Устройство для защиты высоковольтного оборудования

 

382188

0 П И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сова Соввтокнз

Социалиотичвокил

Реопублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства J¹

Заявлено 23.Ill.1970 (№ 1421881/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22.V.1923. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 15Л 111.1973

M. Кл. Н 01t 5/ОО

Н 02h 7/16

Комитет по делам изобретений и открытий ори Соеата Миннотроо

СССР

УДК 621,316.933 9(088 8) Авторы изобретения

В. С. Комельков и В. И. Модзолевский

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО

ОБОРУДОВАН ИЯ

Известные устройства для защиты высоковольтного оборудования, содержащие три соосно установленных и расположенных на расстоянии друг от друга электрода, не обеспечивают надежной защиты сильноточных быстродействующих конденсаторных батарей.

С целью устранения указанного недостатка в предлагаемом устройстве один из электродов выполнен плоским с отверстием в центре, по сторонам которого расположены трубчатый электрод с внутренним диаметром, равным диаметру отверстия в плоском электроде, и стержневой электрод, подключенный к плоскому через индуктивное сопротивление и находящийся от него на расстоянии меньшем, чем расстояние между трубчатым и плоским электродами.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 приведена электрическая схема включения устройства, а также схематически изображено формирование плазменной струи с протекающим в ней током в рабочем и аварийном режимах; иа фиг. 3 дана схема включения устройства между секциями параллельно соединенных конденсаторов.

Устройство содержит плоский электрод 1 с отверстием в центре, трубчатый электрод 2 с внутренним диаметром, равным диаметру отверстия в плоском электроде, и стержневой электрод 8, Hàxîëÿùèécÿ от плоского электрода на расстоянии меньшем, чем расстояние между трубчатым и плоским электродами.

Электроды выполнены из тугоплавких ме5 таллов.

Пластины 4, б служат для присоединения кабелей.

Изоляционные стаканы б и 7 из оргстекла или полиэтилена являются одновременно изо10 ляцией межэлектродных промежутков и опорными конструкциями для монтажа и центровки электродов.

Электрод 8 заземлен и через индуктивное сопротивление L соединен с электродом 1

15 (см. фиг. 2). Последний соединен с одним из полюсов конденсаторной группы 8, которая через стартовый разрядник 9 присоединена к электроду 2 и к общей для всех групп сборной шине, к которой подключена также на20 грузка 10. Все присоединения для снижения индуктивности выполнены параллельными кабелями.

При подаче запускающего импульса на стартовый разрядник 9 последний срабаты25 вает; все напряжение батареи оказывается кратковременно приложенным к межэлектродному промежутку, вызывая пробой. Канал разряда под действием собственного магнитного поля тока перемещается к центру и за30 тем «проваливается» в отверстие электрода 1.

382Й8

З0

3

Экспериментально было показано, что в разрядах типа фонтанирующего пинча в воздухе, если в них обеспечивается высокая плотность тока (10 а/см ), образуется струя в виде внешнего плазменного коаксиала 11 и внутреннего токового шнура 12, служащая продолжением металлических электродов.

Движение струи происходит на расстоянии, на порядок большем, чем промежуток между главными электродами 1 и 3. Так, в воздухе при атмосферном давлении для С=36 мкф, Урмб=25 кв были получены струи с током

0,5 мга длиной 40 — 50 см с начальными скоростями порядка 10 см/сек. На фронте струи достигались температуры (2 — 5) 10 К. . Такая -струя- обладает- меньшими индуктивностью и сопротивлением, чем линейная искра. Струя движется к электроду 2, который удален на такое расстояние 6, чтобы при протекании в струе рабочего тока замыкания его струей не произошло в течение требуемого интервала времени. С другой стороны á не должно быть больше расстояния, которое струя должна пройти при протекании в ней аварийного тока за время увеличения его до допустимой величины, не вызывающей взрыва поврежденного конденсатора.

После прохождения струей промежутка между электродами 1 и 2 она попадает в трубку электрода 2 и движется далее во внутренней ее полости. Благодаря плазме и скользящему контакту со стенкой трубки заметно уменьшается износ электродов 2. Одновременно снижаются индуктивность струи, воздействие ударных волн на изоляцию и интенсивность звука. Через трубку, а также через дополнительные отверстия в верхнем и нижнем электродах происходит удаление горячих газов из межэлектродной области.

При большом количестве параллельно соединенных конденсаторов в группе 8 может произойти разряд их на поврежденный конденсатор не только в импульсном, но и в зарядном режиме, что также может привести к аварии. Чтобы ее избежать, применяют секционирование конденсаторных групп защитными устройствами (см. фиг. 3). Этим предотвращают аварию, вызванную разрядом одной секции конденсаторов 1> на поврежденный конденсатор 14 другой секции. Количество конденсаторов в секции выбирают таким, что4 бы их разряд на поврежденный конденсатор не мог привести к взрыву.

В случае повреждения одного из конденсаторов 14 происходит разряд на него остальных конденсаторов той >ке секции и конденсаторов 18 другой секции. Как только ток возрастет до допустимой аварийной величины, плазменная струя замкнет электрод 2 и аварийный ток, минуя поврежденный конденсатор, будет проходить через плазменную струю.

Установленные на батарее защитные устройства могут быть использованы для затягивания тока в нагрузке или отсечения тока.

Для этого расстояние 6 устанавливают таким, чтобы замыкание электрода 2 плазменной струей происходило в максимуме или нуле рабочего тока контура.

Предлагаемая конструкция благодаря отсутствию плавких проволочек и использованию в качестве замыкателя плазменной струи, формируемой собственным рабочим током контура, отличается простотой. Коаксиальность токов в разряде, обеспечиваемая структурой струи, обладающей меньшей по сравнению с линейной искрой индуктивностью, позволяет снизить индуктивность устройства и соответственно уменьшить долю аварийного тока, текущего через поврежденный конденсатор при его шунтировании. Надежность замыкания струей промежутка 6> (время аварийного отключения) практически не зависит от величины напряжения на нем.

Предмет изобретения

Устройство для защиты высоковольтного оборудования, содержащее три соосно установленных на расстоянии друг от друга электрода, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности защиты сильноточных быстродействующих конденсаторных батарей, один из электродов выполнен плоским с отверстием в центре, по обе стороны которого расположены трубчатый электрод с внутренним диаметром, равным диаметру отверстия в плоском электроде, и стержневой электрод, подключенный к плоскому через индуктивное сопротивление и установленный от него на расстоянии меньшем, чем расстояние между трубчатым и плоским электродами.

Фиг. 2

Составитель Л. Карцева

Редактор Г. Котедьский Техред Т, Ускова Корректор Л. Царькова

Заказ 2214/17 Изд. № 1526 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2