ИЗОЛЯТОР-РАЗРЯДНИК

Настоящая полезная модель относится к области высоковольтной техники, а более конкретно к изоляторам и устройствам грозозащиты.
Известен высоковольтный изолятор-разрядник для высоковольтной линии электропередачи. (RU №2378725 C1, H01B 17/00, опубл. 10.01.2010). Данный изолятор-разрядник содержит изоляционное тело, установленные на его концах первый и второй элементы арматуры, один из которых служит для соединения с высоковольтным проводом, а второй - с опорой линии электропередачи. Изолятор-разрядник дополнительно снабжен периодической мультиэлектродной системой - МЭС, состоящей из 5-100 и более электродов, вмонтированных в профиль из силиконовой резины, механически связанных с изоляционным телом. Изолятор-разрядник содержит также первый и второй подводящие электроды, каждый из которых отделен воздушным промежутком от изоляционного тела и одним концом связан гальванически или через воздушный промежуток с первым или вторым элементом арматуры, а вторым концом через воздушный промежуток с первым или вторым концом МЭС. Электроды МЭС и подводящие электроды выполнены и установлены таким образом, что при воздействии на изолятор-разрядник перенапряжения пробиваются воздушные промежутки между подводящими электродами и крайними электродами МЭС, после чего последовательно пробиваются искровые промежутки между электродами МЭС. Устройство обладает свойствами грозозащитного устройства. МЭС расположена по эквипотенциальной линии, или эквипотенциальным линиям электрического поля промышленной частоты, в котором работает изолятор-разрядник, перпендикулярно траектории пути утечки изолятора.
Недостатками данного изолятора-разрядника является малая эффективность работы из-за недостаточно быстрого гашения разряда -дуги между смежными электродами в МЭС при прохождении волны перенапряжения.
Наиболее близким техническим решением является изолятор -разрядник, выбранный в качестве прототипа. (RU №108206 U1, H01B 17/00, опубл. 10.09.2011). Изолятор-разрядник содержит тарельчатое изоляционное тело, жестко закрепленные по его центру первый и второй элементы арматуры, один из которых служит для соединения с высоковольтным проводом, а второй - с опорой линии электропередачи. Он также дополнительно снабжен мультиэлектродной системой - МЭС, состоящей из 5-100 и более электродов, вмонтированных в профиль из силиконовой резины. Профиль жестко закреплен на ребре изоляционного тела. Между электродами выполнены отверстия, выходящие наружу профиля. Эти отверстия образуют миниатюрные газоразрядные камеры. Изолятор-разрядник содержит также первый и второй подводящие электроды, каждый из которых отделен воздушным промежутком от изоляционного тела и одним концом связан гальванически или через воздушный промежуток с верхним или нижним элементом арматуры, а вторым концом через воздушный промежуток с первым или последним электродом МЭС. По окружности тела, с внутренней стороны МЭС жестко закреплен кольцеобразный ускоритель электродинамического дутья в виде кольца из электропроводящего материала, который обеспечивает высокую эффективность работы изолятора-разрядника за счет действия электродвижущих сил, возникающих в нем и влияющих на электрическую дугу между смежными электродами в МЭС в момент прохождения волны перенапряжения.
Недостатком данного изолятора-разрядника является невысокая эффективность работы из-за сравнительно небольших значений токов, индуцируемых в кольце из электропроводящего материала, вследствие чего дуга между смежными электродами в МЭС выдувается с недостаточно высокой скоростью.
Цель полезной модели - повысить эффективность работы изолятора-разрядника за счет увеличения скорости гашения разряда между смежными электродами в МЭС, благодаря увеличению значения тока, проходящего по кольцеобразному ускорителю электродинамического дутья из электропроводящего материала.
Технический результат достигается следующим образом. В изоляторе-разряднике, содержащем тарельчатое изоляционное тело, жестко закрепленные по центру изоляционного тела, по обе его стороны, первый и второй элементы арматуры, один из которых служит для соединения с высоковольтным проводом, а второй - с опорой линии электропередачи, с первым и вторым элементом арматуры гальванически или через воздушный промежуток одними своими концами соединены верхний и нижний подводящие электроды, каждый из которых отделен воздушным промежутком от изоляционного тела, а второй конец нижнего подводящего электрода через воздушный промежуток соединен с последним электродом мультиэлектродной системы, которая расположена в профиле из силиконовой резины, который жестко закреплен на ребре изоляционного тела, между электродами мультиэлектродной системы в профиле выполнены отверстия, выходящие наружу профиля и образующие миниатюрные газоразрядные камеры, по окружности изоляционного тела, с внутренней стороны мультиэлектродной системы жестко закреплен кольцеобразный ускоритель электродинамического дутья из электропроводящего материала, ускоритель электродинамического дутья выполнен разомкнутым, его один конец гальванически связан с верхним подводящим электродом, а второй конец кольцеобразного ускорителя электродинамического дутья соединен через воздушный промежуток с первым электродом мультиэлектродной системы.
