Устройство для защиты от перенапряжений

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 01 Т 4/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4889191/07 (22) 06,12.90 (46) 15,12.92. Бюл. N 46 (71) Азербайджанский политехнический институт им. Ч.Ильдрыма (72) И.А.Кулиев, Э.М.Юсуф-заде и Ф.И.Кулиев (56) Патент Великобритании М 2116362, кл. Н 01 J 17/34, 1983.

Патент Ф РГ М 3224003, кл. Н 01 Т 3/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ (57) Существо: между линий и землей подключен разрядник, электроды которогб вы- полнены в виде плоских полуволновых

Изобретение относится к электротехйике, в частности может быть использовано в импульсной технике.

Известны разрядники для защиты от перенапряжений, содержащие электроды s виде призматических, цилиндрических. трубчатых электродов с дискооб разными тарельчатыми накладками, установленными в изоляционных держателях, образующих искровой промежуток в газонаполненном баллоне.

Указанные конструкции разрядников не могут обеспечить достаточный ресурс работы ввиду отсутствия возможности автоматической регулировки искрового промежутка (расстояние между электродами разрядника) при изменении перенапряжения между проводом и землей в процессе работы.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному волновому пьезоэлектрическому разряднику является разрядник для защиты от перенапряжений,, Sg,, 1781754 А1 титановых резонаторов механических колебаний ампульной формы, на свободных концах которых, расположенных внутри герметичного баллона, закреплены дискообразные диэлектрические накладки. На других свободных концах резонаторов, расположенных вне баллона, закреплены пьезоэлектрические элементы продольйых волн и контактные выводь1. Защищаемый провод подключен" ко Bxopf блока понижения напряжения, выход которого подключен ко входу блока преобразования напряжения в частоту, выход которого подключен к одним из электродов пьезойлектрйчеСких элементов. 3 ил.

:содержащий два разделенных искровым промежутком противостоящих электрода, установленных в общем изоляционном держатЕЛЕ И раСПОЛОжЕНйЫХ В ГаЗОНаПОЛНЕНном металлическом баллоне.

; Недостатком этого устройства является невысокий ресурс работы. Указанный недостаток связан с тем, что устайбвка йскровбго промежутка межфуэлектродного расстоя - ния различной величины в нем осуществляется вручную, т.е. до начала работы, поэтому изменение величины перенапряжейия в процессе работы и отсутствие возможности автоматической регулировки искрового промежутка по закону измененйя величины пе ренапряжений прйводит к пробою, при котором постепенно обогревают поверхности контактов искровбгб ripîìüæóòêà.

Целью изобретения является повышения срока службы, путем обеспечения возможности автоматической регулировки межэлектродного расстояния разрядника, 1781754

На фиг.1 изображена конструкция устройства в статике в аксонометрической проекции; на фиг.2 — структурная схема устройства управления; на фиг,3 — продольный разрез устройства с условным изображением контурными линиями в динамике.

Устройство (фиг.1) содержит разделенные искровым промежутком два противостоящих электрода — 1,2 выполненных из плоских титановйх резонаторов механических колебаййй ампульной формы.

Указанные резонаторы имеют полуволновую длину, герметично насажены на изоляционном держателе 3 К. К свободным концам резонаторов, расположенных внутри баллона — 4 противоположно друг к другу жестко закреплены дискообразные диэлектрические накладки 5,6 образующие искровой промежуток.

На свободных концах 7,8 резонаторов расположенных с внешней стороны указанного баллона, жестко закреплены дополнительно введенные пьезоэлектрические элементы 9,10 продольных волн и электрические контактные выводы 11 один из которых подключен к защищаемому проводу через дополнительно введенный элемент задержки 12, а другой заземлен. защищаемый провод подключен ко входу дополнител ьно Йведенйого блока понижения напряжения 13, выход которого подключен ко входу дополнительно введенного блока

14 преобразования напряжения в частоту, выход которого подключен к одним из электродов 15;16. Каждого из указанных пьезоэлектрических элементов, другие электроды которого заземлены. Баллон разрядника ус. тановлен на основании 17 и заполнен инертным газом 10.

Волновой пьезоэлектрический разрядник работает следующим образом.

