Трубчатый разрядник

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЭЮЕЕ Н 01 Т 1/10 ЕНИЯ ТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ енко ектно-кон. институт про- алэлектротяжо СССР1970.убчатые разрис. 3-5, с.74 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБ(54) (57) ТРУБЧАТЬЙ . РАЗРЯДНИК, содержащий газогенерирующую трубку с закрытыми открытым токопроводящими наконечниками, стержневой электрод, закрепленный вдугогасительном канале указанной трубкина ее закрытом наконечнике и образующийискровой промежуток с шайбообразным злек.тродом, 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 конце стержневого электрода перпендикулярноего оси закреплена дополнительно введеннаяплавкая проволочка, длина которой выбранаравной 0,9 - 0,95 диаметра дугогасительногоканала трубки, причем по крайней мереодин из концов проволочки расположен сзазором но отношению к внутренней поверхности указанной трубки.1129679 1Изобретение относится к области электротехнике и касается конструкции высоко.вольтных трубчатых разрядников, предназначенных для защиты изоляции электрооборудования от грозовых перенапряжений. 5Известны трубчатые разрядники, содержа.щие последовательно соединенные закрытыйискровой промежуток, который служит длягашения дуги тока промышленной частоты,и открытый искровой промежуток для под 1 Оключения указанного закрытого промежуткак токоведущему проводу, линии электроле.редачи, причем закрытый промежуток охвачен электростатическим экраном, выполненным в виде металлического цилиндра, соединенного с одним из электродов закрыто.го промежутка и расположенного в телетрубки иэ газогенерирующего материала Щ,Наличие электростатического экрана в. этом разряднике позволяет повысить емкость закрытого промежутка по отношениюк емкости открытого промежутка, что поз..воляет снизить коэффициент импульса разрядника, определяемый как отношение импульсного пробивного напряжения разрядника к 25пробивному напряжению разрядника припромьшшенной частоте. Низкий коэффициентимпульса позволяет удовлетворить два пригнворечивых 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-вторьгх, получить низкое испульсноепробивное напряжение разрядника, котороедолжно быль на 25 - 30% ниже импульсногопробивного напряжения защищаемой изоляции.Существенным недостатком известной конструкции разрядника является сложностьзакладки экрана в дутогасительную трубу 40корпус. Так невозможно заложить экран втрубу. корпус, изготовленную из монолитно.го материала, что ограничивает область при.менения такого решения.Кроме того, емкость закрытого промежут 45ка, образованная таким экраном, получаетсянезначительной, поэтому снижение импульс.ного пробивного напряжения также получается незначительным,Наиболее близким техническим решениемк изобретению является трубчатый разрядник, содержащий газогенерирующую трубку сзакрытым и открытым токопроводящиминаконечниками, стержневой электрод, закреп.ленный в дуФогасительном канале укаэаннойтрубки иа ее закрытом наконечнике и образующий искровой промежуток с шайбооб.разным электродом, который укреплен воткрытом наконечнике трубки 2. 2Снаружи трубки (в районе закрытого искрового промежутка) закреплены обкладкидополнительного электрода (экрана) в видеметаллического цилиндра, соединенного с поджигающим электродом, выполненным в ви.де винта, проходящего через боковую стенкутрубки, Со стороны закрытого наконечникатрубки на изоляторе закреплен открытый ис-кровой промежуток. Эффект снижения импульсного пробивного напряжения по срав.нению с аналогом достигается за счет уве.личения напряженности электрического поляна конце поджигающего электрода.В этом разряднике снижение импульсногопробивного напряжения более значительно идостигается за счет установки дополнитель.но к экрану поджигающего электрода, наконце которого обеспечиваетсяувеличениенапряженности электрического поля,В данном разряднике Фрубка-корпус вы.полнена из монолитного газогенерирующегоматериала, однако расположение экрана снаружи трубки снижает электрическую прочность внешней изоляции, для обеспечениякоторой приходится увеличивать длину разрядника, Закрепление экрана на трубке, аподжигающего электрода - в боковойстенке трубки усложняет конструкцию разрядника.Кроме того, расположение открытого про.межутка на изоляторе увеличивает емкостьэтого промежутка по отношению к закры.тому промежутку, а поэтому эффект сни.жения импульсного пробивного напряженияот наличия поджигающего электрода снижается,Основным недостатком этого разрядникаи указанного аналога является изменениевольт. секундной характеристики (ВСХ) послепервого срабатывания (отключения тока короткого замыкания). Дело в том, что ВСХразрядников определяются на новых образцах, взятых после их изготовления, Однакопосле первого отключения тока короткогозамыкания при эксплуатачии дугогасительныйканал в районе закрытого промежутка становится обуглероженным, что приводит к увеличению активной проводимости. Вследствиеэтого импульсное пробивное напряжение раз.рядника снижается на 20 - 25%, Поэтому сучетом снижения импульсного пробивного на.пряжения за счет дополнительного и поджигающего электрода и эа счет обуглероживания 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 уровнюСнабжение стержневого электрода плавкой 55 проволочкой позволяет получить эффект сии;жения импульсного пробивного напряжения засчет создания на концах проволочки высокой напряженности электрического поля,3 11296внутренних перенапряжений в сети, что при.