Роговой искровой разрядник с деионной камерой



Роговой искровой разрядник с деионной камерой
Роговой искровой разрядник с деионной камерой
Роговой искровой разрядник с деионной камерой
Роговой искровой разрядник с деионной камерой

 


Владельцы патента RU 2561069:

ДЕН+ЗЁНЕ ГМБХ+КО. КГ (DE)

Роговой искровой разрядник с деионной камерой (8) незадувающей конструкции имеет составной корпус из диэлектрика, служащий в качестве опорного и приемного элемента для электродов (1, 2) в форме рогов и для деионной камеры (8), а также средства для проведения потока газа, создаваемого электрической дугой. Корпус разделен по плоскости, определяемой электродами в форме рогов, и образует первую и вторую основные части корпуса. Электроды (1, 2) имеют асимметричную форму. Область (11) движения электрической дуги между электродами в направлении деионной камеры (8) ограничена пластинчатым диэлектрическим материалом (20), каждая из пластин которого вставлена с геометрическим замыканием в первую выемку соответствующей основной части корпуса. Первые выемки вмещают магнитную вставку (21) области (11) движения электрической дуги. Материал (20) изолирует каждую из вставок от соответствующих электродов (1, 2). Основные части корпуса имеют еще по одной, второй выемке, которая фиксирует с геометрическим замыканием вставляемую в нее деталь деионной камеры (8). Между первой и второй выемками в соответствующей основной части корпуса находятся прорези или отверстия. Более короткий (2) из электродов заканчивается перед деталью деионной камеры (8), так что поток газа попадает в деионную камеру только частично. Технический результат - создание компактного легко модифицируемого разрядника с быстрым вхождением дуги в камеру и ее разделением для эффективного ограничения тока. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к роговому искровому разряднику с деионной камерой незадувающей конструкции с составным корпусом из диэлектрика, служащим в качестве опорного и приемного элемента для электродов в форме рогов и для деионной камеры, а также со средствами для проведения потока газа, обусловленного электрической дугой, причем корпус из диэлектрика разделен по плоскости, определяемой электродами в форме рогов, и образует первую и вторую основные части корпуса, согласно пункту 1 формулы.

Уровень техники

Из патентных документов EP 1914850 B1 и EP 1829176 B1 известны роговые искровые разрядники, причем в них эффект задувания ионизируемых газов сокращен.

Согласно патентному документу EP 1914850 B1 электроды в форме рогов производятся из недорогого материала, чтобы сокращать издержки при производстве таких искровых разрядников.

Кроме того, патентный документ EP 1829176 B1 раскрывает устройство для увеличения изоляционного промежутка при перегрузке,

Помимо этого, решения с роговыми искровыми разрядниками и негерметичным капсулированием известны ранее, причем для целенаправленного ускорения движения электрической дуги поддерживается собственное магнитное поле. Известно также формирование каналов для направленной внутренней циркуляции газа с целью снижения температуры ионизируемых газов.

Опыт показывает, что нагрузка от давления в роговых искровых разрядниках, в частности при нагрузке импульсными токами молнии, значительна, так что приходится предъявлять высокие требования к капсулированию и к используемым при этом материалам.

Искровой разрядник, показанный в патентном документе DE 102005015401.8, вследствие способа реализации внутренней циркуляции имеет тот недостаток, что геометрические параметры деионной камеры и тем самым характеристика гашения в ней по существу определяются геометрической формой электродов в форме рогов и расстоянием между ними. Относительно свободный выбор количества, а также ширины деионной камеры реализовать не так просто, поскольку принцип действия при капсулировании требует предписываемой им направленной циркуляции газа. Однако эта направленная циркуляция нарушается, если область движения электрической дуги до деионной камеры уже не отделена по сторонам от обратного потока электродами в форме рогов. Поэтому при необходимости изменения деионной камеры, например для увеличения количества плоских гасителей с целью повышения рабочего напряжения, пришлось бы изменять многочисленные детали и подгонять дорогие электроды.

