Разрядник с общими напорными камерами, разрядник-изолятор, экран-разрядник и линия электропередачи
Представлен разрядник для грозозащиты элементов электрооборудования или линии электропередачи, содержащий изоляционное тело, выполненное из диэлектрика, и пять или более электродов, механически связанных с изоляционным телом и расположенных с обеспечением возможности формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между соседними электродами, причем электроды расположены внутри изоляционного тела и отделены от его поверхности слоем изоляции. Соседние электроды (2) выступают в разрядные камеры (3), имеющие выходы на поверхность изоляционного тела. Разрядник содержит по меньшей мере две напорные камеры (4). Одна часть разрядных камер соединена с одной напорной камерой, а другая часть разрядных камер соединена с другой напорной камерой. Одна часть разрядных камер имеет выход (5) на поверхность изоляционного тела со стороны изоляционного тела, отличающейся от стороны изоляционного тела, на которую имеет выход другая часть разрядных камер. Благодаря изобретению дуга разряда гасится после прохождения импульса грозового перенапряжения до перехода сопровождающего тока, имеющего промышленную частоту, через ноль. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к разрядникам для защиты от перенапряжений, например, грозовых, электроустановок, высоковольтных линий электропередачи и электрических сетей. Изобретение также относится к высоковольтным линиям электропередачи, имеющим в своем составе элементы, снабженные такими разрядниками.
Уровень техники
Молниевые разряды являются одним из наиболее опасных явлений для эксплуатации высоковольтных линий электропередачи. При грозовом перенапряжении происходит перекрытие воздушного промежутка между токонесущим элементом линии электропередачи и заземленным элементом. После окончания импульса грозового перенапряжения это перекрытие под действием напряжения промышленной частоты, приложенного к токонесущему элементу, переходит в силовую дугу промышленной частоты.
В качестве решения проблемы образования силовой дуги при грозовом перенапряжении в международной заявке WO 2010082861 был предложен разрядник для грозозащиты электрооборудования или линии электропередачи, содержащий изоляционное тело, выполненное из твердого диэлектрика, два основных электрода, механически связанных с изоляционным телом, и два или более промежуточных электродов, выполненных с возможностью формирования разряда (например, стримерного) между каждым из основных электродов и смежным с ним промежуточным электродом и между смежными промежуточными электродами, причем смежные электроды расположены между основными электродами с взаимным смещением, по меньшей мере, вдоль продольной оси изоляционного тела. Разрядник по указанной международной заявке характеризуется тем, что промежуточные электроды расположены внутри изоляционного тела и отделены от его поверхности слоем изоляции, толщина которого выбрана превышающей расчетный диаметр Dk канала указанного разряда, при этом между смежными промежуточными электродами выполнены выходящие на поверхность изоляционного тела разрядные камеры (полости), площадь S поперечного сечения которых в зоне формирования канала разряда выбрана из условия S<Dк⋅g, где g - минимальное расстояние между смежными промежуточными электродами.
При воздействии на такой мультикамерный разрядник импульса грозового перенапряжения электрическими разрядами пробиваются промежутки между электродами. Благодаря тому, что разряды между промежуточными электродами происходят внутри камер, объемы которых весьма малы, при расширении канала создается высокое давление газов, под действием которого каналы искровых разрядов между электродами перемещаются к поверхности изоляционного тела и далее выдуваются наружу в окружающий воздух.
Вследствие возникающего дутья и удлинения каналов между электродами каналы разрядов охлаждаются, суммарное сопротивление всех каналов увеличивается, т.е. общее сопротивление разрядника возрастает, и происходит ограничение импульсного тока грозового перенапряжения. Ток грозового перенапряжения отводится через опору в землю и вслед за ним протекает сопровождающий ток промышленной частоты. При переходе тока через ноль дуга гаснет, и линия электропередачи продолжает бесперебойную работу.
Такой принцип работы мультикамерного разрядника является достаточно эффективным, поскольку конструкция разрядника получается простой, надежной и недорогой. В то же время вышеописанный разрядник обладает таким недостатком, как значительная длительность сопровождающего тока. Причиной этого является то, что сопровождающий ток имеет промышленную частоту и для гашения дуги необходим его переход через ноль. Частота переходов через ноль задается промышленной частотой и, следовательно, не может произвольно меняться. В связи с этим требуются дополнительные меры, направленные на гашение дуги непосредственно после протекания тока грозового разряда.
