Устройство для защиты от молнии с поверхностным разрядом

Номер патента: 3435

Опубликовано: 24.04.2003

Автор: Мороока Ясунари

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Громоотвод с поверхностным разрядом, используемый в воздушной линии электропередачи, сформированной из изолированного провода и частично включающей неизолированный участок, при этом воздушная линия электропередачи обеспечивается изолятором, имеющим заземленное окончание, причем указанный громоотвод содержит тело громоотвода, включающее изолированный провод, который имеет проводник и изолирующее покрытие для покрытия проводника, с возможностью обеспечения электрической изоляции эквивалентной электрической изоляции силового кабеля, причем изолированный провод согнут вдвое и один из его концов оголен, при этом оголенный конец тела громоотвода электрически соединен с одним из заземленных зажимов изолятора и неизолированным участком воздушной линии электропередачи, а второй конец тела громоотвода расположен у другого заземленного зажима изолятора и неизолированной части воздушной линии электропередачи.

2. Громоотвод с поверхностным разрядом, используемый в воздушной линии электропередачи, выполненной из неизолированного провода и обеспеченной изолятором, имеющим заземленный конец, причем указанный громоотвод включает тело, содержащее изолированный провод, имеющий проводник и изолирующее покрытие для покрытия проводника с возможностью обеспечения электрической изоляции, эквивалентной изоляции силового кабеля, при этом провод согнут вдвое и один из его концов оголен, причем оголенный конец тела громоотвода электрически соединен с одним из заземленных зажимов изолятора с неизолированным проводом воздушной линии электропередачи, и второй конец тела громоотвода расположен у другого заземленного зажима изолятора и неизолированного провода воздушной линии электропередачи.

3. Громоотвод с поверхностным разрядом, содержащий изолирующую трубу, разрядный электрод, предусмотренный на обеих сторонах изолирующей трубы, один конец или оба конца которой, соответственно, открыты, в котором один из указанных разрядных электродов соединен с воздушной линией электропередачи, и другой указанный разрядный электрод соединен с заземленным зажимом изолятора.

4. Громоотвод с поверхностным разрядом по п.1 или 2, который дополнительно включает изолирующую трубу, один конец или оба конца которой открыты, причем указанная изолирующая труба покрывает наружную поверхность указанного громоотвода с поверхностным разрядом, в котором один конец указанного громоотвода соединен с указанной воздушной линией электропередачи, а другой конец указанного громоотвода соединен с указанным заземленным зажимом изолятора.

5. Громоотвод с поверхностным разрядом по п.1 или 2, который дополнительно включает изолирующую трубу, один конец или оба конца которой открыты, причем указанная изолирующая труба имеет прослойку из указанного изолированного провода указанного громоотвода с поверхностным разрядом на внутренней стороне указанного изолированного провода указанного громоотвода с поверхностным разрядом, и электрод, который должен быть соединен с указанной воздушной линией, причем указанный электрод вставляется в один открытый конец указанной изолирующей трубы, расположенный на стороне указанного изолирующего покрытия указанного громоотвода, при этом один конец указанного громоотвода соединен с указанной воздушной линией электропередачи, и другой конец указанного громоотвода соединен с указанным заземленным зажимом изолятора.

6. Громоотвод с поверхностным разрядом, содержащий электрод, расположенный со стороны воздушной линии электропередачи и соединенный с указанной воздушной линией, обратный электрод, подсоединенный через заземленный электрод к заземленному зажиму изолятора, расположенного у воздушной линии, изолирующую трубу, покрывающую обратный электрод для изоляции, причем электрод, расположенный со стороны воздушной линии, вставлен во внутрь изолирующей трубы с возможностью установки разрядной части внутри изолирующей трубы, а обратный электрод располагается в изолирующем слое изолирующей трубы вдоль сплошной разряжающей части, с возможностью обеспечения желаемой характеристики разрядки без пробоя диэлектрика между электродом, расположенным со стороны воздушной линии, и обратным электродом.