водит к ложным срабатываниям разрядникаи, как следствие, преждевременной выработке коммутационного ресурса. Таким образом,при грозовых перенапряжениях разрядниксрабатывает, однако гашения тока не происходит, что создает аварийную ситуацию вэлектрических сетях.Исключить же суммирование эффекта сни.жения импульсного пробивного напряженияпутем определения ВСХ на разрядниках, отключивших ток короткого замыкания, не воз.можно из.за дороговизны получения искус.ственного обуглероживания всех выпускае.мых разрядников (затраты на получениеискусственного обуглераживания одного изделия превышает его стоимость в несколько раз).Цель изобретения - повышение надежности работы и упрощение конструкции разрядника.Цель достигается тем, что в трубчатомразряднике, содержащем газотенерируюшуютрубку с закрытым и открытым токопроводящими наконечниками, стержневой элект.род, закрепленный в дугогасительном канале укаэанной трубки на ее закрытом наконечнике и образующий искровой промежуток с шайбообразным электродом, которыйукреплен в открытом наконечнике трубки,ЭО,на рабочем конце стержневого электродаперпендикулярно его оси закреплена допол- нительно введенная плавкая проволочка, длиной которой выбрана равной 0,9 - 0,95 диа.метра дугогасительного канала трубки, причем по крайнем мере один из концов проволочки расположен с зазором по отношению к внутренней поверхности. указаннойтрубки.Диаметр проволочки выбран расчетнымпутем из условия ее сгорания при отключении минимального тока нижнего предела,который имеет место в практике энерго.систем, а длина проволочки получена экспериментальным путем из условия получениязазора месяцу стенкой дугогасительного кана.ла и поджигающим электродом необходимого для обеспечения поджигающего разряда.Этот разряд в зазоре усиливает эффект высокой напряженности электрического поляна конце проволочки, что приводит к снижению импульсного пробивного напряжения.На чертеже представлена конструкция пред.лагаемого разрядника, продольный осевойразрез.Разрядник содержит монолитную газогенеРирующую трубку 1 с закрытым 2 и открытым 3 токопроводящими наконечниками. В дутогасительном канале 4 трубки 1 имеет. 79 4ся закрытый искровой промежуток 5, образо.ванный стержневым электродом 6 и шайбообразным электродом 7. Для подключенияразрядника в линию злектропередачй служатвыводы 8 и 9, К выводу 9 обычно подключается открытый искровой промежуток(не показан). На стержневом электроде 6жестко закреплена плавкая проволочка. 10.Разрядник работает следующим образом,При набегании на трубчатый разрядникволны перенапряжения .грозового происхождения с амплитудой, превышающей импульс-ное пробивное напряжение разрядника, происходит пробой его последовательно вклю.ченных открытого и закрытого искровых промежутков,При этом за счет поджигающего разрядав закрытом искровом промежутке 5 и высокой напряженности создаются благоприятныеусловия для более быстрого пробоя, а значит, и более низкого импульсного пробивного напряжения. Импульсный ток направляе-.ся в землю, и по ионизированному путиимпульсного разряда начинает проходить сопровождающий ток промышленной частоты.На искровых промежутках разрядника ус.танавливается электрическая дуга 11, поддер.живаемая рабочим напряжением сети, Дуга.обжигает стенки дугогасительного канала 4.При терморазложении стенок канала 4 бурно выделяются в большом количестве газы,и внутри канала создается большое давление (100 - 200 кГс/см и более), котороесоздает направленное дутье вдоль столбаэлектрической дуги, горящей на электродах6 и 7 закрытого искрового промежутка 5,Газы высокого давления, соприкасаясь состолбом дуги, охлаждают ее и выдувают продукты горения дуги иэ открытого наконечника 3, Дуга гаснет при первом-второмпереходе тока промышленной частоты черезнулевое значение, диэлектрическая прочностьискровых промежутков восстанавливается иразрядник готов к повторной работе.При горении дуги происходит сгорание про"волочки 10, а стенки дугогасительного канала 4 в области искрового промежутка 5обуглероживаются. Активная проводимостьрезко увеличивается, что создает условиядля снижения импульсного пробивного на.пряжения до нормированных значений ирипоследующих отключениях без поджигающего электрода.1129679 канала. 15Так как действие проволочки распростра. Отсюда следует, что при эксплуатации этих ляется только на новый разрядник и отсут. разрядников импульсное пробивное напряже. ствует в разряднике, отключившем ток ко- ние практически не изменяется, чем обеспе роткого замыкания, то суммирование эффек чивается надежная его.лабота,Заказ 9459/42Подписное ВНИИПИТираж 590 Филиал ППП "Патент",г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Эпровоцирующего поджигающий разряд настенку дутогасительного канала,Установлено, что снижение импульсногопробивного напряжения получается значитель.ным и достаточным даже без использованияэкрана. Однако вследствие малой толщиныпроволочки после первого срабатывания,т,е, отключения тока короткого замыкания,проволочка сгорает и поэтому ее действиераспространяется только на новый, необуг.лероженный разрядник, Снижение импульсно.го пробивного напряжения при втором ипоследующих срабатываниях осуществляетсяза счет . обуглероживания дутогасительного та снижения импульсного пробивного напряжения исключается, чем повышается надежность работы разрядника,Размещение проволочки на стержневомэлектроде, например, при помощи точечнойсварки и отсутствие электростатического экрана значительно упрощает конструкцию раз.рядника.Испытания предлагаемого трубчатого раз 10 рядника на напряжение 110 кВ показали,что импульсное пробивное напряжение припредразрядном времени 2 мкс снижаетсяна 18%, а от действия обутлерожнвания ка.нала - на 20%.