УСТРОЙСТВО С МНОЖЕСТВОМ РАЗРЯДНИКОВ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ Российский патент 1997 года по МПК H01T4/06 H01T1/15 

Изобретение относится к устройству с множеством разрядников защиты от перенапряжений, расположенных рядом друг с другом параллельно оси, которые содержат расположенный вне и параллельно продольной оси корпуса разрядника участок световой дуги и первую соединительную линию для соединения соответствующего разрядника защиты от перенапряжений с общей первой проводящей шиной, а также вторую соединительную линию, и при которых соответственно первая соединительная линия, исходя из первого конца соответствующего разрядника защиты от перенапряжений, направлена перпендикулярно к его продольной оси.

Подобное устройство из разрядников защиты от перенапряжений известно, например, из [1] В разрядниках защиты от перенапряжений известного устройства в случае перегрузки во внешней области между соединительными линиями разрядников защиты от перенапряжений может возникать световая дуга. В названной публикации не раскрыты никакие средства, которые способствуют удалению таковой световой дуги от корпуса разрядника, или препятствуют возникновению световой дуги между двумя соседними разрядниками защиты от перенапряжений, хотя именно в этом месте световая дуга может повредить многие разрядники защиты от перенапряжений.

В основе изобретения лежит задача выполнить устройство с множеством разрядников защиты от перенапряжений названного вначале типа так, чтобы световые дуги, с одной стороны, в области между множеством разрядников не возникали, а, с другой стороны, чтобы возникшие световые дуги по возможности быстро и надежно удалялись от корпуса разрядника.

Эта задача решается согласно изобретения за счет того, что положение участка световой дуги на периметре соответствующего разрядника защиты от перенапряжений задано, по меньшей мере, одним выдувным отверстием, которое расположено на периметре разрядника защиты от перенапряжений в положении, обращенном от соседних разрядников защиты от перенапряжений, причем первая соединительная линия от соответствующего разрядника защиты от перенапряжений проходит в основном радиально в направлении обращенном от участка световой дуги и что направление тока в соответствующей первой соединительной линии, с одной стороны, и в первой проводящей шине, с другой стороны, при каждом из разрядников защиты от перенапряжений составляют угол, являющийся меньшим, чем 90^o.

Отдельные разрядники защиты от перенапряжений содержат выдувные отверстия, которые позволяют в случае перегрузки вытекать горячему изолирующему газу изнутри разрядника вдоль его внешней стенки. В этой области в случае перегрузки должна предпочтительно возникать световая дуга. Устройство выполнено согласно изобретения таким образом, что никакие участки световой дуги не предусмотрены в области между соседними разрядниками защиты от перенапряжений, так как световая дуга между двумя разрядниками термически сильно нагружала бы эти оба разрядника. Если, например, разрядники защиты от перенапряжений расположены последовательно стоящими рядом друг с другом, то участки световой дуги могут располагаться соответственно на одной продольной стороне ряда на каждом разряднике защиты от перенапряжений.

За счет того, что соединительная линия расположена вертикально относительно продольной оси соответствующего разрядника защиты от перенапряжений и также вертикально относительно участка световой дуги, магнитное поле, которое создается током, протекающим от первой соединительной линии, направлено таким образом, что оно оказывает на световую дугу перемещающую ее силу. Так как первая соединительная линия согласно изобретения при каждом из разрядников защиты от перенапряжений радиально в направлении, обращенном от участка световой дуги, в результате получается магнитное поле, созданное током в первой соединительной линии, которое оттесняет световую дугу от корпуса соответствующего разрядника. За счет того, что между направлением тока в соответствующей первой соединительной линии и направлением тока в первой проводящей шине заключен угол, меньший 90^o, также и ток внутри первой проводящей шины вносит вклад в создание магнитного поля, которое оттесняет световую дугу от корпуса разрядника.

В случае, если первая проводящая шина была направлена вертикально относительно первой соединительной линии, из протекающего по первой проводящей шине тока не получалось бы никакой компоненты магнитного поля, которая оказывала бы желаемое действие на соответствующую световую дугу. Чем меньше будет угол между направлениями тока в первой проводящей шине и в соответствующей первой соединительной линии, тем больше будет вклад проводящей шины в желаемую компоненту магнитного поля и результирующуюся отсюда желаемую компоненту силы, действующей на световую дугу.

Изобретение выполнено особенно предпочтительно за счет того, что угол лежит между 25^o и 65^o.

Чтобы повысить вклад проводящей шины в желаемую компоненту силы, желательным был бы по возможности малый угол. Однако этому противостоит желание иметь по возможности экономичное с точки зрения пространства расположение множества разрядников защиты от перенапряжений, которые все должны быть подключены к первой проводящей шине. В названном предпочтительном диапазоне угла достигается хороший компромисс между экономичным с точки зрения пространства устройством и достаточным вкладом в создание магнитного поля за счет проводящей шины.

Дальнейшее предпочтительное выполнение изобретения предусматривает, что обе соединительных линии каждого разрядника защиты от перенапряжений образуют свободные стороны буквы U, основание которой образовано продольной осью разрядника защиты от перенапряжений.