Рисунок 1

 

 

Текст

Смотреть все

1 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к устройству для защиты от молнии с поверхностным разрядом (молниеотводу) для предотвращения разрыва изолированного провода и моментального отключения подачи энергии от электростанции в связи с грозовым перенапряжением, которое возникает вблизи опорного изолятора в воздушных линиях электропередачи. Предшествующий уровень техники Разрыв изолированного провода обычно начинается с такого механизма, как грозовое перенапряжение, которое сперва вызывает разрушение изолирующего покрытия, примыкающего к опорному изолятору, затем вызывает динамический переменный ток в результате перекрытия изолятора дугой в мультифазной силовой линии, причем этот переменный ток короткого замыкания затем проходит локально через разрушенный участок по металлическому рычагу, который закрепляет опорный изолятор,и проводящий слой изолированного провода,возможно, испаряется или разрушается теплом,выделяющимся при образовании дуги. Моментальное отключение подачи от электростанции возникает из-за непрерывного тока замыкания на землю в связи с перекрытием дугой опорного изолятора при грозовом перенапряжении. Для предотвращения разрыва и моментального отключения подачи важно прервать переменный ток короткого замыкания и ток замыкания на землю, которые создаются вдоль пути разряда,вызванного грозовым перенапряжением. Распространено мнение, что установка элемента из ZnO является наиболее типичной мерой для предотвращения разрыва и моментального отключения подачи. Однако большие расходы требуются для того, чтобы установить элемент из ZnO. Этот подход не является оптимальным, поскольку элемент из ZnO имеет тенденцию сгорать при прямом ударе молнии в воздушную линию электропередачи. Сущность изобретения Поэтому в основу настоящего изобретения положена задача создания дешевых мер для предотвращения разрыва и моментального отключения подачи без использования элемента из ZnO для того, чтобы уменьшить стоимость мер для защиты от молнии в воздушных линиях электропередачи. Для того, чтобы решить вышеуказанную задачу, настоящим изобретением предусмотрено устройство для защиты от молнии с поверхностным разрядом в воздушной линии электропередачи, образованное изолированным проводом или неизолированным проводом, причем устройство для защиты от молнии с поверхностным разрядом содержит корпус устройства для защиты от молнии, образованный из изоли 003435 2 рованного провода, который имеет такую же изоляцию, как изоляция силового кабеля, и который согнут вдвое, причем корпус устройства для защиты от молнии включает часть проводника, который подвергается воздействию, и часть изолирующего покрытия, в котором одна из частей - часть проводника, который подвергается воздействию, и часть изолирующего покрытия, - соединена с заземляющей частью изолятора. Далее, в случае, когда воздушная линия электропередачи образована изолированным проводом, другая часть - часть проводника, который подвергается воздействию, и часть изолирующего покрытия - соединена с разрядным электродом, причем разрядный электрод включает игольчатый электрод, который проникает через изолирующее покрытие воздушной линии электропередачи для того, чтобы вызвать сквозной пробой. В случае, когда воздушная линия электропередачи образована неизолированным проводом, другая часть - часть проводника, который подвергается воздействию, и часть изолирующего покрытия, размешается непосредственно на воздушной линии электропередачи. Настоящее изобретение также предусматривает устройство для защиты от молнии с поверхностным разрядом в воздушной линии электропередачи, образованное из изолированного провода или неизолированного провода,причем устройство для защиты от молнии с поверхностным разрядом содержит корпус устройства для защиты от молнии, имеющий изолирующий слой, включающий обратный электрод для того, чтобы улучшить характеристику перекрытия изолятора дугой, изолирующую трубу, один конец или оба конца которой открыты вокруг пути перекрытия изолятора дугой для того, чтобы улучшить характеристику гашения дуги, и их сочетание для того, чтобы улучшить характеристику перекрытия изолятора дугой и характеристику гашения дуги, в котором корпус устройства для защиты от молнии размещен между воздушной линией электропередачи и частью заземления изолятора. Перечень фигур чертежей Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение испытательного устройства для контроля характеристик поверхностного разряда; фиг. 2 - диаграмма характеристик, на которой показано соотношение между толщиной покрытия и максимальным