Устройство для защиты от перенапряжений Советский патент 1985 года по МПК H01C8/04 

Изобретение относится к области электротехники, а более конкретнок устройствам для защиты высоковоль ных электрических сетей от перенапр жений (только к устройствам для наружной установки). Принципы выравнивания распределения напряжения вдоль колонн резис торов для устройств для защиты от перенапряжений наружной установки и в элегазе различны, так как величины паразитных емкостей колонны резисторов в устройствах наружной уЪтановки невелики и существенно изменяются при различном удалении единичных резисторов от земли. В эл газовьпс установках паразитные емко ти 1-шеют значительную величину и .практически одинаковы для всех резисторов колонны. Известны вентильные разрядники, включающие искровые промежутки и собранные в колонну последовател но соединенные нелинейные резисторы заключенные в фарфоровую покрыщку Вследствие наличия емкостных связей между элементами разрядника и между элементами разрядника на землю возникает неравномерность распределения напряжения по высоте разрядника. В результате отдельные резисторы оказьгоаются более нагруженными, мощность потерь на них возрастает, происходит их более ранее старение и выход из строя. Известны устройства для защиты от перенапряжений для наружной уст новки, для выравнивания распределе ния напряжения по элементам колонн нелинейных резисторов которых ИСПО зуют варьирование продольной емкос ти аппарата в соответствии с форму лой ,+0,5Cg-(N-i)S где GO емкость нижнего резистора, (N-O число резисторов в колонке 2j. Недостатком этого выравнивания распределения напряжения является необходимость точного определения величины продольных емкостей, а сл довательно, высокие требования к т ности формулы C,(5+0,5C(M-i) и высокой точности комплектовки емко тей варисторов или блоков варисторов. Незначительная погрешность в определении оптимальной емкости варистора приводит к значительному увеличению неравномерности распределения напряжения вдоль колонны 5 К снижению надежности аппарата в делом. Изготовление варисторов или блоков варисторов различной емкости многократно усложняет технологический процесс и сборку колонны. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для защиты от перенапряжений, содержащее изоляционный, корпус с верхним и нижним фланцами и размещенными Б нем колоннами высоконелинейных резисторов, экран, выполненный в виде тороида, установленный под верхним фланцем и закрепленный на нем с помощью экранодержателей З. Использование такого экрана для выравнивания распределения напряжения вдоль колонок резисторов приводит к значительному снижению напряженности электрического поля на части резисторов колонны, расположенных внутри экрана, по сравнению с напряженностью электрического по части резисторов колонны, расположенных непосредственно ниже экрана. В результате последние имеют срок службы существенно меньший, чем остальные резисторы, и определяют срок слуя.бы аппарата в целом. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства в эксплуатационном режиме путем вьфавнивания распределения напряжения вдоль колонок резисторов. Цель достигается тем, что устройство для защиты от перенапряжений, содержащее изоляционный корпус с верхним и нижним фланцами и размещенными в нем колонками высоконелинейных резисторов, экран, вьшолн еннь й в виде тороида, установленный под верхн ; I фланцем и закрепленный на нем с помощью экранодержателей, снабжено электродом, вьшолненным в виде тороида и закрепленным на верхнем фланце, причем собственная емкость электрода С д и собственная емкость экрана С, связаны следующим образом « 91ср -ЭЛ Оптимально, собственные емкости электрода и экрана должны быть соизмеримы. При снижении емкости электрода по сравнению с собственной емкостью экрана более, чем в 2 раза, электрод не обеспечивает поставленной цели, так как не снижает в

31

достаточной мере заряд на верхней части экранодержателей, поддерживающих экран, а следовательно, неэффективно выравнивает распределение напряжения в верхней части аппарата.

Если же собственную емкость электрода выбрать больше собственной емкости экрана, то электрод оказывает отрицательное действие на распределение напряжения вдоль верхней части колонны резисторов.

Благодаря влиянию электрода с собственной емкостью, меньшей собственной емкости экрана не более чем в 2 раза, заряд на части экранодержателей экрана, близкой к верхнему фланцу, значительно уменьшается, что уменьшает его экранирующее действие. В результате распределение напряженности электрического поля в верхней части аппарата выравнивается, а максимальная напряженность электрического поля вдоль колонки резисторов соответственно уменьшается.

На фиг. 1 показано устройство для защиты от перенапряжений, общий вид; на фиг. 2 - кривые распределения напряженности электрического поля вдоль колонки резисторов.

Устройство для защиты от перенапряжений содержит изоляционный корпус 1 с верхним 2 и нижним 3 фланцами и заключенные в корпус 1 колонки нелинейных резисторов (не показаны), экран 4, закрепленный на верхнем 2 с помощью экранодержателей 5, электрод 6, закрепленный так520454

же на верхнем фланце 2 с помощью экранодержателей 7. Экран 4, выполненный в виде тороида, расположен под верхним фланцем 2, электрод, также выполненный в виде тороида - над ним.

На фиг. 2 кривая 8 характеризует распределение напряженности электрического поля вдоль колонки реэисто10 ров устройства только с экраном,

кривая 9 - распределение напряженное ти электрического поля устройства с Экраном и электродом, собственная емкость которого в 1,5 раза меньше

f собственной емкости экрана, кривая 10 - распределение напряженности электрического поля вдоль резисторов устройства с электродом, собственная емкость которого больше собственной

20 емкости экрана в 2 раза.

Максимум напряженности электрического поля вдоль колонки резисторов, как видно из графиков, имеет место непосредственно под экраном.

25 Внутри экрана напряженность электрического поля ниже максимальной, а в области, прилегающей к заземленному основанию, значительно ниже максимальной. Использование электроQ да, расположенно го-Bbmie верхнего

фланца, приводит к вьфавниванию распределения напряжения в верхней части аппарата, что уменьшает максимальную напряженность электрического ,поля вдоль столба резисторов и увеличивает срок службы предлагаемого устройства в длительном эксплуатационном режиме.

ss

5

Фмг.1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ Of ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ, содержащее изоляционный корпус с верхним и нижним фланцами и размещенными в нем колонками высоконелинейных резисторов, экран, выполненный в виде тороида, установленный под верхним фланцем и закрепленньй на нем с помощью экранодержателей, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности (стройства в работе, оно снабжено электродом, выполненным в виде тороида и закрепленным на верхнем фланце, причем собственная емкость электрода С дд и собственная емкость экрана С S связаны следующим образом 0,5 С.,С,,р . (Л