Устройство для защиты от перенапряжений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК1157577 4 Ю Н 01 С 7/12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ АВТО оектно- инстиЭлек 1 е разргия,гге елиОУ 1. 25 ( ЬН/Н ( 0,4 Фие 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Научно-исследовательский, прконструкторский и технологическийтут Производственного объединениятрокерамика(56) 1. Шишман Д. В. и др. Вентильнрядники высокого напряжения. Л., Эн1971, с. 158 - 176.2. А 5 ЕА.В - 220 - 102 Е 1.по 5 шде1 егз 1 уре ХАР. Каталог, 1982.3. Ограничители перенапряженийнейные типов ОПН - 11 ОУ 1 - ОПН -Каталог, Информэлектро, 1980.(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЪ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ, содержащее изоляционный корпус с верхним и нижним токо- проводящими фланцами, внутри которого установлена по крайней мере одна колонка высоконелинейных резисторов, и тороидальный электростатический экран, размещенный под верхним фланцем и укрепленный на нем с помощью экранодержателей, отличающееся тем, что, с целью увеличения срока службы путем выравнивания распределения напряжения вдоль колонки высоконелинейных резисторов, высота Н устройства и расстояние Л Н, на которое смещена средняя плоскость поперечного сечения экрана относительно нижнего торца верхнего фланца, выбраны в соотношенииИзобретение относится к электротехнике в частности к устройствам для защиты высоковольтных электрических сетей от перенапряжения.Известны устройства для защиты от перенапряжения, содержащие изоляционныйкорпус с нижним и верхним фланцами, расположенные в корпусе искровые промежутки нелинейные резисторы и экран в виде кольца, установленный под верхним фланцем и закрепленный на нем с помощью экранодер жателей 11.Однако эти устройства имеют недостаточно высокие защитные характеристики и сложную конструкцию.Известны устройства для зашиты отперенапряжения, содержащие изоляционныи корпус с нижним и верхним фланцами, раснположенные в корпусе высоконелинеиные резисторы и экран в виде кольца, укрепленный под верхним фланцем с помощью экранодержателей 2.Наличие паразитных емкостей высоконенлинеиных резисторов на землю приводит к неравномерному распределению напряжения вдоль колонки резисторов, что вызывает ускоренное старение резисторов, находящихся в области повышенной напряженности электрического поля. При достижении некоторого предельного изменения характеристиквысоконелинейных резисторов в результате их старения происходит выход резисторов и устройства в целом из строя.Использование экрана приводит к улучшению распределения напряжения вдоль устройства и является традиционным способом обеспечения работы верхних, наиболее нагруженных по напряжению резисторов устройства. Однако установка экрана назначительном расстоянии от верхнего фланца не позволяет оптимизировать распределение напряжения вдоль колонки высоконелинейных резисторов.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для огран ичения перенапряжений, содержащее изоляционный корпус с верхним и нижним токопроводящими фланцами, внутри которого установлена по крайней мере одна колонка высоконелинейных резисторов, и тороидальный электростатический экран, размещенный под верхним фланцем и укрепленный на нем с помощью экранодержателей 3/,Недостатком известного устройства является неравномерное распределение напряжения вдоль колонки высоконелинейных резисторов и, как следствие, ограниченный срок службы.Цель изобретения - увеличение срока службы путем выравнивания распределения напряжения вдоль колонки высоконелинейных резисторов.