Раскрытие изобретения

Исходя из вышесказанного, задача изобретения заключается в создании усовершенствованного рогового искрового разрядника с деионной камерой незадувающей конструкции с составным корпусом из диэлектрика, компактного, недорогого, а также имеющего модульную компоновку и легко изменяемую конструкцию. Создаваемое решение должно позволять посредством минимальной модификации отдельных элементов приспосабливать искровой разрядник к различным параметрам по мощности, а также к разным значениям напряжения электросети и сетевым условиям.

Решение задачи изобретения достигнуто сочетанием признаков согласно пункту 1 формулы, причем зависимые пункты представляют по меньшей мере целесообразные варианты осуществления и усовершенствования изобретения.

В соответствии с этим предлагается роговой искровой разрядник с деионной камерой незадувающей конструкции с составным корпусом из диэлектрика, служащим в качестве опорного и приемного элемента для электродов в форме рогов и для деионной камеры, а также со средствами для проведения потока газа, создаваемого электрической дугой, причем корпус из диэлектрика разделен по плоскости, определяемой электродами в форме рогов, и образует первую и вторую основные части корпуса.

Согласно изобретению электроды в форме рогов имеют асимметричную форму, включающую в себя более длинный и более короткий электрод. В зоне зажигания, т.е. вплоть до места зажигания и на участке за ним, оба электрода проходят почти параллельно или только с очень незначительным расхождением, или расширением.

Область движения электрической дуги между электродами в направлении деионной камеры ограничена пластинчатым диэлектрическим материалом, вставленным с геометрическим замыканием в первую выемку соответствующей основной части корпуса.

Помимо этого, первые выемки вмещают магнитную вставку, предпочтительно в виде пластины с формой, аналогичной форме области движения электрической дуги, причем пластинчатый диэлектрический материал изолирует соответствующую вставку от электродов.

Основные части корпуса имеют еще по одной, второй выемке, которая фиксирует с геометрическим замыканием вставляемую в нее деталь деионной камеры. Между первой и второй выемками в соответствующей основной части корпуса находятся прорези или отверстия. Более короткий из электродов заканчивается перед деталью деионной камеры, так что поток газа попадает в деионную камеру только частично.

Согласно изобретению роговой искровой разрядник имеет слоистую конструкцию, и основные части корпуса соединены друг с другом с силовым замыканием при помощи винтов или заклепок.

В противоположных электродам наружных сторонах каждой из основных частей корпуса, по меньшей мере в области прорезей или отверстий, имеется третья выемка, в которой помещена с геометрическим замыканием внешняя пластина диэлектрика.

Третья выемка имеет дополнительно перемычку или сплиттер для разделения потока газа, причем участок, образованный третьей выемкой и внешней пластиной из диэлектрика, создает область уменьшения давления газа.

Область уменьшения давления газа в свою очередь имеет проходной зазор, предпочтительно в форме щели, для отведения газов обратно к камере горения электрической дуги, причем для поддержания движения электрической дуги потоком газа электроды имеют отверстия или углубления, расположенные выше области зажигания.

Подвод тока к более длинному из электродов на протяжении максимально длинного участка направлен встречно-параллельно.

Более короткий из электродов имеет высокое полное сопротивление.

Зажигание или запуск рогового искрового разрядника происходит посредством гибкой проводящей пластины с проводящим участком, которая введена в область зажигания между электродами.

Кроме того, роговой искровой разрядник в варианте осуществления имеет индикатор состояния неисправности с подпружиненной профильной деталью, которая плавится или изменяет свою форму при температуре перегрева.

Возможно выполнение внешней пластины диэлектрика, деформируемой при нагрузке давлением, с расчетом на взаимодействие с сенсорными элементами для учета нештатных режимов работы.

Искровой разрядник согласно изобретению образует универсальный модуль с внешними соединительными клеммами для подключения электродов, который по желанию клиента встраивается в съемный контактный элемент или во внешний корпус.

Все существенные узлы, такие как основные электроды, пусковой электрод и/или деионная камера, сменные и легко подбираются в зависимости от соответствующих условий сети, без выхода за пределы основной конструкции рогового разрядника согласно изобретению.

