция фибробакелитового разрядника (типа РТФ).

Разрядники с трубками из винипласта (типа РТВ) обладают более высокими изолирующими и газогенерирующими свойствами, чем фибробакелитовые трубки,

Рис. 42. Трубчатый разрядник типа РТВ (винипластовый).

что позволило существенно упростить и облегчить конструкцию разрядника. В частности, устройство камеры продольного дутья оказалось излишним. Газовый резервуар необходимого объема создается пространством, заключенным между внутренними стенками дугогасительной трубки и стержневым электродом разрядника. Удалось значительно снизить внутренние искровые промежутки у разрядников 3—10 кв, что существенно улучшило их импульсные характеристики. Винипласт сохраняет свои изолирующие свойства при работе на открытом воздухе. Ввиду этого разрядники РТВ лаком не покрываются. Винипласт обладает также высокой механической прочностью по отношению к ударным нагрузкам, что позволяет изготавливать разрядники с большим диапазоном отключаемых токов.

Конструкция разрядников типа РТВ приведена на рис.42.

Трубчатые разрядники устанавливаются на опорах линий электропередачи, а также на портальных конструкциях или на стене у ввода в подстанции. Разрядники подключаются через внешние искровые промежутки к каждой фазе и присоединяются к заземлению опоры, на которой они установлены. При таком включении на изоляцию опоры ложится напряжение, не превышающее импульсное разрядное напряжение трубчатых разрядников, вне зависимости от сопротивления заземления.

Контрольные вопросы

Для чего служат разрядники?
Что является основным элементом разрядника?
Объясните принцип работы вентильного разрядника.
Из чего выполняются рабочие сопротивления вентильных разрядников?
Какие требования предъявляются к искровым промежуткам вентильных разрядников?
Опишите конструкцию разрядников серии РВС.
Опишите конструкцию разрядников серии РВП.
Объясните принцип действия трубчатого разрядника.
Где устанавливаются трубчатые разрядники?
Какие преимущества имеет разрядник типа РТВ по сравнению с разрядником типа РТФ?

studfiles.net

Трубчатые разрядники и их применение для защиты линий

⇐ ПредыдущаяСтр 41 из 48Следующая ⇒

Рис. 5.6. Схема устройства трубчатого разрядника

При возникновении импульса грозового перенапряженияобапромежутка пробиваются, и импульсный ток отводится в землю. После окончания импульса через разрядник продолжает проходить сопровождающий ток, и искровой разряд 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, в результате чего дуга гасится при первом же прохождении тока через нулевое значение. При работе разрядника слышен звук, напоминающий выстрел, и из трубки выбрасываются раскаленные газы.

Трубчатые разрядники должны быть выбраны по току КЗ в соответствии со следующими требованиями:

В результате многократной работы разрядника внутренний канал дугогасящей трубки разрабатывается. При возрастании внутреннего диаметра трубки на 20—25% трубчатый разрядник перестает соответствовать заводской маркировке по отключаемым токам и – подлежит замене или перемаркировке.

Существенным недостатком трубчатых разрядников является наличие предельных отключаемых токов. Достаточно широкая номенклатура требующихся разрядников осложняет производство, а необходимость контролировать диаметр внутреннего канала затрудняет эксплуатацию трубчатых разрядников. В связи с этим большое значение имеет разработка трубчатых разрядников без сопровождающего тока. Основная идея конструкции этих разрядников состоит в следующем. Во внутренний канал разрядника вплотную вставляется между электродами вкладыш из того же материала, что и стенка трубки. Импульсный ток благодаря малой длительности будет свободно проходить в весьма малом зазоре между вкладышем и стенкой трубки. В то же время бурная газогенерация в этом крайне ограниченном объеме воспрепятствует образованию сопровождающего тока. Таким образом, износ разрядника должен быть резко сокращен, и разрядник можно будет ставить в любой точке сети независимо от значения тока кз.