Другим важным недостатком прототипа является то, что все разрядные камеры имеют выходы с одной стороны разрядника. В результате этого разрядные дуги, выходящие из разрядных камер, имеют склонность к слиянию с образованием одной общей дуги. Это сводит на нет преимущества мультикамерной системы, поскольку образование одной общей дуги делает ее эквивалентной разряднику с одним разрядным промежутком.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является снижение длительности сопровождающего тока в мультиэлектродном разряднике путем обеспечения гашения дуги после прохождения импульса грозового перенапряжения до перехода сопровождающего тока, имеющего промышленную частоту, через ноль, при одновременном снижении вероятности и возможности объединения разрядных дуг из нескольких разрядных камер в одну общую разрядную дугу.
Задача настоящего изобретения решается с помощью разрядника для грозозащиты элементов электрооборудования или линии электропередачи, содержащего изоляционное тело, выполненное из диэлектрика, и пять или более электродов, механически связанных с изоляционным телом. Электроды расположены с обеспечением возможности формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между соседними электродами.
В разряднике согласно настоящему изобретению электроды расположены внутри изоляционного тела и отделены от его поверхности слоем изоляции, причем соседние электроды выступают в разрядные камеры, имеющие выходы на поверхность изоляционного тела. Отличительным признаком настоящего изобретения является то, что разрядник содержит, по меньшей мере, две напорные камеры, причем первая часть разрядных камер соединена с первой напорной камерой, причем вторая часть разрядных камер соединена со второй напорной камерой, причем первая часть разрядных камер имеет выход на поверхность изоляционного тела со стороны изоляционного тела, отличающейся от стороны изоляционного тела, на которую имеет выход вторая часть разрядных камер.
В предпочтительном варианте осуществления выходы на поверхность изоляционного тела первых и вторых частей разрядных камер чередуются в направлении расположения разрядных камер. Кроме того, первая и вторая части разрядных камер предпочтительно имеют выходы на поверхность изоляционного тела с противоположных сторон изоляционного тела.
В преимущественном варианте осуществления напорные камеры расположены вдоль электродов. Пары электродов, образующих разрядные промежутки, могут располагаться как вдоль напорной камеры, так и поперек нее или под углом к ней. Напорные камеры могут быть соединены с разрядными камерами в области разрядных промежутков между электродами проходами с площадью поперечного сечения меньше минимальной площади сечения разрядного промежутка в плоскости, параллельной поперечному сечению проходов. Напорные камеры могут иметь переменное в продольном направлении поперечное сечение.
Задача настоящего изобретения также решается с помощью изолятора-разрядника для крепления, в качестве одиночного изолятора или в составе колонки или гирлянды изоляторов, высоковольтного провода в электроустановке или на линии электропередачи. Изолятор-разрядник содержит изоляционное тело и арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры, причем первый элемент арматуры выполнен с возможностью соединения, непосредственно или посредством крепежного устройства, с высоковольтным проводом или со вторым элементом арматуры предшествующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды, а второй элемент арматуры выполнен с возможностью соединения с опорой или с первым элементом арматуры последующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды.
Такой изолятор-разрядник содержит разрядник по любому из вышеописанных вариантов, установленный с возможностью формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между первым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом, а также вторым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом.
Задача настоящего изобретения также решается с помощью экрана-разрядника, содержащего изоляционное тело, выполненное с возможностью механического закрепления на элементе электрооборудования или линии электропередачи с обеспечением, по меньшей мере, частичного огибания указанного или соседнего с ним элемента электрооборудования или линии электропередачи. Экран-разрядник содержит разрядник по любому из вышеописанных вариантов, установленный на расстоянии от огибаемого элемента электрооборудования или линии электропередачи.
Задача настоящего изобретения также решается с помощью линии электропередачи, содержащей опоры, одиночные изоляторы и/или изоляторы, собранные в колонки или гирлянды, и, по меньшей мере, один находящийся под высоким электрическим напряжением провод, связанный непосредственно или посредством крепежных устройств с элементами арматуры одиночных изоляторов и/или первых изоляторов колонок или гирлянд изоляторов, причем каждый одиночный изолятор или каждая колонка или гирлянда изоляторов закреплен (закреплена) на одной из опор посредством элемента своей арматуры, смежного с указанной опорой. В соответствии с изобретением линия электропередачи содержит, по меньшей мере, один разрядник по любому из вышеописанных вариантов и/или, по меньшей мере, один экран-разрядник по вышеописанному варианту и/или, по меньшей мере, один из изоляторов представляет собой изолятор-разрядник по вышеописанному варианту.