приложенным напряжением, не вызывающим сквозного пробоя; фиг. 3 - диаграмма характеристик, на которой показано соотношение между приложенным напряжением и разрядным напряжением; фиг. 4 - диаграмма характеристик, на которой показано соотношение между напряжением и временем поверхностного разряда; фиг. 5 - диаграмма, на которой показано соотношение между приложенным напряжением и временем до перекрытия изолятора дугой; 3 фиг. 6 - вид в разрезе, на котором показан первый испытательный образец настоящего изобретения; фиг. 7 - вид в разрезе, на котором показан второй испытательный образец настоящего изобретения; фиг. 8 - диаграмма характеристик, на которой показано соотношение между напряжением и временем поверхностного разряда; фиг. 9 - схематический вид, на котором показан первый пример воплощения настоящего изобретения; фиг. 10 - подробный вид, на котором показан первый пример воплощения настоящего изобретения; фиг. 11 - схематический вид, на котором показан второй пример воплощения настоящего изобретения; фиг. 12(а) - схематический вид, на котором показан третий пример воплощения настоящего изобретения; фиг. 12(b) - вид слева сбоку третьего примера воплощения; фиг. 12(с) - вид справа сбоку третьего примера воплощения; фиг. 13(а) - схематический вид, на котором показан четвертый пример воплощения настоящего изобретения; фиг. 13(b) - вид слева сбоку четвертого примера воплощения; фиг. 13(с) - вид справа сбоку четвертого примера воплощения; фиг. 14(а) - схематический вид, на котором показан пятый пример воплощения настоящего изобретения; фиг. 14(b) - вид слева сбоку пятого примера воплощения; фиг. 14(с) - вид справа сбоку пятого примера воплощения; фиг. 15 - диаграмма, на которой показано соотношение между площадью поперечного сечения трубы и минимальной величиной длины зазора. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Способ воплощения настоящего изобретения будет описан ниже. После удара молнии только напряжение,создаваемое ударом молнии, разряжалось на заданном расстоянии на поверхности устройства для защиты от молнии, и переменный ток блокировался для того, чтобы предотвратить разрыв и моментальное отключение подачи. После контроля характеристики блокировки переменного тока, разрядной характеристики устройства для защиты от молнии и изолятора,влияния на характеристику поверхностного разряда разницы в полярности напряжения, создаваемого ударом молнии, и его величины, и требуемой толщины изолирующего покрытия, было изобретено новое устройство для защиты от молнии с поверхностным разрядом с учетом его 4 осуществимости, т.е. экономической эффективности, рабочих качеств и т.п. В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, устройство для защиты от молнии с поверхностным разрядом имеет такую отличительную черту, которая дает возможность разряда на поверхности устройства для защиты от молнии раньше, чем разряд в изоляторе под воздействием обратного электрода. Кроме того, пространство, имеющее прослойку из изолированного провода, имеет конструкцию, которая менее подвержена влиянию электрического поля земли, так что воздействие полярности на поверхностный разряд может быть уменьшено и посредством этого разрядная характеристика может быть улучшена. В устройстве для защиты от молнии с поверхностным разрядом в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, разряд происходит внутри трубы для того, чтобы в трубе поднялось давление, и газ изнутри трубы выходил с одного открытого конца или обоих открытых концов трубы. Это дает возможность улучшить характеристику гашения дуги переменного тока и сделать короче требуемую длину зазора. Таким образом, после удара молнии разряд в трубе может произойти раньше, чем разряд в изоляторе. В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, устройство для защиты от молнии с поверхностным разрядом имеет ту отличительную черту, что достигаются улучшенная характеристика защиты от молнии и компактная структура посредством выработки разряда обратного электрода внутри трубы для того, чтобы улучшить характеристику поверхностного разряда и характеристику гашения дуги переменного тока. Молниеотвод может включать обратный электрод, имеющий форму трубы, который менее подвержен влиянию электрического поля земли, так что эффект поляризации поверхностного разряда может быть дополнительно уменьшен. 