Основные недостатки трубчатых разрядников — нестабильные характеристики, наличие зоны выхлопа и в особенности крутая вольт-секундная характеристика — исключают возможность их применения в качестве основного аппарата защиты подстанционного оборудования. Однако благодаря своей простоте и дешевизне РТ широко применяются в качестве вспомогательного средства защиты.

mykonspekts.ru

Трубчатый вентильный разрядник - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Трубчатый вентильный разрядник

Cтраница 1

Трубчатые и вентильные разрядники имеют искровые промежутки и устройства, гасящие электрическую дугу. Устанавливают их, как и защитные промежутки, между проводом и заземлением, параллельно защищаемой изоляции. Разрядники, как правило, защищают подходы ВЛ к подстанциям, а также переходы ВЛ через линии связи, автомобильные и железные дороги и линии электропередачи. [1]

Трубчатые и вентильные разрядники имеют искровые промежутки и устройства, гасящие электрическую дугу. Уста-i тг - навливают их, как и за - Т Hi щитные промежутки, между проводом и заземлением, параллельно защищаемой изоляции. Разрядники, как правило, защищают подходы ВЛ к подстанциям, а также переходы ВЛ через линии связи, автомобильные и железные дороги и линии электропередачи. [3]

Закрепленшг трубчатых и вентильных разрядников на переходных опорах выполняют с таким расчетом, чтобы при повреждении разрядника и перегорании провода провод упал не в переходном, а в соседнем пролете. [4]

Установку трубчатых и вентильных разрядников на переходных опорах выполняют с таким расчетом, чтобы при повреждении разрядника и перегорании провода провод упал не в переходном, а в соседнем пролете. [5]

Как устанавливают трубчатые и вентильные разрядники. [6]

В отличие от трубчатых вентильные разрядники, помимо искровых промежутков, имеют элемент сопротивления, служащий для ограничения величины сопровождающего тока. Ограничение тока способствует гашению дуги и ускоряет восстановление изоляции токоведущих частей после срабатывания разрядника. [7]

Для борьбы с перенапряжениями применяются шаровые, роговые, трубчатые и вентильные разрядники, из которых наиболее надежными являются типовые вентильные разрядники, выпускаемые промышленностью. [8]

При сравнительно малых сопротивлениях заземления трубчатых и вентильных разрядников на подходах ( R 5 - - f - 10 ом) и при относительно большой индуктивности воздушных линий подхода, фидерных реакторов или взаимной индуктивности между жилой и оболочкой кабельных вставок в схемах рис. 43 грозовые перенапряжения на зажимах машин Un3 ( t) имеют форму униполярного импульса с длиной фронта тф 20 - т - 70 мксек без колебательной составляющей. [10]

Защита изоляции РУ от перенапряжений осуществляется трубчатыми и вентильными разрядниками. Трубчатые разрядники устанавливаются на ЛЭП, на подходах к РУ и используются для защиты ЛЭП, а также в качестве дополнительного средства защиты подстанционной изоляции. [11]

Основными видами разрядников являются защитные искровые промежутки, трубчатые и вентильные разрядники. [12]

В качестве дополнительных защитных устройств на линии электропередачи устанавливают трубчатые и вентильные разрядники. [13]

К рабочему заземлению относятся заземление нейтралей силовых трансформаторов, дугогасительных катушек, трубчатых и вентильных разрядников, молниеотводов грозозащитных тросов и др. Для выполнения рабочего и защитного заземления электроустановок различного напряжения, как правило, применяется одно общее заземляющее устройство. [14]

Страницы: 1 2

www.ngpedia.ru

Трубчатый разрядник

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - повышение отключающей способности и ресурса работы трубчатого разрядника. Выполнение свободного конца стержневого электрода из эрозионностойкого материала с высоким удельным электрическим сопротивлением позволяет снизить распыление материала электрода и тем самым уменьшить движение дугогасительного канала гэзогенерирующей трубки и снизить концентрацию частиц металла в разрядном промежутке. Участок стержневого электрода из материала с высоким удельным сопротивлением ограничивает сопровождающий ток 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 01 Т 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4425484/07 (22) 11.04.88 (46) 07.04.91. Бюл. N. 13 (71) Научно-исследовательский, проектноконструкторский и технологический институт Производственного объединения

"Уралэлектротяжмаш" (72) И. У, Никоненко (53) 621.316,933(088.8) (56) Безруков В. В. и др. Трубчатые разрядники. вЂ” M. Энергия, 1964, с, 54, рис. 2 вЂ” 6.

Патент Польши hh 43666, кл, 21 с. 72, 1959.

Авторское свидетельство СССР

М 1129679, кл, Н 01 Т 1/10, 1983.

Изобретение относится к электротехнике и касается конструкции высоковольтных трубчатых разрядников, предназначенных для защиты изоляции электрооборудования от грозовых перенапряжений.

