Разрядник для защиты от перенапряжений многофазной цепи переменного тока Советский патент 1976 года по МПК H01T5/00 H02H9/06 

Изобретение относится к электрическим аппаратам высокого напряжения, предназначенным для защиты электрических установо переменного тока от перенапряжений. Известны разрядники для защиты многофазных цепей переменного тока от перенапряжений, содержащие соединенные в звезду резисторы из высоконелинейного материала, присоединенные к каждой фазе защищаемого объекта, Высоконелинейные резисторы-это резисторы, выполненные на основе окиси щшка с такой высокой степенью нелинейности, которая позволяет применять их в аппаратах для защиты от перенапряжений без последовательных искровы.х промежутков. Для таких резисторов показатель степени при аппракси :ации их вольтамперной характеристики в внде V A-3cC в диапазоне токов -42 10 -10 А должен составлять примерно не более 0,05. В этом случае, применяя в разрядниках высоконелинейные резисторы без последовательных искровых промежутков, можно обеспечить более низкий защитый уровень разрядника по сравнению свен.ильными разрядниками. При применении в разрядниках высоконелинейных резисторов без искровых промежутков уровень ограничения перенапряжений лимитируется током, протекающим через разрядник в длительнокг рабочем режиме. Амплитуда этого тока не должна превыщать заданной величины, критической для данного материала. Однако ввиду высокой степени нелинейности резисторов в нормальном эксплутационном режилге ток, протекающий через разрядник, содержит гармонические составляющие, кратные трем, по отнощению к 50 Гп. Этими гар; 1опическими составляющими в основном и определяется амплитуда тока, допустимая для резисторов. Однако такие разрядники не позволяют ос тцествить защиту межфазовой изоляции от перенапряжений без пробоя разрядников на землю. Кроме того, эти разрядники будучи подключёнными одним конном к , также как и вентильн ; ге разрядники подвержены влиянию внешних -условий; в особенности увлажнения н загрязнения внешней поверхности разрядника. Целью изобретения является улуч1иение защитных характеристик разрядника при ограничении межфазовых перенапрях-юний к печзенапряжс-ии 1 относительно земли и уменьшение зависилгости загдитных характер :стик разрядника от внешних условий. Это достигается те:л, что нейтраль звезды резисторов соединена с землей через искровой ирО1ч1ежуток, На фиг. 1 изображена электрическая схема предлагаемого разрядника; на фиг. 2 электрическая схема разрядника с дополнитель ными HCKpoBbiNin промеж -тками.шунтирующими часть нелинейных резисторов. К фазам 1 защищаемой многофазной це пи подключены высоконелинейные резисторы 2, соединенные в звезду, нейтраль которой через отделительный искровой промежуток присоединена к земле. Часть резистора 2 :чюжет быть зашунтирована пскровым проме жутком 4. В нормальном эксплуатационном режиме вследствие си тметрии фазных напряжений и одинаковости нелинейных резисторов 2 напряжение УО , воздействующее на отделитель ный искровой промежуток 3, равно нулю. Вследствие этого отсутствует коронировани внутренних деталей отделительного искрового промежутка 3 и исключается зависимост его пробивного напряжения от загрязнений и атмосферных условий. Нейтраль звезды нелинейных резисторов 2 в нормальном эксплуатационном реЖ1{ме изолирована от земли отделительным искровым прок5ежутком 3 в токе, обтекающем нелинейные резисторы 2, поэтому отсутствуют гармонические составляющие, кратные трем, что уменьшает амплитуду тока, протекающего через резисторы 2. Это позволяет улучшить защитные характеристики разрядника путем снижения остающегося на нем напряжения. Ввиду того, что в нормальном эксплуатационном режиме электрическая цепь- резисторов 2 не замыкается на землю -мень шается зависимость защитных характеристик разрядника от внешних условий, в особенности увлажнения и загрязнения наружной поверхности разрядника. Все без исключения перенапряжения (как грозовые, так и коммутацноннью) всегда несимметричны по фазам. Поэтому при возникновении перенапряжений любого происхождения напряжение VQ мейсду нейтралью звезды нелинейных резисторов 2 и землей повыш-ается, и при,Коо Vo(rAe: KQQ - пробивное напряжение отделительного искрового пpo feжyткa З) отделительный искровой промежуток 3 срабатывает,под.ключая нейтраль звезды нелинейных резисторов 2 к земле. Вследствие этого разрядник одинаково эффективно защищает как межфазную изоляцию, так и изоляхшю фаза-земля. После срабатывания разрядника либо восстанавливается симметрия в цепи пап-. ряжение V падает до нуля п дуга в отделительном искровок промежутке 3 гаснет, либо в течение времени, определяемого пара1 гетрами релейной защиты и,.системой автсхч атики, в защищаемой многофазной цепи 1 имеет место режим несимметричного короткого замыкания. При напряжениях на здоровых фазах при которых напряжение УО не превышает напряжения гашения отделительного искрового промежутка 3, последний гасит дугу, звезда нелинейных резисторов 2 начинает работать с изолированной нейтралью, что приводит к уменьшению тока через наиболее нагруженный резне тор не менее чем на 30 - 40 %, чем обеспечивается повьпление его термостойкости. Для облегчения условий работы нелинейных резисторов 2 в тех случаях, когда вследствие очень большой величины YXJ отделительный искровой промежуток 3 не может погасить , точка перегиба их вольтамперной характеристики выбирается так, чтобы пер Укг была не меньше вьщужденного напряжения на любой из неповрежден- ., .... разрядник, выполненный по схеме фиг,2 работает как описано выше, однако при очень больших перенапряжениях, характер-. ных для грозовых перенапряжений с большим импульсным током, падение напряжени на части нелинейных резисторов 2, зашун- тированной дополнительным искровым промежутком 4: превы.шает пробивное напряже ние последнего, дополнительный искровой промежуток 4 срабатывает, чем обеспечивается эффективность защиты и при больших импульсных токах. После прохождения грозового импульса ток в дополнительном искрово. промел утке 4 гаспет. Наиболее эффективно применение предлагаекгого разрядника в трехфазных цепях с глухозаземленной нейтралью. фо р м. у- л а изобретения 1. Разрядник для зашиты многофазной цепи переменного тока от перенапряже1гай, содержащий соединенные в звезду резисторы из высоконелинейного материала, присоединенные к каждой защищаемой цепи, отличающийся тем, что, с пелью улучшения защитных характеристик пр: ограничении мелсфазовых перенапряжений и перенапрялсений относительно земли и y Гeньшeния влияний внешних условий на защитные характеристики разрядника, нейтраль звезды резистора соединена с землей через искровой промежуток. 2. Разрядник по п. 1,о т л и ч а ю щ и и с я тем, что напряжение точки перегиба вольтамперной характеристики нелинейных резисторов выбрано не меньше вынужденного напряжения любой из здоро вых фаз защищаемой цепи в режиме несим метричного замыкания. 3. Разрядник по пп. 1 и 2,о т л и ч ю щ и и с я тем, что пробивное напряже ние искрового прокгежутка, соединяющего нейтраль звезды резисторов с землей, выбрано меньшим номинального фазного напряжения защищаемо) цепи. 4.Разрядник по пп. 1, 2 и 3, о т л и чающийся тем, что нелинейные резисторы собраны из двух последовательно соединенны.х частей, нричём одна защунтирована донолнителыпльп искровыми промеясутками. 5.Разрядник по пп. 1-4,отлича- ю щ и и с я тем, что пробивное напряжение дополнительных искровых промежутков выбрано меньшим номинального фазного напряжения защищаемой цепи

Фиг.1

60

ь

Фиг. 2