Высоковольтный разрядник

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к искровым разрядникам высокого напряжения для защиты линий электропередачи, электрооборудования и элементов энергоснабжения от последствий грозовых перенапряжений. Задачей и техническим результатом полезной модели является повышение механической прочности и дугогасящих свойств разрядника, увеличении срока его службы и упрощение технологии изготовления. Технический результат достигается тем, что высоковольтный разрядник включает концевые токовыводы и электроды, размещенные с промежутком в объеме диэлектрика, причем часть поверхности смежных электродов размещена в разрядной камере и крайние электроды соединены с концевыми токовыводами, при этом электроды выполнены в виде плоских колец и размещены в кольцевых пазах дисков из диэлектрика с центральным отверстием, которые собраны в пакет на центральном стержне, а разрядная камера в виде радиального паза с выходом в атмосферу выполнена в дисках со стороны, обратной стороне размещения электродов. 3 рис.

Полезная модель относится к искровым разрядникам высокого напряжения для защиты линий электропередачи, электрооборудования и элементов энергоснабжения от последствий грозовых перенапряжений.

Известен высоковольтный разрядник для грозозащиты элементов электрооборудования или линий электропередачи, включающий тело, выполненное из диэлектрика, внутри которого с промежутками расположены электроды, причем часть поверхностей смежных электродов размещена в разрядной камере, выполненной в виде щели с выходом в атмосферу.

(RU 2457592, H01T 4/16, опубликовано 27.07.2012)

Известен высоковольтный разрядник, включающий тело, выполненное из диэлектрика, внутри которого с промежутками расположены электроды, причем часть поверхностей смежных электродов размещена в разрядной камере, выполненной в виде прямоугольных или круглых отверстий с выходом в атмосферу, причем крайние электроды снабжены электрическим контактом с концевыми токовыводами. Кроме того, известный разрядник снабжен дополнительным электродом из металла, который размещен внутри тела разрядника и имеет электрический контакт с одним из концевых токовыводов.

(WO 2010/082861, H01T 4/16, опубликовано 22.07.2010)

Недостатком известных технических решений является сложность изготовления разрядников, которая связана с обеспечением точного позиционирования электродов внутри тела из диэлектрика, а также с обеспечением требуемых физико-механических свойств разрядных камер. Поэтому известные разрядники имеют ограниченный ресурс работы, жесткий спектр условий, при которых сохраняется их работоспособность, достаточно большой процент отказов.

Задачей и техническим результатом полезной модели является повышение механической прочности и дугогасящих свойств разрядника, увеличении срока его службы и упрощение технологии изготовления.

Технический результат достигается тем, что высоковольтный разрядник включает концевые токовыводы и электроды, размещенные с промежутком в объеме диэлектрика, причем часть поверхности смежных электродов размещена в разрядной камере и крайние электроды соединены с концевыми токовыводами, при этом электроды выполнены в виде плоских колец и размещены в кольцевых пазах дисков из диэлектрика с центральным отверстием, которые собраны в пакет на центральном стержне, а разрядная камера в виде радиального паза с выходом в атмосферу выполнена в дисках со стороны, обратной стороне размещения электродов.

Технический результат также достигается тем, что центральный стержень выполнен из стеклопластика и снабжен покрытием из кремнийорганической резины; диски выполнены из полимерного материала, силиконовой резины или твердого диэлектрика; электроды выполнены из металла, полупроводника, сегнетоэлектрика или материалов с нелинейной проводимостью; соседние разрядные камеры образованы поворотом дисков по оси центрального стержня относительно друг друга; сечение разрядной камеры выполнено прямоугольной формы, причем площадь сечения уменьшается к выходу в атмосферу; диски снаружи дополнительно снабжены ребрами в виде кольца меньшей толщины.

Полезная модель может быть проиллюстрирована примером с использованием рис. 1-3, где:

1 - электрод;

2 - диск с центральным отверстием;

3 - центральный стержень с покрытием;

4 - разрядная камера;

5 - концевой токовывод;

6 - зона образования разряда;

7 - ребро.

