Вентильный разрядник

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ Н ИЯц 554584 Союз Советских Социалистических Республик(51) М.Кл. Н 01 Т 504 присоединением заявки Государственный коматоза Совета Министров СССР ое делам изобретенеВ и открытей.933(088.8 публиковано 15.04,7 юллетеньДата опубликования описания 06,07.77 2) Автор изобретени 1) ЗаявительВ. И, Бронников Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнически институт,им, С. М, Кирова4) ВЕНТИЛЬНЫЙ РАЗРЯД 1Изобретение относится к устройствам для защиты от перенапряжений электропередач высокого напряжения.Известны вентильные разрядники, содержащие основные искровые промежутки, резисторы и дополнительные (поджигающие) промежутки, рассчитанные на пробивное напря. жение меньшее (аплоть до половинного значения), чем пробввное напряжение основных искровых промежутков, параллельно которым подключены поджигающие, вследствие чего система искровых промежутков имеет, пробивное напряжение меньшее, чем сумма пробивных напряжений основных промежутков 1 Ц, Применение поджигающих промежутков позволяет увеличить число основных искровых лромежутков, приходящихся на 1 кВ пробивного напряжения разрядника, менее чем в 2 раза, тогда хак в ряде случаев целесообразно значительно большее увеличение.Наиболее близким к изобретению техническим решением является вентилыный разрядник, содержащий, по крайней мере, два блока, выполненных каждый в виде четырехплечего моста, двумя, противоположными плечами которого являются резисторы, двумя другими плечами являются резисторы, шунтированные основными,искровыми,промежутками, а в диагональ моста включены дополнительные искровые промежутки, шунтированные конденсаторами, соединенными последовательно через вершины смежных, плеч моста, опирающихся на диагональ 2. Однако, вопервых, поскольку количество дополнитель ных искровых промежутков велико (в 2 - 3раза больше, чем основныхили, по меньшей мере, равно количеству основных), то при горизонтальном расположении их увеличиваются поперечные размеры разрядника, а при 10 вертикальном, если их расположить в однойколонке с основными, из-за ухудшения распределевия напряжения,по изоляции разрядника увеличивается его высота. Во-вторых, восстанавливающееся,на разрядни 1 ке напря жение не воздействует на дополнительныеиокровые промежутки, поэтому восстанавливающаяся прочность разрядника определяется лишь основными искровыми промежутками и не повышается с 1 введением дополнитель ных.Для улучшения защитных характеристики повышения надежности в предлагаемом разряднике в разрыв указанных вершин включена цепочка, идентичная диагонали 25 моста, причем отношение коэффициентов нелинейности резисторов, шунтированных и не шунтироваиных основными искровыми промежутками, выбрано не меньше единицы.Дополнительные искровые промежутки 30 шунтированы резисторами, что,позволяет по3высить дугогасящую способность разрядника.При таком выполнении, разрядника снижается разброс его пробивных напряжений по сравнению с известными разрядниками, Кроме того, при том же .количестве дополнительных,искровых промежутков, что и в прототипе,они разбиты на число групп (комплектов), почти в два раза большее, поэтому габариты разрядника уменьшаюпся.На фиг. 1 дана электричвская схема описываемого разрядника с основными искравыми лромежутками, включенными параллельно сопротивлениям, поочередно в той и другой ветвях; на фиг, 2 - то же с основными искровыми промежутками, включенными между этими ветвями.