Генератор коммутационных перенапряжений

 

1 .ГЕНЕРАТОР КОНМУТАЦИОННЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ, содержащий источник импульсов, блок трансформаторов, ко торый черед накопительныйконденсатор , выполненный в ви/че расщепленного провода с экранами, соединен с блоком конденсаторов и объектом испытания , причем между высоковольтным выводом блока трансфо|маторов и блоков конденсаторсгв ра1а|ме1цены резистор с последовательно соединенным обостряющим разрядником, Й т ли ч а.ю щи и с я тем, что, с целью упрощения конструкции и сокращения времени на проведение испытаний изоляции, в него введена изоляционная гибка1( тяга и шкала с указателем зазора обостряющего разрядника, а накопительный конденсатор подвешен вертикально так, что нижний экран расщепленного провода размещен над блбком конденсаторов, при этом обостряющий разрядник и резистор размещены внутри накопительного конденсатора по осевой линии, причем подвижный электрод обостряющего разрядника соединен изоляционной гибкой тягой с указателем зазора обостряющего разрядника. 2. Генератор по п.1, отличающий с я тем, что в обостряющем разряднике неподвижный электрод за (П креплен на изоляционной трубе, имеющей продольную щель для перемещения подвижного электрода, закрепленного на изоляционном стержне, перемещающемся по щели изоляционной трубы посредством гибкой изоляционной тяги через систему блоков, один из которых закреплен на верхнем конце изоляционной i трубы, а другой установлен вблизи 00 от шкалы для измерения зазора обостряINP ющего разрядника.

, Я0„„ 1018200

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з Н 03 К 3/53

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

-«. !

1 «мии

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ГЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3374884/18-21 (22) 31. 12. 81 (46) 15.05.83. Бюл. 11, 18 (72) P.Ä.Âèøíÿêîâ и В.С.Киндяков (71) Сибирский научно-.исследовательский институт энергетики (53) 621. 373 (088.8) (56) 1.Александров Г.И. и др. Электрическая прочность наружной высоковольтной изоляции. М;, "Энергия", 1969, с.220-225.

2. Авторское свидетельство СССР

11 855986, кл. H 03 K 3/53, 1981 (прототип). (54)(57) 1. ГЕНЕРАТОР КОИМУТАЦИОННЦХ

ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ, содержащий источник импульсов, блок трансформаторов, который через накопительный конденсатор, выполненный в виде расщепленного провода с экранами, соединен с блоком конденсаторов и объектом испытания, причем между"высоковольтным выводом блока трансформаторов и блоков конденсаторов размещены резистор с последовательно соединенным обостряющим разрядником, . о т л и ч а юшийся тем, что, с ц елью упрощения конструкции -и сокращения времени на проведение испытаний изоляции, в него введена изоляционная гибкая тяга и шкала с указателем зазора обостряющего разрядника, а накопительный конденсатор подвешен вертикально так, что нижний экран расщеп.ленного провода размещен над блоком конденсаторов, при этом обостряющий разрядник и резистор размещены внутри накопительного конденсатора. по осе-вой линии, причем подвижный электрод обостряющего разрядника соединен изоляционной гибкой тягой с указателем .зазора обостряющего разрядника.

2. Генератор по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что в обостряющем g разряднике неподвижный электрод закреплен на изоляционной трубе, имеющей продольную щель для перемещения подвижного электрода, закрепленного на изоляционном стержне, перемещающемся д по щели изоляционной трубы посредством гибкой изоляционной тяги через систему блоков, один из которых закреплен на верхнем конце изоляционной трубы, а другой установлен вблизи от шкалы для измерения зазора обостряющего разрядника.

1 10182

Изобретение относится к электротех» нике и может быть применено для испытания изоляции линий электропередач сверхвысокого и ультравысокого напряжения на наружной испытательной 5 площадке.

Известен генератор импульсов, содержащий источник импульсов, повышающий трансформатор, между высоковольтным выводом которого и землей подсоединен высоковольтный конденсатор и обостряющий газонанолненный разрядник, подсоединенный между высоковольтным выводом трансформатора и объектом испытаний, Генератор им- 15 пульсов предназначен для генерирования наносекундных импульсов амплитудой сотни киловольт ll 3.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является re- 20 нератор коммутационных перенапряжений, содержащий источник импульсов, каскад трансформаторов, между высоковольтным выводом которого и землей подсоединен накопительный конденса- 25 тор, выполненный в виде расщепленного провода с экранами на концах, обостряющий разрядник, выполненный в виде двух соосных труб, имеющих поперечные отверстия для фиксатора зазо- З0 ра 32).