Каждый модуль разрядника (рис. 2) по полезной модели включает диск 2 с центральным отверстием и электрод 1 в виде плоского кольца, размещенный в кольцевом пазу, выполненном в диске 2. Это позволяет формировать со стороны, обратной стороне размещения электрода, разрядную камеру 4 любой формы. Однако, наиболее оптимальным с точки зрения обеспечения высоких дугогасящий свойств разрядника является выполнение разрядной камеры 4 (рис. 1 и 2) в виде радиального паза с выходом в атмосферу, в которой размещены с промежутком части поверхности смежных электродов 1, причем сечение разрядной камеры 4 оптимально выполнять прямоугольной формы с уменьшением площади сечения к выходу в атмосферу.

В качестве материала электродов 1 можно использовать металл, полупроводник, сегнетоэлектрик или материал с нелинейной проводимостью. Для получения диска можно использовать диэлектрические полимерные материалы, силиконовую резину или твердые диэлектрики, применяя известные способы формообразования. Наиболее технологичным является получение модуля (рис. 2) литьем в форму с размещенной в ней электродом 1 из полимерного материала - кремнеорганической резины. При заливке одновременно формируют разрядную камеру 4 в виде радиального паза заданной формы, а также снаружи диска - ребро 7 в виде кольца меньшей толщины. В результате заливки часть поверхности электрода 1 находится разрядной камере (рис. 2).

Сборку пакета из дисков с электродами ведут с использованием центрального стержня 7 из стеклопластика с покрытием из силиконовой резиной. Слой резины защищает стеклопластик от атмосферных явлений. При этом возможно варьировать место расположения выхода разрядной камеры 4 в атмосферу, как установкой дисков без разрядной камеры 4, так и поворотом дисков по оси центрального стержня относительно друг друга.

При сопряжении двух дисков, один из которых снабжен разрядной камерой 4 в виде радиального паза заданной формы образуется искровой промежуток (рис. 3) между поверхностями смежных электродов. Толщина (высота) промежутка между электродами определена слоем изоляции и варьируется от 0,1 мм и более. Еще одним достоинством использования модулей является то, что свойства разрядника возможно менять простым добавлением модулей, а также местом расположения выхода разрядной камеры в атмосферу. Каждый модуль имеет свои удельные характеристики и класс разрядника (по напряжению и току) меняется с изменением их числа. Таким образом большой ассортимент изделий можно изготавливать при минимальных затратах на оборудование и оснастку. Размещение разрядных камер с поворотом относительно друг друга обеспечивает исключение слива дуги разрядов снаружи.

Дополнительные ребра 7 также обеспечивают защиту от слива дуги снаружи. Возникающая при разряде дуга выдувается из разрядной камеры наружу давлением раскаленного газа. В результате дуга остывает, сопротивление дуги растет, что приводит к гашению разряда.

После сборки устанавливают концевые токовыводы 5 и обеспечивают их электрический контакт (например, опрессовкой) с соответствующими крайними электродами.

В результате изготовления был получен высоковольтный разрядник по полезной модели, который обеспечил достижение поставленного технического результата: повышенную механическую прочность и дугогасящие свойства разрядника, увеличении срока его службы и упрощение технологии изготовления.

1. Высоковольтный разрядник, включающий концевые токовыводы и электроды, размещенные с промежутком в объеме диэлектрика, причем часть поверхности смежных электродов размещена в разрядной камере, а крайние электроды соединены с концевыми токовыводами, отличающийся тем, что электроды выполнены в виде плоских колец и размещены в кольцевых пазах дисков из диэлектрика с центральным отверстием, которые собраны в пакет на центральном стержне, при этом разрядная камера в виде радиального паза с выходом в атмосферу выполнена в дисках со стороны, обратной стороне размещения электродов.

2. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что центральный стержень выполнен из стеклопластика и снабжен покрытием из кремнийорганической резины.

3. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что диски выполнены из полимерного материала, силиконовой резины или твердого диэлектрика.

4. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что электроды выполнены из металла, полупроводника, сегнетоэлектрика или материалов с нелинейной проводимостью.

5. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что соседние разрядные камеры образованы поворотом дисков по оси центрального стержня относительно друг друга.

6. Разрядник по п. 1, отличающийся тем, что сечение разрядной камеры выполнено прямоугольной формы, причем площадь сечения уменьшается к выходу в атмосферу.

7. Разрядник по п. 1, отличающийся тем, что диски снаружи дополнительно снабжены ребрами в виде кольца меньшей толщины.



 

Похожие патенты:
Наверх