Искровой промежуток с цикличным растя-гиВАНиЕМ дуги Советский патент 1981 года по МПК H01T1/00 

(54) ИСКРОВОЙ ПРОМЕЖУТОК С ЦИКЛИЧНЫМ РАСТЯГИВАНИЕМ

ДУГИ

Изобретение относится к электротехнике, а конкретно к разрядникам для заи1иты электрооборудования от пе ренапряжений . В определенных режимах на разрядники переменного или постоянного тока могут воздействовать перенапряжения значительной длительности (до 100-200 мс). .- Известны разрядники, в которых пр менены искровые промежутки с активным дугогашением на принципе растяги вания дуги fll. Однако в таких разрядниках дуга довольно длительное время может находиться в растянутом состоянии при водя к сгоранию электродов и особенно пористых керамических камер, как правило имепцих малую пропускную способность. Кроме того, в разрядниках постоянного тока, работающих в схемах с последовательно включенными индуктивностями, такие искровые промежутки в момент гашения могут вызвать превышения напряжения на разряд нике над защитным уровнем. Наиболее еухизким к предлагаемому является искровой пронежуток с.цикЛИЧНШ1 растягиванием дуги, содержащи два основных электрода и устройство магнитного дутья. Электроды снабжены особыгли каналами сквозной передачи для пропуска ионизированного.газа в зону зажигания, возникшая в зоне зажигания дуга, удлиняясь в камере гашения под действием поперечного маг-, нитного поля, оказывает давление на ионизированный горячий газ перед ней и в момент подхода опорных точек к каналам продувает его через каналы в зону зажигания. Это приводит к значительному уменьшению электрической прочности в зоне зажигания и, когда дуга полностью растягивается, происходит повторный пробой. Процесс повторяется до тех пор, пока ток не снизится до Такой величины, при которой поток газа уже не в состоянии пройти через каналы. Таким образом, в этом искровом промежутке растягивание дуги циклично перемежается с пробоями (обратным зажиганием) межэлектродного промежутка, благодаря чему дуга не задерживается долго в растянутом состоянии, а ее гашение осуществляется при относительно малых токак 2. Недостатком подобных промежутков является то, что они эффективны при относительно больших токах, когда интенсивность дуги значительная, так как при сравнительно малых токах, характерных, например, в разрядниках с рабочим резистором из высоконелинейных оксидно-цинковых материалов, повторного зажигания может вообще не быть из-за малого давления ионизированного газа. Кроме того, каждому акту повторного зажигания здесь предшествует одинаковое и практически максимальное удлинение дуги, так как ее опорные точки в каждом цикле совершают один и тот же путь. Таким образом, независимо от величины тока в промежутке перед повторным зажиганием развивается предельное падение напряжения. Это обстоятельство часто становится кеприемле ьзм в разрядниках постоянного тока, работающих в цепях с индуктивностью, из-за вoз oжныx превышений напряжения на разряднике над установленным за1ЦИ1;ным уровнем.

Следует также отметить, что в рассматриваемом промежутке каждый новый цикл растягивания дуги начинается с электрического пробоя межэлектродного промежутка, что вводит известную нестабильность в работу промежутка.

Цель изобретения - повышение надежности цикличной работы в широком диапазоне протекакацих токов и стабильности и обеспечение контроля напряжения на растягивающейся дуге.

Указанная цель достигается тем, что искровой промежуток с цикличным растягиванием дуги, содержащий два основных электрода и устройство магнитного дутья, снабжен дополнительным электродом, который выполнен в поперечном сечении в форме овала с кру.говой эксцентральной выемкой один из основных электродов выполнен с круговьи4 поперечным сечением и установлен коаксиально с кольцевым зазром в выемке дополнительного электрода, а второй основной электрод выполнен с овальньич поперечным сечением и расположен параллельно дополнительному электроду со стороны его выемки.

Дополнительный электрод расщепляе дугу на две части, одна из которых растягивается, а другая переме1чается в зону за хигания, врагдаясь в канале возврата дуги, образованном дополни- тельньпи и одним из основных электродагли.

на- чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого искрового промех(утка.

Основные электроды 1 и 2 овальной формы и круглой формы соответственно и дополнительный электрод 3 помещены в керамической уамере 4. Дополнительный электрод 3 повторяет фордгу рсновного электрода 1 за исключением центральной части, в КОТОРОЙ имеетзя эксцентричная по отношению к вертикальной оси круговая выемка, разрывающая одну из боковых кромок электрода. Радиус выемки больше радкуса основного электрода 2.

Дополнительный электрод 3 располагается симметрично с основным электродом 1 относительно вертикальной оси камеры 4 и своей выемкой охватывает основной электрод 2, образуя канал 5 (кольцевой зазор) возврата части дуги в зону зажигания.

Напряжение подводится к OCHOBHHT-I электродам 1 и 2, а электрод 3 до момента пробоя имеет свободный потенциал.

После пробоя межэлектродного промежутка, возникшая дуга 6 начинает перемещаться в поле постоянных магнитов или катушек магнитного дутья, скользя своими опорными точками по кромкам электродов 1 и 2. Дойдя до входа в канал 5 возврата, дуга делится на две последовательно включенные части б и б одна из которых б , перемещаясь вдоль кромок электродов 1 и 2, входит в область растягивания а другая б совершает вращательное движение по каналу вращения, выдуваясь в конце вращения в зону пробоя, и закорачивает электроды 1 и 2. В этот момент растягивагадая дуга б гаснет, а из зоны пробоя начинается новый цикл.

Таким образом, в промежутке цикличность растягивания достигается не электрическим пробоем межэлектродног промежутка, а его замыканиями частью дуги, скорость перемещения которой по каналу 5 возврата в достаточной степени стабильна и пропорциональна величине тока через промежуток. Благдаря этому можно осуществить такой подбор форглы электродой и их размеров, при котором напряжение на растягивающейся дуге будет в необходимы пределах зависеть от скорости перемещения дуги б, т.е. при больших токах напряжение на растягивающейся дуге будет минимальным, а при малых токах - достигает своего максимального значения.

Цикличность растягивания здесь возможно осуществить при токах в несколько ампер, так как даже ток в 1 А обеспечивает стабильное перемещение дуги в узком канале 5 возвратаИсковые промежутки успешно опробированы в схемах, разрабатываемых рязрядников постоянного тока, и показывают, что при любых возможных формах волн перенапряжений превышения напряжения над защитныг/i уровнем не происходит. Цикличное растягивание дуги обеспечивается в широком диапазоне токов.

Применение промежутков в схемах разрядников постоянного тока с рабочим высоконелинейным оксидно-цинковым резистором позволяет значительно об легчить разрядники. Например, в определяющем пропускную способность разряднике постоянного тока 1500 кВ режиме разряда линии, заряженной до 1150 кВ, в разрядниках с искровыми промежутками с вращающейся дугой Л-ИПВД) обрыв ток# наступает при наЬряжении на линии 900-950 кВ, а в разрядниках вьвделяется при этом энер гия порядка 7 МДж. Применение же вм то ИПВД предлагаемых промежутков по зволяет осуществить гашение тока при напряжениях 1080-1100 кВ, а энер гия, выделяющаяся в разряднике, сни жается до 2,5-3, МДж. Это позволяет значительно (почти в два раза) умень шить объем рабочего резистора, что приводит к заглетным технологичным, схемным и конструктивным упрощениям сильно увеличивая показатель надежности. Формула изобретения Искровой промежуток с цикличным растягиванием дуги, содержащий, два основных электрода и устройство магнитного дутья, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности цикличной работы в широком диапазоне протекающих токов и стабильности и обеспечения контроля напряжения на растягивающейся дуге-, он снабжен дополнительным электродом, который выполнен в поперечном сечении в форме овала с круговой эксцентричной выемкой, один из основных электродов выполнен с круговым поперечным сечением и установлей коаксиально с кольцевым зазором в выемке дополнительного электрода, а второй основной электрод выполнен с овальным поперечным сечением и установлен параллельно дополнительному электроду со стороны его выемки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 104255, кл. Н 01 Т 1/16, 1948. 2.Патент Швеции 328932, 21 с 72. 1970.