Интеграция всех функциональных узлов в уже капсулированный компактный блок без наружного корпуса позволяет наиболее простым образом выполнять устройства в самых разных вариантах осуществления для различных конфигураций сети. Внутри самого корпуса устройства не требуется никаких дополнительных компонентов, необходимых для функционирования искрового разрядника. Нужны исключительно предусмотренные в наружном корпусе компоненты проводного монтажа или коммуникационные подключения.

Как изложено выше, искровой разрядник состоит из очень простых отдельных элементов, которые соединяются друг с другом посредством стандартных технологий, например клепки. Функциональность искрового разрядника достигается уже при монтаже внутреннего модуля без наружного корпуса. Монтаж возможен посредством клепки.

Благодаря слоистой конструкции согласно изобретению, состоящей из отдельных элементов большой площади, поведение всего сооружения в целом при воздействии на него динамических нагрузок давлением в результате импульсных токов получается полуэластичным. Это делает возможным использование простых и недорогих материалов при в целом незначительных размерах модуля рогового искрового разрядника.

Благодаря прохождению газов через несколько циркуляционных путей почти все детали используются для охлаждения горячих ионизированных газов. Электроды в форме рогов, изготовленные в виде гнутых штампованных деталей, при необходимости заменяются на электроды из более нагружаемого материала, если требуется обеспечить устойчивость искрового разрядника к обгоранию при более высоких нагрузках.

Путем замены деионной камеры возможно также охватывание более высоких значений рабочего напряжения или тока короткого замыкания. Замена деионной камеры на камеру из диэлектрика или деионную камеру с повышенным количеством имеющихся в ней плоских гасителей осуществляется очень легко благодаря выполнению асимметричных электродов в форме рогов.

Индикатор состояния неисправности на основе чисто механического преобразования предельного значения физической величины, в частности температуры, реализован очень компактно и не требует дополнительного расхода энергии.

Все функционально существенные детали соединяются в процессе общей сборочной операции, в частности, скрепления модуля заклепками.

Возможно включение одного или нескольких полностью пригодных к эксплуатации модулей любым образом во внешнем корпусе, как бы свободно выбранном, для любых применений, любых типов сети или также для выполняемых по заказу вариантов осуществления.

Краткое описание чертежей

Ниже изобретение более подробно разъясняется на основе варианта осуществления, а также с привлечением чертежей, на которых:

фиг.1 - основная часть корпуса-сэндвича с пластинами из диэлектрика и с магнитной вкладкой;

фиг.2 - принципиальная конструкция искрового разрядника с асимметричными электродами в форме рогов и деионной камерой;

фиг.3 - наружная сторона одной из основных частей корпуса в горизонтальной проекции, с показанным за корпусом пунктирной линией положением электродов;

фиг.4 - поперечный разрез искрового разрядника с деионной камерой и электродами.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показана одна из основных частей корпуса, выполненная в виде экструдированной пластмассовой детали 22 с внешней пластиной 23 из диэлектрика, выполненной, например, в виде пластины из вулканизированного волокна. Видна также магнитная пластинчатая деталь 21, которая покрыта внутренней пластиной 20 из вулканизированного волокна.

В изображении основной части 22 корпуса видны также прорези, которые подогнаны по форме к детали 21 из магнитного материала, то же относится и к внутренней пластине 20 из вулканизированного волокна.

В прорези, которые видны во внешней пластине 23 из вулканизированного волокна, входят заклепки, которые соединяют друг с другом обе основных части корпуса с находящимися в них элементами.

Изображение по фиг.2 раскрывает компоновку модуля рогового искрового разрядника, в котором камера горения электрической дуги сформирована двумя электродами 1 и 2.

Электрод 1 реализован в виде длинного электрода, а электрод 2 - в виде короткого электрода.

Область движения электрической дуги электродов 1 и 2 до дугогасительной камеры или деионной камеры 8 ограничена по бокам диэлектрическим материалом, жаростойким и только незначительно выделяющим газ (см. фиг.1), например, состоящим из вулканизированного волокна.

