Ограничитель перенапряжений
Патент 1385150
Авторы
Классы МПК
Ограничитель перенапряжений
Иллюстрации
Реферат
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
/ ф
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ <
< ь
<
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3939695/24-07 (22) 09.08.85 (46) 30.03.88. Бюл. № 12 (71) Научно-исследовательский, проектноконструкторский и технологический институт
Производственного объединения «Электрокерамика» (72) С. И. Гарасим, В. Е. Розет, А. С. Сергеев и С. С. Шур (53) 621.316.933 (088.8) (56) Патент Швейцарии № 521031, кл. Н 01 Т 5/00, 1971.
Патент США № 4223366, кл. 361 — 127, 1980. (54) (57) ОГРАНИЧИТЕЛЬ ПЕРЕ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащий изолированный корпус, внутри которого установлена по крайней мере одна колонка высоколинейных резисторов, окруженная основным слоем диэлектрика с высокой теплопроводностью, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы в условиях загрязÄÄSUÄÄ 1385150 А1
511 4 Н 01 С 8/04, Н Ol Т 4/20 м нения и увлажнения наружной поверхности корпуса путем повышения равномерности распределения напряжения и тока вдоль колонки резисторов, коаксиально основному слою диэлектрика расположен дополнительно введенный слой диэлектрика с меньшей диэлектрической проницаемостью, чем у материала диэлектрика основного слоя, причем геометрическая поперечная емкость С между колонкой резисторов и наружной загрязненной поверхностью корпуса на метр длины ограничителя выбрана в соответствии с расчетной формулой
С(К .пФ/и, где U — эффективное значение наибольшего линейного напряжения ограничителя, кВ;
К 2500 Ф «
А = 10 кВ"1.
С-й .. " Ы А- Ф/
1п Р /Dz
40 где ь.— эквивалентная диэлектрическая проницаемость диэлектрических слоев; диэлектрическая постоянная; наружный диаметр загрязненного корпуса, м;
45 эквивалентный диаметр колонки высоконелинейных резисторов, м; эффективное значение наибольшего линейного напряжения ограничителя, кВ; коэффициент пропорциональности, пф KB1 !2 равный 2500 — пф — „"
1->г
А — постоянная величина, равная
10 кВ
При возникновении . пояса 8 подсушки напряжение по слою 4 загрязнения перераспределяется, в результате чего практи13851
Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для защиты от коммутационных и атмосферных перенапряжений распредустройств и линий электропередач высокого напряжения.
Цель изобретения — повышение надежности работы ограничителя в условиях загрязнения и увлажнения наружной поверхности корпуса путем повышения равномерности распределения напряжения и тока вдоль колонки резисторов. 10
На чертеже показан ограничитель перенапряжений, продольный разрез.
К защищаемой сети 1 подключены высоколинейные резисторы 2, заключенные в изоляционный корпус 3. Изоляционный корпус 3 снаружи покрыт частично увлажненным слоем 4 загрязнения с сопротивлением R.p (Ом/м).
Пространство между корпусом 3 и резисторами 2 заполнено двумя слоями: основным слоем 5 диэлектрика с высокой тепло- 20 проводностью и диэлектрической проницаемостью, большей диэлектрической проницаемости дополнительного слоя 6 диэлектрика, расположенного коаксиально слою 5. Слои
5 и 6, например слой 5 из кварцевого песка и газовый слой 6, могут быть разделены между собой с помощью, например, диэлектрической прокладки 7. Часть слоя 4 загрязнения под воздействием протекающего тока высыхает, образуя пояс 8 подсушки с поверхностным сопротивлением R>)) Rip 30
Слой 4 увлажненного загрязнения связан геометрическими поперечными емкостями с колонкой резисторов 2.
Поперечную емкость С между колонкой резисторов и наружной загрязненной и увлажненной поверхностью корпуса на метр длины ограничителя определяют по следующей зависимости:
50 чески все напряжение сосредотачивается на поясе 8 подсушки. Вследствие этого распределение напряжения по колонке резисторов 2 и по высоте слоя 4 загрязнения существенно различно, при этом между противостоящими точками колонки резисторов 2 и наружной поверхности корпуса 3 возникает разность потенциалов, что приводит к принудительному перераспределению напряжения по колонке резисторов. Это вызывает увеличение активной составляющей тока, увеличение потерь и перегрев резисторов.
Введение между внутренней поверхностью корпуса 3 и колонкой резисторов 2 дополнительного слоя 6 диэлектрического материала с диэлектрической проницаемостью меньшей, чем у основного слоя 5 диэлектрика, позволяет уменьшить суммарную поперечную емкость ограничителя и, следовательно, ослабить поперечные емкостные связи между колонкой высоколинейных резисторов и слоем загрязнения на поверхности корпуса и уменьшить степень влияния тока утечки по слою загрязнения на ток в резисторах.
Определение емкости между колонками резисторов и наружной загрязненной и увлажненной поверхностью корпуса на метр длины ограничителя по указанной зависимости позволяет ослабить поперечные емкостные связи до степени, обеспечивающей практическую независимость токов через колонку резисторов от токов по слою загрязненного и увлажненного корпуса. В результате повышается надежность работы ограничителя в условиях загрязнения и увлажнения корпуса.
Для того, чтобы при загрязнении и увлажнении ограничителя перегрев резистора оставался в допустимых пределах, амплитуда активной составляющей тока через него должна оставаться меньшей некоторого критического значения, которое составляет порядка 1 мА на колонку.
Область значений поперечной емкости, в пределах которой амплитуда активной составляющей тока через резистор остается меньшей критической, определяли на физикоматематической модели загрязненного ограничителя.
На физико-математической модели определяли зависимости наибольшего значения тока через резистор от величины поперечной емкости. Обработка полученных материалов показала, что если поперечная емкость С удовлетворяет указанной формуле, то ток в любой части резистора остается меньшим критического при любых состояниях слоя загрязнения и увлажнения.
Использование ограничителя предлагаемой конструкции обеспечивает ограничение перенапряжения в электрических установках, расположенных в районах с интенсивным
1385150
С оста в ител ь E. Бо ч к о в а
Редактор А. Огар Техред И. Верес Корректор Н. Король
Заказ 1120/47 Тираж 746 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
3 загрязнением атмосферы, и увеличивает срок их службы. Кроме того, повышается надежность защитных аппаратов, а также облегчается и удешевляется эксплуатация последних, так как исключаются регулярные чистки и обмывки аппаратов, сопровождающиеся отключением части оборудования подстанции.