СХЕМНОЕ РЕШЕНИЕ ЦЕПИ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ЗАЖИГАНИЯ ИСКРОВОГО ПРОМЕЖУТКА В УСТРОЙСТВЕ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ С АСИММЕТРИЧНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ Российский патент 2018 года по МПК H02H9/06 H01T2/02 

Область техники

Данное техническое решение относится к схемному решению цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка в устройстве защиты от перенапряжения с асимметричным элементом, относящимся к области электрических защитных устройств, предназначенных для ограничения перенапряжения в защищаемой распределительной сети. Защита от перенапряжения включает искровой разрядник, соединенный с входным зажимом I и входным зажимом II, при этом цепь вспомогательного зажигания искрового промежутка в устройстве защиты от перенапряжения с асимметричным элементом, отличающаяся асимметричным трехполюсным предохранителем от перенапряжений, соединена с искровым разрядником в трех полосах.

Предпосылки создания изобретения

Известные конструкции современных грозовых разрядников имеют эффективный искровой разрядник, обеспеченный цепью вспомогательного зажигания искрового промежутка, которая быстро возбуждает разряд в искровом разряднике, если возникает импульсное перенапряжение. Благодаря своей конструкции, искровой разрядник быстро отключается, т.е. прохождение остаточного тока будет остановлено, как только закончится скачек перенапряжение от импульса перенапряжения. Различные схемные решения цепей вспомогательного зажигания искрового промежутка, которые должны возбуждать разряд между электродом I и основным электродом II искрового разрядника с использованием вспомогательного электрода, содержат трансформатор. Основным недостатком известных схемных решений цепей вспомогательного зажигания искрового промежутка с трансформатором является значительное ограничение величины тока, протекающего между вспомогательным электродом и основным электродом I или основным электродом II искрового разрядника, импедансом вторичной обмотки трансформатора, который увеличивает время, необходимое для того, чтобы инициировать разряд в искровом разряднике; со временем вторичная обмотка трансформатора может быть разрушена вследствие перегрева, вызванного ограниченным поперечным сечением провода вторичной обмотки трансформатора, и, следовательно, устройство защиты от перенапряжения теряет свою функцию, что подвергает защищаемое оборудование опасности импульсного перенапряжения.

Пример подобного схемного решения описан в документе US 6111740 "Система защиты от перенапряжения и элемент защиты от перенапряжения для системы защиты от перенапряжения", в котором система защиты от перенапряжения характеризуется искровым разрядником с двумя основными электродами и по крайней мере одним вспомогательным электродом, соединенным с выходом цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка с инициирующим напряжением. Цепь вспомогательного зажигания искрового промежутка содержит инициирующий конденсатор, элемент, инициирующий зажигание, и трансформатор, характеризующийся первичной и вторичной обмотками. Выходное напряжение вторичной обмотки представляет собой выходное инициирующее напряжение цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка. Недостатком подобного схемного решения является высокий импеданс вторичной обмотки, который ограничивает ток, протекающий через вспомогательный электрод и один из основных электродов. Подобная перегрузка может привести к повреждению цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка и потере функции устройством защиты от перенапряжения. Аналогично, в схемном решении, опубликованном в документе DE 19914313 "Система защиты от перенапряжения, например, для защиты электронного оборудования от динамического перенапряжения, вызванного грозовым разрядом, в которой имеется аппаратура контроля для цепей зажигания с отключением при перегреве или динамической перегрузке" цепь зажигания расширена предохранительными элементами и сигнализацией о рабочем состоянии.

Еще одно схемное решение цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка для защиты от перенапряжения, которое образует составную часть документа FR 2902579 "Устройство для защиты электрооборудования, т.е. ограничитель перенапряжения, имеет инициирующий элемент, который изменяет состояние искровых разрядников из непроводящего, в котором разрядники препятствуют циркуляции тока, в проводящее состояние, в котором разрядники позволяют току короткого замыкания протекать по ветвям", рассматривает синхронное инициирование двух последовательно соединенных элементов защиты от перенапряжения, при этом элементы защиты от перенапряжения состоят из искровых разрядников, а цепь вспомогательного зажигания искрового промежутка содержит две вторичные обмотки. В этом схемном решении отмеченые выше недостатки даже усугубляются.

В документе US 4683514 "Компоновка схемы защиты от выбросов напряжения" показана компоновка, в которой между вспомогательным электродом искрового разрядника и вторичной обмоткой трансформатора расположен защитный резистор. Защитный резистор частично защищает обмотку от повреждения, однако, в то же время он также ограничивает ток, т.е. способность инициировать разряд цепью вспомогательного зажигания искрового промежутка, и при этом ограничивается стабильность горения дуги.