Резисторы 1 и 2, выполненные с различными, коэффициентами нелинейности (резистор 1 - с павышенным, резистор 2 - с пониженным), образуют две параллельные ветви. Основные искровые промежутки 3 соединены в последовательную цепь дополнительными искровыми промежутками 4 включенными между параллельными ветвями после каждого резистора той и другой ветви. Дополнительные искровые промежутки шунтированы конденсаторами 5 и 6, которые передают потенциал из одной ветви в другую при пробое основных иаировых,промежутков, Основные искровые промежутии могут быть включены, параллельно резисторам поочередно в той и другой ветвях (см. фиг. 1) или между этими ветвями (см. фиг. 2). Комплекты основных искровых промежутков:могут иметь поджигающие промежутками, включенные по известным схемам (на чертеже не показаны),При однородных резисторах 1 и 2 дополнительные искровые промежутии включены между точками равного потенциала при любам напряжении на разряднике и пробивное напряжение разрядника определяется только основными искровыми промежутками, После каскадного пробоя их напряжение прикладывается к дополнительным искровым промежуткам 4 и вызывает их пробой. Так как на дополнительные искровые промежутки воздействует крутой импульс напряжения, то можно в 2 - 3 и более раз увеличить их количество по сравнению с основными, снизив их пробивное напряжение при этих импульсах до пробивного напряжения разрядника неоднородной емкосгной шунтировкой (емкости конденсаторов 5 и 6 в этом случае имеют различную величину). Если в качестве дополнительных искровых промежутков применить токоограничивающие промежутки, имеющие повышенное напряжвние на,дуге, то можно уменьшить лоследовательное (рабочее) сопротавление разрядника, т. е. улучшить его защитные характеристики вгрозовом режиме. Высокое напряжение на дуге. позволяет также применить для резисторов:материал с меньшей нелинейностью, но с более высокой 4пропускной способностью, т. е. повысить надежность разрядника.При однородных резисторах 1 и 2 восстанавливающееся напряжение не воздействует 5 на дополнительные искровые промежутки,Для повышения относительной восстанавливающейся прочности как в первый момент после погасания дуги, так и при восстанавливающихся напряжениях, близких к напря жению гашения, изменяют распределение напряжения по ветвям шунтирующих сопротивлений так, чтобы дополнительные искровые промежутки разгружали основные от восстанавливающегося напряжения, Для этого .нуж но резисторы 1 (см. фиг. 1), шунтирующиеосновные искровые промежутки 3, выполнить с большим, чем у резисторов 2, коэффициентом нелинейности с равенством величин сопротивлений при пробивном напряжении раз рядника или напряжении гашения, либо винтервале между этими напряжениями.Таким образом, дополнительные искровыепромежутки будут,находиться между точками равного потенциала лишь при одном значе нни приложенного к разряднику напряжения.,Если, сопротивления резисторов 1 и 2 выбрать равными прои напряжении срабатывания разрядника, то с ростом напряжения от нуля до этого напряжения на оснавные промежутЗ 0 ки воздействует напряжение, уменьшевное посравнению с приложенным к разряднику на величину, приходящуюся на дополнительные искровые промежутки. Следовательно такой разрядник, имеет повышенную восстанавливаЗ 5 ющуюся прочность, а значит, и напряжениегашения, Кроме того, ускоренный рост напряжения на основных, искровых промежутках в области пробивных напряжений разрядника снижает разброс его пробивного напряжения, 40 в том числе и напряжения повторных пробоев, т. е. напряжения гашения.Если, равенство сопротивлений резисторов1,и 2 достигается,при напряжении гашения, то с,повышением напряжения до этой точки 45 основные промежутки также разгружаютсядополнительными. При,дальнейшем повышении напряжения более быстрый рост напряжения на основных искровых промежутках, чем,на всем разряднике, приводит к сниже нию пробивного напряжания, т. е, и в этомслучае происходят, относительное повышение напряжения гашения и снижение разброса пробивных,напряжений и напряжения гашения.55 Уменьшение разброса позволяет сократитьинтервал между пробивным и рабочим напряжениями, что имеет особенно важное значение для разрядников, предназначенных для глубокого ограничения, перенапряжений.60 Для, разгрузки основных искровых промежутков,можно применять в качестве допол,нительных промежутки с пониженным напряжением на дуге, например искровые вромежутки с вращающейся дугой.65 Равномерность распределения, напряжения.