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты от перенапряже 2025ЗО 354050 55 ний, содержащем изоляционный корпус с верхним и нижним токопроводящими фланцами, внутри которого установлена по крайней мере одна колонка высоконелинейных резисторов, и тороидальный электростатический экран, размещенный под верхним фланцем и укрепленный на нем с помощью экранодержателей, высота Н устройства и расстояние ДН, на которое смещена средняя плоскость поперечного сечения экрана относительно нижнего торца верхнего фланца, выбраны в соотношении0,25Ь Н/Н ( 0,4На фиг. 1 показано устройство для защиты от перенапряжений, общий вид; на фиг. 2 - кривые зависимости отношения напряжение Ына участке колонки нелинейных резисторов к напряжению Ы 3 р на этом участке при равномерном распределении напряжения вдоль колонки от высоты Ь этого участка относительно нижнего фланца корпуса при Ь Н/Н = 0 (кривая А), дН/Н = 0,3 (кривая Б) и д Н/Н = 0,6 (кривая В); на фиг. 3 - кривые зависимости отношения максимального напряжения Ь 1.)иннина участках колонки к напряжению Ь Ур, на этих участках при равномерном распределении напряжения вдоль колонки от отношения расстояния Д Н, на которое опущена средняя плоскость поперечного сечения экрана относительно нижнего торца верхнего фланца, к высоте Н устройства при заданной конфигурации экрана при различных отношениях среднего диаметра экрана Рэ к высоте Н устройства и различных номинальных напряжениях 1.)м устройства (кривая Г при Рэ/Н = 0,12, он = 750 кВ; кривая Р при Рэ/Н = 0,19, 1.)н = 750 кВ; кривая Е при Рэ/Н= = 0,36, 1 А, = 750 кВ); кривая Ж при Р,/Н= = 0,43, 1.)и = 750 кВ; кривая 3 при Рэ/Н= = 0,21, 1.)н = 250 кВ; кривая И при Рэ/Н= = 0,44, 1.)н = 250 кВ; кривая К при Рэ/Н= = 0,66; 1.1 н = 250 кВ).Предлагаемое устройство состоит (фиг. 1) из герметизированного изоляционного корпуса 1 с верхним и нижним металлическими фланцами 2. Во внутренней полости корпуса 1 установлена колонка последовательно соединенных высоконелинейных резисторов 3. К верхнему фланцу корпуса 1 устройства при помощи экранодержателей 4 прикреплен тороидальный экран 5.Анализ распределения напряжения вдоль колонки (фиг. 2) показывает, что наилучшее распределение напряжения, бЛизкое к равномерному, достигается при установке экрана с ДН/Н = 0,3 (кривая Б). При увеличении отношения дН/Н (фиг. 3) максимальная неравномерность распределения напряжения вдоль колОнки резисторов вначале убывает, а затем вновь нарастает, имея минимум в диапазоне 0,25 ( ЬН/Н (0,4.Причем диапазон минимальной неравномерности одинаков для всех возможных изменений диаметра Рэ экрана (диапазон ЬН/Н соответствующий соотношению 0,25 ЬН/Н ( (0,4 и обеспечивающий минимальную неравномерность распределения напряжения вдоль колонки резисторов, на фиг. 3 заштрихован). Кружочками на кривых Е и 3 показаны соответственно значения Ь 13 иащ,/МЛр для известных конструкций устройств для защиты от перенапряжений на номинальные напряжения 220 и 750 кВ.Для рационального выбора положения экрана (фиг. 3) необходимо выдерживать соотношение 0,25 Н (ЬН ( 0,4 Н и увеличивать средний диаметр экрана до максимально возможного по конструктивным соображениям.Увеличение ЬН/Н ) 0,4 приводит к уменьшению воздушного изоляционного промежутка между экраном и основанием устройства, что уменьшает электрическую прочность наружной изоляции устройства при перенапряжениях. Расчетная проверка электрической прочности защитных аппаратов при максимальном Ь Н/Н = 0,4 с использованием экспериментальных зависимостей электрической прочности воздушного промежутка экран - основание показала, что при ЬН/Н = 0,4 электрическая прочность воздушной изоляции устройства существен но превышает уровень перенапряжений,обеспечиваемый самим защитным устройствомТаким образом, выполнение устройствадля защиты от перенапряжений с экраном, расположенным в соответствии с соотношением 0,25Ь Н/Н ( 0,4, позволяет существенно выравнять распределение напряжения вдоль колонки высоконелинейных резисторов и тем самым повысить срок службы устройства.1157577 оФФиг 5 омзи едактор А. Ш аказ 3382/49 кин Сост ехред Тираж бавительИ. Верес679венногоретений35, Рауг. Ужго ВНИИПИ Государспо делам изо 113035, Москва, Ж - илиал ППП Патент,Корректор О. ТигоПодписноекомитета СССРи оз крытийшская наб д. 4/5од, ул. Проектная, 4