Возможно экономичное производство такой пластины из вулканизированного волокна как простой штампованной плиты. Благодаря фиксации при помощи клепки не требуется дополнительное соединение отдельных элементов.

Кроме того, пластина 20 из вулканизированного волокна фиксирует в каждой основной части 22 корпуса, одновременно изолируя, также магнитную вставку 21, которая находится в области движения электрической дуги.

Стальные вставки 21 вложены в основную часть 22 корпуса, но возможна также их непосредственная облицовка в процессе экструзии.

Каждая из основных частей 22 корпуса одновременно осуществляет фиксацию электродов 1 и 2, вспомогательного устройства для зажигания, находящегося между электродами, индикатора состояния неисправности и деионной камеры 8.

Расширительные камеры для частично ионизированного газа образуются между каждой из основных частей 22 корпуса и соответствующей внешней пластиной 23 из диэлектрика. Одновременно обе эти пластины образуют также наружные стенки уже готового к работе модуля и соединяются заклепками вместе с остальными деталями.

Посредством простой технологии вкладывания деталей в литую пластмассовую форму, или в основную часть 22 корпуса, возможно встраивание в искровой разрядник различных деионных камер или дугогасительных камер, или же, например, камер с изолирующими перегородками или меандровых камер. Однако представляется допустимой также возможность образовывать дугогасительную камеру как встроенную деталь непосредственно при экструдировании пластмассы.

Область зажигания между электродами выбирается так, что на электрическую дугу действуют значительные силы, обусловленные уже собственным магнитным полем электрической дуги, так что обеспечивается быстрое отделение электрической дуги от места зажигания и таким образом быстрое зажигание искрового разрядника. Место зажигания находится в нескольких миллиметрах за участком с параллельным или только минимально расходящимся направлением обоих электродов, расстояние между которыми мало. Вследствие малого расстояния между электродами действие сил, вызванных прохождением электрического тока, становится значительным.

Возможен такой выбор материала вспомогательного устройства для зажигания, или пускового электрода, что начальное движение электрической дуги поддерживается, например, благодаря выделению газа. Возможно также содействие начальному движению путем загибания зажигаемой электрической дуги в направлении движения, например, при помощи выполнения выступов.

Чтобы дополнительно увеличить силы, действующие на электрическую дугу, вывод длинного электрода 1 на участке большой протяженности проводится встречно-параллельно по отношению к этому электроду 1.

Встроенные с обеих сторон магнитные вставки 21 в боковых стенках способствуют желаемому быстрому движению электрической дуги к дугогасительной камере 8. От дополнительной изолированной магнитной вставки для одного из электродов можно отказаться, если требуется уменьшение габаритных размеров. Однако в случае необходимости возможно использование материала самих электродов, обладающего магнитными свойствами, или встраивание в электрод магнитной сердцевины, или придание самому электроду конструкции типа сэндвича.

Расстояние между двумя электродами 1 и 2 в месте зажигания или в области 4 зажигания на участке в несколько миллиметров увеличивается только очень незначительно, или они проходят почти параллельно. Эта форма основных электродов дает то преимущество, что при перегрузке определенный ход короткого замыкания искрового разрядника реализуется без дополнительных мер. При долговременной перегрузке электродов это может приводить к образованию металлического участка, который перемыкает незначительное расстояние между обоими электродами на достаточно большой площади и обладает электропроводностью, тогда это гарантированно ведет к срабатыванию имеющегося устройства защиты от перегрузки.

Чтобы создать большую свободу оформления относительно исполнения деионной камеры, удобно выполнять окончание короткого электрода 2 уже в области вхождения электрической дуги. Электрическая дуга всегда стремится к снижению своего напряжения горения, т.е. нужно заставить ее переместить основание с точки А (конец) с по существу меньшим напряжением горения дуги в точку В (подвод) с более высоким напряжением горения.

Более короткий электрод 2 в форме рога, показанный на фиг.2, должен доходить до такого места, что с учетом прямого пути от электрода до отдельных плоских гасительных электродов не слишком много прочих плоских гасительных электродов остаются незадействованными, чтобы по возможности использовалась вся производительность деионной камеры.