Необходимость наличия защитных экранов как у накопительного конденсатора, выполненного в виде расщепленного провода, так и у отдельного делителя напряжения, выполняющего роль фронтовой емкости, усложняет конструкцию генератора.

Конструкция обостряющего разрядника позволяет регулировать амплиту- 40 ду и длину фронта импульса путем изменения величины зазора при отключенном генераторе. Из опыта эксплуатации известно, что время на переключение составляет до 254 от времени, необходимого на испытание обьекта.

Целью изобретения является упрощение конструкции и сокращение времени на проведение испытаний изоляции линий ультравысокого) напряжения, Поставленная цель достигается тем, что в генераторе коммутационны>; перенапряжений, содержащем источ" ник импульсов, блок трансформаторов, 55 который через накопительный конденсатор, выполненный в виде расщепленного провода с экранами, соеди00 з нен с блоком конденсаторов и объектом йспытания,причем между высоковольтным выводом блока трансформаторов и блокдм конденсаторов размещен резистор с последовательно соединенным обостряющим разрядником, введена изоляционная гибкая тяга и шкала с указателем зазора обостряющего разряд" ника,а накопительный конденсатор подвешен вертикально так, что нижний экран расщепленного провода размещен над блоком конденсаторов, при этом обостряющий разрядник и резистор размещены внутри накопительного конденсатора по осевой линии, причем подвижный электрод обостряющего разрядника соединен изоляционный гибкой тягой < указателем зазора обостряющего разрядника.

В обостряющем разряднике неподвижный электрод закреплен на изоляционной трубе, имеющей продольную щель для перемещения подвижного электрода, закрепленного на изоляционном стержне, перемещающемся по щели изоляционной трубы посредством гибкой изоляционной тяги через систему блоков, один иэ которых закреплен на верхнем конце изоляционной трубы, а другой установлен вблизи от шкалы для измерения зазора обостряюще-, го разрядника.

При режимах испытания изоляции, когда не требуется уменьшить длину фронта испытательного импульса путем обострения, расположение элеменТоВ остается без изменения и блок конденсаторов используется по своему назначению,.лишь обостряющий разрядник и резистор шунтируются.

Конструкция обостряющего разряд.ника обеспечивает регулирование зазора без отключения генератора, т.е. без перерывов при проведении высоковольтных испытаний и без дополнительных потерь времени. При регулировании зазора сохраняется однообразное расположение электродов, что обеспечивает минимальный разброс испытательных импульсов как по длине фронта, так и по амплитуде.

На фиг.l приведено размещение элементов генератора; на фиг.2 - вариант выполнения обостряющего разрядника.

Генератор содержит источник 1 импульсов, блок 2 трансформаторов, накопительный конденсатор 3, разрядник

4, резистор 5, блок 6 конденсаторов, 00 ф изоляционной трубой 13 а щели 20, выбирается минимальным, чтобы с одной стороны обеспечивалось свободное перемещение подвижных частей, а с другой сохранялось бы на одной линии взаимное расположение разрядных концов электродов 11 и 1.4 для сохранения постоянства разрядных характеристик обостряющего разрядника 4 при регулировании зазора. по мере заряда накопительного конденсатора 3 возрастает разность напряжений между нижним экраном 10 расщепленного провода и блоком конденсаторов 6. В обычных режимах работы напряжение между электродами не превышает 50-603 от амплитуды испытательного импульса,так как при достижении указанной величины напряжения на накопительном конденсаторе срабатывает обостряющий разрядник 4.

После этого напряжение на нижнем экране 10 расщепленного провода продолжает нарастать с прежней скоростью, а на верхнем выводе блока 6 конденсаторов с более высокой скоростью, определяемой укороченной длиной фронта обостряемого испытательного импульса напряжения. Поэтому при достижении на верхнем выводе блока конденсаторов максимального значения напряжения разность напряжений между указанным выводом и нижним экраном 10 расщепленного провода равна нулю.:При этом нижний экран 10 расщепленного провода одновременно работает как защитный экран блока 6 конденсаторов.