Аналогично, схемное решение цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка в устройстве защиты от перенапряжения, как отмечено в документе US 2003007303 "Баростойкое герметизированное устройство воздушного зазора для отведения разрушающих возмущений, вызванных перенапряжением" представляет собой только базовое решение схемы. Сохраняется недостаток, обусловленный высоким импедансом вторичной обмотки трансформатора.

В документе CZ 25171 "Схемное решение цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка устройства защиты от перенапряжения" представлена просто улучшенная компоновка цепи с сохраняющимся недостатком, заключающемся в высоком импедансе вторичной обмотки.

Основной принцип технического решения

Указанные выше недостатки в значительной мере устраняются благодаря схемному решению цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка в устройстве защиты от перенапряжения с асимметричным элементом, предназначенной для возбуждения искрового разрядника с симметричным или асимметричным расположением основного электрода I, соединенного с входным зажимом I, основного электрода II, соединенного с входным зажимом II, и вспомогательного электрода; при этом принцип схемного решения характеризуется тем, что основной электрод I искрового разрядника соединен через термочувствительный разъединитель, а также через параллельно соединенные варистор II и конденсатор I с электродом I асимметричного трехполюсного грозового разрядника, у которого средний электрод соединен через первичную обмотку трансформатора с основным электродом II искрового разрядника, у которого вспомогательный электрод соединен через варистор I с электродом II асимметричного трехполюсного грозового разрядника, соединенным с основным электродом II искрового разрядника через вторичную обмотку трансформатора, и в то же время термочувствительный разъединитель соединен посредством тепловой связи с варистором II, и при этом асимметричный трехполюсный грозовой разрядник отличается тем, что статическое напряжение U1 зажигания между электродом II и средним электродом выше, чем статическое напряжение U2 зажигания между средним электродом и электродом I.

Устройство защиты от перенапряжения включает искровой разрядник, который отличается наличием основного электрода I, основного электрода II и вспомогательного электрода, предназначенного для того, чтобы облегчить возникновение разряда между основным электродом I, и основным электродом II, что становится возможным благодаря схемному решению цепи вспомогательного искрового промежутка в системе защиты от перенапряжения с асимметричным элементом.

Преимущество подобного схемного решения цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка в системе защиты от перенапряжения состоит в увеличении надежности инициирования разряда и, соответственно, способности включать цепь вспомогательного зажигания искрового промежутка путем использования асимметричного элемента, состоящего из асимметричного трехполюсного грозового разрядника.

Модификация схемного решения цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка в системе защиты от перенапряжения с асимметричным элементом, которое было описано выше, заключается во включении конденсатора II, между узлом, соединяющим электрод I асимметричного трехполюсного грозового разрядника с варистором II и конденсатором I, и основным электродом II искрового разрядника.

Еще одно схемное решение цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка в системе защиты от перенапряжения с асимметричным элементом, предназначенное для возбуждения искрового разрядника, имеющего как симметричное, так и асимметричное расположение основного электрода I, соединенного с входным зажимом I, основного электрода II, соединенного с входным зажимом II, и вспомогательного электрода, включает основной электрод I искрового разрядника, который соединен через термочувствительный разъединитель и варистор II с электродом I асимметричного трехполюсного грозового разрядника, у которого электрод соединен через первичную обмотку трансформатора с основным электродом II искрового разрядника, у которого вспомогательный электрод соединен через варистор I с электродом II асимметричного трехполюсного грозового разрядника, соединенным через вторичную обмотку трансформатора с основным электродом II искрового разрядника, при этом один конец последовательного соединения резистора и конденсатора I соединен с узлом, соединяющим термочувствительный разъединитель с варистором II, а его другой конец соединен с основным электродом II искрового разрядника, а термочувствительный разъединитель соединен посредством тепловой связи с варистором II и, при этом на асимметричном трехполюсном грозовом разряднике имеется следующее напряжение: статическое напряжение U1 зажигания между электродом II и средним электродом выше, чем статическое напряжение U2 зажигания между средним электродом и электродом I.

