Устройство для защиты от перенапряжений высоковольтной электрической сети Советский патент 1989 года по МПК H01C7/12 H01T4/00 

«к|

О5 СО

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения - уменьшение материалоемкости путем увеличения пропускной способности варисторов по току при большой крутизне фронта протекающего импульса тока. За счет выполнения по крайней мере одного из торцов дисков 7 варисторов профилированным с кольцевым периферийным выступом, плавно сопряженным с плоской центральной поверхностью торца, и выбора площади электрода 9 равной 75-90% от общей площади профилированного торца оказалось возможным уменьшить число единичных варисторов в колонке и число колонок варисторов. 3 ил.

Фиг. 2

3151

Изобретение относится к электротехнике и применяется для защиты электрооборудования высоковольтных электрических сетей от перенапряжений.. Цель изобретения -- уменьшение материалоемкости путем увеличения пропускной, способности вариаторов по току при большой крутизне фронта протекающего импульса тока.

На фиг.1 представлена конструктивная схема устройства; на фиг.2 - единичный варистор, разрез; на фиг.З - характер распределения тока по диаметру варистора.

Устройство представляет собой изоляционный корпус 1, в котором размещаются параллельно соединенные колонки 2 высоконелинейных варисторов 3. Число последних определяется классом напряжения сети. Выводы 4 устройства подключаются между фазным проводом 5 высоковольтной сети и землей 6. Каждая колонка 2 состоит из последовательно соединенных варисторов 3. Варистор 3 выполнен в виде диска 7 из высоконелинейного материала с эле ктродами 8 и 9 на противостоящих торцовых поверхностях 10 и 11, из которых поверхность 10 выполнена плоской а поверхность 11 - с периферийшзш кольцевым выступом. Причем диска варистора, измеренная по краю указанного выступа, на 7 - 12% больше, чем выс.эта диска варистора в его центральной части. Переход от плос.кой центральной части торцовой поверхности 11 к его выступу выполнен плавным Электроды 8 и 9 повторяют профиль торцовых поверхностей диска варистора Причем полная площадь профильного элек трода 9 составляет 75-90%5 а площадь его плоской части - 60-70% от общей площади торцовой поверхности 11 диска 7 варистора. Увеличение высоты варистора (т.е. расстояния между его торцами) на краю электродов приводит к уменьшению плотности тока в этой зоне (фиг.З) и, соответственно, к снижению вероятности теплового пробоя резистора. Причем это сннясение оказьшается тем большим, чем больше нелинейность материала варистора.

Устройство работает следующим образом.

Устройство постоянно подключено параллельно защищаемому оборудованию между фазным проводом 5 сети и землей 6 . (фиг.1) и через него протекает длитель

69 4

ный рабочий ток, который вследствие высокой нелинейности дисков 7 металло- оксидных варисторов З, применяемых в устройстве, имеет малую величину и не вызывает опасного нагрева устройства. При приходе по фазному проводу волны грозовых перенапряжений 12 резко уменьшаются сопротивления дисQ ков 7 варисторов, что приводит к ограничению перенапряжений на оборудовании. При этом через варисторы протекает большой импульсный ток. Высокая нелинейность материала

5 дисков варисторов обеспечивает при неизменном напряжении на варисторе уменьшение плотности тока на краю электрода более, чем в два раза при увеличении высоты диска варистора по

0 краю его выступа по сравнению с высотой диска в его центральной части на 7-12%. В два раза возрастает при этом пропускная способность варисторов и всего ограничителя перенапряжений по то5 ку на коротких импульсах тока грозового происхождения .Это позволяет при заданных параметрах устройства уменьшить число параллельно соединенных колонок варисторов и снизить тем самым материало0 емкость и стоимость устройства.

Применение в ограничителях перенапряжений варисторов с профильной поверхностью хотя бы одного из торцов позволяет при возрастании высоты варистора на 7-12% и его диаметра на 5-10% увеличить пропускную способность по току при воздействии больших импульсных токов грозового диапазона в два раза. При этом число .„ параллельных колонок варисторов можно уменьшить также в два раза. Увеличение боковой поверхности варисторов 3 (фиг.4) по сравнению с варис- тором (фиг.1) улучшает отвод тепла, вьщеляющегося в нем в режиме длительного протекания рабочего тока под действием фазного напряжения сети. Это дает .возможность на 5% уменьшить число последовательно соединенных варисторов в колонках и, соответствен- 0 но, на 5% снизить защитньш уровень аппарата в целом.

Таким образом, конструкция устройства для защиты от перенапряжений на базе оксидно-цинковых варисторов со

5

5

i5

специальной профильной поверхностью хотя бы одного из торцов дает возможность при улучшении на 5% защитного уровня аппарата и обеспечении

777777777/7 77 7: 7/7 7: 7 77/ Фиг. г

U И

Фи,3

t Ч