УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ МНОГОФАЗНЫХ ЦЕПЕЙ Российский патент 2003 года по МПК H02H9/06 H01T4/00 

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для защиты электрооборудования сетей высокого напряжения от грозовых и коммутационных перенапряжений.

Известно устройство для защиты от перенапряжений многофазных цепей с изолированной нейтралью (Авт. св. СССР 928482, кл. Н 01 T 5/00, Н 02 Н 9/06, 1982), содержащее включенные между фазными и заземленными выводами вертикальные колонки, выполненные каждая в виде двух смежных групп последовательно включенных идентичных вентильных разрядников, верхние примыкающие к фазным выводам, группы которых соединены между собой по схеме многоугольника, указанные смежные группы разрядников каждой колонки разделены дополнительно введенными опорными изоляторами, отношение количества разрядников в верхней группе к количеству разрядников в нижней группе каждой из колонок выбрано равным двум, причем в каждой колонке примыкающий к опорному изолятору вывод нижней группы разрядников подключен к средней точке верхней группы разрядников. Вентильные разрядники групп состоят из последовательно включенных искровых промежутков, шунтированных резисторами, и нелинейных резисторов.

Недостатком такого устройства являются значительные габариты, что не позволяет использовать ее в сетях с напряжением свыше 10 кВ, низкие механические характеристики, большое количество соединительных проводников, наличие вспомогательных изоляторов на напряжение, превышающее фазное, а наличие искровых промежутков в разрядниках приводит к ухудшению защитных характеристик аппарата.

Наиболее близким к изобретению - прототипом является устройство защиты от перенапряжений многофазных цепей (Авт. св. СССР 817851, кл. Н 02 Н 9/06, 1981), содержащее включенные между каждой фазой цепи и землей высоконелинейные последовательно соединенные резисторы, точки соединения которых соединены между собой через искровые промежутки, включенные по схеме звезды, а между нейтралью звезды упомянутых искровых промежутков и землей введен конденсатор.

Недостатком такого устройства является наличие искровых промежутков, приводящих к ухудшению защитных характеристик аппарата. Кроме этого, нестабильность работы этих искровых промежутков увеличивает разброс в уровне срабатывания аппарата при ограничении междуфазных перенапряжений, а это, в свою очередь, увеличивает вероятность повреждения изоляции защищаемого электрооборудования и снижает надежность сети.

Изобретение решает задачу улучшения защитных характеристик аппарата и обеспечения стабильности его работы.

Поставленная задача решается за счет того, что устройство защиты от перенапряжений многофазных цепей, содержащее включенные между каждой фазой цепи и землей высоконелинейные последовательно соединенные резисторы, имеет между точками соединения последовательно соединенных высоконелинейных резисторов каждой из крайних фаз и такой же точкой средней фазы еще два дополнительных высоконелинейных резистора, сумма напряжений при номинальном разрядном токе верхнего резистора любой из крайних фаз и дополнительного резистора, включенного между крайней и средней фазой, равно напряжению при номинальном разрядном токе верхнего резистора средней фазы, а отношение напряжений при номинальном разрядном токе верхнего резистора средней фазы и нижнего резистора средней фазы составляет .

Предлагаемое устройство представлено на чертеже.

Между фазами защищаемой цепи А, В, С и землей включены высоконелинейные последовательно соединенные резисторы 1, 2 для крайних фаз и 3, 4 для средней фазы. Между точками соединения последовательно соединенных высоконелинейных резисторов 1 и 2 каждой из крайних фаз и такой же точкой средней фазы - точка соединения резисторов 3 и 4 подключены еще два дополнительных высоконелинейных резистора 5.

Напряжения при номинальных разрядных токах высоконелинейных резисторов определены соотношениями:

где U₁÷U₅ - напряжения при номинальных разрядных токах резисторов 1, 2, 3, 4 и 5.

Откуда следует, в частности, что
U₁+U₅=U₃, (2)
a

Заданные соотношения обеспечивают равные защитные отношения при ограничении перенапряжений фаза - фаза и фаза - земля.

Устройство работает следующим образом. При появлении перенапряжений фаза-земля срабатывают нелинейные элементы, подключенные между фазой и землей - 1 и 2 или 3 и 4. При появлении междуфазных перенапряжений между любой из крайних и средней фаз срабатывают последовательно соединенные высоконелинейные резисторы 1, 5 и 3. При появлении междуфазных перенапряжений между крайними фазами срабатывают четыре последовательно соединенных резистора: 1, 5, 5 и 1.

Использование предлагаемого изобретения позволяет стабильно ограничивать грозовые и коммутационные перенапряжения фаза-земля и фаза-фаза до уровней, определяемых вольт-амперными характеристиками высоконелинейных резисторов, что улучшает защитные характеристики устройства.

Использование: электроэнергетика. Между фазами защищаемой цепи и землей включены высоколинейные последовательно соединенные резисторы для крайних фаз, для средней фазы. Между точками соединения последовательно соединенных высоколинейных резисторов каждой из крайних фаз и такой же точкой средней фазы подключены еще два дополнительных высоконелинейных резистора. Сумма напряжений при номинальном разрядном токе верхнего резистора любой из крайних фаз и дополнительного резистора, включенного между крайней и средней фазой, равна напряжению при номинальном разрядном токе верхнего резистора средней фазы, а отношение напряжений при номинальном разрядном токе верхнего резистора средней фазы и нижнего резистора 4 средней фазы составляет . Техническим результатом является улучшение защитных характеристик устройства и обеспечение стабильности его работы. 1 ил.

Устройство защиты от перенапряжений многофазных цепей, содержащее включенные между каждой фазой цепи и землей высоконелинейные последовательно соединенные резисторы, отличающееся тем, что между точками соединения последовательно соединенных высоконелинейных резисторов каждой из крайних фаз и такой же точкой средней фазы подключены еще два дополнительных высоконелинейных резистора, при этом сумма напряжений при номинальном разрядном токе верхнего резистора любой из крайних фаз и дополнительного резистора, включенного между крайней и средней фазой, равно напряжению при номинальном разрядном токе верхнего резистора средней фазы, а отношение напряжений при номинальном разрядном токе верхнего резистора средней фазы и нижнего резистора средней фазы составляет 5