Благодаря настоящему изобретению достигается такой технический результат, как гашения дуги разряда после прохождения импульса грозового перенапряжения до перехода сопровождающего тока, имеющего промышленную частоту, через ноль. Это происходит вследствие того, что высокое давление газов, формируемое при расширении канала искрового разряда, позволяет, с одной стороны, сжать воздух, находящийся в напорной камере, а с другой стороны создать поток газа, выдувающего искровые разряды из камер наружу. После того, как поток газа, создаваемый за счет расширения канала искрового разряда, вынесет искровой канал наружу камеры и удлинит его, поток газа из напорной камеры обеспечит разрыв указанного искрового разряда, то есть гашение дуги. Таким образом снижается длительность сопровождающего тока в мультиэлектродном разряднике вплоть до нуля в зависимости от параметров грозового перенапряжения и размеров разрядных камер, т.е. через разрядник может протекать только ток импульса грозового перенапряжения.
Одновременно с гашением дуги разряда после прохождения импульса грозового перенапряжения до перехода сопровождающего тока, имеющего промышленную частоту, через ноль, снижается вероятность и возможность объединения разрядных дуг из нескольких разрядных камер в одну общую разрядную дугу. Это достигается благодаря тому, что в соответствии с настоящим изобретением соседние разрядные камеры выходят в разные стороны (предпочтительно противоположные) и расстояние между камерами, которые выходят на одну сторону (в одном направлении) увеличивается в 2 и более раз.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен разрез разрядной камеры.
На фиг. 2 представлен разрез разрядной камеры, соседней для камеры на фиг. 1.
На фиг. 3 представлен разрез разрядной камеры с двумя выходами.
На фиг. 4 представлен разрез разрядной камеры с двумя выходами, соседней для камеры на фиг. 3.
Осуществление изобретения
Далее настоящее изобретение будет описано со ссылкой на сопровождающие чертежи и частные варианты осуществления. Такое описание дается с целью пояснения изобретения на частных примерах и не предназначено для ограничения объема охраны настоящего изобретения, определяемого формулой изобретения. В то же время при необходимости в формуле изобретения могут быть приведены признаки из описания с целью более точного определения объема охраны.
На фиг. 1 и 2 показан пример разрядника для грозозащиты элементов электрооборудования или линии электропередачи в поперечных разрезах соседних разрядных камер. Разрядник содержит изоляционное тело 1, выполненное из диэлектрика, и два электрода 2, механически связанных с изоляционным телом и выходящих в разрядную камеру 3. Необходимо учитывать, что в соответствии с настоящим изобретением минимальное количество электродов равно пяти, а разрядных промежутков между ними (и, соответственно, разрядных камер) может быть как минимум четыре.
Электроды расположены с обеспечением возможности формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между соседними электродами. Для этого электроды формируют разрядные промежутки между собой, которые имеют такой размер и форму, что могут пробиваться электрическими разрядами при приложении к электродам грозового перенапряжения (например, вследствие удара молнии), однако при отсутствии грозового перенапряжения электрические разряды между электродами сформироваться не могут - это необходимо для того, чтобы напряжение на токонесущих элементах линии электропередачи или других электроустановках, не замыкалось на землю.
В разряднике согласно настоящему изобретению электроды 2 расположены внутри изоляционного тела 1 и отделены от его поверхности слоем изоляции. Соседние электроды 2 выступают в разрядные камеры 3, имеющие выходы на поверхность изоляционного тела. При подаче на один из электродов 2 грозового перенапряжения разрядные промежутки между соседними электродами 2 пробиваются искровыми разрядами и через разрядник начинает протекать ток, вызванный зарядом, полученным защищаемым элементом электроустановки или линией электропередачи в результате молниевого удара.
По мере протекания тока канал искрового разряда расширяется и за счет ограниченного объема разрядной камеры создает высокое давление газов. Поскольку разрядные камеры открыты в окружающее пространство, газ начинает вытекать из камер и этот поток газа выдувает искровые разряды из камер наружу. Вследствие этого искровые каналы удлиняются и растет сопротивление.