Долговременное начало образования электрической дуги только на коротком электроде 2 было бы слишком близко к области зажигания и приводит к учащению повторных зажиганий или к перемыканию других пластин ниже деионной камеры 8 в области вхождения. Для достижения быстрого и надежного разделения электрической дуги во всей деионной камере 8 геометрия и материал короткого электрода, а также его подвода рассчитаны на высокое сопротивление.

После зажигания электрической дуги с прохождением электрического тока возникает существенное падение напряжения, которое, наряду с удлинением электрической дуги, способствует плавному переходу основания электрической дуги с вершины короткого электрода 2 (точка А) к месту подвода электрода (точка В). В качестве материала для электродов или подводов к электродам подходит сталь. Для дальнейшего улучшения вышеупомянутого эффекта является преимуществом дополнительное нагревание материала подвода или электрода при прохождении электрического тока, вследствие которого падение напряжения еще больше увеличивается. Благодаря этим мерам напряжение электрической дуги, достигаемое внутри дугогасительной камеры, вполне может повышаться на величину от нескольких десятков до нескольких сотен вольт при тех же габаритных размерах, вследствие чего становится возможным ее использование при более высоких рабочих напряжениях или с улучшенным ограничением тока.

Для выигрыша дополнительного монтажного пространства возможно выполнение длинного электрода 1 в области дугогасительной камеры в форме тонкого направляющего металлического листа.

Вследствие использования более короткого электрода 2 на одной из сторон и получающейся в результате этого асимметричной конфигурации электродов поток газа из области движения дуги больше не проводится полностью в дугогасительную камеру (деионную камеру) 8. Таким образом, газы удаляются из области движения электрической дуги уже ниже дугогасительной камеры. Этот газ также используется для циркуляции газа благодаря выходным отверстиям 14 в каждой из основных частей 22 корпуса. Так как время вхождения электрической дуги тока последействия в дугогасительную камеру соответствует только небольшой доле всей продолжительности горения электрической дуги и напряжение электрической дуги вне деионной камеры еще невелико, т.е. еще не произошло ее разделение на частичные электрические дуги, этот газ имеет только незначительную энергию. Сильная ионизация газа также еще не происходит. Таким образом, газ достигает достаточного охлаждения, контактируя с подводом электрода, а также с коротким электродом 2, так что возможно его отведение относительно коротким путем.

Вследствие происходящего в некотором роде отбора газа ниже деионной камеры 8 через упомянутые отверстия одновременно понижается сопротивление потоку остальной части газа в деионной камере. Понижение аэродинамического сопротивления деионной камеры приводит к более быстрому вхождению электрической дуги в саму камеру, так как отражения уменьшены. Более быстрым становится также разделение электрической дуги, и, таким образом, происходит более эффективное ограничение тока.

Понижение аэродинамического сопротивления позволяет также воспользоваться этим для изменения расстояния между плоскими гасительными электродами внутри деионной камеры 8, т.е. для использования большего количества плоских электродов или для дальнейшего уменьшения размеров деионной камеры, чтобы таким образом достигать более высокого напряжения электрической дуги при тех же габаритах.

Для зажигания искрового разрядника с электродами 1 и 2 в форме рогов используется плата 3. Плата 3 служит для крепления деталей, необходимых для процесса зажигания, и одновременно определяет место 4 зажигания между электродами 1 и 2.

Необходимое для зажигания сопротивление создается, с одной стороны, отдельными элементами конструкции или же материалом самой платы. С применением такого вспомогательного устройства для зажигания на основе проводящей платы возможно достижение уровня защиты от перенапряжений ниже 1 кВ.

Область 5 между основными электродами 1 и 2 служит для функционального разделения между импульсными токами молнии и токами последействия.

Прорези 6 в электродах 1 и 2 служат для рециркуляции газов в область движения электрической дуги и находятся выше области 5 зажигания.

Подвод 7, присоединяющий длинный электрод 1, на протяженном участке проведен встречно-параллельно по отношению к соответствующему электроду.

Длинный электрод 1 проводится сбоку вплоть до дугогасительной камеры, или деионной камеры 8.

