Защитный разрядник Советский патент 1980 года по МПК H01T1/00 

(54) ЗАЩИТНЫЙ РАЗРЯДНИК

1

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению, а именно к устройствам, предназначенным для ограничения перенапряжений, воздействующих на изоляцию мощных преобразовательных подстанций постоянного тока.

Режимы мощных преобразовательных подстанций постоянного тока отличаются тем, что срабатывание разрядника нередко вызывает протекание через него сопровождающего тока больщой величины и длительности. В сетях переменного тока для аналогичных целей ограничения перенапряжений применяются вентильные разрядники и искровые промежутки. Однако первые обладают ограниченной пропускной способностью сопровождающего тока, величина которого у них обычно невелика, а длительность соответствует одному полупериоду промышленной частоты. Искровые же промежутки не обладают стабильностью пробивного напряжения и пригодны лищь для защиты от грозовых перенапряжений.

Известен комплектный промежуток разрядника, содержащий последовательно соединенные силовые промежутки, резисторы.

включенные параллельно силовым промежуткам, и зажигающий промежуток, подключенный параллельно одному из резисторов и подсоединенный к общей точке двух силовых промежутков через конденсатор 1.

J Этот комплектный промежуток пригодеи для пропускания больщих и длительных сопровождающих токов без нарущения стабильности пробивного напряжения. Однако указанный комплектный промежуток может быть применен только в разрядниках на сравнительно больщие напряжения, поскольку зазоры силовых промежутков не должны быть менее некоторых критических величин. Создание разрядника на сравнительно небольщие напряжения (порядка 3-10 кВ)

. потребовало бы уменьщейия зазора между электродами до величии меньщих, чем критические, при которых возможно образование недопустимой эрозии электродов и даже остановка дуги со свариванием электродов.