1. Схема испытаний. Проведено испытание для определения характеристики изоляции изолированного провода и изолирующей трубы и разрядного напряжения, вызываемого поверхностным разрядом. Схема испытательного устройства показана на фиг. 1. Изолированный провод 1 с покрытием 2 опирается на штыревой изолятор 3, и оба они прикреплены один к другому медной лентой диаметром 1,2 мм. Разрядный электрод 4 установлен при помощи гвоздя на участке, отделенном расстоянием 75 см от места этого крепления. Напряжение,создаваемое ударом молнии (1,2/50 мкс), было приложено к одному концу изолированного провода 1 с изменением его пиковой величины. В это время напряжение (разрядное напряжение), возникающее между изолированным проводом и землей в дополнение ко времени по 5 верхностного разряда или сквозного пробоя,было измерено вольтметром 6. Когда характеристика самого изолированного провода была проконтролирована (без изолятора), было проведено испытание с коротким замыканием изолятора 3 при помощи медной ленты. Когда характеристика изоляции самого изолирующего покрытия была проконтролирована, было проведено испытание, причем было предусмотрено отсутствие гвоздей, чтобы не возникало поверхностного разряда. 2. Результат испытаний. На фиг. 2 показано соотношение между толщиной изолирующего покрытия и максимальным приложенным напряжением, которое не вызывает сквозного пробоя изолирующего покрытия в обоих случаях, когда был предусмотрен только изолированный провод и когда был дополнительно предусмотрен электрод для поверхностного разряда. Из фиг. 2 видно, что когда дополнительно был предусмотрен электрод для поверхностного разряда, могло быть приложено более высокое напряжение по сравнению со случаем с одним изолированным проводом. Это доказывает, что поверхностный разряд ограничивает напряжение, действующее на изолирующее покрытие. Также было доказано,что это воздействие заметно при большей толщине изолирующего покрытия и при отрицательной полярности напряжения (напряжение делает отрицательной полярность проводника из изолированного провода и делает положительной полярность стороны заземления). Когда было приложено напряжение с отрицательной полярностью, максимальное приложенное напряжение экспоненциально возрастало при толщине изолирующего покрытия 4 мм или более и сквозной пробой не возникал даже при приложении напряжения 6200 кВ. На фиг. 3 показано разрядное напряжение изолирующего покрытия в поверхностном разряде. Принимая во внимание, что разрядное напряжение распределено в диапазоне от 120 до 180 кВ независимо от приложенного напряжения, когда изолятор не подсоединен, можно понять с большой вероятностью, что в изолированном проводе, имеющем конкретную характеристику изоляции, не происходит сквозного пробоя, даже если прилагаемое напряжение увеличивается. Разрядное напряжение распределено в диапазоне от 200 до 300 кВ, когда изолятор подсоединен. Причиной этого может быть увеличенное время до поверхностного разряда, что связано с подсоединенным изолятором и увеличенным напряжением, действующим на изолирующее покрытие в продолжение этого увеличенного времени. Для того, чтобы проконтролировать воздействие полярности приложенного напряжения на поверхностный разряд, были определены характеристика напряжение - время поверхностного разряда (фиг. 4) и соотношение между приложенным напряжением и временем до пе 003435 6 рекрытия изолятора дугой (фиг. 5). Доказано,что положительная полярность вызывает значительно большее напряжение, чем напряжение при отрицательной полярности (фиг. 4). Поскольку продолжительность времени до перекрытия изолятора дугой при положительной полярности больше, чем при отрицательной полярности (фиг. 5), можно предположить, что поверхностный разряд при положительной полярности не может быть образован более плавно, чем разряд при отрицательной полярности. Таким образом понятно, что положительная полярность поверхностного разряда вызывает более высокое разрядное напряжение в связи с большей продолжительностью времени до перекрытия изолятора дугой (фиг. 4), результатом чего является более низкий максимум приложенного напряжения (фиг. 2). С точки зрения практических приложений это воздействие нельзя проигнорировать. Таким образом, были изобретены две технологии для того, чтобы разрешить вопрос о воздействии полярности, и их преимущество также было подтверждено посредством испытания. При положительной полярности поверхностного разряда электрическое поле на поверхности изолированного провода изменяется, потому что свободные электроны в пространстве связаны под воздействием электрического поля на поверхности изолированного провода и не могут способствовать развитию поверхностного разряда. Первый пример испытательного устройства Фиг. 6 представляет собой вид в разрезе,показывающий конструкцию первого примера испытательного устройства. Изолированный провод 7 для изменения