Еще одно возможное схемное решение цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка в системе защиты от перенапряжения с асимметричным элементом, предназначенное для возбуждения искрового разрядника, имеющего как симметричное, так и асимметричное расположение основного электрода I, соединенного с входным зажимом I, основного электрода II, соединенного с входным зажимом II, и вспомогательного электрода включает основной электрод I искрового разрядника, соединенный через термочувствительный разъединитель, а также через параллельное соединение варистора II и конденсатора I к одному полюсу чувствительного к напряжению запускающего элемента, у которого второй полюс соединен через первичную обмотку трансформатора с основным электродом II искрового разрядника, у которого вспомогательный электрод соединен через I с электродом I асимметричного трехполюсного грозового разрядника, который соединен с его средним электродом через варистор III, а средний электрод соединен через вторичную обмотку трансформатора с основным электродом II искрового разрядника, который соединен с электродом II асимметричного трехполюсного грозового разрядника, при этом термочувствительный разъединитель соединен посредством тепловой связи с варистором II, и при этом на асимметричном трехполюсном грозовом разряднике имеется напряжение: статическое напряжение U1 зажигания между электродом II и средним электродом выше, чем статическое напряжение U2 зажигания между средним электродом и электродом I.

Модификация описанного выше схемного решения цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка в системе защиты от перенапряжения с асимметричным элементом содержит конденсатор II, включенный между узлом, соединяющим чувствительный к напряжению запускающий элемент с вариантом II и конденсатором I, и основным электродом II искрового разрядника.

Последнее схемное решение цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка в системе защиты от перенапряжения с асимметричным элементом, предназначенное для возбуждения искрового разрядника, имеющего как симметричное, так и асимметричное расположение основного электрода I, соединенного с входным зажимом I, основного электрода II, соединенного с входным зажимом II, и вспомогательного электрода содержит основной электрод I искрового разрядника, соединенный через термочувствительный разъединитель и варистор II с одним полюсом чувствительного к напряжению запускающего элемента, второй полюс соединен с основным электродом II искрового разрядника через первичную обмотку трансформатора, а вспомогательный электрод искрового разрядника соединен через варистор I с электродом I асимметричного трехполюсного грозового разрядника, который соединен через варистор III с его средним электродом, который соединен через вторичную обмотку трансформатора с основным электродом II искрового разрядника, который соединен с электродом II асимметричного трехполюсного грозового разрядника, при этом один конец последовательного соединения резистора и конденсатора I соединен с узлом, соединяющим термочувствительный разъединитель с вариантом II, а его другой конец соединен с основным электродом II искрового разрядника, в то же время термочувствительный разъединитель соединен посредством тепловой связи с варистором II и, при этом напряжение на асимметричном трехполюсном грозовом разряднике распределено следующим образом: статическое напряжение U1 зажигания между электродом II и средним электродом выше, чем статистическое напряжение U2 зажигания между средним электродом и электродом I.

Схемные решения цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка в системе защиты от перенапряжения с асимметричным элементом, которые отличаются наличием чувствительного к напряжению запускающего элемента, который предпочтительно включает двухполюсный грозовой разрядник или двухполюсную электронную схему на основе мощных переключающих полупроводниковых приборов.

Краткое описание изображений на чертежах

Предлагаемое техническое решение будет подробно объяснено с использованием чертежей, на которых на Фиг. 1 показана блок-схема схемного решения цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка в системе защиты от перенапряжения с асимметричным элементом.

На Фиг. 2 показана принципиальная электрическая схема цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка в системе защиты от перенапряжения с асимметричным элементом, включающая трансформатор, асимметричный трехполюсный грозовой разрядник, варистор I, варистор II, конденсатор I и термочувствительный разъединитель.

На Фиг. 3 показана принципиальная электрическая схема цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка в системе защиты от перенапряжения с асимметричным элементом, включающая трансформатор, асимметричный трехполюсный грозовой разрядник, варистор I, варистор II, конденсатор I, конденсатор II и термочувствительный разъединитель.

На Фиг. 4 показана принципиальная электрическая схема цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка в системе защиты от перенапряжения с асимметричным элементом, включающая трансформатор, асимметричный трехполюсный грозовой разрядник, варистор I, варистор II, конденсатор I, резистор и термочувствительный разъединитель.

На Фиг. 5 показана принципиальная электрическая схема цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка в системе защиты от перенапряжения с асимметричным элементом, включающая трансформатор, асимметричный трехполюсный грозовой разрядник, варистор I, варистор II, варистор III, двухполюсный грозовой разрядник, конденсатор I и термочувствительный разъединитель.