Для того, чтобы обеспечить не только удлинение искровых каналов, но и их разрыв, разрядник снабжен двумя напорными камерами 4, расположенной вдоль электродов 2 и соединенными с разрядными камерами 3 через разрядные промежутки между соседними электродами 2. Такие напорные камеры могут называться общими, так как каждая из них соединена с несколькими разрядными камерами. На фиг. 1 показан разрез одной разрядной камеры, когда разрядная камера 3 в области разрядного промежутка соединена с нижней общей напорной камерой 4. На фиг. 2 показан разрез второй разрядной камеры, когда разрядная камера 3 в области разрядного промежутка соединена с верхней общей напорной камерой 4. В настоящем документе под напорными камерами понимаются общие для нескольких разрядных камер напорные камеры, если не указано другое.
Разрядные камеры могут быть соединены с общими напорными камерами через проходы, площадь поперечного сечения которых может быть меньше минимальной площади сечения разрядного промежутка в плоскости, параллельной поперечному сечению проходов. Это позволит регулировать поток газа из разрядной камеры (разрядного промежутка) в напорную камеру независимо от размеров разрядного промежутка и разрядной камеры в целом. Благодаря этому размеры разрядных промежутков и разрядных камер могут подбираться под необходимые условия эксплуатации независимо от условий, выполнение которых необходимо для гашения разряда и реализуется с помощью напорных камер и проходов соответствующих сечений.
В то же время необходимо отметить, что возможны варианты, когда проходы имеют одинаковые сечения с разрядной камерой, как показано на фиг. 1-4, или с разрядным промежутком или когда разрядные промежутки выходят непосредственно в напорные камеры. Таким образом, разрядные промежутки разделяют электроды и соединяют разрядные камеры с напорными камерами непосредственно или через проходы.
Во время начала искрового разряда и расширения его канала высокое давление газа распространяется в обе камеры - напорную и разрядную, однако из разрядной камеры газ выходит наружу, а в напорной камере создается напор (повышенное давление) газа. Таким образом, благодаря разделению камер разрядным промежутком в них могут быть обеспечены разные процессы при одном и том же источнике, запускающем эти процессы. Однако разрядный промежуток (и при наличии проход) не только находится между разрядной камерой и напорной камерой, но и соединяет их.
Как только искровой разряд перестает формировать высокое давление в этих камерах (например, когда канал искрового разряда выдут наружу из разрядной камеры), напор газа в напорной камере создает дополнительный поток газа из напорной камеры в разрядную через проход, если предусмотрен, и далее через пространство между электродами (т.е. разрядный промежуток, а точнее место формирования разряда) и далее наружу из разрядника. Благодаря такому дополнительному потоку газа, обеспеченному повышенным давлением в напорной камере, сформированным при начале искрового разряда, канал искрового разряда, вынесенный из разрядной камеры, может быть разорван и, тем самым, сопровождающий ток будет прекращен еще до перехода тока промышленной частоты через ноль - в оптимальном варианте сразу после протекания заряда, вызванного молниевым ударом.
Полученное техническое решение эффективно разделяет задачи формирования условий для электрического разряда и обеспечения требуемых для эффективного гашения разрядной дуги параметров потока газа путем подбора соответствующей конфигурации напорной и/или разрядной камер и/или проходов, если они предусмотрены. Благодаря этому обеспечивается возможность независимого усовершенствования процессов, протекающих в разряднике.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения напорные камеры расположены вдоль электродов. Благодаря этому удается не увеличивать или увеличивать несущественно габариты разрядника. В то же время возможны и другие конфигурации и расположения напорных камер при выполнении условия, указанного в формуле изобретения - напорная и разрядная камеры должны быть разделены между собой и соединяться разрядным промежутком, то есть пространством между электродами.
Пары электродов, образующих разрядные промежутки, могут быть расположены вдоль напорных камер. Линия, соединяющая электроды по кратчайшему расстоянию между ними в разрядном промежутке, параллельна линии, проходящей вдоль напорной камеры (можно также сказать, что разрядный промежуток параллелен напорной камере). Это обеспечивает минимизацию габаритов разрядника.
Однако возможны и другие варианты, когда пары электродов, образующих разрядные промежутки, расположены поперек или под углом к напорной камере, т.е. линия, соединяющая электроды по кратчайшему расстоянию между ними в разрядном промежутке, расположена перпендикулярно или под углом к линии, проходящей вдоль напорной камеры (можно также сказать, что разрядный промежуток расположен поперек или под углом к напорной камере). Это обеспечивает более высокое количество разрядных промежутков на длину разрядника.