электрического поля расположен вблизи изолированного провода 1 между изолированным проводом 1 и землей. Каждый из участков проводника 8, расположенных на обоих концах изолированного провода 7 для изменения электрического поля, соединен с проводником из изолированного провода 1 на расстоянии 75 см от изолятора 3 и изолирован изолирующим покрытием 9. Второй пример испытательного устройства Фиг. 7 представляет собой вид в разрезе,показывающий конструкцию второго примера испытательного устройства. Изолированный провод 10 для стороны заземления обратного электрода расположен со стороны заземления относительно изолированного провода 1. Участок 11 проводника, расположенный на одном конце изолированного провода 10, и имеющий неизолированный участок, соединен с заземлительным зажимом изолятора 3, в то время как изолированный участок 12, расположенный на другом конце изолированного провода 10 и имеющий изолированный проводник, изолированный от изолированного провода 1 изолирующей деталью 12. Как показано на фиг. 8, в соответствии с технологией использования изолированного 7 провода 7 для изменения электрического поля,даже при положительной полярности поверхностного разряда характеристика напряжение время может быть улучшена, чтобы она выглядела аналогичной этой характеристике при отрицательной полярности поверхностного разряда для того, чтобы содействовать поверхностному разряду. В соответствии с технологией использования изолированного провода 10 для стороны заземления обратного электрода, перекрытие изолятора дугой происходит на поверхности изолированного провода 1 (основная линия) после приложения напряжения отрицательной полярности, в то же время перекрытие изолятора дугой происходит на поверхности изолированного провода 10 со стороны заземления обратного электрода после приложения напряжения положительной полярности. В результате в изолированном проводе толщиной 4 мм, в котором в противоположном случае происходит сквозной пробой при 854 кВ при приложении напряжения положительной полярности, не происходит сквозного пробоя даже при приложении напряжения положительной полярности 6200 кВ так же, как и в случае напряжения отрицательной полярности. Испытание с прямым ударом молнии, моделирующим в фактическом масштабе линию распределения Технология настоящего изобретения была применена к моделированной линии распределения. Тогда сильный ток, возникающий при ударе молнии (максимальная сила тока 17 кА,1,5/11 мкс), который вырабатывается большим импульсным генератором (максимальное вырабатываемое напряжение 12 MB) было приложено для того, чтобы подтвердить, что поверхностный разряд может быть образован на требуемом расстоянии (75 см). Результаты испытаний приведены в табл. 1. Из этих результатов испытаний, принимая во внимание требуемую толщину изоляции на расстоянии 75 см от поверхностного разряда,могут быть отмечены следующие факты в случае прямого удара молнии, создающего пиковое значение тока, возникающего от удара молнии,равное около 17 кА (частота возникновения около 30%).(1) В случае заземления воздушного провода поверхностный разряд может быть образован без сквозного пробоя при толщине изоляции силового кабеля 4 мм или больше. В случае отсутствия заземления воздушного провода, поверхностный разряд может быть образован без сквозного пробоя при толщине изоляции силового кабеля 6 мм или больше.(2) Используя эту технологию для решения проблемы, связанной с полярностью молнии,требуемая толщина покрытия может быть уменьшена до 3 мм или больше для изолированного провода в случае заземления воздушного провода, и до 4 мм или больше для толщины 8 изоляции силового кабеля в случае отсутствия заземления воздушного провода. Пример воплощения Теперь будут описаны примеры воплощения настоящего изобретения. На фиг. 9 показана конструкция одного воплощения молниеотвода с поверхностным разрядом в соответствии с настоящим изобретением, и на фиг. 10 показаны его детали (в обоих случаях воздушная линия электропередачи представляет собой изолированный провод). На чертежах ссылочный номер 1 обозначает изолированный провод, ссылочный номер 2 обозначает покрытие, ссылочный номер 3 обозначает штыревой изолятор, ссылочный номер 4 обозначает разрядный электрод, ссылочный номер 13 обозначает стержневой участок (рычаг высокого напряжения) штыревого изолятора 3, ссылочный номер 14 обозначает тело громоотвода для защиты от молнии с поверхностным разрядом, ссылочный номер 15 обозначает части проводника, которые подвергаются воздействию, ссылочный номер 16 обозначает часть изолирующего покрытия, ссылочный номер 17 обозначает арматуру для сращивания