На Фиг. 6 показана принципиальная электрическая схема цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка в системе защиты от перенапряжения с асимметричным элементом, включающая трансформатор, асимметричный трехполюсный грозовой разрядник, варистор I, варистор II, варистор III, двухполюсный грозовой разрядник, конденсатор I, конденсатор II и термочувствительный разъединитель.

На Фиг. 7 показана принципиальная электрическая схема цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка в системе защиты от перенапряжения с асимметричным элементом, включающая трансформатор, асимметричный трехполюсный грозовой разрядник, варистор I, варистор II, варистор III, двухполюсный грозовой разрядник, конденсатор I, резистор и термочувствительный разъединитель.

На Фиг. 8 показана система напряжений на асимметричном трехполюсном грозовом разряднике.

Примеры реализации технического решения

Электрическая схема цепи 1 вспомогательного зажигания искрового промежутка в устройстве защиты от перенапряжения с асимметричным элементом, согласно Фиг.1, включает искровой разрядник 4, соединенный с входным зажимом I 2 и входным зажимом II 3, при этом цепь вспомогательного зажигания искрового промежутка в устройстве защиты от перенапряжения с асимметричным элементом соединена в трех полюсах с искровым разрядником 4.

Схемное решение цепи 1 вспомогательного зажигания искрового промежутка в устройстве защиты от перенапряжения, согласно Фиг. 2, предназначена для возбуждения искрового разрядника 4 при симметричном, либо асимметричном размещении основного электрода I 5, соединенного с входным зажимом I 2, основного электрода II 6, соединенного со входным зажимом II 3, и вспомогательного электрода 7, включает основной электрод I 5 искрового разрядника 4, соединенный через термочувствительный разъединитель 21, а также через параллельное соединение варистора II 9 и конденсатора I 16 с электродом I 13 асимметричного трехполюсного грозового разрядника 12, у которого средний электрод 15 соединен через первичную обмотку 20 трансформатора 18 с основным электродом II 6 искрового разрядника 4, у которого вспомогательный электрод 7 соединен через варистор I 8 с электродом II 14 асимметричного трехполюсного грозового разрядника 12, который соединен через вторичную обмотку 19 трансформатора 18 с основным электродом II 6 искрового разрядника 4, в то же время термочувствительный разъединитель 21 соединен посредством тепловой связи 22 с варистором II 9, и при этом напряжение на асимметричном трехполюсном грозовом разряднике 12 распределено следующим образом: статическое напряжение U1 зажигания между электродом II 14 и средним электродом 15 выше, чем статическое напряжение U2 зажигания между средним электродом 15 и электродом I 13.

Функция схемного решения цепи 1 вспомогательного зажигания искрового промежутка в устройстве защиты от перенапряжения, представленного на Фиг. 2, состоит в следующем: в отсутствие состояния перенапряжения между входным зажимом I 2 и входным зажимом II 3 имеется рабочее напряжение защищаемой распределительной цепи, и этого напряжения не достаточно для того, чтобы инициировать разряд между электродом I 13 и средним электродом 15 в асимметричном трехполюсном грозовом разряднике 12. Если возникает импульсное перенапряжение между входным зажимом I 2 и входным зажимом II 3, между электродом I 13 и средним электродом 15 асимметричного трехполюсного грозового разрядника 12 происходит искровой разряд, при этом снизится сопротивление варистора II 9, и импульс тока, протекающего через первичную обмотку 20 трансформатора 18, наведет высокое напряжение в его вторичной обмотке 19, и это высокое напряжение будет подаваться через варистор I 8 на вспомогательный электрод 7 искрового разрядника 4 и, следовательно, между вспомогательным электродом и основным электродом I 5 или основным электродом II 6 искрового разрядника 4 произойдет искровой разряд. Варистор I 8 помогает поддерживать разряд путем резкого уменьшения своего сопротивления. Следовательно, в результате наличия ионизированного пространства между основным электродом I 5 и основным электродом II 6 в искровом разряднике 4 происходит искровой разряд между основным электродом I 5 и основным электродом II 6 искрового разрядника 4. Затем благодаря наличию ионизированного пространства между электродом I 13 и средним электродом 15 в асимметричном трехполюсном грозовом разряднике 12, пространство между электродом II 14 и средним электродом 15 в асимметричном трехполюсном грозовом разряднике 12 также будет ионизировано, и между электродом II 14 и средним электродом 15 произойдет искровой разряд и резкое снижение внутреннего импеданса между ними, и поэтому первичная обмотка 20 трансформатора 18 с более низким импедансом, включенная параллельно со вторичной обмоткой 19 трансформатора 18, имеющей более высокий внутренний импеданс, значительно увеличивает ток во вспомогательном электроде 7 искрового разрядника 4, а это повысит надежность возбуждения и, соответственно, ионизирующий эффект вспомогательного электрода 7 искрового разрядника 4.

