Искровой промежуток разрядника Советский патент 1984 года по МПК H01T1/04 

2. Искровой промежуток по п. 1, отл и, чающийся тем, что, с целью создания условий для начала активного дугогашения при токах, не превьшающих заданного предела, один из главных электродов и дополнительный кольцевой электрод соединены с внешними токоподводами через катушку электромагнитного дутья, а другой главный электрод соединен с дополнительным электродом через дополнительную катушку, расположенную и намотанную так, чтобы она создавала в зазоре между указанными электродами магнитное поле,равное и противоположное полю указанной катушки электромагнитного дутья при заданном пределе тока

4

8

3, Искровой промежуток по п. 1, отличающийся тем, что, с целью создания условий для начала активного дугогашения при токах, непревышающ:их заданного предела, один из главньгк электродов и дополнительный кольцевой электрод соединены с внешними токоподводами через катуш- ку электромагнитного дутья, а другой главный электрод соединен с дополнительным электродом через резистор,

сопротивление которого выбрано таким образом, чтобы оно обеспечи вало гашение дуги между указанными электродами при токах, равных или меньших заданного предела тока.

1. ИСКРОВОЙ ПРОМЕЖУТОК РАЗРЯДНИКА, содержащий две пластины из дугостойкого изолирующего материала, образующие узкощелевую камеру гашения с расходящимися главными электродами, и катушки электромагнитного дутья, отличающий- с я тем, что, с целью создания условий для рассеивания энергии перенапряжений в рабочем сопротивлении разрядника до начала активного ду- гогашения в искровых промежутках, в нем концы главных электродов выведены за пределы камеры гашения и согнуты в виде двух участков разомкнутого кольца, коаксиального с камерой гашения и охватывающего ее снаружи, и имеется дополнительный электрод в виде замкнутого кольца. Коаксиального с камерой гашения, образующего вместе с кольцеобразными участками главных электродов дополнительный кольцевой искровой промежуток .i(Л^0065СГ)ос

Известные токоограничивающие искровые промежутки, предназначенные для работы в разрядниках переменного тока мало пригодны для применения в таких разрядниках, поскольку в цих активное дугогашение начинается почти сразу вслед за пробоем разрядника с задержкой 0,5 мс или менее. Подвергаясь действию длительных волн тока с высокой амплитудой, они обычно выходят из строя. Для того, чтобы использовать такие промежутки требуются сложные схемы разрядников, например параллельное включение двух разрядников или схемы с шунтированием разрядника при длительных перенапряжениях, что снижает надежность работы.

Цель изобретения - создание условий для рассеивания энергии перенапряжений в рабочем сопротивлении разрядника до начала активного дугогашения в искровых промежутках. Для этого в предложенном промежутке концы главных .электродов выведены за пределы камеры .гашения и согнуты в виде, двух участков разомкнутого кольца, коаксиального с камерой гашения и охватывающего ее снаружи, и имеется дополнительный электрод в виде замкнутого кольца, коаксиального с камерой гашения, образующего вместе с кольцеобразными участками главных электродов дополнительный кольцевой искровой промежуток.

На фиг. 1 изображен предложенный искровой промежуток, разрез; .,- на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - электрическая схема включения промежутка совместно с катушкой

электромагнитного дутья.

В средней части искрового промежутка расположена обычная узкощелевая камера 1 гашения с расходящимися роговыми электродами 2 и 3, которые в дальнейшем называются главными.Камера

гашения образована расположенными сверху и снизу стенками из изолирующего дугостойкого материала и ограничена замком 4 из того же материала.

Главные электроды выведены за пределы камеры 1 гашения и согнуты в виде двух участков одного разомкнутого кольца, коаксиального с камерой гашения и охватывающего ее снаружи.

Кроме того, имеется дополнительный кольцевой электрод 5, коаксиальный с .камерой гашения и образующий вместе с кольцеобразными участками главных электродов дополнительный искровой промежуток с малым зазором (2мм)