для того, чтобы соединить между собой части провода, которые подвергаются воздействиям поверхностного разряда, ссылочный номер 18 обозначает усиленное покрытие для предотвращения усталостного разрушения частей 15 проводника, которые подвергаются воздействиям, и ссылочный номер 19 обозначает изолирующее/сохраняющее покрытие для сохранения разрядного электрода 4 и изолирующей части 16 покрытия и усиления этих частей. Тело 14 громоотвода образовано из изолированного провода, изоляция которого имеет ту же величину, что и изоляция силового кабеля и который согнут вдвое. Таким образом, части 15 проводника 13, которые подвергаются воздействиям поверхностного разряда, расположены на одном конце изолированного провода и имеют проводники, которые подвергаются воздействиям поверхностного разряда, в то время как изолирующая часть 16 покрытия расположена на другом конце изолированного провода. Две части 15 проводника, которые подвергаются воздействиям поверхностного разряда, соединены и объединяются арматурой 17 для сращивания и присоединены к заземляющей стороне,т.е. стержневому участку 13 штыревого изолятора 3. Часть 16 изолирующего покрытия прикреплена к разрядному электроду 4, который смонтирован на изолированном проводе 1 посредством изолирующего/сохраняющего покрытия 19. Одновременно в изолированный провод 1 проникает игольчатый электрод разрядного электрода 4 для того, чтобы заранее быть причиной сквозного пробоя. В этом воплощении, когда сверхток от удара молнии возникает в изолированном проводе 1, происходит перекрытие изолятора дугой типа поверхностного разряда на поверхности 9 тела 14 громоотвода, расположенной между разрядным электродом 4 и стержневым участком (рычагом высокого напряжения) штыревого изолятора 3. Однако, поскольку переменный ток короткого замыкания не индуцируется, никогда не происходит разрыв изолированного провода и моментальное отключение подачи энергии. В то время, как воздушный заземленный провод представляет собой изолированный провод в конструктивных исполнениях по фиг. 9 и 10, если воздушный заземленный провод представляет собой неизолированный провод, часть 16 изолирующего покрытия тела 14 громоотвода располагается непосредственно на воздушном заземленном проводе. На фиг. 11 показано второе конструктивное исполнение, в котором разрядный электрод предусмотрен на обоих концах изолирующей трубы 20, один конец или оба конца которой открыты. Один разрядный электрод 21 соединен с разрядным электродом 4, смонтированным на изолированном проводе 1, в то время как другой разрядный электрод 22 соединен с стержневым участком 13 штыревого изолятора 3. В громоотводе по второму примеру воплощения разряд происходит внутри трубы 20 для того, чтобы давление в трубе 20 повысилось и газ изнутри трубы выходил из одного открытого конца или обоих открытых концов трубы. Это дает возможность улучшить характеристику гашения дуги переменного тока и сделать короче требуемую длину зазора. Таким образом, после удара молнии разряд в трубе 20 может произойти раньше, чем разряд в изоляторе. На фиг. 12 показан третий пример воплощения, в котором изолирующая труба 23, один конец или оба конца которой открыты, покрывает снаружи тело 14 громоотвода с поверхностным разрядом по первому воплощению по фиг. 9 и 10. Как и в случае с первым конструктивным исполнением, один конец тела 14 громоотвода соединен с воздушной линией электропередачи (например, с изолированным проводом 1) в то время, как другой его конец соединен со стороной заземления (например, с стержневым участком 13) штыревого изолятора 3. На фиг. 13 показан четвертый пример воплощения, в котором изолирующая труба 24,один конец или оба конца которой открыты,имеет прослойку из изолированного провода тела 14 громоотвода по первому примеру воплощения, так, чтобы разместить изолирующую трубу 24 внутри изолированного провода тела 14 громоотвода с поверхностным разрядом и электрод 25, который должен быть соединен с воздушной линией электропередачи, вставлен в один открытый конец изолирующей трубы 24,расположенный со стороны изолирующего покрытия 16. Как и в случае с первым примером воплощения, один конец тела 14 громоотвода соединен с воздушной линией электропередачи 10 время, как другой его конец соединен со стороной заземления (например, с стержневым участком 13) штыревого изолятора 3. На фиг. 14 показан пятый пример воплощения, в котором обратный электрод 28 предусмотрен на внутренней стороне или внутри изолирующего слоя 27 изолирующей трубы 26,причем обратный электрод 28 удовлетворительно изолирован на одном конце изолирующей трубы 26 и подвергается