При падении напряжения между основным электродом I 5 и основным электродом II 6 искрового разрядника 4 ток, протекающий через вспомогательный электрод 7, также постепенно уменьшается, варистор I 8 будет увеличивать свое сопротивление, и аналогично варистор II 9 также увеличит свое сопротивление, и оба они вернутся в исходное состояние, следовательно, протекание тока между вспомогательным электродом 7 и основным электродом I 5 или основным электродом II 6 в искровом разряднике 4 прекратится. Асимметричный трехполюсный грозовой разрядник 12 вернется в свое исходное состояние, отличающееся высоким внутренним импедансом. Конденсатор 16 улучшает динамические характеристики цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка.

Термочувствительный разъединитель 21 позволяет отсоединять цепь 1 вспомогательного включения искрового промежутка в устройстве защиты от перенапряжения от защищаемой распределительной цепи в случае перегрева и недопустимого нагрева или перегрева варистора II 9.

Модифицированное схемное решение цепи 1 вспомогательного зажигания искрового промежутка в устройстве защиты от перенапряжения, с асимметричным элементом, представленное на описанной выше Фиг. 3, включает следующие элементы: конденсатор II 17, включенный между узлом, соединяющим электрод I 13 асимметричного трехполюсного грозового разрядника 12 с варистором II 9 и конденсатором I 16, и основным электродом II 6 искрового разрядника 4.

Еще одно схемное решение цепи 1 вспомогательного зажигания искрового промежутка в устройстве защиты от перенапряжения, с асимметричным элементом, представленное на Фиг. 4, предназначено для возбуждения искрового разрядника 4 при симметричном, либо асимметричном размещении основного электрода I 5, соединенного с входным зажимом I 2, основного электрода II 6, соединенного со входным зажимом II 3, и вспомогательного электрода 7, включает основной электрод I 5 искрового разрядника 4, соединенный через термочувствительный разъединитель 21 и через варистор II 9 с электродом I 13 асимметричного трехполюсного грозового разрядника 12, у которого средний электрод 15 соединен через первичную обмотку 20 трансформатора 18 с основным электродом II 6 искрового разрядника 4, у которого вспомогательный электрод 7 соединен через варистор I 8 с электродом II 14 асимметричного трехполюсного грозового разрядника 12, который соединен через вторичную обмотку 19 трансформатора 18 с основным электродом II 6 искрового разрядника 4, при этом последовательное соединение резистора 23 и конденсатора I 16, соединено с узлом, соединяющим термочувствительный разъединитель 21 с варистором II 9, с одного конца, а с другого конца - с основным электродом II 6 искрового разрядника 4, при этом термочувствительный разъединитель 21 соединен посредством тепловой связи 22 с варистором II 9, при этом напряжение на асимметричном трехполюсном грозовом разряднике 12 распределено так, что статическое напряжение U1 зажигания между электродом II 14 и средним электродом 15 выше, чем статическое напряжение U2 зажигания между средним электродом 15 и электродом I 13.

Еще одно возможное схемное решение цепи 1 вспомогательного зажигания искрового промежутка в устройстве защиты от перенапряжения, с асимметричным элементом, представленное на Фиг. 5, предназначено для возбуждения искрового разрядника 4 при симметричном, либо асимметричном расположении основного электрода I 5, соединенного с входным зажимом I 2, основного электрода II 6, соединенного с входным зажимом II 3, и вспомогательного электрода 7, включает основной электрод I 5 искрового разрядника 4, соединенный через термочувствительный разъединитель 21, а также через параллельное соединение варистора II 9 и конденсатора I 16, с одним полюсом чувствительного к напряжению запускающего элемент 11, второй полюс которого соединен через первичную обмотку 20 трансформатора 18 с основным электродом II 6 искрового разрядника 4, у которого вспомогательный электрод 7 соединен через варистор I 8 с электродом I 13 асимметричного трехполюсного грозового разрядника 12, который соединен через варистор III 10 со своим средним электродом 15, а средний электрод соединен через вторичную обмотку 19 трансформатора 18 с основным электродом II 6 искрового разрядника 4, а основной электрод II соединен с электродом II 14 асимметричного трехполюсного грозового разрядника 12, при этом термочувствительный разъединитель 21 соединен посредством тепловой связи 22 с варистором II 9, и при этом напряжение на асимметричном трехполюсном грозовом разряднике 12 распределено таким образом, что статическое напряжение U1 зажигания между электродом II 14 и средним электродом 15 выше, чем статическое напряжение U2 зажигания между средним электродом 15 и электродом I 13.