При необходимости использовать блок 6 конденсаторов в других режимах испытания изоляции резистор 5 и обостряющий разрядник 4 шунтируются проводником. величина емкости накопительного конденсатора 3, выполненного в виде вертикально подвешенного расщепленного провода, зависит от длины прово да, числа составляющих и радиуса расщепления, 8 качестве примера приведем расчет емкости. Последняя рассчитывается по формуле Я запЕ г.э г где

3 10182 объект 7 испытания, портал 8, изоля тор 9, экраны 10 расщепленного провода. Разрядник содержит неподвижный. электрод 11, обойму 12, изоляционную трубу 13, подвижный электрод 14, изоля ционный стержень 15, изоляционную гибкую тягу 16, блок 17, натяжной барабан 18, шкалу 19 и щель 20.

Размещение элементов генератора осуществлено следующим образом. 1в

Яакопитепьный конденсатор 3 подвешен к порталу 8 через изолятор 9 таким образом, что нижний экран расщепленного провода 10 расположен над блоком конденсаторов 6, à обостряющий разрядник 4 и резистор 5 размещены внутри накопительного конденсатора 3 по осевой линии.

Неподвижный электрод 11 обостряющего разрядника 4 закреплен с по.мощью обоймы 12 на. изоляционной трубе 13, имеющей щель 20 для передвижения подвижного электрода 14, который закреплен на изоляционном стержне 15 и соединен с изоляционной гибкой тягой 16, переброшенной через блок 17. Изоляционная гибкая тяга 16 фиксируется натяжным барабаном 18, возле которого находится шкала 19 для измерения зазора разрядника.

Устройство работает следующим об- разом, Низковольтный импульс от источника импульсов подается на первичную обмотку блока 2 трансформаторов, М высоковольтного вывода которого напряжение подается на накопительный конденсатор 3. При достижении пробивного напряжения срабатывает обоv бв стряющий разрядник 4 и накопительныи конденсатор 3 разряжается через резистор 5,,на блок конденсаторов 6.

Одновременно на объект испытания

7 подается испытательный импульс бз напряжения.

Изменение. длины фронта и амплиту" ды испытательного импульса произво- . дится путем перемещения по щели 20 подвижного электрода 14 вместе с изоляционным стержнем 15 с помощью изо56 ляциойной гибкой тяги 16, которая переброшена через блок 17, и с помощью натяжного барабана 18 фиксируется на шкале 19 заданная величина зазора обостряющего разрядника 4.

Зазор между изоляционным стержнем

15 и .изоляционной трубой 13, а также между подвижным электродом 14 и

10182

Д2 коэффициент

n - число проводов;

- длина проводов; а - радиус отдельного провода;

d2 - расчетное расстояние между проводами, При диаметре составляющих проводов 0,03 м, длине проводов 18 м, радиусе расщепления 7 м, при числе проводов, равном 6, и высоте подвески 15-20 м емкость обкладки должна быть порядка 600 пф. Кроме того, существует емкость между проводом и порталом, величину которой целесообразно определять экспериментально.

При необходимости увеличить емкость надо увеличить число составляющих расщепленного провода.

Электрическая прочность данной 20 конструкции генератора при рассчи-танных,в примере размерах и при наиболее низкой средней разрядной напряженности различных изоляционных

00 6 промежутков достаточна при работе установки с максимальным напряжением до 3000 кВ.

Предлагаемая конструкция генератора обладает следующими преимуществами: взаимное расположение расщепленного провода и емкостного делителя напряжения позволяет использовать один и тот же экран как для защиты накопительного конденсатора 3 от перекрытий, так и для защиты отдельно стоящего емкостного напряжения 6 делителя; конструкция обостряющего разрядника позволяет изменять; амплитуду и длину фронта испытательного импульса путем регулирования зазора без отключения ге-,.

>нератора. В этом случае экономится время на наложение и снятие заземлений,. на коммутацию высоковольтных цепей, до 25> от времейи, необходимого для проведения испытаний. Кроме того, сокращается количество участников работы.,1 018200 гб

Составитель В.Седов

Редактор Т.Веселова Техред С.Мигунова Корректор Е Рошко

Заказ 3559/52 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб.,-д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4