воздействиям поверхностного разряда на другом конце изолирующей трубы 26, причем электрод 29, который должен быть соединен с воздушной линией электропередачи, вставлен в один конец изолирующей трубы 26, которая изолирует обратный электрод 28, причем электрод 30, который должен быть заземлен, предусмотрен на другом конце изолирующей трубы 26, которая подвергает воздействию обратный электрод 28 и также соединена с обратным электродом 28, причем электрод 29 соединен с воздушной линией электропередачи и электрод 30 соединен со стороной заземления изолирующей трубы 26. В соответствии с примерами воплощения от второго до пятого, предусмотрена отличительная черта, которая дает возможность получить усовершенствованную характеристику защиты от молнии и компактную конструкцию посредством производства разряда обратного электрода внутри трубы для того, чтобы улучшить характеристику поверхностного разряда и характеристику гашения дуги переменного тока. В частности, в устройстве для защиты от молнии по пятому примеру воплощения обратный электрод имеет трубчатую форму, менее подверженную влиянию электрического поля земли, так что воздействие эффекта полярности поверхностного разряда может быть дополнительно понижено.(1) Максимальная величина длины зазора(Lgmax) Определена максимальная величина длины зазора для того, чтобы не было искрового перекрытия штыревого изолятора при прямом ударе молнии, при наличии в основном проводе тока, возникающего при ударе молнии, равного 17 кА. Из результатов испытаний, приведенных в табл. 2, принимая во внимание, что изолятор 6 должен быть защищен и толщина изолирующей трубы должна быть 6 мм или менее, Lgmax установлен в 30 см.(2) Внутренний диаметр трубы и минимальная величина длины зазора (Lgmin) Было определено влияние внутреннего диаметра трубы. Испытания были проведены на трубе длиной 1 м, оба конца которой были открыты. Образец для испытаний: EPR 4,8,стекло 6, хлорэтен 12, акриловая смола 18. Результат приведен на фиг. 15. Результаты на фиг. 15 доказывают, чтоLgmin становится длиннее прямо пропорциональ 11 но площади поперечного сечения трубы в диапазоне внутреннего диаметра 6 или больше, иLgmin становится длиннее, если внутренний диаметр невелик (4,8).(3) Условие перехода к переменному току. Были изучены условия перевода к переменному току. Даже при переходе к переменному току (12, длина зазора 25 см) дуга, созданная током короткого замыкания, гасится на половине волны и таким образом имеет слабое влияние на систему. Высокое качество подачи по силовой линии также может быть получено,и можно понять, что любая проблема подачи энергии не потребует забот даже при неисправности защиты от молнии, потому что дуга, вызванная повторным ударом молнии, может быть погашена на половине волны. Как описано выше, настоящее изобретение обеспечивает следующие преимущества.(1) Поскольку пробивное напряжение устройства для защиты от молнии с поверхностным разрядом ниже, чем пробивное напряжение изолятора, оно не связано с характеристикой изоляции воздушной линии электропередачи (возможно создать контрмеры для любого существующего оборудования).(2) Разрядное напряжение может быть ограничено более низкой величиной, потому что конструкция не должна сочетаться с изоляторами. (Возможно, что разрядное напряжение равно или меньше того, которое имело место при изоляции 10).(3) Путем расположения двух изолированных проводов один вдоль другого обеспечено пространство, имеющее изменяемое электрическое поле на поверхности воздушной линии, так что стабильное перекрытие изолятора дугой может быть создано независимо от полярности сверхтока от удара молнии, возникающего в воздушной линии электропередачи.(4) Это устройство может быть применено не только на участке линии, но также на участке молниеотвода.(5) При монтаже этого устройства обеспечиваются превосходные рабочие качества.(6) Путем применения более тонкого проводника, расположенного внутри устройства для защиты от молнии с поверхностным разрядом и использования его в качестве плавкого предохранителя динамический переменный ток может быть блокирован даже при отсутствии поверхностного разряда (сквозной пробой).(7) Стоимость мер защиты от молнии может стать более низкой, чем стоимость с применением ZnO.(8) Величина сопротивления разряду не ограничена, как при применении ZnO. Промышленное применение Настоящее изобретение может быть использовано в устройстве для защиты от молнии с поверхностным разрядом для предотвращения 12 разрыва изолированного провода и моментального отключения подачи от электростанции в связи с грозовым перенапряжением, возникающим вблизи опорного изолятора в воздушных линиях электропередачи. