Управляемый искровой разрядник Советский патент 1982 года по МПК H01T3/00 

(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ НСКРОВОЙ РАЗРЯДНИК

1

Изобретение относится к коммутированию больших токов в газах, вакууме и изолирующих жидкостях и может быть использовано в различных электрофизических устройствах, а также для защиты высоковольтных элементов линий электропередач, станций, подстанций, тиристорных преобразовательных блоков и других электротехнических устройств высокого напряжения от грозовых и коммутационных перенапряжений.

Известен управляемый искровой разрядник тригатронного типа, содержащий высоковольтный и заземленный электроды и управляющий электрод, расположенный внутри заземленного и отделенный от него изоляционной втулкой 1.

Недостатками известного разрядника являются узкий диапазон коммутируемых напряжений без изменения величины основного зазора разрядника (или без изменения давления в нем), зависимость стабильности запуска и надежности работы от полярности коммутируемого напряжения, значительная зависимость стабильности запуска от величины недонапряжения на основном зазоре разрядника. Для улучшения стабильности запуска тригатронных разрядников

и улучшения амплитуды пускового импульса используют перекрытие керамической втулки, расположенной между управляющим и заземленным электродами. При этом управляющая искра; перекрывающая шайбу или втулку, в основной разрядный промежуток не вносится, так как распространяется перпендикулярно силовым линиям электрического поля.

Цель изобретения - повышение стабиль,Q ности запуска и расширение диапазона коммутируемых напряжений.

Цель достигается тем, что в управляемом искровом разряднике, содержаще.м высоковольтный и заземленный электроды и управляющий электрод, расположенный

15 внутри заземленного и отделенный от него изоляционной втулкой, изоляционная втулка выполнена выступающей в разрядный промежуток за пределы заземленного электрода.

2Q При этом происходит быстрое превращение первоначально слабонеоднородного электрического поля в зазоре в резконеоднородное, внесением в разрядный промежуток вспомогательной искры, направленной вдоль силовых линий электрического поля.

Вспомогательная искра, вызываемая пусковым импульсом, перекрывает диэлектрик, внесенный вглубь разрядного промежутка разрядника.

На чертеже представлена конструктивная схема разрядника.

Разрядник содержит высоковольтный электрод 1, заземленный электрод 2 и управляющий электрод 3, расположенный внутри заземленного и отделенный от него втулкой 4 из изоляционного материала, которая выступает одним своим концом на величину h в разрядный промежуток S. Если диэлектрическая проницаемость втулки 4 невысокая, то искажение электрического поля в зазоре, вызываемое материалом втулки 4, будет незначительным даже при - 0,5. При подаче пускового импульса на управляющий электрод 3 втулка 4 перекрывается, и первоначально слабонеоднородное электрическое поле в зазоре становится резконеоднородным, электрическая прочность зазора значительно уменьшается и разрядник срабатывает.

Диапазон рабочих напряжений такого разрядника даже при небольщих - больше двухкратного, cтaбильнoctь срабатывания при достаточно крутом импульсе не хуже 10 с. Пусковой импульс должен иметь амплитуду, достаточную для перекрытия втулки 4, но мощность источника пусковых импульсов весьма мала. Разрядник показывает хорошие результаты при работе на постоянном напряжении в воздухе при атмосферном давлении и на импульсах с косоугольным фронтом при работе в атмосфере азота с давлением до 15 ат, а также в трансформаторном масле при постоянном коммутируемом напряжении.

Применение управляемого разрядниЛ позволяет значительно увеличить быстродействие срабатывания системы защиты от перенапряжений и повысить стабильность и надежность ее работы.

Формула изобртения

Управляемый искровой разрядник, содержащий высоковольтный и заземленный электроды и управляющий электрод, расположенный внутри заземленного и отделенный от него изоляционной втулкой, отличающийся тем, что, с целью повыщения стабильности запуска и расщирения диапазона коммутируемых напряжений, изоляционная втулка выполнена выступающей в разрядный промежуток за пределы заземленного электрода.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 2.472.115, кл. 250-38, 1949 (прототип).