С помощью этого выполнения первой и второй соединительной линии каждого разрядника защиты от перенапряжений достигается то, что обе соединительные линии вносят однонаправленный вклад в создание магнитного поля, которое оттесняет световую дугу от внешней стенки разрядника.

Далее изобретение может быть преимущественно быть выполнено так, что угол является одинаковым для первой группы разрядников защиты от перенапряжений.

Разрядники защиты от перенапряжений этой первой группы могут тогда быть расположены плотно рядом друг с другом и соединительные линии соответствующих разрядников защиты от перенапряжений могут быть направлены параллельно друг другу и подключаться к проходящей рядом с разрядником защиты от перенапряжений проводящей шине.

Дальнейшее предпочтительное выполнение изобретения предусматривает, что разрядники защиты от перенапряжений соединены соответственно посредством второй соединительной линии с общей второй проводящей шиной и что проводящие шины расположены параллельно друг другу.

В этом случае получается вклад в создание желаемого магнитного поля, как от первой проводящей шины, так и от второй проводящей шины.

Кроме того, изобретение предпочтительно может быть выполненным со второй группой разрядников защиты от перенапряжений и соответствующими первыми соединительными линиями так, что заключенный между направлением тока в соответствующей первой соединительной линии, с одной стороны, и направлением тока в первой проводящей шине, с другой стороны, угол является одинаковым для всех разрядников защиты от перенапряжений второй группы и что первая и вторая группы разрядников защиты от перенапряжений и соответствующие соединительные линии расположены друг относительно друга на различных сторонах первой проводящей шины зеркально симметрично относительно плоскости, содержащей продольную ось первой проводящей шины.

При этой конструкции обе группы разрядников защиты от перенапряжений расположены таким образом, что все разрядники защиты от перенапряжений расположены параллельно рядом друг с другом и экономично с точки зрения пространства так, что возникающие магнитные поля в случае перегрузки соответствующую световую дугу от корпуса разрядника защиты от перенапряжений, не повреждая при этом соседние разрядники защиты от перенапряжений.

На фиг.1 изображены два соседних друг с другом разрядника от перенапряжений в перспективном изображении,
на фиг. 2 оба разрядника защиты от перенапряжений из фигуры 1 в виде сверху,
на фиг. 3 расположение двух групп разрядников от перенапряжений в схематичном виде сверху.

Фигура 1 показывает первый разрядник защиты от перенапряжений 1, который в основном имеет цилиндрическую форму. В области торцевых сторон разрядник защиты от перенапряжений 1 имеет по одному выдувному отверстию 2, 3, которые определяют на периметре разрядника защиты от перенапряжений 1 положение световой дуги в случае нагрузки разрядника. А именно, за счет выдувания горячих изолирующих газов через выдувные отверстия 2, 3 там выступает горячий, ионизированный воздух, так что условия в этой области благоприятны для зажигания световой дуги.

Первый разрядник защиты от перенапряжений 1 через первую соединительную линию 4 соединен с первой проводящей шиной 5. При этом соединительная линия 4 и проводящая шина 5 заключают угол 21, который является меньше, чем 90^o.

В случае, когда снаружи на первом разряднике защиты от перенапряжений 1 горит световая дуга, ток, текущий к этому разряднику защиты от перенапряжений 1 по первой соединительной линии 4 создает в области средней плоскости 6 разрядника защиты от перенапряжений магнитное поле, которое имеет направление, показанное стрелкой 7. Одновременно за счет текущего в первой проводящей шине 5 тока вызывается магнитное поле, направление которого в области средней плоскости 6 разрядника защиты от перенапряжений обозначено стрелкой 8. В области разрядника защиты от перенапряжений 1 эти оба магнитных поля 7, 8 складываются в одно результирующее магнитное поле, направление которого показано стрелкой 9. Это поле 9 приводит к тому, что на световую дугу оказывается сила в направлении стрелки 10. Световая дуга, таким образом, смещается от разрядника защиты от перенапряжений 1, а именно в таком направлении, что также соседние разрядники защиты от перенапряжений 1 при этом термически не страдают или соответственно не подвергаются термической нагрузке. Разрядник защиты от перенапряжений 11 имеет со своим выдувным отверстием и соединительными линиями, а также подводящей линией такую же геометрию, что и первый разрядник защиты от перенапряжений и все другие разрядники защиты от перенапряжений, которые расположены в одном ряду рядом друг с другом, из которых на фигурах 1 и 2 представлены соответственно только два.

За счет того, что угол 21 является меньшим 90^o, обозначенное стрелкой 8, созданное током в проводящей шине 5 магнитное поле дает направленную перпендикулярно к соединительной линии 4 частичную компоненту, которая аддитивно складывается с магнитным полем 7, созданным током в соединительной линии 4, в общее магнитное поле 9. За счет этого получается силовое воздействие на световую дугу, которое показано стрелкой 10.