Трубчатый разрядник является защитным аппаратом многократного действия выхлопного типа и представляет собой закрытый искровой промежуток, образованный электродами, заключенными внутри трубки, выполненной из газогенерирующего изоляционного материала, Трубчатый разрядник включается между токоведущим проводом линии электропередачи и землей через открытый искровой промежуток.

Закрытый искровой промежуток служит для гашения дуги тока промышленной частоты, который протекает после пробоя разрядника импульсным напряжением грозового импульса. Кроме того. этот проме„„5LIÄÄ 1640763 А1 (54) ТРУБЧАТЫЙ РАЗРЯДНИК (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения вЂ” повышение отключающей способности и ресурса работы трубчатого разрядника. Выполнение свободного конца стержневого электрода из эрозионностойкого материала с высоким удельным электрическим сопротивлением позволяет снизить распыление материала электрода и тем самым уменьшить движение дугогасительного канала газогенерирующей трубки и снизить концентрацию частиц металла в разрядном промежутке, Участок стержневого электрода иэ материала с высоким удельным сопротивлением ограничивает сопровождающий ток. 1 ил. жуток совместно с открытым промежутком обеспечивает получение защитных характеристик разрядника.

Защитное действие разрядника характеризуется импульсным пробивным напряжением и пробивным напряжением при О промышленной частоте, стабильность кото- ф ь рых определяется постоянством размеров ( искровых промежутков. 4

Целью изобретения является повыше- р ние отключающей способности и ресурса работы трубчатого разрядника.

На чертеже изображен трубчатый раз рядник, общий вид, разрез по его продольной оси. е Ь

Разрядник содержит изоляционный корпус 1, выполненный из гаэогенерирующего материала, закрытый 2 и открытый 3 наконечники, причем наконечник 3 одновременно выполняет роль нижнего электрода. В дугогасительном канале 4 имеется

16407б3 закрытый промежуток 5, образованный верхним стержневым электродом б и нижним электродом 3. Свободный конец электрода б имеет участок 7, выполненный иэ графита и жестко соединенный со стальной частью 5 электрода б.

Для подключения разрядника к защищаемому электрооборудованию служат выводы 8 и 9. К выводу 9 обычно подключается открытый искровой промежуток, который на 10 чертеже не показан, Разрядник работает следующим образом, При набегании на трубчатый разрядник волны перенапряжения грозового происхож- 15 дения с амплитудой, превышающей импульсное пробивное напряжение разрядника, происходит пробой его последовательно соединенных открытого и закрытого искровых промежутков. По ионизированному пути им- 20 пульсного тока загорается дуга 10 между участком 7 и электродом 3.

Через дугу 10 начинает протекать сопровождающий ток промышленной частоты (отключаемый ток). При этом участок 7 25 не металлизирует дугогасительный канал и в то же время своим сопротивлением ограничивает ток, Дуга обжигает стенки дугогасительного канала 4, при терморазложении материала которого бурно выделяются 30 в большом количестве газы, которые создают большое давление (100 вЂ” 200 кГс/см и более). Это давление является источником направленного дутья вдоль столба электрической дуги 10, Газы, соприкасаясь с дугой, 35 охлаждают ее и выдувают продукты горения дуги из открытого наконечника 3, Дуга гаснет при первом вЂ” втором переходе тока промышленной частоты через нулевое значение, после чего диэлектрическая 40 прочность искровых промежутков восстанавливается, и разрядник готов к повторной работе, Отключающая способность разрядника повышается эа счет того, что электрическая 45 прочность промежутка будет выше во время восстановления напряжения промышленной частоты при переходе тока через нулевое значение, так как исключаются проводящие частицы (пары материала электрода).

Кроме того, увеличение отключающей способности в разряднике происходит за счет частичного ограничения тока промышленной частоты. Известно, что удельное электрическое сопротивление графита в 70-100 раз больше стали, из которой в настоящее время изготовляются стержневые электроды. Этим самым вводится в цепь тока дополнительное сопротивление, величина которого определяется длиной и поперечным сечением электрода, Размер длины графитового участка стержня зависит от верхнего предела тока отключения разрядника и определяется величиной падения напряжения на этом участке. Это напряжение должно быть такой величины, чтобы не происходило перекрытия по наружной поверхности графита.

