Вентильный разрядник

О П И С А Н И Е пи 661668ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик(22) Заявлено 09.08,74 (21) 2053520/24с присоединением заявки-1) М Н 01 Т 50 23) Приоритет - Опубликовано 05.05.79 Бюллетень17 асударстввнный нвмвтвт СССР ав двлам нэвбрвтвннй н вткрытнй) Авторы изобретения М. Акодис, В, И, Бронников, А ук и В. Н. Сметани Красного Знамени С. М. КироваУральский ордена Трудовог политехнический институт1) Заявител ВЕНТИЛЬНЫй РАЗРЯДНИ т- оИзобретение относится к электротехнике, устройствам для защиты от перенапряжений электропередач высокого напряжения,В электропередачах высших классов напряжений большой экономический эффектдает глубокое ограничение перенапряжений.Однако снижению пробивных напряженийразрядников, защищающих электропередачу, препятствует ухудшение при этом ихдугогашения,Известны вентильные разрядники, в которых с целью повь 1 шения дугогашения последовательно с разрядником включается высоковольтный выключатель или взрывное предохраняющее устройство, которые и выполняют дугогасящие функции 1 и 2.Известны также вентильные разрядники,в которых часть искровых промежутков разрядника шунтирована плавким предохранителем, защищающим разрядник от разрушения при отказе им погасить дугу; либоуправляемым коммутирующим устройством:размыкателем 3 и 4, 20Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату являетсявентильный разрядник, содержащий последовательно соединенные нелинейные токоограничивающие, разисторы и шунтированныерезисторами дугогасительные искровые промежутки, параллельно части которых подключены через коммутационные аппаратыдополнительные шунтирующие резисторы,причем коммутационные аппараты снабжены блоком управления 5.Указанные коммутаторы позволяют изменять распределение напряжения по искровым промежуткам, в частности для повышения напряжения гашения, производят выравнивание распределения напряжения по искровым промежуткам. При этом замыканиеи размыкание коммутационного аппаратавыполняется внешним управлением от постороннего источника энергии.Цель изобретения - обеспечение краковременного повышения дугегасящей спсобности без использования оперативногоисточника питания,Для этого в известном вентильном разряднике, содержащем последовательно соединенные нелинейные токоограничивающиерезисторы и шунтированные резисторами дугогасительные искровые промежутки, параллельно части которых подключены черезкоммутационные аппараты дополнительные4на параллельно датчику 7 тока, а к секционированной вторичной 9 - подключены неуправляемые вентили 10 (например, полупроводниковые диоды), накопительные конденсаторы 11, шунтированные разрядными резисторами 12.Блок 13 задержки может быть выполненв виде включенных в цепь первичной обмотки 8 трансформатора нормально разомкнутых контактов 14 электромагнитного уст 1 О. ройства 15, питаемого током разрядниканепосредственно или через трансформатортока,Мощность накопителя ограничена такойвеличиной, чтобы с учетом параметров цепи,расходующей запасенную энергию, накопитель энергии поддерживал вентили в открытом состоянии до затухания восстанавливающегося после обрыва тока разрядникомнапряжения.Легко рассчитать для такого разрядника,20 что увеличением в 1,33 раза против обычного величины сопротивлений шунтирующихрезисторов у 20 О/, искровых промежутков,.можно снизить на 20/О пробивное напряже. ние разрядника. Если зашунтировать этипромежутки вентилями через дополнительные резисторы, величина которых в 4,03 раза больше тех шунтирующих сопротивлений, параллельно которым они подключены,напряжение гашения повысится на 25%.Не трудно выполнить блок задержки 13ЗО на управляемых от тока срабатывания разрядника вентилях.На чертеже изображены управляемыевентили, образующие две последовательныесекции. При большом числе секций целесообразно применить несколько накопителей,каждый из которых обслуживает одну секцию (или группу секций) и питается от своего датчика тока (резистора 7). В этом случае можно снизить требования к изоляциивторичных цепей от первичных, использоваврезисторы 7 на потенциале, близком к потенциалу соответствующей вентильной секции,Нормально управляемые вентили 5 заперты, резисторы 4 от разрядника отключены и пробивное напряжение определяется45 искровыми промежутками зашунтированнойчасти разрядника, имеющими повышенное значение сопротивлений шунтирующих резис торов. После срабатывания разрядника при отсутствии задержки управляющего импульса" падение напряжения на резисторезаряжает накопительные конденсаторы 11. Выходные цепи накопителя подключены к управляющим электродам вентилей 5, вентили открываются и подключают дополнительные .резисторы 4 к разряднику, выравнивая распределение воостанавливающегося напряжения по его искровым промежуткам и повышая тем самым напряжение гашения. В большинстве случаев достаточно на один полупериод промышленной частоты на 10 -6616683шунтирующие резисторы, причем коммутационные аппараты снабжены блоком управления, согласно данному изобретению, коммутационные аппараты выполнены в виде управляемых вентильных блоков, а блок уп-, 5 равления выполнен в виде датчика тока, включенного в последовательную цепь искровых промежутков и токоограничивающих резисторов, и накопителя энергии, вход кото рого подключен параллельно указанномудатчику тока, а выход - к управляющим вентильным блокам.