Устройство для защиты от перенапряжений

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ Of ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ , содержащее изоляционный корпус с верхним и нижним фланцами и размещенными в нем колонками высоконелинейных резисторов, экран, выполненный в виде тороида, установленный под верхним фланцем и закрепленньй на нем с помощью экранодержателей , отличающееся тем, что, с целью повышения надежности (стройства в работе, оно снабжено электродом, выполненным в виде тороида и закрепленным на верхнем фланце, причем собственная емкость электрода С дд и собственная емкость экрана С S связаны следующим образом 0,5 С.,С,,р . (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(sl) Н 01 С 8 04

Ф Г

Ф. ф4

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3637856/24-21 .(22) 26.08.83 (46) 23.04.85. Бюл. У 15 (72) В.А.Евтушенко, А.С.Сергеев, Э.Н.Якунин и С.С,IIIyp (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт Производственного объединения "Электрокерамика" (53) 621. 316. 8 (088. 8) (56) 1.Шишман Д.В. и др. Вентильные разрядники высокого напряжения.

Л., "Энергия", 1971, с. 149.

2. Патент США У 4276578, кл. 361-127, 1979.

3. Шишман Д.В, и др. Вентильные разрядники высокого напряжения.

Л. "Энергия", 197 1, с. 166, 167 .(г рототип).

ÄÄSUÄÄ 1152045 А (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ, содержащее изоляционный корпус с верхним и нижним фланцами и размещенными в нем колонками .высоконелинейных резисторов, экран, выполненный в виде торонда, установленный под верхним фланцем и эакрепленньй на нем с помощью экранодержателей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства в работе, оно снабжено электродом, выполненным в виде тороида и закрепленным на верхнем фланце, причем собственная емкость электрода

С л и собственная емкость экрана С связаны следующим образом

Сч„ра Сэл С кр

45

1 115204

Ъ

Изобретение относится к области электротехники, а более конкретнок устройствам для защиты высоковольтных электрических сетей от перенапряжений (только к устройствам для наружной устанонки) .

Принципы выравнивания распределения напряжения вдоль колонн резисторов для устройств для защиты от перенапряжений наружной установки 10 и в элегазе различны, так как величины паразитных емкостей колонны резисторов в устройствах наружной установки невелики и существенно изменяются при различном удалении 15 . единичных резисторов от земли. В элегазовых установках паразитные емкости имеют значительную величину и ,практически одинаковы для всех резисторов колонны.

Известны вентильные разрядники, включающие искровые промежутки и собранные в колонну последовательно соединенные нелинейные резисчоры, заключенные в фарфоровую покрышку 11).25

Вследствие наличия емкостных связей между элементами разрядника и между элементами разрядника на землю возникает неравномерность распределения напряжения по высоте разрядника. В результате отдельные резисторы оказываются более нагруженными, мощность потерь на них возрастает, происходит их более ранее старение и выход из строя.

Известны устройства для защиты от перенапряжений для наружной уста" нонки, для выравнивания распределения напряжения по элементам колонны нелинейных резисторов которых исполь-40 зуют варьирование продольной емкости аппарата в соответствии с формулой С =С +0,5С (М вЂ” y), где С, емкость нижнего резистора, (N- i) число резисторов в колонке (21, I

Недостатком этого выравнивания распределения напряжения является необходимость точного определения величины продольных емкостей, а следовательно, высокие требования к точ-50 ности формулы С;=С +0,5С (И- ) и -. высокой точности комплектовки емкостей варисторов или блоков варисторов. Незначительная погрешность в определении оптимальной емкости 55 варистора приводит к значительному увеличению неравномерности распределения напряжения вдоль колонны и снижению надежности аппарата в целом. Изготовление варисторов или блоков варисторов различной емкости многократно усложняет технологический процесс и сборку колонны.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устррйство для защиты от перенапряжений, содержащее изоляционный корпус с верхним и нижним фланцами и размещенными в нем колоннами высоконелинейных резисторов, экран, выполненный в виде тороида, установленный под верхним фланцем и закрепленный на нем с помощью экранодержателей (3 .