между комплектами дополнительных искро.вых промежутков, включенными между аетвями резисторов, задается этими резисторами. Для выравнивания напряжения.по искровым промежуткам каждого комплекта при большом количестве их целесообразно шунтировать их дополнительными резисторами, сопротивление которых должно быть достаточно .вьгсоким, чтобы не искажать,раапределение напряжения по параллельным ветвям резисторов с различньгми коэффициентами нели.нейности.Так как при,неоднородных сопротивлениях резисторов 1 и 2 на перовом и последнем комплектах дополнительных некадровых,промежутков напряжение выше, чем на остальных, эти комплекты могут быть составлены,из искровых промежутков с повышенной начальной восстанавливающейся прочностью либо вы. полненю с повышенным прабивньгм напряжением при частоте, характерной для восстанавливающегося на разряднике напряжения, и пониженным неоднородной емкостной шунтировкой при высокой частоте. Напряжение на этих комплектах можно снизить также соответствующим подбором, коэффициента нелинейности резисторов, шунтирующих первый в блоке и последний комплекты.основных искровых промежутков.Отказаться от этой настройки и упростить процесс подбора характеристик разнородных резисторов 1 и 2,можно, включив основные искровые промежутки между параллельными ветвями резисторов (см. фиг, 2) и выполнив с .повышенным коэффициентом нелинейности лишь два резистора в блоке (первый в одной ветви и последний в другой), а,именно те, которые шунтированы основными искровыми промежутками. В этом случае после погаса.ния дуги в разряднике сопротивления резисторов 1 малы, поэтому потенциалы точек подсоединения дополнительных искровых промежутков в левой ветви шунтирующих резисторов повышены, а в правой понижены, и дополнительные искровые промежутки нагружены восстанавливающимся напряжением 6(как и,в схеме на фиг. 1), разгружая основные промежутки, С выравниванием величин резисторов 1 и 2 напряжение.лрикладьвается только к основным, искровым промежуткам, а 5 при дальнейшем увеличении напряжения лотенциалы точек подсоединения искровых промежутков в левой ветви понижаются, а в правой повышаютсяи ускоренный рост напряжения на основных искровых промежути ках ускоряет развитие их пробоя. Таким образом, и при двух резисторах с повышенным коэффициентом нелинейности в блоке достигается тот же эффект, чтд и в схеме на фиг.1, Подбор характеристик резисторов при этом 15 существенно упрощается. Формула изобретения 1. Вентильный разрядник, содержащий, поо крайней мере, два блока, выполненных каждый в виде четыремплечего моста, двумяпротивоположными плечами которогю являются резисторы, шунтированные основными искровыми промежутками, а в диагональ моставключены дополнительные искровые промежутки, шунтированные конденсаторами, соединенными последовательно через вершинысмежных плеч моста, опирающихся на диагональ, отличающийся тем, что, с цельюзю улучшения защитных характеристик и повышения,надежности, в разрыв указанных вершин включена цепочка, идентичная диагонали моста, причем отношение коэффициентовнелинейности резисторов, шунтированных из 5 не шунтироаанных основными искровыми промежутками, вьгбрано не,меньше единицы.2. -Разрядник по л. 1, о т л и ч а ю щ,и й с ятем, что, с целью повышения дугогасящейспособности, дополнительные искровые лроме 4 О жутки шунтированы резисторами,Источники информации, принятые во внимание лри экспертизе:1. Авторское свидетельство СССРМо 126175, М,Кл, Н 01 Р 3/00, 1959,45 2. Авторское свидетельство СССРМо 363148, М.Кл. Н 01 Т 5/04, 1971 (прототип).554584 г кова ников йсочен едактор Подписно ов ССС МОТ, Загорский филиа аз 3/79ЦНИИ Составитель Е, Б Техред А. Камы Изд. М 357Государственного комитета по делам изобретений3035, Москва, Ж, Рауш Тираж 992овета Министкрытийая наб., д. 4/ рректор О. Тю