До возникновения изменяющегося в цепи между проводом и землей Опер. (фиг.2) перенапряжения, напряжение резонансной частоты (механического резонанса) поступает на электроды — 15,16 фиг,1, 2 пьезоэлектрических элементов 9,10 плоских полуволновых титановых разонаторов — 1,2 импульсной формы, В результате установления стоячих волн в последних возбуждаются изгибные механические колебания свободных концов с дискообразными диэлектрическими накладками 5,6 относительно друг друга. При этом искровой промежуток настроен на наименьшую величину пробоя от перенапряжения Опер между проводом и землей, так как воздушный за-:. зор д фиг.3 междуэлектродного расстояния (расстояние между дискообразными накладками 5,6 резонаторов 1,2) имеет минимальное значение на резонансной частоте с максимальной амплитудой деформации свободных концов резонаторов (на фиг.3 пунктирными линиями условно показана

5 динамика изгибных механических колебаний свободных концов резонаторов 1,2 относительно друг друга.

При возникновении между проводом и землей Ц„- перенапряжения после пони10 жения в блоке 13 поступает в блок 14 преобразования напряжения в частоту.

Изменение резонансной частоты резонаторов — 1,2 совместно с пьезоэлектрическими элементами — 9,10 по закону

15 изменения величины перенапряжений приводит к автоматическому увеличению первоначального воздушного зазора д междуэлектродного расстояния, так как раскройка резонансной частоты приводит к

20 уменьшению амплитуды механических колебаний резонаторов и соответственно к увеличению импульсного междуэлектродного пробоя от перенапряжения, возникающего между проводом и землей. Таким

25 образом, возникновение Unep перенапряжения в междуэлектродном промежутке, способствующего появлению в нем первого инициирующего электрона, способного привести к пробою и формированию време30 ни разряда тр, происходит с некоторым отставанием во времени относительно срабатывания резонаторов 1,2 и изменения первоначального воздушного зазора д междуэлектродного расстояния, опреде35 ляемого элементами задержки, Преимуществом предложенного технического решения является то, что рабочий зазор искрового промежутка в процессе работы устанавливается автоматическая про40 порционально изменению величины перенапряжений, что предотвращает возможность обгорания поверхности контактов при пробое сравнительно высокого импульсного искрового разряда, т,е. увели45 чивается срок службы разрядника.

Расширение диапазона регулирования и повышение ресурса работы электродов искрового промежутка в предложенном разряднике осуществляется. за счет рабочего

50 зазора д искровогб промежутка для ймпульсного искрового разряда, устанавливаемого путем преобразования перенапряжения, возникающего на линии, в частоту, подаваемую на пьезоэлектриче55 ские элемент, йзмейяющие амплитуду изгибных механических колебаний титанового полуволнового резонатора ампульной формы пропорционально изменению перенапряжений, 1781754

Формула изобретения

Устройство для защиты от перенапряжений, содержащее разрядник, подключенный между защищаемым проводом и землей, выполненный в виде разделенных 5 искровым промежутком двух противостоящих электродов, расположенных в газонаполненном металлическом баллоне и герметично закрепленных в общемизоляционном держателе, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 10 что, с целью повышения срока службы путем обеспечения возможности автоматической регулировки межэлектродного расстояния разрядника, электроды разрядника выполнены в виде плоских полуволно- 15 вых титановых резонаторов механических колебаний ампульной формы, на свободных концах которых, расположенных внутри баллона, закреплены друг против друга дискообразн ые диэлектрические накладки, образующие указанный искровой промежуток, а на других свободных концах резонаторов, расположенных с внешней стороны баллона, жестко закреплены дополнительно введенные пьезоэлектрические элементы продольных волн и электрические контактные выводы, один из которых подключен к защищаемому проводу через дополнительно введенный элемент задержки, а другой — заземлен, защищаемый провод подключен к входу дополнительно введенного блока понижения напряжения, выход которого подключен к входудополнительного введенного блока преобразования напряжения в частоту, выход которого подключен к одним из электродов каждого из указанных пьезоэлектрических элементов, другие электроды которых заземлены.

1781754

Корректор С.Юско

Редактор

Заказ 4278 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 101

1, ® фир З

Составитель С.Кусейнова

Техред М.Моргентал

Г I !