Напорные камеры могут иметь постоянное по длине поперечное сечение. Такое выполнение напорных камер обеспечивает простоту их выполнения. Однако могут быть предусмотрены и другие варианты исполнения напорных камер. Например, напорные камеры могут иметь переменное в продольном направлении поперечное сечение (т.е. сечение, изменяющееся по длине напорных камер) и могут быть снабжены, например, перегородками (преимущественно частично перекрывающими поперечное сечением напорных камер).
Полученное техническое решение эффективно разделяет задачи формирования условий для электрического разряда и обеспечения таких конфигураций совокупности разрядных камер (совместно с общей напорной камерой), которые позволяют регулировать параметры потока газа. Благодаря этому обеспечивается возможность независимого усовершенствования составляющих частей разрядных камер и получения разрядника с улучшенными эксплуатационными характеристиками. К достоинствам предложенного решения также относится простота конструкции, обеспечивающая малозатратную подготовку производства.
Дополнительным преимуществом общих напорных камер является то, что при соответствующем учете последовательное формирование разрядов в разрядных камерах может быть использовано для создания предварительного или запаздывающего давления в разрядных камерах, что может способствовать гашению протекающих в них разрядов. Переменное в продольном направлении поперечное сечение напорных камер также может быть использовано для регулирования потока газа с целью обеспечения оптимальных условий гашения дуги.
Напорные камеры в основном варианте отделены от окружающей среды в изоляционном теле под электродами и соединяются с ней только через разрядные камеры. Однако в некоторых вариантах напорные камеры могут соединяться с окружающей средой и непосредственно через торцевые или боковые отверстия, то есть минуя разрядные камеры. В таких случаях величина отверстий должна регулироваться так, чтобы основная функция камер создавать напор воздуха/газа продолжала выполняться, например, за счет динамических характеристик взаимодействия воздуха/газа со стенками, перегородками и отверстиями напорных камер - переменное поперечное сечение напорных камер вдоль их длины может обеспечить дополнительные преимущества.
Изобретение описано в отношении варианта с двумя напорными камерами, однако в разряднике могут быть предусмотрены три или более напорных камер, каждая из которых является общей для некоторого количества разрядных камер (при этом могут быть предусмотрены изолированные напорные камеры, соединенные только с одной разрядной камерой). Несколько общих напорных камер могут располагаться вдоль друг друга, с полным или частичным перекрытием по длине, или последовательно. Несколько общих напорных камер могут иметь различные соединения с разрядными камерами, и это может обеспечивать дополнительные возможности в плане формирования потоков газов с характеристиками, необходимыми для гашения разрядных дуг.
В соответствии с изобретением с одной напорной камерой соединена лишь часть разрядных камер, другая часть разрядных камер соединена с другой напорной камерой (обе эти части разрядных камер совместно могут быть не всеми разрядными камерами разрядника, а частью). Это делается для того, чтобы одна часть разрядных камер выходила на поверхность изоляционного тела со стороны изоляционного тела, отличающейся от стороны изоляционного тела, на которую выходит другая часть разрядных камер. Благодаря этому снижается вероятность и возможность объединения разрядных дуг из нескольких разрядных камер в одну общую разрядную дугу, поскольку разрядные камеры в соответствии с изобретением выходят в разные стороны. Благодаря тому, что разрядные камеры выходят в разные стороны, расстояние между камерами, которые выходят на одну сторону (в одном направлении), увеличивается в 2 и более раз - вероятность того, что разряды на большем расстоянии объединятся значительно меньше, чем вероятность того, что объединятся разряды на меньшем расстоянии.
Для реализации того, что разрядные камеры выходят в разные стороны разрядника (его изоляционного тела) при использовании напорных камер для ускоренного гашения разрядов, необходимо две или более напорных камер, поскольку с одной напорной камерой невозможно реализовать компактный разрядник. Если бы в разряднике была только одна напорная камера, то для того, чтобы разрядные камеры выходили на разные стороны изоляционного тела, потребовалось бы располагать их по разные стороны напорной камеры, что увеличивает габариты разрядника. Если же разрядные камеры, выходящие на разные стороны разрядника, располагать вдоль одной линии, то при наличии только одной напорной камеры потребовалось бы изгибать ее, что привело бы к риску разрыва камеры.