или камеру 6 вращения дуги. Место пробоя 7 искрового промежутка, которое может быть выполнено путем снижения в выбранном участке зазора до 1 мм и установкой устройства предварительной ионизации (что не показано на 3 фиг, 1), располагается у конца кольцеообразного участка электрода 2. Стенки, ограничивающие этот допол нительный искровой промежуток сверху и снизу,, могут быть выполнены как за одно целое с изолирующими стенкам камеры гашения, так и отдельно из другого материала. Схема подключения искрового промежутка к внешним токоподводам 8 и 9 через катушку 10 электромагнитного дутья, показана на фиг. 3. Катушка 10 электромагнитногоДутья может быть любой конструкции, обеспечивающей необходимое магнитное поле как в камере 1 гашения, так и в камере 6 вращения; она может быть снабжена устройством, защищающим ее от повреждения при крутом фронте вол ны напряжения, например, шунтирующим искровым промежутком или нелинейным шунтирующим сопротивлением, которые н показаны на фиг. 2. Для того, чтобы искровой промежуток мог успешно выполнять свои функции, в него вводится дополнительное устройство 11 (см. фиг. 1 и 2), которое представляет собой комбинацию R и U , велич ны которых различны при разных испол нениях промежутка. Б соответствии с первым исполнен ем устройство 11 представляет катуш электромагнитной ловушки, которая включена между электродами 3 и 5. Катушка расположена и намотана таким образом, что магнитное поле, которо она создает в кольцевом зазоре межд электродами 3 и 5 под действием напряжения на дуге, горящей между теми же электродами, равно и противоположно полю от катушки 10 в том же зазоре, при токе гашенияЗр. Действие искрового промежутка сводится к следующему. Дуга, возникающая в месте пробоя 7, под действием поля катушки 10 на чинает движение против часовой стрелки в зазоре камеры 6 вращения. За время начальной задержки, пока дуга доходит до места входа в камеру 1 гашения, ток, обусловленный волной перенапряжения, достигает значительной величины, превьш1ающей выбранный ток гашения 3j- ; У входа в камеру 1 гашения дуга разбивается на две последовательно включенных , дуги. Дуга между электродами 2 и 3 распространяется в направлении ка84меры гашения; однако зазор между электродами на этом участке мал и напряжение на дуге iU аг 40-50 В. Дуга между электродами 3 и 5 продолжает движение в камере вращения и входит в зону действия катушки устройства 11. Поле этой катушки, обусловленное током в ней под действием iU ft 40-50 В, не зависит от токаЗц, через искровой промежуток. Поскольку в это время Зр , то поле от катушки 10 больше, чем поле от дополнительной катушки устройства 11 в зазоре; поэтому дуга между электродами 3-5 проходит участок торможения и замыкает зазор между электродами 2 и 5 вблизи места пробоя 7. Первая дуга между электродами 2 и 3 не успевает за это время войти в камеру гашения и набрать заметное &lj; она угасает, и цикл работы промежутка Повторяется. По мере рассеивания энергии волны перенапряжения ток через разрядник спадает до значения Зц 3, обусловленного действием нормального рабочего напряжения. При очередном проходе дуги через участок торможения она задерживается в нем, поскольку поле здесь при kltin PSBHo нулю или оказывается тормозящим. При этом дуга, горящая между электродами 2 и 3, входит в камеру гашения и дальнейший процесс активного дугогашения протекает как обычно за счет удлинения дуги и усиленного охлаждения и деионизации ее на стенках узкощелевой камеры гашения. По мере растяжения дуги и роста f , тормозящее поле в зазоре между электродами 3-5 возрастает, поскольку происходит падение тока и соответственно напряженности поля катушки 10, а тормозящее поле катушки устройства 11 остается неизменным. Выбор величин R и L , показанных на фиг. 3, определяется в этом случае необходимостью иметь заданные ампер-витки в катушке, включенной на постоянное напряжение 40-50 В. При этом ток в катушке устройства Т1 должен быть много меньше 0 , а постоянная времени L|R по возможности мала. Второе исполнение искро)зого промежутка, обеспечивающее решение поставленной задачи, предусматривает использование в качестве устройства 11 резистора, сопротивление 54 которого должно быть таково, чтобы ток в нем под действием напряжения на дуге, горящей в зазоре между электродами 3 и 5, был бы равен или несколько меньше тока гашенияJг . Конструктивно он может быть выполнен и размещен как показано на фиг. 1 и или любьм другим образом. Схема его подключения видна из фиг. 3, однако индуктивность L этого резистора долж на быть близка к нулю и он не должен создавать сколько-нибудь заметного магнитного поля. После приближения дуги к входу в камеру гашения развитие процесса в таком искровом промежутке зависит от величины ToKa3(f, . При 3 ( 1 г возникают обе указанные выше дуги между электродами 2 и 3, 3 и 5, причем дуга между электродами 3 и 5 быстро достигает зазора между электродами 2 и 5 и вызывает его замыкание вблизи места пробоя. Дуга между электродами 2 и 3 угасает, и цикл работы промежутка повторяется при малом зна Если же 3 ц „ 61 г чении U дуга между электродами 3 и 5 не возникает, а дуга, горящая между главными электродами 2 и 3-, входит в камеру гашения и угасает, достигнув периферии камеры. Описанный искровой промежуток с начальной задержкой и контролем момента начала активного дугогашения по величине тока обладает высокой токовой пропускной способностью, свойственной искровым промежуткам с вращающейся дугой, и высокой токоограничивающей и дугогасительной способностями при гашении дуги постоянного сопровождающего тока, свойственной узкощелевым токоограничивающим искровым промежуткам, объединяя в себе достоинства обоих типов. Он может быть использован как в разрядниках постоянного тока сверхвысокого напряжения, так и в разрядниках переменного тока, в т-ех случаях, когда там возникают аналогичные задачи. При этом он совершенно не имеет ограничения в отношении амплитуды или длительности токовых воздействий, т.е. может быть применен в системах любой мощности с ЛЭП любой длины.

К-А