Модифицированное схемное решение цепи 1 вспомогательного зажигания искрового промежутка в устройстве защиты от перенапряжения, с асимметричным элементом, представленное на описанной выше Фиг. 6, включает конденсатор II 17, включенный между узлом, соединяющим чувствительный к напряжению запускающий элемент 11 с варистором II 9 и конденсатором I 16, и основным электродом II 6 искрового разрядника 4.

Последнее схемное решение цепи 1 вспомогательного зажигания искрового промежутка в устройстве защиты от перенапряжения, с асимметричным элементом, представленное на Фиг. 7, предназначено для возбуждения искрового разрядника 4 при симметричном, либо асимметричном расположении основного электрода I 5, соединенного с входным зажимом I 2, основного электрода II 6, соединенного с входным зажимом II 3, и вспомогательного электрода 7, включает основной электрод I 5 искрового разрядника 4, при этом основной электрод I соединен через термочувствительный разъединитель 21 и варистор II 9 с одним полюсом чувствительного к напряжению запускающего элемента 11, второй полюс которого соединен через первичную обмотку 20 трансформатора 18 с основным электродом II 6 искрового разрядника 4, у которого вспомогательный электрод 7 соединен через варистор I 8, с электродом I 13 асимметричного трехполюсного грозового разрядника 12, который соединен через варистор III 10 с его средним электродом 15, а он соединен через вторичную обмотку 19 трансформатора 18 с основным электродом II 6 искрового разрядника 4, а основной электрод II 6 соединен с электродом II 14 асимметричного трехполюсного грозового разрядника 12, при этом группа, состоящая из соединенных последовательно резистора 23 и конденсатора I 16, соединена с одного конца с узлом, соединяющим термочувствительный разъединитель 21 с варистором II 9, а ее другой конец соединен с основным электродом II 6 искрового разрядника 4, при этом термочувствительный разъединитель 21 соединен посредством тепловой связи 22 с варистором II 9, и при этом напряжение на асимметричном трехполюсном грозовом разряднике 12 распределено таким образом, что статическое напряжение U1 зажигания между электродом II 14 и средним электродом 15 выше, чем статическое напряжение U2 зажигания между средним электродом 15 и электродом I 13.

Схемные решения цепи 1 вспомогательного зажигания искрового промежутка в устройстве защиты от перенапряжения, с асимметричным элементом, представленные на Фиг. 5, 6 или 7, которые содержат чувствительный к напряжению запускающий элемент 11, являются более предпочтительными, поскольку они содержат двухполюсный грозовой разрядник или двухполюсную электронную схему, основанную на мощных переключающих полупроводниках.

Что касается последовательно соединенных элементов схемы, таких как резистор 23 и конденсатор I 16 на Фиг. 4 или 7, или варистор II 9, чувствительный к напряжению запускающий элемент 11 и первичная обмотка 20 трансформатора 18 на Фиг. 7, то работоспособность схемного решения цепи 1 вспомогательного зажигания искрового промежутка может сохраняться даже при ином порядке последовательного соединения этих элементов цепи.

На Фиг. 8 показано напряжение на асимметричном трехполюсном грозовом разряднике 12, при этом состояние при котором статическое напряжение U1 зажигания между электродом II 14 и средним электродом 15 выше, чем статическое напряжение U2 зажигания между средним электродом 15 и электродом I 13, должно быть обеспечено для всех схемных решений цепи 1 вспомогательного зажигания искрового промежутка в устройстве защиты от перенапряжения, с асимметричным элементом, включающим асимметричный трехполюсный грозовой разрядник 12.

Промышленная применимость

Схемное решение цепи вспомогательного зажигания искрового промежутка устройства защиты от перенапряжения с асимметричным элементом, согласно этому техническому решению, можно использовать во всех случаях, когда оборудование, соединенное с распределительной сетью, подвергается опасности перенапряжения, в частности, в результате возникновения тока молнии. По сравнению с известными схемными решениями, это техническое решение характеризуется улучшенной способностью запуска, что приводит к сокращению времени, необходимого для зажигания заряда в искровом разряднике, и в то же самое время оно снижает риск разрушения вторичной обмотки трансформатора вследствие перегрева и, следовательно, предотвращает последующее повреждение вследствие повреждения всей защиты от перенапряжения.