Короткий электрод 2 завершается концом А уже в области 11 движения электрической дуги. В предпочтительном случае основание электрической дуги после достижения позиции А меняет свое положение на позицию В в области вывода электрода 2.

Газы, которые проводятся через деионную камеру 8 или после разделения электрической дуги выводятся из деионной камеры 8 по бокам, проводятся через отверстия 9 в область 26 понижения давления для охлаждения.

Деионная камера имеет на торцевой стороне центральную поперечную перемычку и сплошную продольную перемычку, которые разделяют газы и направляют их, чтобы избегать односторонней нагрузки на всю конструкцию модуля рогового искрового разрядника.

Охлажденные газы при сниженном давлении через отверстия 10 и прорези 6 в электродах 1 и 2 снова подводятся к области 11 движения дуги.

Дополнительно часть газов отводится к торцевым отверстиям 12 и боковым отверстиям 13 деионной камеры 8 уже от входа в деионную камеру в области понижения давления с отверстиями 14. газы из боковых отверстий 13, а также из расположенного на торцевой стороне отверстия 12 деионной камеры 8 вследствие их более сильного нагревания после разделения электрической дуги подводятся к всасывающим отверстиям 9 и к обходному пути между пластиной из вулканизированного волокна и литой пластмассовой деталью основной части 22 корпуса.

Благодаря этим более длинным путям прохождения газы охлаждаются уже на металлических электродах 1 и 2 или на подводах к электродам.

На фиг.3 показана область 26 понижения давления для отведенных газов. Область 26 понижения давления находится между пластмассовой литой деталью 22 и внешней пластиной 23 из вулканизированного волокна.

В это же пространство выходят также отверстия 9 и 14 для подвода газа.

Газы перенаправляются сплиттером 16 (см. фиг.3). Одновременно сплиттер 16 препятствует рециркуляции загрязнений через выходное отверстие 10.

Сплиттер 16 с его разъясненным выше воздействием относительно перенаправления и распределения горячих газов, а также предотвращения подвода продуктов обгорания, предпочтителен для реализации желаемой компактной конструкции. Сплиттер позволяет реализовать рециркуляцию газа без дорогостоящих мер, несмотря на короткие расстояния между выпускными отверстиями деионной камеры и прорезями 6 в электродах. Сверх того, делитель обеспечивает достаточное снижение температуры и деионизацию, чтобы не допускать появления обратного зажигания и чтобы поддерживать электрическую дугу тока последействия в ее движении.

В соответствующем изображении показаны пунктиром положение деионной камеры 8 и электродов 1 и 2 в форме рогов в активной области искрового разрядника.

Для мест заклепочного соединения отдельных компонентов предусмотрены уплотнительные втулки 15.

На фиг.4 показано поперечное сечение варианта исполнения рогового искрового разрядника согласно изобретению.

Деионная камера 8 в области выхода потока имеет наряду с поперечной перемычкой 25 сплошную продольную перемычку 24. Она служит для обеспечения двусторонней динамики потока, чтобы обратный поток проходил не только по одной стороне. В результате этого достигается равномерное охлаждение газов и лучшее использование теплоемкости капсулированного искрового разрядника. Однако, в принципе представляется допустимой и одностороннее прохождение потока.

Газы, которые проводятся через деионную камеру 8 и сильно нагреваются, на каждой стороне разделяются сплиттером 16 (см. фиг.3), находящимся в помещении 26 понижения давления, перед непосредственным подводом в деионную камеру 8 через прорези 6 электрода 1.

Одновременно делитель 16, как уже упоминалось, предотвращает непосредственное подведение продуктов обгорания. В результате этого предотвращается обратное зажигание.

Из боковых отводящих каналов 14 деионной камеры 8 в области впуска, где газ еще относительно холодный, газы всасываются непосредственно вниз, в циркуляционный поток в направлении сплиттера. В результате этого получается короткий путь потока с незначительным аэродинамическим сопротивлением.