В данном трубчатом разряднике повышается также ресурс работы за счет уменьшения металлизации продуктами напыления стержневого электрода внутренней поверхности дугогасительного канала, Формула изобретения .Трубчатый разрядник, содержащий газогенерирующую трубку, на концах которой закреплены открытый и закрытый токопроводящие наконечники, и стержневой электрод, установленный в дугогасительном канале указанной трубки и закрепленныи одним концом на ее закрытом наконечнике, отличающийся тем, что, с целью повышения отключающей способности и ресурса работы, по крайней мере часть длины указанного стержневого электрода со стороны его свободного конца выполнена из эрозионно стойкого материала с высоким удельным электрическим сопротивлением.

1640763

7 й7

Составитель В. Гомзин

Редактор В, Бугренкова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С. Шекмар

Заказ 1019 Тираж 284 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

www.findpatent.ru

Трубчатый разрядник

ТРУБЧАТЫЙ РАЗРЯДНИК, содержащий газогенерирующую трубку с закрытым и открытым токопроводящими наконечниками , стержневой электрод, закрепленный в дугогасительном канале указанной трубкн на ее закрытом наконечнике и образующий искровой промежуток с шайбообразным электродом , который укреплен в открытом наконечнике трубки отлнчающийс я тем, что, с целью повышения надежности работы и упрощения, на рабочем конце стержневогр электрода перпендикулярно его оси закреплена дополнительно введенная плавкая проволочка, длина которой выбрат равной 0,9-0,9 диаметра дугогасвтелыюго канала трубки, причем по кра{гаей мере один из концов проволочки расположен с (Л зазором по отношешсю к внутренней поверхности указанной трубки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК эио H 01 Т 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 г (21) 3613311/24-07 (22) 24.06.83 (46) 15.12.84. Бюл. N 46 (72) Г. И. Китаев, И. У. Никоненко и М. А. Упчер (7!) Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт производственного объединения "УралэлектротяжMGBI (53) 621.316.933 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 493842, кл. Н 01 Т 1/00, 1970.

2. Безруков Ф. В. и др. Трубчатые разрядники. Л., "Энергия", 1964, рис. 3 вЂ” 5, с. 74 (прототип)...SU„„1129679 А (54) (57) ТРУБЧАТЬ Й . РАЗРЯДНИК, содержащий газогенерирующую трубку с закрытым и открытым токопроводящими наконечниками, стержневой электрод, закрепленный в дугогасительном канале указанной трубки на ее закрытом наконечнике и образующий искровой промежуток с шайбообразным электродом, который укреплен в открытом наконечнике трубки . о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности работы и упрощения, на рабочем кон. це стержневого электрода перпендикулярно его оси закреплена дополнительно введенная плавкая проволочка, длина которой выбрана равной 0,9 вЂ” 0,95 диаметра дугогаситепьного канала трубки, причем по крайней мере один из концов проволочки расположен с зазором но отношению к внутренней поверхности указанной трубки.

1129679

Изобретение относится к области электротехнике и касается конструкции высоковольтных трубчатых разрядников, предназначенньгх для защиты изоляции электрооборудования от грозовых перенапряжений. 5

Известны трубчатые разрядники, содержащие последовательно соединенные закрытый искровой промежуток, который служит для гашения дуги тока промьшшенной частоты, и открытый искровой промежуток для под- 1О ключения указанного закрытого промежутка к токоведущему проводу, линии электропередачи, причем закрытый промежуток охвачен электростатическим экраном, выполненным в виде металлического цилиндра, соединенного с одним из электродов закрытого промежутка и расположенного в теле трубки иэ газогенерирующего материала Щ.

Наличие электростатического экрана в . этом разряднике позволяет повысить емкость закрытого промежутка по отношению к емкости открытого промежутка, что поз.воляет снизить коэффициент импульса разряд ника, определяемый как отношение импульсного пробивного напряжения разрядника к 25 пробивному напряжению разрядника при промьшшенной частоте. Низкий коэффициент импульса позволяет удовлетворить два пригн воречивых требования, предъявляемых к защитным разрядникам, а именно позволяет, во-первых, получить высокое пробивное нанряжение при промышленной частоте, т.е. исключить ложные срабатывания разрядника, и, во-вторых, получить низкое испульсное пробивное напряжение разрядника, которое должно быль на 25 вЂ” 30% ниже импульсного пробивного напряжения защищаемой изоляции.

Существенным недостатком известной конструкции разрядника является сложность закладки экрана в дутогасительную трубу40 корпус. Так невозможно заложить экран в трубу-корпус, изготовленную из монолитного материала, что ограничивает область применения такого решения.