За счет изобретения обеспечивается, что, с одной стороны, горящая на разряднике защиты от перенапряжений световая дуга оттесняется от него таким образом, что также соседние разрядники защиты от перенапряжений не подвергаются опасности и что, с другой стороны, световая дуга оттесняется от ряда разрядников защиты от перенапряжений не вертикально, а под углом, который отклоняется от вертикали.

За счет этого уменьшается минимальное расстояние между одной группой разрядников защиты от перенапряжений и соседние конструктивные элементом, которое должно соблюдаться, чтобы не повреждать соседний конструктивный элемент за счет воздействия световой дуги.

На фигуре схематически представлена конденсаторная скамья 12, которая расположена в непосредственном соседстве с группой разрядников защиты от перенапряжений, которая однако в случае перегрузки вследствие наклонного отдувания световых дуг не подвергается термической нагрузке.

Фигура 3 показывает устройство с двумя группами 13 и 14 разрядников защиты от перенапряжений 15, 16, соединительные линии которых 17, 18 внутри одной группы проходят соответственно параллельно, причем соответственно первая 17 и вторая соединительная линии 19 одного отдельного разрядника защиты от перенапряжений проходят друг относительно друга точно также параллельно и конгруэнтно. Соответственно вторая соединительная линия 19 каждого разрядника защиты от перенапряжений 15, 16 показана штрихпунктиром в позиции, смещенной относительно ее истинного положения, чтобы сделать ее заметной рядом с первой подводящей линией того же самого разрядника защиты от перенапряжений. Первая группа 13 разрядников защиты от перенапряжений лежит на первой стороне проводящей шины 20, в то время как вторая группа 14 разрядников защиты от перенапряжений лежит относительно проводящей шины 20 симметрично противоположно первой группе 13. Позицией 22 на фигуре 3 обозначена вторая проводящая шина.

Соединительные провода всех разрядников защиты от перенапряжений образуют вместе рисунок типа елочки. Это обуславливает экономичное с точки зрения пространства расположение всех разрядников защиты от перенапряжений и определенно направленную силу на световые дуги за счет магнитного действия отводимых токов. Возникающие световые дуги надежно оттесняются за счет этой конструкции от корпуса разрядника, без возникновения для разрядника защиты от перенапряжений опасности разрушения за счет термической перегрузки и без повреждения соседних частей установки.

Существо: в устройстве с множеством параллельно расположенных разрядников защиты от перенапряжений разрядники подключены к общим шинам радиально расположенными соединительными линиями, проходящими противоположно расположению продувочных отверстий на периметре корпусе соответствующего разрядника. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство с множеством разрядников защиты от перенапряжений 1, 11, расположенных рядом друг с другом параллельно оси, которые содержат расположенный вне и параллельно к продольной оси корпуса разрядника участок световой дуги и первую соединительную линию 4 для соединения соответствующего разрядника защиты от перенапряжений 1, 11 с общей первой проводящей шиной 5 и при которых соответственно первая соединительная линия 4, исходя из первого конца соответствующего разрядника защиты от перенапряжений 1, 11, направлена перпендикулярно к его продольной оси, отличающееся тем, что положение участка световой дуги на периметре соответствующего разрядника защиты от перенапряжений 1, 11 задано по меньшей мере одним выдувным отверстием 2, 3, которое расположено на периметре разрядника защиты от перенапряжений 1, 11, причем первая соединительная линия 4 от соответствующего разрядника защиты от перенапряжений 1, 11 проходит в основном радиально в направлении, обращенном от участка световой дуги, и направления тока в соответствующей первой соединительной линии 4 с одной стороны и в первой проводящей шине 5 с другой стороны при каждом из разрядников защиты от перенапряжений 1,11 составляют угол 21, который является меньшим 90^o. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что угол 21 лежит между 25 и 65^o. 3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что вторая соединительная линия 19 каждого разрядника защиты от перенапряжений проходит параллельно его первой соединительной линии 4 и обе соединительные линии 4, 19 каждого разрядника защиты от перенапряжений 1, 11 образуют свободные стороны буквы U, основание которой образовано продольной осью разрядника защиты от перенапряжений 1, 11. 4. Устройство по пп. 1, 2 или 3, отличающееся тем, что угол 21 является одинаковым для первой группы 13 разрядников защиты от перенапряжений 1, 11. 5. Устройство по одному из пп. 1 4, отличающееся тем, что разрядники защиты от перенапряжений 1, 11 посредством второй соединительной линии соединены с общей второй проводящей шиной и проводящие шины расположены параллельно одна другой. 6. Устройство по п. 4 или 5 с второй группой 14 разрядников защиты от перенапряжений с соответственно первой соединительной линией 4, 17, 18, отличающееся тем, что заключенный между направлением тока в соответствующей первой соединительной линии с одной стороны и направлением тока в первой проводящей шине с другой стороны угол является одинаковым для всех разрядников защиты от перенапряжений второй 14 группы, первая и вторая группы 13, 14 разрядников защиты от перенапряжений 1, 11, 15, 16 и соответствующие первые соединительные линии 4, 17, 18 расположены одна относительно другой на различных сторонах первой проводящей шины 5, 20 зеркально симметрично относительно плоскости, содержащей продольную ось первой проводящей шины.