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Громоотвод с поверхностным разрядом,используемый в воздушной линии электропередачи, сформированной из изолированного провода и частично включающей неизолированный участок, при этом воздушная линия электропередачи обеспечивается изолятором, имеющим заземленное окончание, причем указанный громоотвод содержит тело громоотвода, включающее изолированный провод, который имеет проводник и изолирующее покрытие для покрытия проводника, с возможностью обеспечения электрической изоляции эквивалентной электрической изоляции силового кабеля, причем изолированный провод согнут вдвое и один из его концов оголен, при этом оголенный конец тела громоотвода электрически соединен с одним из заземленных зажимов изолятора и неизолированным участком воздушной линии электропередачи, а второй конец тела громоотвода расположен у другого заземленного зажима изолятора и неизолированной части воздушной линии электропередачи. 2. Громоотвод с поверхностным разрядом,используемый в воздушной линии электропередачи, выполненной из неизолированного провода и обеспеченной изолятором, имеющим заземленный конец, причем указанный громоотвод включает тело, содержащее изолированный провод, имеющий проводник и изолирующее покрытие для покрытия проводника с возможностью обеспечения электрической изоляции,эквивалентной изоляции силового кабеля, при этом провод согнут вдвое и один из его концов оголен, причем оголенный конец тела громоотвода электрически соединен с одним из заземленных зажимов изолятора с неизолированным проводом воздушной линии электропередачи, и второй конец тела громоотвода расположен у другого заземленного зажима изолятора и неизолированного провода воздушной линии электропередачи. 3. Громоотвод с поверхностным разрядом,содержащий изолирующую трубу, разрядный электрод, предусмотренный на обеих сторонах изолирующей трубы, один конец или оба конца которой, соответственно, открыты, в котором один из указанных разрядных электродов соединен с воздушной линией электропередачи, и другой указанный разрядный электрод соединен с заземленным зажимом изолятора. 4. Громоотвод с поверхностным разрядом по п.1 или 2, который дополнительно включает изолирующую трубу, один конец или оба конца которой открыты, причем указанная изолирую 13 щая труба покрывает наружную поверхность указанного громоотвода с поверхностным разрядом, в котором один конец указанного громоотвода соединен с указанной воздушной линией электропередачи, а другой конец указанного громоотвода соединен с указанным заземленным зажимом изолятора. 5. Громоотвод с поверхностным разрядом по п.1 или 2, который дополнительно включает изолирующую трубу, один конец или оба конца которой открыты, причем указанная изолирующая труба имеет прослойку из указанного изолированного провода указанного громоотвода с поверхностным разрядом на внутренней стороне указанного изолированного провода указанного громоотвода с поверхностным разрядом, и электрод, который должен быть соединен с указанной воздушной линией, причем указанный электрод вставляется в один открытый конец указанной изолирующей трубы, расположенный на стороне указанного изолирующего покрытия указанного громоотвода, при этом один конец указанного громоотвода соединен с указанной 14 воздушной линией электропередачи, и другой конец указанного громоотвода соединен с указанным заземленным зажимом изолятора. 6. Громоотвод с поверхностным разрядом,содержащий электрод, расположенный со стороны воздушной линии электропередачи и соединенный с указанной воздушной линией, обратный электрод, подсоединенный через заземленный электрод к заземленному зажиму изолятора, расположенного у воздушной линии, изолирующую трубу, покрывающую обратный электрод для изоляции, причем электрод, расположенный со стороны воздушной линии, вставлен вовнутрь изолирующей трубы с возможностью установки разрядной части внутри изолирующей трубы, а обратный электрод располагается в изолирующем слое изолирующей трубы вдоль сплошной разряжающей части, с возможностью обеспечения желаемой характеристики разрядки без пробоя диэлектрика между электродом, расположенным со стороны воздушной линии, и обратным электродом.

МПК / Метки

МПК: H02H 9/06, H01T 4/14

Метки: молнии, поверхностным, защиты, разрядом, устройство

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/9-3435-ustrojjstvo-dlya-zashhity-ot-molnii-s-poverhnostnym-razryadom.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Устройство для защиты от молнии с поверхностным разрядом</a>

Похожие патенты