Из боковых отводящих каналов 13 деионной камеры 8 газы всасываются через отдельные каналы 27 вверх, в направлении области выхода потока из деионной камеры. Таким образом, эти горячие газы сильнее охлаждаются на более длинном пути прохождения потока. Возможно наличие вытяжных отверстий деионной камеры, т.е. отверстий 12, 13 и 14, между каждым отдельным плоским гасителем, имеющим V-образный участок, или же их выполнение со смещением между каждым вторым гасителем на одной стороне. Вытяжные отверстия деионной камеры индивидуально подбираются в соответствии с имеющимися условиями их размещения и желаемыми параметрами мощности.

В случае, если искровой разрядник изнашивается, выдержав многочисленные нагрузки, возможно указание на изменение его характеристик при помощи оптической индикацией или сигнала о неисправности.

В описанном выше искровом разряднике в связи с малым размером конструкции целесообразен максимально простой и экономичный контроль состояния искрового промежутка. Характерной величиной, указывающей на угрозу перегрузки искрового разрядника, является, как правило, температура в области зажигания электрической дуги в электродах 1 или 2, в месте В повторного вхождения электрической дуги на электроде 2 или также температура в деионной камере. Для контроля температуры возможно расположение в соответствующих областях с геометрическим замыканием чувствительного к температуре элемента, например, паяной профильной детали или детали из воска, который посредством предварительно напряженной пружины направлен на давящее или режущее воздействие. В альтернативном варианте чувствительный к температуре материал может располагаться также на соединительных деталях, термически хорошо взаимодействующих с электродами 1 или 2. Тогда имеется возможность помещать паяную профильную деталь непосредственно в контакте с подводом 7, который в свою очередь соединен непосредственно с электродом 1.

Когда достигается соответствующая предельная температура профильной детали, механический индикаторный элемент после его деформации, например, сжатия или удлинения, плавления или среза, приводится в действие или разблокируется. Нагревание отдельных деталей требует определенного времени, вследствие их теплопроводности и теплоемкости. Чтобы регистрировать быстрые динамичные процессы, в частности, обусловленные импульсными токами, возможно использование для индикации контроля давления или силы.

Для этого хорошо подходит давление электрической дуги в области ее движения, динамический напор в области дугогасительной камеры, в частности выше области отклонения газа, а также давление газов внутри камеры понижения давления газа. Возможно использование внешней пластины из диэлектрика, относящейся к соответствующей камере, практически в качестве мембраны для измерения давления. Возможна также организация на этих участках заданных мест механического разрушения, которые вызывают срабатывание индикатора при превышении определенного значения давления или же при высоких перегрузках одновременно способствуют нагрузке, создаваемой давлением, при высоких перегрузках, так чтобы имелась защита от растрескивания.

Обозначения

1 длинный электрод
2 короткий электрод
3 плата
4 место зажигания
5 область зажигания
6 прорези в электродах 1 и 2
7 соединительный подвод к длинному электроду 1
8 деионная камера
9 выходные отверстия в области электродов
10 выходное отверстие внутри короткого электрода
11 область движения электрической дуги
12 задние выходные отверстия деионной камеры
13 боковые выходные отверстия деионной камеры
14 выходное отверстие в области вхождения дуги
15 уплотнительные втулки
16 сплиттер
20 внутренняя пластина из вулканизированного волокна
21 магнитный материал
22 пластмассовая экструдированная отлитая под давлением деталь
23 внешняя пластина из вулканизированного волокна
24 поперечная перемычка
25 продольная перемычка
26 область понижения давления
27 отверстие в изолированной части деионной камеры

