Разрядник Советский патент 1979 года по МПК H01T5/04 

(54) РАЗРЯДНИК

1

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам для защиты от перенапряжений электропередач высокого напряжения.

Известно устройство для глубокого ограничения перенапряжений в сетях высших напряжений, содержащее блоки искровых промежутков, шунтированных резисторами, токоограничивающие резисторы и вспомогательны резисторы, подключаемые параллельно части блоков искровых промежутков через коммутирующие элементы 1.

Наиболее близким по технической .сущности к предложенному изобретению, является разрядник, содержащий /последовательно соединенные искровые промежутки и токоограничивающие резисторы, высокоомные шунтирую Ц1{е резисторы, подключенные параллельно указанным искровым промежуткам,импульсный делитель напряжения,выполненный в виде цепочки последователь соединенных конденсаторов, точки соединения которых подключены через резисторы связи к соответствующим точкам соединения искровых промежутков и коммутационный аппарат, подключенный параллельно, по крайней

мере, одному искровому промежутку через вспомогательный резистор 2.

в этом разряднике благодаря резисторам связи обеспечивается последовательное срабатывание искровых прмежутков .

Однако, в такой схеме резисторы связи и изоляция между цепями конденсаторов и искровых промежутков должны быть, выбраны из условия на кратковременное повышение напряжения, так как по мере пробоя искро;вых промежутков к каждому резистору связи, соединяющему цепь конденсаторов с очередным искровым промежутком, прикладывается напряжение всех конденсаторов пробившейся части искрвых промежутков. Так, к последнему резистору в процессе пробоя разрядника приложено почти все предпробивное напряжение, в то время как в состоянии покоя на нем нет напряжения.

Это приводит к тому, что поперечная изоляция должна быть такой же как продольная, что увеличивает габариты разрядника.

Цель изобретения - повышение надежности и уменьшение габаритов. Поставленная цель достигается тем что известный разрядник снабжен допо нитсгльными высокоомными резисторами, включенными последовательно с кажд1лм конденсатором в цепочке импульсного делителя напряжения. На фиг. 1 представлена принципиал ная схема Лредложенного разрядника; на фиг. 2 - вариант разрядника .с однородной шунтирующей цепью вдоль все длины разрядника и распределенными по длине разрядника токоограничивающими резисторами. Разрядник состоит из двух частей 1 и 2, которые могут отличаться формой развития пробоя (фиг.), при необходимости они могут отличаться и структурой цепи, задающей распределе ние напряжения. Каждая часть содержи последовательно соединенные токоогра ничившощие резисторы 3 и дугогасящие искровые промежутки 4, объединенные в блоки из нескольких, по меньшей мере, двух последовательно включенны искровых промежутков. Для выравнивания напряжения по блокам искровых пр межутков 4 они шунтируются последова тельно включенными конденсаторами 5 импульсного делителя напряжения.Если емкостной цепи недостаточно для выравнивания напряжения промышленной Частоты, блоки искровых промежутков могут быть зашунтированы высокоомными нелинейными резисторами 6. В некоторых случаях шунтировка активными резисторами может понадобиться для выравнивания напряжения по искро вым промежуткам внутри блока. Разрядник содержит также, управляющее устройство 7 для управления разрядными характеристиками, состоящее из последовательно включенных вспомогательного резистора 8.и коммутацион ного аппарата 9, например, управляемого вентильного блока или управляемого искрового промежутка, либо электромагнитного, пневматического И т.п. коммутационного аппарата В цепь импульсного делителя напряжения включены резисторы связи 10, соединя щие блоки искровых промежутков 4 (всего разрядника или части 1 его) с общими точками последовательно включенных конденсаторов 5. Управляющее устройство 7 целесообразно подключить в начале или в конце последовательного ряда искро вых промежутков, причем предпочтительнее в блоке, находящемся на наиболее низком напряжении относительно заземленного конца разрядник если для коммутационного аппарата 9 применяется посторонний источник питания, либо внешние схемы управлени Этот блок и будет запешивающим при пониженной уставке (среднем пробивном напряжении) разрядника. Управляю щее устройство 7 подключено паралельно такой части искровых проме утков запаливающего блока/ шунтироание которой вспомогательным резисором 8 приводит к пробою незашунированных искровых промежутков этоо блока при напряжении на разрядние, равном пониженной уставке. Послеовательно с каждым конденсатором 5, соединенным с искровыми промежутками 4 через резистор связи 10,включен ограничивающий импульсный дополнительный резистор 11, чтобы облегчить условия работы резисторов связи 10. В отключенном положении коммутирующего устройства 9 вспомогательный резистор 8 отсоединен от искровых промежутков 4 запаливающего блока, напряжение по искровым промежуткам этого бЛока распределяется практически равномерно и разрядник имеет повышенную уставку. При включенном коммутирующем устройстве 9 резистор 8 шунтирует часть искровых промеясутков 4 запашивсоощего блока, практически все напряжение конденсатора 5 этого блока приложено к незашунтированной части,эта часть пробивается при пониженном напряжении на разряднике, напряжение прикладывается к резистору 8 и вызывает пробой зашунтированных искровых промежутков запаливс1ющего блока. При этом напряжение заряженного конденсатора 5 запаливающего блока прикладывается к резистору связи 10 этого блока, если показанные пунктиром на фиг.1 сопротивления 11 отсутствуют, и суммируясь с напряжением, до которого заряжен второй конденсатор 5, вызвает пробой искровых промежутков 4 второго блока. Теперь к. HCKpoBbnvi промежуткам третьего блока будет приложена сумма напряжений первого, второго и третьего конденсатора; после пробоя этих искровых промежутков напряжение возрастает на следующем блоке и т.д. Бегущая по разряднику в сторону высокого потенциала волна перенапряжения будет вызывать последовательное срабатывание искровых промежутков до тех пор, пока суммарное пробивное напряжение не сработавших искровых промежутков (часть 2 на фиг. 2 и 1) не станет равным напряжению, приложенному к разряднику в момент начала пробоя, В дальнейшем пробой остальных промежутков происходит, как в известных разрядниках, практически одновременно, т.к. приложенно к каждому из них напряжение близко к пробивному. По-; этому часть 2 разрядника может быть выполнена без резисторов связи 10, как это показано на фиг.1. Воздействующее на резисторы связи 10 импульсное напряжение возрастает по мере удаления от запаливающего