Кроме того, емкость закрытого промежут45 ка, образованная таким экраном, получается незначительной, поэтому снижение импульсного пробивного напряжения также получается незначительным.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является трубчатый разрядник, содержащий газогенерирующую трубку с закрытым и открытым токопроводящими наконечниками, стержневой электрод, закрепленный в дугогасительном канале укаэанной трубки иа ее закрытом наконечнике и об- 55 разующий искровой промежуток с шайбообразным электродом, который укреплен в открытом наконечнике трубки (2).

Снаружи трубки (в районе закрытого иск рового промежутка) закреплены обкладки дополнительного электрода (экрана) в виде металлического цилиндра, соединенного с поджигающим электродом, выполненным в виде винта, нроходящего через боковую стенку трубки. Со стороны закрытого наконечника трубки на изоляторе закреплен открытый ис- кровой промежуток. Эффект снижения импульсного пробивного напряжения по сравнению с аналогом достигается за счет увеличения напряженности электрического поля на конце поджигающего электрода.

В этом разряднике снижение импульсного пробивного напряжения более значительно и достигается за счет установки дополнительно к экрану поджигающего электрода, на конце которого обеспечивается увеличение напряженности электрического поля.

В данном разряднике Фрубка-корпус выполнена из монолитного газогенерирующего материала, однако расположение экрана снаружи трубки снижает электрическую прочность внешней изоляции, для обеспечения которой приходится увеличивать длину разрядника. Закрепление экрана на трубке, а поджигающего электрода вЂ” в боковой стенке трубки усложняет конструкцию разрядника.

Кроме того, расположение открытого промежутка на изоляторе увеличивает емкость этого промежутка по отношению к закрытому промежутку, а поэтому эффект снижения импульсного пробивного напряжения от наличия поджигающего электрода снижается.

Основным недостатком этого разрядника и указанного аналога является изменение вольт-секундной характеристики (ВСХ) после первого срабатывания (отключения тока короткого замыкания). Дело в том, что ВСХ разрядников определяются на новых образцах, взятых после их изготовления. Однако после первого отключения тока короткого замыкания при эксплуатачии дугогасительный канал в районе закрытого промежутка становится обуглероженным, что приводит к увеличению активной проводимости. Вследствие этого импульсное пробивное напряжение разрядника снижается на 20 вЂ” 25%. Поэтому с учетом снижения импульсного пробивного напряжения за счет дополнительного и поджигающего электрода и эа счет обуглерожива I ния ВСХ разрядника при повторных срабатываниях значительно изменяется, т.е. импульсное пробиваное напряжение снижается.

При этом снижается и пробивное напряжение при промышленной частоте, а его величина может опасно приблизиться к уровню

Снабжение стержневого электрода плавкой

55 проволочкой позволяет получить эффект сии; жения импульсного пробивного напряжения за счет создания на концах проволочки высокой напряженности электрического поля, 3 11296 внутренних перенапряжений в сети, что приводит к ложным срабатываниям разрядника и, как следствие, преждевременной выработке коммутационного ресурса. Таким образом, при грозовых перенапряжениях разрядник срабатывает, однако гашения тока не происходит, что создает аварийную ситуацию в электрических сетях.

Исключить же суммирование эффекта снижения импульсного пробивного напряжения путем определения ВСХ на разрядниках, отключивших ток короткого замыкания, не возможно из-за дороговизны получения искусственного обуглероживания всех выпускаемых разрядников (затраты на получение искусственного обуглераживания одного изделия превышает его стоимость в несколько раз).

Цель изобретения вЂ” повышение надежности работы и упрощение конструкции разряд. ника.

Цель достигается тем, что в трубчатом разряднике, содержащем газотенерируюшую трубку с закрытым и открытым токопроводящими наконечниками, стержневой электрод, закрепленный в дугогасительном канале укаэанной трубки на ее закрытом наконечнике и образующий искровой промежуток с шайбообразным электродом, который укреплен в открытом наконечнике трубки, 30 .на рабочем конце стержневого электрода перпендикулярно его оси закреплена допол нительно введенная плавкая проволочка, длиной которой выбрана равной 0,9 вЂ” 0,95 диаметра дугогасительного канала трубки, причем по крайнем мере один из концов про- 35 волочки расположен с зазором по отношению к внутренней поверхности. указанной трубки.

Диаметр проволочки выбран расчетным путем из условия ее сгорания при отключении минимального тока нижнего предела, который имеет место в практике энергосистем, а длина проволочки получена экспериментальным путем из условия получения зазора между стенкой дугогасительного канала и поджигающим электродом необходимо го для обеспечения поджигающего разряда.