1. Роговой искровой разрядник с деионной камерой незадувающей конструкции, имеющий составной корпус из диэлектрика, служащий в качестве опорного и приемного элемента для электродов в форме рогов и для деионной камеры, а также средства для проведения потока газа, создаваемого электрической дугой, причем корпус из диэлектрика разделен по плоскости, определяемой электродами в форме рогов, и включает первую и вторую основные части корпуса, отличающийся тем, что электроды в форме рогов имеют асимметричную форму, включающую в себя более длинный и более короткий электрод, причем в зоне зажигания оба электрода проходят по существу параллельно или с незначительным расхождением, а область движения электрической дуги между электродами в направлении деионной камеры ограничена пластинчатым диэлектрическим материалом, вставленным с геометрическим замыканием в первую выемку соответствующей основной части корпуса, при этом первые выемки вмещают магнитную вставку области движения электрической дуги, а пластинчатый диэлектрический материал электрически изолирует соответствующую вставку от электродов, причем основные части корпуса снабжены дополнительной, второй выемкой, которая фиксирует с геометрическим замыканием вставляемую в нее деталь деионной камеры, при этом между первой и второй выемками в соответствующей основной части корпуса предусмотрены прорези или отверстия, а более короткий из электродов заканчивается перед указанной деталью деионной камеры, так что поток газа проходит в деионную камеру только частично.

2. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что имеет слоистую конструкцию, причем основные части корпуса соединены друг с другом с силовым замыканием при помощи винтов или заклепок.

3. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что в противоположных электродам наружных сторонах каждой из основных частей корпуса, по меньшей мере в области прорезей или отверстий, имеется третья выемка, в которой помещена с геометрическим замыканием внешняя пластина из диэлектрика.

4. Разрядник по п.3, отличающийся тем, что третья выемка имеет дополнительно перемычку или сплиттер для разделения потока газа, причем участок, образованный третьей выемкой и внешней пластиной из диэлектрика, создает область уменьшения давления газа.

5. Разрядник по п.4, отличающийся тем, что область уменьшения давления газа имеет проходной зазор в форме щели для обратного отведения газов к камере горения электрической дуги, причем для поддержания движения электрической дуги потоком газа электроды имеют отверстия или углубления, расположенные выше области зажигания.

6. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что подвод тока к более длинному из электродов на протяжении максимально длинного участка направлен встречно-параллельно.

7. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что более короткий из электродов имеет высокое полное сопротивление.

8. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что его зажигание или запуск происходит посредством гибкой проводящей пластины с проводящим участком, которая введена в область зажигания между электродами.

9. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что имеет индикатор состояния неисправности с подпружиненной профильной деталью, которая плавится или изменяет свою форму при температуре перегрева.

10. Разрядник по одному из пп.3-9, отличающийся тем, что внешняя пластина из диэлектрика, деформируемая при нагрузке давлением, взаимодействует с сенсорными элементами для учета нештатных режимов работы.

11. Разрядник по п.1, отличающийся тем, что образует универсальный модуль с внешними соединительными клеммами для подключения электродов, который по требованию пользователя встраивается в съемный контактный элемент или во внешний корпус.



 

Похожие патенты:

Изобретение касается искрового промежутка (1) для защиты от перенапряжения. Разрядник содержит обращенные друг к другу электроды (3,4,20), имеющие по меньшей мере частично ограничивающие путь прохождения тока средства (7,16,17) для принудительного обеспечения желаемого пути прохождения тока в самих электродах (3,4,20).

Изобретение относится к электротехнике. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено для защиты воздушных линий среднего напряжения. .

Разрядник содержит деионную камеру (6) для гашения дуги в корпусе (1) и средства для управления внутренним потоком газа для регулировки характеристик электрической дуги, возникающей при нагрузке импульсным током, и электрической дуги, обусловленной током последействия сети. Расстояние между противоположными поверхностями электродов разрядника в области зажигания поддерживается очень малым. Имеется лишь незначительное расширение расстояния между ними в направлении конца разрядника, что препятствует нежелательному движению электрической дуги при импульсных токах. Циркуляция газа предусмотрена так, что ударная волна от дуги, обусловленной импульсным током молнии, отражается от деионной камеры (6) и/или от препятствий на пути потока, что противодействует движению электрической дуги. Поток газа проходит сквозь деионную камеру (6) с временной задержкой, отводится назад к области зажигания и приводится к имеющимся в электродах отверстиям для потока, способствуя движению дуги при токах последействия сети в направлении деионной камеры (6). Технический результат - обеспечение оптимального ограничения тока последействия сети с исключением поступления в деионную камеру импульсов тока с высокой амплитудой, что повышает срок службы разрядника. 12 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх