Разрядник Советский патент 1981 года по МПК H01T1/00 

(54) РАЗРЯДНИК

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты линейной связи и элементов аппаратуры от воздействия опасных перенапряжений. Известен защитный разрядник, содержащий цилиндрический металлический корпус, на основании которого закреплен электрически связанный с ним заземленный электрод, выполненный из высокоэмиссионного материала, причем сверху корпус закрыт направляющей втулкой из изоляционного легкоплавкого материала, в центре которой расположен второй электрод в виде удлиненного стержня, проходящего внутрь корпуса соосно с первым, образуя межэлектродный разрядный промежуток, а внутреннее пространство корпуса заполнено инертным ггзом под давлением примерно 1/3 атмосферного 1. Недостатком указанного разрядника является однократность его использования при воздействии длительных перенапряжений вследствие разрушения плавкой втулки за счет горения электрической дуги и последующей разгерметизации разрядника. Кроме того, данный разрядник имеет низкое быстродействие. Наиболее близким техническим рещением к изобретению является разрядник, содержащий установленные в герметичном корпусе неподвижный электрод и подвижный электрод с термочувствительным приводом и токовводом. При значительном перенапряжении в этом разряднике обеспечивается приведение электродов в соприкосновение и, как следствие, короткое замыкание на землю 2. Однако в данном разряднике при соединении электродов из-за небольших неровностей поверхности получается неплотный контакт, поэтому при прохождении тока может наблюдаться нежелательное явление искрения. После короткого замыкания электродов разрядник необходимо заменять. Кроме того, разрядник не обладает отключающей способностью и не обеспечивает отключения от сети при воздействии длительных перенапряжений. Цель изобретения - повышение срока службы разрядника и надежности защиты оборудования от воздействия длительных перенапряжений. Цель достигается тем, что в разряднике, содержащем установленные в герметичном ;(|.. lifiio.iHM/KiiijiH .тктрчл и подвижный Ji(.-KIprj;i с |чч)мочувств1Г1е.11) приводом и токо1М одо 1| корпус )/к(Ч1 неподвижно .ак)(.м,д(И||ий токопроколяп1ей перего|)одкой с о .п ерстнел1, на одной стороне кото)ой i;iK)cu,KH си.шфои, а на другой - привод 1к;днижного электрода, который снабжен т)ког роводян им стержнем, пропущенным через отверстие в перегородке и дно сильфона, fipHicM указанный стержень жестко закреплен в дне сильфона и образует с перегородкой скользящий контакт, а с токовводом подвижного электрода - скользяпшй размыкающий контакт, погруженный в диэлектрическую жидкость. Введение сильфона и скользящих разрывных контактов позволяет производить перемещение подвижного электрода под действием привода при прохождении длительной волпы перенапряжения и в то же время отключать защищаемую электрическую цепь за счет одновременного разрыва контактной связи с этой цепью без разру1пения элементов разрядника, что обеспечивает его применение в электрических цепях, не оснащенных системами релейной защиты и автоматики. На чертеже изображен разрядник, общий вид, разрез. Разрядник состоит из герметичного изоляционного корпуса цилиндрической формы, разлепленного на две части с по.мощью токопроводящей перегородки 2 с центра;1ьны.м отве)стием. Корнус 1 имеет два метал.1ических чашеобразных основания 3, на одном из которых закреплен электрод 4 в ви де стержня, изготовленного из высокоэмиссионного материала, например сплава никеля и окиси бария. В отверстие перегородки 2 вставлеп соосно с неподвижным электродо.м 4 подвижный электрод 5 со стержнем 6, образующий с электро.юм 4 газовый разрядный промежуток и обладающий возможност1)Ю свободногч) перемещения относительно перегородки. Стержень 6 электрода 5 имеет скользящий контакт с перегородкой 2 и связан с ней со стороны разрядного промежутка с помо1цью тер.мочувствительного привода, выполненного в виде изогнутых пластип 7 из материала, обладающего эф(|)ектом «памяти формы (например, нитипола - сплава никеля и титана), и й.озвратпой пру/кипы 8. Концы п.частин 7 с одной сп))оны ./ксстко прикреплены к электроду 5, а с д|)уг1) к поверхности перегородки 2. Д/1ПНЛ изогнутых iK.iacTHH 7 обеспечивает приведение .leKTpo.TOB 4 и 5 в соприкосновенпс распрямлении пластин. На проти1 ополож11ой по отношению к разрядному про 1ежутк сторопо |ерегородки 2 гер.метич-но ус r;ino i,;ieH спльфон 9, внутри которого похимцена возвратная пружипа 8. Прохо.iHLunii через пе1)е|-(;родку 2, пружину 8 и дно cM.ibijioHa 9 стержень 6 нодв.ижного электрода 5 жестко закреплен в дне сильфона 9 и образует с токовводом 10 подвижного электрода скользяп1ий разрывной контакт 11. Одна часть внутреннего пространства корпуса, содержащая разрядный промежуток, заполнена инертным газом, а другая- со скользящим разрывным контактом - жидким диэлектриком, причем электрическая прочность жидкого диэлектрика выше электрической прочности газа. Разрядник работает следующим образом. В исходном положении пластины 7 сжаты, сильфон 9 и пружина & находятся в свободном состоянии. Основание 3 с электродом 4 заземлено, а основание со скользящим разрывным контакто.м 1 1 и перегородка 2 последовательно включены в защищаемую электрическую цепь. На электроды подано напряжение, которое меньше потенциала зажигания разрядника. При возникновении кратковременной волны перенапряжения в электрической цепи (например, при ударе молнии в линию связи или проббе в элементе защищаемой аппаратуры) на электроде 5 возникает перенапряжение, превыщающее по амплитуде нанряжение зажигания,и происходит срабатывание разрядника (пробой .межэлектродного промежутка) с последуюпгим резким падением напряжения на искровом про.межутке («срезом волны неренапряжения). В момент пробоя внутреннее сопротивление разрядника становится малым. При этом цепь или элемент аппаратуры, к которым подключен разрядник, шунтируются его малым сопротивление.м и те.м самым предохраняются от повреждений. После прохождения кратковре.менной волны перенапряжения разрядник восстанавливает свою электрическую прочность за счет деионизации газа и этим обеспечивается дальнейшая )1ормальная работа электрической цепи. При длительном воздействии перенапряжения (например, при возникновении наводок, если линия связи проходит вблизи высоковольт 1ой линии электропередачи, или обрыве провода этой линии и за.мыкании его на телефонную линию) амплитуда тока, протекающего через разрядник в момент его срабатывания, может достигать нескольких десятков ампер, что приводит к разогреву электрода 5 за счет горения электрической дуги и соответственно к повышению температуры пластин 7, особенностью которых является способность «запоминать ту геометрическую форму, которую им придают Б нагретом состоянии. Поэтому при достижении пластинами той температуры, при которой идет процесс «запоминания прямолинейной фор.мы, они резко выпря.мляются и толкают электрод 5 до соприкосновения с электродом 4. Одно15ременно стержень 6 электрода 5 вьгходит из соприкосновения с токовводом 10, образуя изоляц1 0нный промежуток с жидким диэлектриком, электрическая прочность которого достаточна для иек.чючсния его 1:робоя Гия:и, занипцаемой ап