Изобретение относится к электрическим защитным устройствам. Предназначено для ограничения перенапряжения в защищаемой распределительной сети. Технический результат состоит в увеличении надежности инициации разряда и, соответственно, способности включать цепь вспомогательного зажигания искрового промежутка путем использования асимметричного элемента, состоящего из асимметричного трехполюсного грозового разрядника. Схемное решение цепи (1) вспомогательного зажигания искрового промежутка в устройстве защиты от перенапряжения с асимметричным элементом, предназначенное для инициирования разряда в искровом разряднике (4) при симметричном или асимметричном расположении основного электрода I (5), соединенного с входным зажимом I (2), основного электрода II (6), соединенного с входным зажимом II (3), и вспомогательного электрода (7). Основной электрод I (5) искрового разрядника (4), который соединен через термочувствительный разъединитель (21), а также через группу, состоящую из параллельно соединенных варистора II (9) и конденсатора I (16), с электродом I (13) асимметричного трехполюсного грозового разрядника (12), у которого средний электрод (15) соединен через первичную обмотку (20) трансформатора (18) с основным электродом II (6) искрового разрядника (4), у которого вспомогательный электрод (7) соединен через варистор I (8) с электродом II (14) асимметричного трехполюсного грозового разрядника (12), который соединен через вторичную обмотку (19) трансформатора (18) с основным электродом II (6) искрового разрядника (4), и в то же время термочувствительный разъединитель (21) соединен посредством тепловой связи (22) с варистором II (9) и при этом напряжение на асимметричном трехполюсном грозовом разряднике (12) распределено следующим образом: статическое напряжение U1 зажигания между электродом II (14) и средним электродом (15) выше, чем статическое напряжение U2 зажигания между средним электродом (15) и электродом I (13). 4 н. и 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Схемное решение цепи (1) вспомогательного зажигания в устройстве защиты от перенапряжения с асимметричным элементом, предназначенной для возбуждения искрового разрядника (4) при симметричном или асимметричном расположении основного электрода I (5), соединенного с входным зажимом I (2), основного электрода II (6), соединенного с входным зажимом II (3), и вспомогательного электрода (7), содержит основной электрод I (5) искрового разрядника (4), который соединен через термочувствительный разъединитель (21), а также через группу, состоящую из параллельно соединенных варистора II (9) и конденсатора I (16), с электродом I (13) асимметричного трехполюсного грозового разрядника (12), у которого средний электрод (15) соединен через первичную обмотку (20) трансформатора (18) с основным электродом II (6) искрового разрядника (4), у которого вспомогательный электрод (7) соединен через варистор I (8) с электродом II (14) асимметричного трехполюсного грозового разрядника (12), который соединен через вторичную обмотку (19) трансформатора (18) с основным электродом II (6) искрового разрядника (4), и в то же время термочувствительный разъединитель (21) соединен посредством тепловой связи (22) с варистором II (9), при этом напряжение на асимметричном трехполюсном грозовом разряднике (12) распределено следующим образом: статическое напряжение U1 зажигания между электродом II (14) и средним электродом (15) выше, чем статическое напряжение U2 зажигания между средним электродом (15) и электродом I (13).

2. Схемное решение цепи (1) вспомогательного зажигания в устройстве защиты от перенапряжения с асимметричным элементом по п. 1, которое содержит конденсатор II (17), включенный между узлом, соединяющим электрод I (13) асимметричного трехполюсного грозового разрядника (12) с варистором II (9) и конденсатором I (16), и основным электродом II (6) искрового разрядника (4).

3. Схемное решение цепи (1) вспомогательного зажигания в устройстве защиты от перенапряжения с асимметричным элементом, предназначенной для возбуждения искрового разрядника (4) при симметричном или асимметричном расположении основного электрода I (5), соединенного с входным зажимом I (2), основного электрода II (6), соединенного с входным зажимом II (3), и вспомогательного электрода (7), содержит основной электрод I (5) искрового разрядника (4), соединенный через термочувствительный разъединитель (21) и через варистор II (9) с электродом I (13) асимметричного трехполюсного грозового разрядника (12), у которого средний электрод (15) соединен через первичную обмотку (20) трансформатора (18) с основным электродом II (6) искрового разрядника (4), у которого вспомогательный электрод (7) соединен через варистор I (8) с электродом II (14) асимметричного трехполюсного грозового разрядника (12), который соединен через вторичную обмотку (19) трансформатора (18) с основным электродом II (6) искрового разрядника (4), при этом группа, состоящая из последовательно соединенных резистора (23) и конденсатора I (16), соединена на одном конце с узлом, соединяющим термочувствительный разъединитель (21) с варистором II (9), а на другом конце - с основным электродом II (6) искрового разрядника (4), и в то же время термочувствительный разъединитель (21) соединен посредством тепловой связи (22) с варистором II (9), при этом напряжение на асимметричном трехполюсном грозовом разряднике (12) распределено следующим образом: статическое напряжение U1 зажигания между электродом II (14) и средним электродом (15) выше, чем статическое напряжение U2 зажигания между средним электродом (15) и электродом I (13).

