Устройство для защиты линий электропередач от перенапряжений

 

Изобретение относится к технике высоких напряжений и предназначено для снижения перенапряжений в электрических сетях. Цель изобретения - повышение надежности и стабильности срабатывания в широком диапазоне рабочих напряжений . Цель достигается за счет использования на электродах 1 и 2 электростатических тороидальных экранов 3 и 4, которые крепятся к электродам соответственно изоляционным держателем 5 и токопроводящим держателем 6. Диаметр поперечного сечения экрана 3, установленного на высоковольтном электроде 1, выбран меньшим метра поперечного сечения экрана 4,установленного на низковольтном электроде 2. (Л При повышении напряжения экран 3 начинает коронировать, внедряя в искровой промежуток между электродами 1 и 2 объемный заряд и выполняя роль поджигаюш,его электрода. 1 ил. ГС о:) сд ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 Н О1 Т 4/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3838082/24-07 (22) 08.01.85 (46) 23.10.86. Бюл. № 39 (71) Таджикский научно-исследовательский отдел энергетики Всесоюзного государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института энергетических систем и электрических сетей «Энергосетьпроект». (72) Ю. И. Лысков, А. Я. Абдурахманов и С. И. Вялов (53) 621.316.91 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 579676, кл. Н 02 Н 9/06, 1977.

Патент ФРГ № 1563499, кл. Н 01 Т 5/04, 1975.

„„SU„„1265904 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к технике высоких напряжений и предназначено для снижения перенапряжений в электрических сетях. Цель изобретения — повышение надежности и стабильности срабатывания в широком диапазоне рабочих напряжений. Цель достигается за счет использования на электродах 1 и 2 электростатических тороидальных экранов 3 и 4, которые крепятся к электродам соответственно изоляционным держателем 5 и токопроводящим держателем 6. Диаметр поперечного сечения экрана 3, установленного на высоковольтном электроде 1, выбран меньшим диаметра поперечного сечения экрана 4,установленного на низковольтном электроде 2.

При повышении напряжения экран 3 начинает коронировать, внедряя в искровой промежуток между электродами 1 и 2 объемный заряд и выполняя роль поджигающего электрода. 1 ил.

1265904

Формула изобретения

Изобретение относится к высоковольтной технике, а именно к устройствам, снижающим перенапряжения в электрических сетях высокого напряжения (ВН).

Цель изобретения — повышение надежности и стабильности срабатывания в широком диапазоне рабочих напряжений.

На чертеже представлено предложенное устройство для защиты линий электропередач от перенапряжений.

Устройство содержит высоковольтный 1, низковольтный 2 стержневые электроды, последний присоединен к нелинейному сопротивлению (не показано), снижающему перенапряжение, и электростатические тороидальные экраны 3 и 4, которые крепятся к электродам 1 и 2 соответственно через держатели. Держатель 5 выполнен из изоляционного материала, а держатель 6 — из токопроводящего материала.

Тороидальный экран 3 выполнен диаметром поперечного сечения 4 и изолирован от электрода 1 за счет применения держателя 5 из изоляционного материала, но за счет емкостной связи и наведения определенного потенциала экран 3 начинает коронировать, внедряя в искровой промежуток длиной 1 и между электродами 1 и 2 объемный заряд. Внедрение объемного заряда в искровой промежуток и, соответственно, накопление противоположного по знаку заряда на экране 3 приводит к разряду между экраном 3 и электродом 2. В связи с тем, что на экран 3 переносится потенциал электрода

1, коронный разряд резко увеличивает свою интенсивность. Экран 3 начинает выполнять роль поджигающего электрода.

Диаметр D тороидального экрана 3 выбирается из условия появления разряда между ним и электродом 1 при перенапряжении, а диаметр di поперечного сечения экрана 3 — из условия появления импульсной короны от наведенного при перенапряжении потенциала и отсутствия ее при рабочем напряжении.

Экран 3 устанавливается на расстоянии 1 от конца электрода 1, которое выбирается из условия отсутствия разряда на него с электрода 2.

На электроде 2 устанавливается экран

4, связанный с электродом 2 держателем 6.

Экран 4 предназначен для некоторого выравнивания распределения электрического поля в искровом промежутке, оставляя его резконеоднородным в области наконечника электрода 2 в виде локального искажения.

Диаметр Р экрана 4 и диаметр d его поперечного сечения выбираются по наибольшему эффекту выравнивания электрического поля. В связи с тем, что искровой разряд переходит в силовую дугу, которая в процессе своего развития выдувается конвекцией в сторону электрода 2, диаметр должен быть проверен по термической устой5

35 чивости протеканию тока короткого замыкания. Термическая устойчивость, кроме того, является основной для выбора диаметров

d. обоих стержневых электродов. Расстояние 1 экрана 4 от наконечника электрода 2 выбирается по отсутствию перекрытия на него с противоположного электрода 1.

Диаметр di поперечного сечения экрана

3 обязательно должен иметь малую величину, чтобы обеспечить интенсивную импульсную корону на экране при появлении лидерной перемычки. Кроме того, di должен быть меньше, чем d, минимальная величина которого ограничена термической устойчивостью при протекании тока короткого замыкания.

Испытания рассмотренных конструкций искрового промежутка напряжением промышленной частоты и импульсами напряжения обеих полярностей с длительностью фронта 15 — 2500 мкс и кратностью амплитуды по отношению к наибольшему фазному рабочему напряжению 1,2 — 1,8 (в конкретном случае испытаний 80 в 120 кВ) позволили оценить геометрические параметры искрового промежутка при его межэлектродном расстоянии L= 14 см: Р,= 68 мм, Dr=160 мм, d i= 3 мм, dz= 15 мм, 1 = 10 мм, 1 = 20 мм.

Испытания предлагаемой конструкции искрового промежутка напряжением промышленной частоты и импульсами напряжения обеих полярностей с длительностью фронта 15 †25 мкс при обеспечении срабатывания при перенапряжениях 80 — 120 кВ показали заметное улуч шение разрядных характеристик устройства. Статистический разброс разрядных напряжений составил всего 1,2 — 1,8Я, влияние полярности импульсов на электрическую прочность промежутка не превысила 20О.

Устройство для защиты линий электропередач от перенапряжений, содержащее образующие искровой промежуток и соосно установленные стержневые высоковольтный и низковольтный электроды, окруженные соосными тороидальными электростатическими экранами, которые закреплены на соответствующих электродах с помощью держателей, из которых держатель экрана, окружающего низковольтный электрод, выполнен из изоляционного материала, отличаюи1ееся тем, что, с целью повышения надежности и стабильности срабатывания в широком диапазоне рабочих напряжений, диаметр поперечного сечения экрана, установленного на высоковольтном электроде, выбран меньшим диаметра поперечного сечения экрана, установленного на низковольтном электроде, причем держатель, закрепленный на высоковольтном электроде, выполнен из токопроводящего материала.