На фиг.1 приведен общий вид изолятора-разрядника. Фрагмент мультиэлектродной системы показан на фиг.2.
На фиг.1 представлен изолятор-разрядник, который содержит тарельчатое изоляционное тело 1, например, стеклянное. По центру изоляционного тела 1, по обе его стороны, жестко закреплены первый 2 и второй 3 элементы арматуры, один из которых служит для соединения с высоковольтным проводом, а второй - с опорой линии электропередачи. С первым 2 и вторым 3 элементом арматуры гальванически или через воздушный промежуток одними своими концами соединены первый 4 и второй 5 подводящие электроды, каждый из которых отделен воздушным промежутком от изоляционного тела 1. Другие концы подводящих электродов 4, 5 через воздушный промежуток соединены с первым 6 или последним 7 электродом мультиэлектродной системы, которая расположена в профиле 8 из силиконовой резины, который жестко закреплен на ребре изоляционного тела 1. Между электродами 9 (фиг.2) мультиэлектродной системы в профиле 8 выполнены отверстия 10, выходящие наружу профиля 8 и образующие миниатюрные газоразрядные камеры, по окружности изоляционного тела 1 (фиг.1). С внутренней стороны мультиэлектродной системы жестко закреплен кольцеобразный ускоритель электродинамического дутья 11 (фиг.1) из электропроводящего материала, например, из меди. Позицией 12 (фиг.2) показан канал искрового разряда между электродами 9. Ускоритель электродинамического дутья 11 (фиг.1) выполнен разомкнутым, его один конец 13 гальванически связан с первым подводящим электродом 4, который гальванически или через воздушный промежуток связан с первым элементом 2 арматуры, а второй конец 14 кольцеобразного ускорителя электродинамического дутья 11 соединен через воздушный промежуток с первым электродом 6 мультиэлектродной системы, последний электрод 7 которой соединен через воздушный промежуток с нижним подводящим электродом 5, гальванически или через воздушный промежуток связанным со вторым элементом 3 арматуры.
Изолятор-разрядник работает следующим образом: при воздействии перенапряжения на изолятор-разрядник, вызванным, например, ударом молнии, сначала пробивается воздушный промежуток между вторым концом подводящего электрода 5 (фиг.1) и последним электродом 7, потом последовательно воздушные промежутки между электродами 9 (фиг.2) разрядных камер мультиэлектродной системы, а затем - воздушный промежуток между вторым концом 14 (фиг.1) и первым электродом 6. Ток грозового перенапряжения протекает от второго элемента арматуры 3 и его подводящего электрода 5 через разрядный канал нижнего воздушного промежутка между вторым концом подводящего электрода 5 и последним электродом 7, затем - по разрядным каналам 12 (фиг.2) между электродами 9 мультиэлектродной системы, и далее - через разрядный канал верхнего воздушного промежутка между вторым концом 14 (фиг.1) ускорителя 11 и первым электродом 6. Затем по проводящей части первого элемента арматуры 2 через опору (на фигурах не показана) в землю. Разряды между электродами 9 (фиг.2) сопровождаются возникновением больших давлений, посредством которых разрядные каналы выдуваются через отверстия 10 наружу. Одновременно с этим на каналы разрядов между электродами 9 также действуют электродинамические силы, обусловленные взаимодействием токов разрядов между электродами 9 с током, протекающим по ускорителю электродинамического дутья 11 (фиг.1). В результате дутья длина каналов разрядов увеличивается, а, следовательно, увеличивается их теплоотдача в окружающий воздух, каналы охлаждаются и разряды между электродами 9 (фиг.2) гасятся. Изолятор-разрядник начинает вести себя как изолятор.
Таким образом в заявляемом изоляторе-разряднике по сравнению с прототипом величина электродинамической силы значительно больше, т.к. по ускорителю электродинамического дутья 11 (фиг.1) протекает не индуцированный разрядами между электродами 9 ток, а ток молнии.