Устройство для защиты электрических установок от атмосферных перенапряжений Советский патент 1946 года по МПК H02H9/06 

Для обеспечения надежной изоляции высоковольтных аппаратов от атмосферных перенапряжений необходимо иметь достаточный интервал между вольтсекундными характеристиками защищаемой изоляции и защищающего ее разрядника. Обычно величина такого интервала ограничивается необходимостью предотвратить работу разрядников при возможных в системе перенапряжениях коммутационного характера. Современные усовершенствованные разрядники (тиритовые н отчасти трубчатые) стремятся конструировать так, чтобы разрядное напряжение при импульсах было по возможности, близким к разрядному напряжению при промышленной частоте. Для этого применяются специальные формы электродов искровых промежутков разрядника и специальные схемы с шунтированием отдельных искровых промежутков сопротивлениями. При этом удается добиться благоприятного распределения приложенного к разряднику напряжения между чскровь1ми промежуткам и получить весьма -пологую вольтсекундную характеристику, но сам разрядник оказывается дорогим и сложным.

Все существующие разрядники характерны тем, что в них сумма напряжений на отдельных искровых промежутках разрядни1ка равна напряжению, приложенному ко всему разряднику.

-Предлагаемый разрядник ради ально отличается от известных тем, что сумма напряжений St//, на отдельных искровых промежутках разрядника больше приложенного ко всему разряднику напряжения и о, и зависит также от скорости

dUo нарастания напряжения

dt dUo

При этом, чем больше

тем dt

Sf/n

оольше и в пределе, в случае

и О

прямоугольной волны перенапряжения, 6/„ при двух параллельных ветвях (в схеме, изображенной на чертеже), ilU,,sibUo при трех параллельных ветвях и т. д.

Это достигается, согласно изобретению, тем, что в предлагаемом разряднике две или более параллельные цепи, состоящие каждая из последовательно соединенных искрового промежутка и емкости, приключены к линии одна - емкостью.

а другая- искровым промежутком, и средние точки этих цепей соединены через искровой промежуток, шунтированный сопротивлением.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства, составленного из двух параллельных ветвей, в каждой из которых искровые промежутки PI и 2 малой емкости С2 (или €-2) включены последовательно с относительно большими емкостями Ci Сг (или ). Взаимное расположение С/ и Со во второй цепи относительно фазы и земли обратно расположению Ci и С-, в первой цепи.

Средние точки обеих ветвей соединены между собой искровым промежутком РЗ, зашунтированным уравнительным сопротивлением Z.

Величины Cj, С/ и Z могут быть взяты такими, что потери от уравнительного тока не имеют практического значения.

Схема дана для случая разрядника с двумя параллельными ветвями, но при желании число параллельных ветвей можно увеличить, что даст соответствующее улучшение защитных характеристик разрядника.

При быстро протекающих атмосферных перенапряжениях уравнительный ток / не успевает существенно выравнять напряжения f/, и и.,:

и,0 и U,,

(так как напряжения распределяются по емкостям Ci и Сч, причем Cl Са, и ПО емкостям С/ и , причем ).

Искровые промежутки Р, Р PI оказываются включенными как бы «параллельно на полное напряжение Uoi/piSS 7р2 6p3S Uo .

При сравнительно медленных кол мутационных перенапряжениях и при напряжении промышленной частоты уравнительный ток // практически полностью уравнивает напряжения t/i t/2, а распределение напряжения происходит по емкостям Ci -и С/, и искровые промежутки PI, РЗ и РЗ оказываются включенными как бы последовательно на напряжение Uo :

f/pl + p2+t/p3S;/o.

В частности, при и C/sC,

,5гУо; f/pssO. Таким образом, разрядник дает принципиальную возможность довести импульсный коэфициент:

а)при двух параллельных ветвях до к, - 0,5;

б)яри трех параллельных ветвях до /Сг 0,33 и т. д.

Как указывает изобретатель, произведенные ориентировочные расчеты показали, что для всех классов напряжений получить разрядник этого типа с импульсным коэ-фициентом при полной волне 1,5/40as X; 0,7-.-1,0.

Такой разрядник обеспечивает надежную защиту от атмосферных перенапряжений изоляции высоковольтных аппаратов и мащин 6-220 kV, в том числе:

1)защиту изоляции вращающихся машин б-10 kV, работавших на. воздушную сеть;

2)защиту изоляции аппаратуры 35 и 110 кУ без тиритовых разрядников;

3)защиту изоляции аппаратуры 154 kV и выше без применения тиритовых разрядников и с использованием трубчатых разрядников на 110 kV и ниже.

При этом в качестве промежутков PI, PZ и РЗ можно устанавливатьтрубчатые (тиритовые) разрядники низшего класса изоляции или их комбинации со стерж«евыми и шаровыми искровыми промежутками,, что даст возможность гашения разрядником сопровождающего тока промышленной частоты. В качествеемкостей Ci и С/ можно устана1вливать гирлянды изоляторов повышенной емкости (для высших классов изоляции) или специальные конденсаторы (для защиты вращающихся машин).

Таким образом, предлагаемый тип разрядника:

1.Обеспечивает надежнуюгрозозащиту изоляции всех классов напряжений.

2.Позволяет или вовсе отказаться от применения дорогостоящих

Тйритовых разрядников или значительно упростить и удешевить их (в случае защиты вращающихся машин).

3. Разгрузить электропромышленность от изготовления весьма трудоемких и сложных тиритовых разрядников.

- Предмет изобретения

Устройство для защиты электрических установок от атмосферных перенапряжений, состоящее из системы искровых промежутков, емкостей и сопротивлений и включаемое

между линией и землей, отличающееся тем, что две или более параллельные цепи, состоящие каждая из последовательно соединенных искрового промежутка и емкости, приключены к линии одна- е.мкостью, а другая-искровым промежутком, и средние точки этих цепей соединены через искровой про.чежуток, шунтированный сопротивлением, с той целью, чтобы сумма напряжений на искровых промежутках при перенапряжении превосходила по величине приложенное напряжение тем более, чем больше скорость нарастания напряжения.

(Ci Ci C2- C24i:3)50ji