20 Кроме того, в таком комплектном промежутке силовые промежутки имеют небольщую отстройку по пробивному напряжению от зажигающего промежутка, что при эрозии электродов с небольщими рабочими зазорами может привести к недопустимому нарушению координации работы элементов комплектного промежутка. Известен стабилизированный искровой промежуток, содержащий два основных и один дополнительный элёйтроды, изоляционную прокладку и Делитель напряжения. Изблядионкая прокладка расположена между одним из основных и дополнительным Лёйтрйдамй, кбтбрйё поДк тйчейЬг п раллельно одному из плеч делителя напряжения. При Повышении напряжения на основных электродах повышается также доля напряжения, приходяшаяся на изоляцонную прокладку, в местах соприкосновения которой с охватывающими ее электродами появляются скользящие разряды. Эти разряды «облучают электронами основной промежуток, который пробивается при достиженйй тгаттряжением ня основных электродах пробивного значения 2. Для облегчения работы изоляционной прокладки при рабочем напряжении и стабилизации пробивного напряжения при крутых фронтах перенапряжений указанный стабилизированный промежуток снабжен доТ1олнйтелЬнЫ1и конденсатором, подключенным тйежду электродами, не охватывающими изоляционную прокладку, которая для эффективного облучения основного промежутка должна располагаться в непосредственной близости к облучаемому зазору. В этом случае описанный искровой промежуток работает весьма стабильно. Однако такой промежуток пригоден для многократной работы лишь в случаях, когда сопровождающий ток, протекающий через него после срабатывания, невелик по величине и ограничен по длительности. Большие й длительные сопровождающие токи, протекание которых сопровождается выделением в промежутке большого количества энергии, приводят к повреждению близко расположенной прокладки, удаление, которой снизило бы стабильность работ.ы промежутка. Кро ме того, больщие и длительщедоки неизбежно вызывают эрозию оСнОвных электродов, изменяя их пробибное нацряжение. Наиболее близким изйзвёс:тных технических решений к изобретению является защитный разрядник, содержащий два основных электрода, образующих силовой йсКровой промежуток, и дополнительный электрод который образует иницирующий искровой промежуток с одним из основных электродов и подключен к основным электродам через делитель напряжения, одно плечо которого, НараллелБкое инициирующему искро ВОмуЧТромежутку, выполнено в виде резис тбра, а второе плечо выполнено в виде стабил й1Ир б1ВаШбгО Т1с1 рбвбгО промежутка, при чем пробивнбе напряжение инициирующегб искрбвбго промежутка выбрано меньшим пробивного напряжения стабилизированного йсКрбШгО промежутка, КбТОрбе, в свою .:-/---Г редь, выбрано меньшим пробивного напряжения силового искрового промежутка 3. Недостатком этого разрядника является значительное снижение напряжения на разряднике после срабатывания стабилизированного и и нициирующего искровглх промежутков, что может привести к несрабатыванию силового искрового промежутка, обгоранию дополнительного электрода и повреждению стабилизированного искрового промежутка при большой величине и длительности сопровождающего тока. Цель изобретения - повышение срока службы с сохранением стабильности пробивного напряжения при работе с сопровождающими токами большой величины и длительности. Это достигается тем, что в защитном разряднике делитель напряжения снабжен конденсатором, который включен параллельно указанному резистору, и дополнительным резистором, который включен последовательно в плечо стабилизированного искрового промежутка. На чертеже представлена электрическая схема разрядника. Разрядник содержит toa основных электрода 1 и 2, образующих силовой искровой промежуток, дополнительный электрод 3, который с электродом 2 образует искровой промежуток, инициирующий разряд в силовом промежутке; делитель напряжения, в Одно из плеч которого включены параллельно соединенные резистор 4 и конденсатор 5, а в другое плечо - последовательно включенные стабилизируюший искровой промежуток б и дополнительный резистор 7. Разрядник работает следующим образом. Напряжение, приложенное к электродам 1 и 2, через резисторы 4 и 7 воздействует на стабилизированный искровой промежуток 6. В момент, когда напряжение достигает значения пробивного, происходит пробой стабилизированного искрового промежутка . 6, после чегопроисходит заряд конденсатора 5 с постоянной времени, которая может быть снижена до сколь угодно малой величины путем уменьшения (вплоть до полного исключения) сопротивления резистора 1. Напряжение на конденсаторе вызывает пробой инициирующего промежутка между электродами 2 и 3. Разряд конденсатора 5 накоротко через инициирующий промежуток инициирует пробой силового промежутка между электродами 1 и 2, через который и протекает сопровождающий ток большой величины и длительности. Пробивное напряжение разрядника полностью определяется пробивным напряжением стабилизированного искрового промежутка 6, подвергающегося токовому воздействию весьма кратковременно. Для правильной работы разрядника геометрические расстояния между электродами таковы, что пробивное напряжение промежутка между электродами 2 и 3 ниже, а промежутка между электродами I и 2 существенно выше, чем напряжение пробоя стабилизированного промежутка 6. Это позволяет настолько увеличить зазор между основными электродами 1 и 2, что эрозия электродов, неизбежно появляющаяся после длительного воздействия больщого сопровождающего тока, никак не сказывается на стабильность работь1 разрядника в целом.

Предлагаемое устройство позволяет создать разрядник на повышенные сопровождающие токи большой длительности (десятки килоампер при длительностях достигающих 0,1 с и более) при сохранении высокой стабильности пробивного напряжения, что удовлетворяет требованиям, в первую очередь, для защиты оборудования преобразовательных подстанций ЛЭП постоянного тока.

/

Формула изобретения

Защитный разрядник, содержашрй два основных электрода, образующих тйловой искровой промежуток, и дополнительный электрод, который образует инициирующий искровой промежуток с одним из основных электродов и подключен к основным электродам через делитель напряжения, одно плечо которого, параллельное инициирующему искровому промежутку, выполнено в виде резистора, второе плечо - в виде стабилизированного искрового промежутка, причем пробивное напряжение инициирующего искрового промежутка выбрано меньщим пробивного напряжения стабилизированного искрового промежутка, которое, в свою очередь, выбрано меньщим пробивного напряжения силового искрового промежутка,

Q отличающийся тем, что, с целью повыщения срока службы с сохранением стабильности по пробивному напряжению при работе .с сопровождающими токами больщой величины и длительности, делитель напряжения снабжен конденсатором, который

включен параллельно указанному резистору, и дополнительным резистором, который включен последовательно в плечо стабилизированного искрового промежутка.

Источники информации,

Q принятые во внимание при экспертизе

3.Авторское свидетельство СССР 5 № 454631, кл. Н 02 Н 9/00, 1972.