В предпочтительном варианте реализации направления выходов на поверхность разрядника разрядных камер (другими словами, выходы на поверхность изоляционного тела первых и вторых частей разрядных камер) чередуются в направлении расположения разрядных камер. Благодаря этому каждые соседние пары разрядных камер имеют выходы на разные стороны разрядника.
В преимущественном варианте разрядные камеры (а точнее первая и вторая части разрядных камер) выходят на поверхность изоляционного тела с противоположных сторон изоляционного тела. Благодаря этому удается достичь максимального разнесения разрядных дуг, выходящих из разрядных камер. В том случае, если это соседние разрядные камеры, удается достигнуть максимального снижения вероятности объединения разрядных дуг.
На фиг. 1 и 2 показаны два разреза соседних разрядных камер разрядника, в которых выходы разрядных камер направлены в противоположные стороны. То есть, разрядные дуги направлены под углом друг к другу в 180°. На фиг. 3 и 4 показаны аналогичные разрезы соседних разрядных камер 3, имеющих по два выхода 5 каждая. Эти пары выходов 5 также имеют противоположные направления по сравнению с соседними разрядными камерами, однако все разрядные дуги расходятся под углами примерно 90°. Это несколько повышает вероятность слияния дуг по сравнению с вариантом на фиг. 1 и 2, однако в то же время в варианте на фиг. 3 и 4 повышена вероятность гашения разрядной дуги, поскольку в дополнение к давлению из напорных камер 4, способствующих гашению дуг, сами дуги разделены на две и удлинены вдвое, что упрощает гашение.
Описанные конфигурации разрядника могут применяться как по отдельности, так и в составе других устройств и элементов электроустановок или линий электропередачи. Например, разрядник в соответствии с настоящим изобретением может использоваться в составе изолятора-разрядника, будучи размещенным, например, на изоляционном теле изолятора.
Изолятор-разрядник содержит изоляционное тело и арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры, причем первый элемент арматуры выполнен с возможностью соединения, непосредственно или посредством крепежного устройства, с высоковольтным проводом или со вторым элементом арматуры предшествующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды, а второй элемент арматуры выполнен с возможностью соединения с опорой или с первым элементом арматуры последующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды.
Такой изолятор-разрядник содержит разрядник по любому из вышеописанных вариантов, установленный с возможностью формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между первым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом, а также вторым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом. При этом предполагается, что разрядник установлен с обеспечением возможности развития разрядов в самом разряднике в разрядных камерах между соседними электродами между формированием электрического разряда между первым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом, а также вторым элементом арматуры и, по меньшей мере, одним смежным с ним электродом.
Разрядник также может устанавливаться вокруг (т.е. с огибанием) различных элементов электроустановок или линий электропередач, образуя тем самым экран для защиты от коронного разряда (corona ring, corona shield) - для этого огибающий разрядник может быть снабжен элементами крепления на огибаемом элементе электроустановки или линии электропередачи. Получаемый таким образом экран-разрядник содержит изоляционное тело, выполненное с возможностью механического закрепления на элементе электрооборудования или линии электропередачи с обеспечением, по меньшей мере, частичного огибания указанного или соседнего с ним элемента электрооборудования или линии электропередачи. Экран-разрядник также содержит разрядник по любому из вышеописанных вариантов, установленный на расстоянии от огибаемого элемента электрооборудования или линии электропередачи. Преимущественно разрядник отделен от огибаемого элемента электрооборудования или линии электропередачи воздушным зазором вдоль разрядника, через который могут проходить элементы крепления изоляционного тела.
В составе линий электропередач разрядник в соответствии с настоящим изобретением может использоваться как сам по себе, так и в составе вышеуказанных защитных элементов - изолятора-разрядника и/или экрана для защиты от коронного разряда. Линии электропередачи обычно содержат опоры, одиночные изоляторы и/или изоляторы, собранные в колонки или гирлянды, и, по меньшей мере, один находящийся под высоким электрическим напряжением провод, связанный непосредственно или посредством крепежных устройств с элементами арматуры одиночных изоляторов и/или первых изоляторов колонок или гирлянд изоляторов, причем каждый одиночный изолятор или каждая колонка или гирлянда изоляторов закреплен (закреплена) на одной из опор посредством элемента своей арматуры, смежного с указанной опорой. В соответствии с изобретением линия электропередачи содержит, по меньшей мере, один разрядник по любому из вышеописанных вариантов и/или, по меньшей мере, один экран-разрядник по вышеописанному варианту и/или, по меньшей мере, один из изоляторов представляет собой изолятор-разрядник по вышеописанному варианту.
