Высоковольтный взрывающийсяпРЕдОХРАНиТЕль Советский патент 1981 года по МПК H01H85/38 H01H39/00 

Изобретение относится к защите мощных высоковольтных конденсаторных батарей. Известны предохранители для защиты конденсаторов от аварийного тока короткого замыкания, предстйвляющие собой резистор flj Недостатком указанных предохранителей являются значительные потери энергии в резисторах и невозможность получения предельно высоких скоростей нарастания тока на нагрузке. Наиболее близким к изобретению является высоковольтный взрывающийс предохранитель для защиты конденсат ра, включенного в конденсаторную ба тарею, содержгиций изоляционный корпус с контактными электродами и металлическую вставку, соединенную с контактшФ1и электродами 2J . Недостатком указанного предохран теля является то, что в аварийных ситуациях, связанных с пробоем Конденсаторов, на конденсаторе после срабатыва шя предохранителя может сохраниться большой электрический заряд, способный вызвать электропор жение обслуживающего персонала. Кро того, в рабочих режимах за счет кооойирования металлических вставок в помещениях, содержащих батареи, происходит накопление вредных продуктов разложения воздуха. Все это затрудняет обслуживание указанных предохранителей . Цель изобретения - упрощение обслуживания предохранителя. Цель достигается тем, что высоковольтный взрывающийся предохранитель снабжен токопроводящей обмоткой, подключенной параллельно металлической вставке. Кроме того, в указанном предохранителе металлическая вставка может быть размещена внутри токопроводящей обмотки. На чертеже схематически изображен предохранитель. Между контактными электродами 1, расположенными на изоляционном корпусе 2, вк.гаочены металлическая вставка 3 и параллельно ей - токопроводящая обмотка 4. Корпус 2 изолирует металлическую вставку 3 от обмотки 4. С помощью электродов 1 предохранитель подключается одним концом к высюковольтному выводу конденсатора, другим к сборным шинам батареи конденсаторов . Параметры металлической вставки 3 выбирают по известным методикам. Параметры токопроводящей обмотки 4 выбирают исходя из того, что энергия Wfl, запасенная в батарее, не должна расплавить обмотки, т.е. масса обмоткисТТпд -ту С - теплоемкость металла обмотки ; - температура плавления металла ; Т - температура окружающей средн.. Энергия W, вьщеленная после взры ва металлической вставки в аварийном конденсаторе, не должна превысить его номинальной энергии (2) JT где h - число параллельных конденса торов в батарее. Поскольку сопротивление Rj,p места пробоя Rnp «п, где Rf, - сопротивление металлической вставки, то условие (2) Еьтолняется, если сопротив ление RO обмотки RO , п- Rp 3) Из (1) и (3) сечение Sp провода обмотки и его длина 5о находится как п V Rn; iQ 0 V -p-Tj где p - удельное электрическое сопротивление провода.; j - удельный вес провода. Кроме того, для ограничения тока IP через обмотку на аварийный конденсатор после взрыва металлической вставки до номинального уровня, индуктивность LP обмотки должна быть выбрана из условия LP 5 nL, 1 Jl. момпгст; где С - емкость конденсатора (или группы конденсаторов), защищенного предохранителем. Параметры BQ, Sp могут быть сколь угодно большими, но из-за увеличения расхода материалов, возрастания объ ема и веса предохранителя чрезмерно увеличение Рр и SQ нецелесообразно по экономическим соображениям. Взрывающийся предохранитель работ ет следующим образом. В нормальном режиме работы рабоч ток одного конденсатора (или группы конденсаторов) протекает по металли ческой вставке и обмотке от конденс .тора к сборным шинам в нагрузку. Эн гия, вьвделившаяся во вставке при пр текании рабочего тока, недостаточна для взрыва вставки. В аварийном реж ме при коротком замыкании на вывода конденсатора или внутри его аварийный ток через металлическую вставку примерно в п раз больше рабочего тока. Быстрое вьщеление энергии в металлической вставке приводит к ее взрыву. После этого аварийный ток протекает только через обмотку, ограничивается ее импедансом до рабочего уровня, а энергия батареи рассеивается в сопротивлении обмотки R. При отсутствии обмотки, охватывающей металлическую вставку, возможно коронирование последней из-за высокой напряженности электрического поля на поверхности вставки при подаче высокого напряжения на конденсаторную батарею. Включение обмотки параллельно металлической вставке увеличивает эффективный диаметр и, следовательно, уменьшает напряженность электрического поля и устраняет причину появления короны, повышает электробезопасность обслуживания конденсаторных батарей, защищенных взрывающимися предохранителями, ограничивает или полностью устраняет коронирование металлической вставки, устраняет причину появления в рабочем помещении вредных веществ и, следовательно, улучшает санитарно-гигиенические условия труда, а также позволяет установить индикатор аварийной ситуации, например, путем подключения к части витков обмотки неоновой лам.почки, что существенно повышает удобство обслуживания и облегчает нахождение места аварии. Формула изобретения 1.Высоковольтный взрывающийся предохранитель для защиты конденсатора, включенного в конденсаторную батарею, содержащий изоляционный корпус с контактными электродами и металлическую вставку, соединенную с контактными электродами, отличающийся тем, что,с целью упрощения .обслуживания предохранителя, он снабжен токопроводящей обмоткой, подключенной параллельно металлической вставке. 2.Предохранитель по п.1, о т л ичающийся тем, что металлическая вставка размещена внутри токо- проводящей обмотки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Гончаренок Г. М. Установка для нагрева газа импульсными токами. Труды МЭИ, вып. 45, 1963. 2.Подмазов А. В., Пономарев Б.В., Фролов А. С. Высоковольтные быстродействующие предохранители для защиты импульсных конденсаторов в мощных емкостных накопителях. - Электричество, 1972, № 1, с.82.