Использование такого экрана для выравнивания распределения напряжения вдоль колонок резисторов приводит к значительному снижению напряженности электрического поля на части резисторов колонны, расположенных внутри экрана, по сравнению с напряженностью электрического поля на части резисторов колонны, расположенных непосредственно ниже экрана. В результате последние имеют срок службы существенно меньший, чем остальные резисторы, и определяют срок службы аппарата в целом.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства в эксплу-. атационном режиме путем выравнивания распределения напряжения вдоль колонок резисторов.

Цель достигается тем, что устройство для защиты от перенапряжений, содержащее изоляционный корпус с верхним и нижним фланцами и размещенными в нем колонками высоконелинейных резисторов, экран, выполненнь1й в виде тороида, установленный под верхн :: фланцем и закрепленный на нем с помощью экранодержателей, снабжено электродом, вьгполненным в виде тороида и закрепленным на верхнем фланце, причем собственная емкость электрода С „ и собственная емкость экрана С связаны следующим образом

0ф 5 С з„.р С, „ с С„,.р °

Оптимально, собственные емкости электрода и экрана должны быть соизмеримы. При снижении емкости электрода по сравнению с собственной емкостью экрана более, чем в 2 раза, электрод не обеспечивает поставленной цели, так как не снижает в

3 1 достаточной мере заряд на верхней части экранодержателей, поддерживающих экран, а следовательно, неэффективно выравнивает распределение напряжения в верхней части аппарата.

Если же собственную емкость электрода выбрать больше собственной емкости экрана, то электрод оказывает отрицательное действие на распределение напряжения вдоль верхней части колонны резисторов.

Благодаря влиянию электрода с собственной емкостью, меньшей собственной емкости экрана не более чем в 2 раза, заряд на части экранодержателей экрана, близкой к верхнему фланцу, значительно уменьшается, что уменьшает его экранирующее действие. В результате распределение напряженности электрического поля в верхней части аппарата выравнивается, а максимальная напряженность электрического поля вдоль колонки резисторов соответственно уменьшается.

На фиг. 1 показано устройство для защиты от перенапряжений, общий вид; на фиг. 2 — кривые распределения напряженности электрического поля вдоль колонки резисторов.

Устройство для защиты от перенапряжений содержит изоляционный корпус 1 с верхним 2 и нижним 3 фланцами и заключенные в корпус 1 колонки нелинейных резисторов (не показаны), экран 4, закрепленный на верхнем франце 2 с помощью экранодержателей 5, электрод 6, закрепленный так152045

4 же на верхнем фланце 2 с помощью экранодержателей 7. Экран 4, выполненный в виде тороида, расположен под верхним фланцем 2, электрод, также выполненный в виде тороида — над ним.

На фиг. 2 кривая 8 характеризует распределение напряженности электрического поля вдоль колонки резисторов устройства только с экраном, кривая 9 — распределение напряженнос ти электрического поля устройства с Экраном и электродом, собственная емкость которого в 1,5 раза меньше собственной емкости экрана, кривая 10 — распределение напряженности электрического поля вдоль резисторов устройства с электродом, собственная емкость которого больше собственной емкости экрана в 2 раза.

Максимум напряженности электрического поля вдоль колонки резисторов, как видно из графиков, имеет место непосредственно под экраном.

25 Внутри экрана напряженность электрического поля ниже максимальной, а в области, прилегающей к заземленному основанию, значительно ниже максимальной. Использование электрода, расположенного-вьппе верхнего фланца, приводит к выравниванию распределения напряжения в верхней части аппарата, что уменьшает максимальную напряженность электрического

35 поля вдоль столба резисторов и увеличивает срок службы предлагаемого устройства в длительном эксплуатационном режиме.

Составитель А.Салынский

Редактор В.Данко Техред М.Гергель Корректор Л.Пилипенко

Заказ 2335/42 Тираж 679 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектора», 4