Применение для защиты высоковольтной линии электропередачи или других видов электроустановок от грозовых перенапряжений разрядника в соответствии с настоящим изобретением самого по себе или в составе изоляторов-разрядников или экранов позволяет повысить надежность работы линии электропередачи, увеличить длительность срока службы электрооборудования и снизить затраты на их эксплуатацию.
1. Разрядник для грозозащиты элементов электрооборудования или линии электропередачи, содержащий изоляционное тело, выполненное из диэлектрика, и пять или более электродов, механически связанных с изоляционным телом и расположенных с обеспечением возможности формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между соседними электродами, причем электроды расположены внутри изоляционного тела и отделены от его поверхности слоем изоляции, причем соседние электроды выступают в разрядные камеры, имеющие выходы на поверхность изоляционного тела, отличающийся тем, что разрядник содержит по меньшей мере две напорные камеры, причем первая часть разрядных камер соединена с первой напорной камерой, причем вторая часть разрядных камер соединена со второй напорной камерой, причем первая часть разрядных камер имеет выход на поверхность изоляционного тела со стороны изоляционного тела, отличающейся от стороны изоляционного тела, на которую имеет выход вторая часть разрядных камер.
2. Разрядник по п. 1, отличающийся тем, что выходы на поверхность изоляционного тела первых и вторых частей разрядных камер чередуются в направлении расположения разрядных камер.
3. Разрядник по п. 1, отличающийся тем, что первая и вторая части разрядных камер имеют выходы на поверхность изоляционного тела с противоположных сторон изоляционного тела.
4. Разрядник по п. 1, отличающийся тем, что напорные камеры расположены вдоль электродов.
5. Разрядник по п. 1, отличающийся тем, что пары электродов, образующие разрядные промежутки, расположены вдоль или поперек напорной камеры или под углом к ней.
6. Разрядник по п. 1, отличающийся тем, что напорные камеры соединены с разрядными камерами в области разрядных промежутков между электродами проходами с площадью поперечного сечения меньше минимальной площади сечения разрядного промежутка в плоскости, параллельной поперечному сечению проходов.
7. Разрядник по п. 6, отличающийся тем, что напорные камеры имеют переменное в продольном направлении поперечное сечение.
8. Изолятор-разрядник для крепления, в качестве одиночного изолятора или в составе колонки или гирлянды изоляторов, высоковольтного провода в электроустановке или на линии электропередачи, содержащий изоляционное тело и арматуру в виде установленных на его концах первого и второго элементов арматуры, причем первый элемент арматуры выполнен с возможностью соединения, непосредственно или посредством крепежного устройства, с высоковольтным проводом или со вторым элементом арматуры предшествующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды, а второй элемент арматуры выполнен с возможностью соединения с опорой или с первым элементом арматуры последующего высоковольтного изолятора указанных колонки или гирлянды, отличающийся тем, что содержит разрядник по любому из пп. 1-7, установленный с возможностью формирования, под воздействием грозового перенапряжения, электрического разряда между первым элементом арматуры и по меньшей мере одним смежным с ним электродом, а также вторым элементом арматуры и по меньшей мере одним смежным с ним электродом.
9. Экран-разрядник, содержащий изоляционное тело, выполненное с возможностью механического закрепления на элементе электрооборудования или линии электропередачи с обеспечением по меньшей мере частичного огибания указанного или соседнего с ним элемента электрооборудования или линии электропередачи, отличающийся тем, что содержит разрядник по любому из пп. 1-7, установленный на расстоянии от огибаемого элемента электрооборудования или линии электропередачи.
10. Линия электропередачи, содержащая опоры, одиночные изоляторы и/или изоляторы, собранные в колонки или гирлянды, и по меньшей мере один находящийся под высоким электрическим напряжением провод, связанный непосредственно или посредством крепежных устройств с элементами арматуры одиночных изоляторов и/или первых изоляторов колонок или гирлянд изоляторов, причем каждый одиночный изолятор или каждая колонка или гирлянда изоляторов закреплен (закреплена) на одной из опор посредством элемента своей арматуры, смежного с указанной опорой, отличающаяся тем, что содержит по меньшей мере один разрядник по любому из пп. 1-7 и/или по меньшей мере один экран-разрядник по п. 9 и/или по меньшей мере один из изоляторов представляет собой изолятор-разрядник по п. 8.