Этот разряд в зазоре усиливает эффект высокой напряженности электрического поля на конце проволочки, что приводит к снижению импульсного пробивного напряжения.

На чертеже представлена конструкция предлагаемого разрядника, продольный осевой разрез.

Разрядник содержит монолитную газогенерирующую трубку 1 с закрытым 2 и открытым 3 токопроводяшими наконечниками.

В дутогасительном канале 4 трубки 1 имеет79 4 ся закрытый искровой промежуток 5, образованный стержневым электродом 6 и шайбообразным электродом 7. Для подключения разрядника в линию злектропередачй служат выводы 8 и 9. К выводу 9 обычно подключается открытый искровой промежуток (не показан). На стержневом электроде 6 жестко закреплена плавкая проволочка. 10.

Разрядник работает следующим образом.

При набегании на трубчатый разрядник волны перенапряжения .грозового происхождения с амплитудой, превышающей импульс- ное пробивное напряжение разрядника, происходит пробой его последовательно включенных открытого и закрытого искровых промежутков.

При этом за счет поджигающего разряда в закрытом искровом промежутке 5 и высо кой напряженности создаются благоприятные условия для более быстрого пробоя, а значит, и более низкого импульсного пробивного напряжения. Импульсный ток направляе-.ся в землю, и по ионизированному пути импульсного разряда начинает проходить сопровождающий ток промышленной частоты.

На искровых промежутках разрядника устанавливается электрическая дуга 11, поддерживаемая рабочим напряжением сети. Дуга .обжигает стенки дугогасительного канала 4.

При терморазложении стенок канала 4 бур-. но выделяются в большом количестве газы, и внутри канала создается большое давление (100 вЂ” 200 кГс/см и более), которое создает направленное дутье вдоль столба электрической дуги, горящей на электродах

6 и 7 закрытого искрового промежутка 5.

Газы высокого давления, соприкасаясь со столбом дуги, охлаждают ее и выдувают про. дукты горения дуги иэ открытого наконечника 3. Дуга гаснет при первом-втором переходе тока промышленной частоты через нулевое значение, диэлектрическая прочность искровых промежутков восстанавливается и разрядник готов к повторной работе.

При горении дуги происходит сгорание проволочки 10, а стенки дугогасительного канала 4 в области искрового промежутка 5 обуглероживаются. Активная проводимость резко увеличивается, что создает условия для снижения импульсного пробивного напряжения до нормированных значений цри последующих отключениях без Ъоджитающего электрода.

1129679 капала. 15

Так как действие проволочки распростра- Отсюда следует, что при эксплуатации этих ляется только на новый разрядник и отсут- разрядников импульсное пробивное напряжествует в разряднике, отключившем ток ко- ние практически не изменяется, чем обеспероткого замыкания, то суммирование эффек- чивается надежная его лбота, ВНИИПИ Заказ 9459/42

Тираж 590 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Э провоцирующего поджигающий разряд на стенку дутогасительного канала, Установлено, что снижение импульсного пробивного напряжения получается значительным и достаточным даже без использования экрана. Однако вследствие малой толщины проволочки после первого срабатывания, т.е. отключения тока короткого замыкания, проволочка сгорает и поэтому ее действие распространяется только на новый, необуглероженный разрядник. Снижение импульсного пробивного напряжения при втором и последующих срабатываниях осуществляется за счет обуглероживания дутогасительного та снижения импульсного пробивного напряжения исключается, чем повышается надежность работы разрядника.

Размещение проволочки на стержневом электроде, например, при помощи точечной сварки и отсутствие электростатического экрана значительно упрощает конструкцию разрядника.

Испытания предлагаемого трубчатого раз10 рядника на напряжение 110 кВ показали, что импульсное пробивное напряжение при предразрядном времени 2 мкс снижается на 18%, а от действия обутлерожнвания канала вЂ” на 20%.

Трубчатые разрядники и их применение для защиты линий. Трубчатый разрядник

Трубчатые разрядники

Похожие статьи:

Трубчатые разрядники и их применение для защиты линий — Мегаобучалка

8.3. Конструкции и характеристики трубчатых разрядников

Трубчатые разрядники и их применение для защиты линий

Трубчатый вентильный разрядник - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Трубчатый вентильный разрядник

Трубчатый разрядник

Трубчатый разрядник