Кроме того, с целью повышения эффективности демпфирования переходного процесса в сети, блок управления снабжен элементом задержки выдачи управляющего сигнала.В этом случае вентили открываются после появления тока срабатывания разрядника, а после окончательного обрыва тока удерживаются в открытом состоянии 0,01 - 0,03 с, до затухания восстанавливающегося на разряднике напряжения, Накопитель может быть снаб- жен блоком задержки выдачи управляюще-.го сигнала на вентильные блоки. Наличие накопителя позволяет обеспечить автоном ность всего процесса кратковременного по-.вышения напряжения гашения с использованием энергии тока срабатывания разрядника, а блока задержки - увеличить число срабатываний разрядника до такой величины, при которой достаточно эффективно демпфируется переходной процесс в сетй-, "На чертеже изображен вентильный разрядник с управляемыми разрядными харак" теристиками, принципиальная схема.Вентильный разрядник содержит токоограничивающие резисторы 1, дугогасительные искровые промежутки 2 (они могут быть снабжены поджигающими промежутками,включеннымипоизвестным-схемам; на чертеже не показаны, шунтированные резисторами 3 с активными сопротивлениями или резисторами и конденсаторами, причем частьдугогасительных искровых промежутков, определяемая уровнем павьгшенйянапряжения гашения, имеет повышенную величину сопротивлений шунтирующих резисторов, на чертеже обозначено "двумя последовательными резисторами 3, и эта частьпромежутков (или элементов разрядника, содержа"щих указанные искровые промежутки и токоограничивающие резисторы, за шунтирована через дополнительные резисторы 4 и управляемыми вентилями 5, снабженными блоком 6 управлейия, выполненнымв виде датчика 7 тока (резистора),включенного впоследовательную разрядную цепь и накбпителя энергии, вход которого подключенк датчику 7 тока; а выход к управляемым вентилям 5, На чертеже" показана одна из " -возможных схем накопителя энергии, например, в виде разделительного трансформатора, первичная обмотка 8 которого включе515% повысить напряжение гашения, чтобы разрядник больше не пробивался. В этом случае сопротивление разрядного резистора 12 должно быть подобрано таким, чтобы при воздействии на этот вентиль в прямом направлении очередного полупериода напряжения конденсатор 11 разрядился, вентили закрылись, и разрядник вернулся в исходное положение. При необходимости подбором параметров резистора 12 и конденсатора 11 можно добиться увеличения интервала времени, в течение которого напряжение гашения сохраняется повышенным, до величины, при которой переходный процесс в сети затухает до допустимой величины.Если представляется целесообразным в некоторых случаях увеличить число срабатываний разрядника до двух и более, с целью повышения эффективности демпфирования переходного процесса в сети, накопитель можно выполнить с блоком задержки 13 выдачи управляющего сигнала на управляемые вентили, При выполнении блока задержки в виде электромагнитного устройства цепь накопителя замыкается контактами 14 с задержкой на время срабатывания электро магнитного устройства,Таким образом, предлагаемое устройство позволяет обеспечить автономное управление всем процессом кратковременного повышения напряжения гашения разрядника, а именно: обеспечение необходимой для эффективного демпфирования переходйого процесса в сети задержки в повышении напряжения гашения, непосредственное повышение напряжения гашения, обеспечение при повышенном напряжении гашения выдержки времени, достаточной для затухания переходного процесса в сети, и понижение нап,-. ряжения гашения до нормального 6Формула изобретения1. Вентильный разрядник, содержащийпоследовательно соединенные нелинейныетокоограничивающие резисторы и шунтированные резисторами дугогасительные искровые промежутки, параллельно части которыхподключены через коммутационные аппараты дополнительные шунтирующие резисторы,причем коммутационные аппараты снабжены блоком управления, отличающийся тем, что, с целью обеспечения кратковременного повышения дугогасящей способности без использования оперативногоисточника питания, коммутационные аппараты выполнены в виде управляемых вентилей,15 а блок управления выполнен в виде датчикатока, включенного в последовательную цепьискровых промежутков и токоограничивающих резисторов, и накопителя энергии, входкоторого подключен параллельно указанно.му датчику тока, а выход - к управляемымвентилям.2. Вентильный разрядник по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности демпфирования переходногопроцесса в сети, блок управления снабжен25 элементом задержки выдачи управляющегосигнала.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Патент Швейцарии538767,клН О 1 Т 1/02, 1973.2. Патент США3400301, кл. 317 - 71,1968,3, Авторское свидетельство СССР20577, кл, Н 02 Н 9/06, 1958.4. Авторское свидетельство СССРЗ 5534819, кл. Н 01 Т 1/14, 1964.5. Авторское свидетельство СССР521624, клН 01 Т 3/00, 1972.Составител Техред О. Л Тираж 922 И Государствен делам изобрете Москва, Ж - 35,Патент, г,очко в. Била гова ЦНИИПпо113035,лиал П П едактор Ю. Челюаказ 2501/58 ного ко ний и Раушс ж город Корректор ОПодписноемитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5ул, Проектная,