Устройство для защиты от коммутационных перенапряжений Советский патент 1980 года по МПК H01T5/00 H02H9/06 

ключателя. Кроме того из-за падения напряжения на дополнительном резисторе после срабатывания коммутирующего элемента снижается напряжение на нешунтированных этим элементом искровых промежутках, поэтому они пробиваются при повышенном напряжении на зашитном устройстве, т. е. возможности ограничения перенапряжений недоиспользуются.

Цель изобретения - повышение эффективности ограничения перенапряжений я упрощение устройства.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве коммутирующие элементы подключены непосредственно параллельно соответствующим шунтирующим резисторам, а каждый дополнительный резистор включен в разрыв точки подключения одного из выводов искрового промежутка к соответствующему шунтирующему резистору.

В одном из вариантов устройства дополнительные резисторы включены между ветвями искровых промежутков и шунтирующих резисторов, а в другом варианте - в последовательную цепь шунтирующих резисторов.

Ток через дополнительный резистор протекает лишь в течение нескольких микросекунд, необходимых для завершения пробоя шунтированных этим резистором и коммутирующими элементом искровых промежутков, кроме того независимость сопротивления дополнительных и шунтирующих резисторов позволяет выбрать последние по условию термостойкости этих резисторов и коммутирующих элементов. Снижение токовых нагрузок позволяет упростить защитное устройство.

На фиг. 1 представлен вариант устройства с включением дополнительных резисторов между ветвями искровых промежутков и шунтирующих резисторов; на фиг. 2 - вариант устройства с включением дополнительных резисторов в цепь шунтирующих.

Параллельно части последовательно соединенных нелинейных резисторов 1 (фиг. 1) включены искровые промежутки 2 с задающей распределение напряжения цепочкой шунтируюших резисторов 3. Параллельно части шунтирующих резисторов подключены управляемые коммутирующие элементы 4, а ограничивающие ток через них дополнительные резисторы 5 включены между искровыми промежутками 2 и шунтирующими резистора-ми 3 в точке присоединения к ним одного из выводов коммутирующего элемента. Коммутирующий элемент 4 может быть выполнен электромагнитным, пневматическим или на управляемых вентилях.

При коротком замыкании на линии от выключателя или от системы управления (например, от выходного реле его защиты), либо от специальных датчиков подается сигнал на срабатывание коммутирующего элемента 4. После замыкания коммутирующего элемента 4 все напряжение прикладывается к незашунтированным резисторам 3, следовательно, и к шунтированным ими искровым промежуткам 2, которые пробиваются, после чего напряжение прикладывается к дополнительным резисторам 5 и вызывает пробой остальных искровых промежутков 2. Каскадный пробой искровых промежутков 2 на восстанавливаюшемся после отключения короткого замыкания напряжений при величине его на защитном устройстве, близкой к фазовому, а при необходимости и меньше фазового, приводит к шунтированию части резисторов 1 и обеспечивает повышение тока через остальные, достаточное для эффективного ограничения перенапряжений. После окончания переходного процесса коммутирующий элемент 4 возвращается в исходное положение, искровые промежутки 2 обрывают дугу, и ток через резисторы 1 уменьшается до нормальной величины.

После срабатывания коммутирующих элементов 4 все напряжение прикладывается к нещунтированным искровым промежуткам 2, так как дополнительные резисторы 5 выведены из токовой цепи, поэтому необходимое для их пробоя напряжение становится меньше, чем в известных устройствах, и эффективность ограничения перенапряжений повышается.

Отсутствие тока в дополнительном резисторе до пробоя нешунтированных искровых промежутков обусловливает независимость их сопротивлений от сопротивления шунтирующих резисторов. Поэтому величину сопротивления тех и других выбирают из условия снижения токовой нагрузки на указанных резисторах, а значит и на коммутирующих элементах, что упрощает конструкцию устройства. На дополнительный резистор токовая нагрузка уменьшается также за счет сокращения на три порядка и более длительности воздействия на него тока, так как ток через него протекает лищь в течение времени развития разряда в защунтированных искровых промежутках (микросекунды), поэтому конструкция его получается простой.

Амплитуда тока, протекающего через дополнительный резистор и коммутирующий элемент, легко ограничивается увеличением сопротивления дополнительного резистора, так как в данной схеме оно не ограничивается сопротивлением шунтирующих резисторов.

Возможно расположение дополнительных резисторов 5 между искровыми промежутками 2 и шунтирующими резисторами 3, при котором чередующиеся резисторы 3 и 5 образуют последовательную цепь (фиг. 2). В этом случае упрощение устройства получается за счет более удобной компоновки резисторов или за счет использования в качестве дополнительных части шунтирующих резисторов.

Предлагаемое устройство используется и при перенапряжениях другого вида, например при включении линии, когда степень