4. Схемное решение цепи (1) вспомогательного зажигания в устройстве защиты от перенапряжения с асимметричным элементом, предназначенной для возбуждения искрового разрядника (4) при симметричном или асимметричном расположении основного электрода I (5), соединенного с входным зажимом I (2), основного электрода II (6), соединенного с входным зажимом II (3), и вспомогательного электрода (7), содержит основной электрод I (5) искрового разрядника (4), который соединен через термочувствительный разъединитель (21), а также через группу, состоящую из параллельно соединенных варистора II (9) и конденсатора I (16), с одним полюсом чувствительного к напряжению запускающего элемента (11), второй полюс которого соединен через первичную обмотку (20) трансформатора (18) с основным электродом II (6) искрового разрядника (4), у которого вспомогательный электрод (7) соединен через варистор I (8) с электродом I (13) асимметричного трехполюсного грозового разрядника (12), который соединен через варистор III (10) с его средним электродом (15), а этот электрод соединен через вторичную обмотку (19) трансформатора (18) с основным электродом II (6) искрового разрядника (4), который соединен с электродом II (14) асимметричного трехполюсного грозового разрядника (12), и в то же время термочувствительный разъединитель (21) соединен посредством тепловой связи (22) с варистором II (9), при этом напряжение на асимметричном трехполюсном грозовом разряднике (12) распределено следующим образом: статическое напряжение U1 зажигания между электродом II (14) и средним электродом (15) выше, чем статическое напряжение U2 зажигания между средним электродом (15) и электродом I (13).

5. Схемное решение цепи (1) вспомогательного зажигания в устройстве защиты от перенапряжения с асимметричным элементом по п. 4 содержит конденсатор II (17), включенный между узлом, соединяющим чувствительный к напряжению запускающий элемент (11) с варистором II (9) и конденсатором I (16), и основным электродом II (6) искрового разрядника (4).

6. Схемное решение цепи (1) вспомогательного зажигания в устройстве защиты от перенапряжения с асимметричным элементом, предназначенной для возбуждения искрового разрядника (4) при симметричном или асимметричном расположении основного электрода I (5), соединенного с входным зажимом I (2), основного электрода II (6), соединенного с входным зажимом II (3), и вспомогательного электрода (7), содержит основной электрод I (5) искрового разрядника (4), соединенный через термочувствительный разъединитель (21) и через варистор II (9) с одним полюсом чувствительного к напряжению запускающего элемента (11), второй полюс которого соединен через первичную обмотку (20) трансформатора (18) с основным электродом II (6) искрового разрядника (4), у которого вспомогательный электрод (7) соединен через варистор I (8) с электродом I (13) асимметричного трехполюсного грозового разрядника (12), который соединен через варистор III (10) с его средним электродом (15), а этот электрод соединен через вторичную обмотку (19) трансформатора (18) с основным электродом II (6) искрового разрядника (4), который соединен с электродом II (14) асимметричного трехполюсного грозового разрядника (12), при этом группа, состоящая из последовательно соединенных резистора (23) и конденсатора I (16), соединена на одном конце с узлом, соединяющим термочувствительный разъединитель (21) с варистором (9), а на другом конце соединена с основным электродом II (6) искрового разрядника (4), и в то же время термочувствительный разъединитель (21) соединен посредством тепловой связи (22) с варистором II (9), при этом напряжение на асимметричном трехполюсном грозовом разряднике (12) распределено следующим образом: статическое напряжение U1 зажигания между электродом II (14) и средним электродом (15) выше, чем статическое напряжение U2 зажигания между средним электродом (15) и электродом I (13).

7. Схемное решение цепи (1) вспомогательного зажигания в устройстве защиты от перенапряжения с асимметричным элементом по пп. 4-6, которое содержит чувствительный к напряжению запускающий элемент (11), который характеризуется преимуществами двухполюсного грозового разрядника или двухполюсной электронной схемы, основанной на мощных переключающих полупроводниковых приборах.