блока, поэтому число их не может быт большим. Если включить последовательно с каждым конденсатором 5 ограничивающий импульсный ток резистор 11 (фиг.2 и пунктир на фиг.1), падение напряжения на этих резисторах снизит напряжение,на резисторах связи до заданной величины, достаточной для надежного пробоя искровых промежутков. Такой разрядник может иметь

всю шунтирующую цепь однородной (как

на фиг, 2), что позволит комплектовать разрядник из стандартных элементов; части 1 и 2 в этом случае будут различаться лишь формой развития пробоя. При однородной шунтировке разрядника, когда блоки или группы блоков искровых промежутков 4 разделены включенными с ними последовательно блоками токоограничивающих резисторов 3, целесообразно каждый конденсатор 5 включать через резисторы 10 и 11.параллельно блокам искровых промежутков и токограничивающих резисторов (фиг,2), чтобы после пробоя всех искровых промежутков 4 остающееся на резисторах 3 напряжение распределялось по конденсаторам 5 равномерно. Аналогично следует выполнять и часть 1 разрядника на фиг, 1, если искровые промежутки 4 разделены тoкooгpaничивaющи,1И резисторами 3,

Многократное снижение величины напряжения, на которое должно выполняться коммутирующее устройство 9 и резистор 8, по сравнению с устро ствами, где управляющее устройство 7 подключается параллельно всей части 1 разрядника, позволяет существенно упростить их конструкцию. При этом эффективнее используются такие преймущества вентильного коммутирующего устройства, например, тиристорного, как высокое быстродействие и упрощение программирования управления разрядными характеристиками, В случае применения коммутирующего устройства типа выключателя можно повысить его быстродействие за счет уменьшения хода подвижного контакта.

Соответствующим управлением коммутирующим устройством 9 можно обеспе-чить кратковременность высокой ;или низкой установки, В первом случае предложенный разрядник можно использовать для электропередач с высокими значениями установившихся

напряжений, где при продельных значениях этих напряжений требуется кратковремонное повышение напряжения гашения, либо для снижения восстанавливающего напряжения на параллельно включенных разрядниках, когда для поочередного обрыва тока в них необходимо кратковременное повышение уставки части разрядников. Кратковременное снижение уставки вплоть до величины рабочего напряжения и даже ниже может понадобиться на время восстановления напряжения на выключателе, отключающем короткое замыкание да одной из цепей разветвленной сети, поскольку на подстанциях, в точках установки разрядников Ъеренапряжения могут быть гораздо меньше, чем на линии, и зачастую не достигать нормального пробивного напряжения разрядника,

Использование таких разрядников делает разрешимой задачу снижения перенапряжений в сетях высших классов напряжений до 1,5 и даже ниже.

Формула изобретения

Разрядник, содержащий последоватено соединенные искровые промежутки и токоограничивающие резисторы, высокоомные шунтирующие резисторы, подключенные параллельно указанным искровым промежуткам, импульсный делитель напряжения, выполненный в виде цепочки последовательно соединенных конденсаторов/ точки соединения которых подключены через резисторы связи ксоответствующим точкам соединения искровых промежутков,и коммутационный аппарат, подключенный параллельно, по крайней мере, одному искровому промежутку через вспомогательный резистор, отличающийся тем, что с целью повышени надежности и уменьшения габаритов, он снабжен дополнительными высокоомными резисторами, включенными последовательно с каждым конденсатором в цепочке импульсного делителя напряжения ,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2,Патент Швейцарии 547565, кл, Н ,01 Т 5/04, 1973.