Ограничитель перенапряжений Советский патент 1992 года по МПК H01C7/12 H01T1/00 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к аппаратам для защиты от перенапряжений изоляции установок высокого напряжения, более конкретно к средствам защиты на основе металлооксидных резисторов, называемых ограничителями перенапряжений, для изолированных высокопрочными газами, например элегазом, комплектных распределительных устройств.

Цель изобретения - повышение надежности путем введения дополнительного цилиндрического экрана.

На фиг. 1 представлен предлагаемый ограничитель перенапряжений, продольный разрез; на фиг. 2 - вид одного из блоков

ограничителя перенапряжений вдоль оси экрана; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Ограничитель перенапряжений содержит токопроводящий бак 1, заполненный элегазом под давлением и снабженный по торцам изолированным вводом 2 и соединенным с баком 1 заземленным выводом 3. Вдоль оси бака 1 между вводом 2 и выводом 3 установлены последовательно соединенные блоки 4. Каждый из блоков 4 состоит (фиг. 2 и 3) из цилиндрического электростатического экрана 5, ось которого совпадает с осью бака 1, и установленных внутри экрана попарно-симметрично относительно оси экрана колонок 6 металлооксидных резисторов 7, имеющих в данном исполнении форму дисков с металлизированными

VI

О

СЛ

to

торцовыми поверхностями. Каждая колонка 6 снабжена по концам электродами 8 и 9. На оси экрана 5 размещена центральная соединительная деталь, которая выполнена в виде изоляционного цилиндра (изолятора) 10 с токопроводящими накладками 11 и 12 на торцовых поверхностях. Между соединительной деталью и электродами 9 колонок б введены токопроводящие распорные элементы 13, которые могут быть выполнены, например, в виде специальных шпилек, ввинченных в тело изолятора 10 и упирающихся в электоды 9 колонок 6. Количество распорных элементов 13 может быть уменьшено наполовину так, чтобы каждая пара колонок, расположенных на одной линии, имела по крайней мере один распорный элемент 13. При соответствующем положении распорных элементов за счет упругих свойств экрана 5 вдоль оси колонок 6 действуют сжимающие силы, образующие уравновешенную систему. Это обеспечивает необходимую жесткость всей конструкции блока 4.

. Колонки б размещены радиально и попарно-симметрично в плоскости, перпенди- ку|пярной оси бака 1, причем электроды 8 Bcjex входящих в блок 4 колонок б плотно прикреплены с образованием хорошего электрического и теплового контакта к экрану р, а электроды 9 одной половины колонок соединены с накладкой 12, а другой половины - с накладкой 11.

Для электрического и механического со- единения блоков 4 между собой с одновременным закреплением их в неподвижном положении относительно бака все центральные соединительные детали блоков 4 выполнены с двумя сквозными отверстия- ми, в которые пропущены изоляционные стержни 14, выполненные, например, из стеклопластика. Стержни 14 закреплены на фланцах, установленных на вводе 2 и выводе 3 и снабженных натяжными устройства- ми (на фигурах не показаны).

Для выравнивания распределения напряжений между экранами 5 и токопроводящими накладками 11 и 12 включаются дополнительные конденсаторы 15 и 16, емкость которых различна для разных блоков 4 и определяется расчетом. Кроме того, для минимизации суммарной емкости конденсаторов имеется дополнительный цилинд- рический экран 17, который размещается коаксиально баку 1 в пространстве между баком 1 и экранами 5 и электрически связан с изолированным вводом 2. По концам экран 17 снабжен скруглениями. выполненными в виде тороидов, для снижения

напряженности поля до допустимого уровня.

При выборе размера дополнительного экрана 17 необходимо руководствоваться следующим. Его диаметр выбирается по условиям электрической прочности и, как показали расчеты и эксперименты, составляет 0,65-0,75 диаметра бака 1. Оптимальная длина дополнительного цилиндрического экрана 17 ( должна выбираться из условий минимизации суммарной емкости дополнительных конденсаторов 15, 16 (Сд), включаемых параллельно колонкам резисторов 7 во всех блоках 4.

Определение оптимального значения отношения длины экрана 17 (Li) к длине столбца экранов 5 (п), т.е. , требует проведения сложных экспериментов, для которых необходимо физическое моделирование ограничителя в натуральную величину, с воспроизведением всех геометрических размеров бака, экранов и других элементов конструкции ограничителя перенапряжений, от которого зависят собственные и взаимные частичные емкости. Избежать этих трудностей позволяет математическое моделирование электростатического поля бака внутри ограничителя перенапряжений. Расчет емкостей дополнительных конденсаторов при этом выполняется численным методом на ЭВМ с использованием специально разработанной программы.

Многочисленные расчеты, выполненные указанным методом для ограничителей 220 кВ и выше, показали, что минимуму е Сд соответствует оптимальная область значений в пределах 0,3-0,35. Для того чтобы показать влияние отношения U/I-2 на Ј Сд, приведем результаты расчета ограничителя перенапряжений на класс напряжения 500 кВ. При U/I.2, равных 0.25; 0,32: 0,37; были получены значения Ј Сд 5200; 3400 и 4700 пФ. Естественно предпочтительным является вариант с 0.32. так как при этом получено минимальное значение ЈСД 3400 пФ.

Формула изобретения

Ограничитель перенапряжений по авт. св. N 1192536, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен дополнительным цилиндрическим экраном, размещенным коаксиально токо- проводящему цилиндрическому баку ограничителя в полости, образованной внутренней поверхностью бака и соосно расположенными кольцевыми электростатическими экранами блоков, причем дополнительный цилиндрический экран соединен с изолированным вводом, при этом отношение аксиальной длины дополнительного ци- следовательно соединенных блоков выбра- линдрического экрана к длине столбца по- но в диапазоне 0,3-0,35.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для защиты от перенапряжений изоляции установок высокого напряжения, а также к защитным аппаратам на основе металлосксидных резисторов, называемых ограничителями перенапряжений, для изолированных высокопрочными газами, например элегазом, комплектных распределительных устройств. Цель изобретения - повышение надежности ограничителя путем выравнивания распределения напряжения по блокам (Б). Ограничитель снабжен дополнительным цилиндрическим экраном, размещенным коаксиально баку органичителя в пространстве между баком и экранами Б и электрически связанным с изолированным вводом ограничителя, причем аксиальный размер указанного цилиндрического экрана от входного электрода, первого от ввода, до конца указанного цилиндрического экрана составляет 0,3-0,35 от аксиального размера столбца Б ограничителя. 3 ил. СП с

/J

А

т

15

//

58