Высоковольтный взрывающийсяпредохранитель

 

знатен; н: .: .:,<,<;:с1<ал

6 бллоте:<в Ь b А ю—

ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеез Советсмик

Соцналнстнчесник

Ресвубанн

К АВТОРСКОМУ СВИЛИ ЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлена 190379 (21) 2736839/24-07 з

Н 01 Н 85/38

Н 01 Н 39/00 с присоединением заявки HP

Государстве«ям« ком«тет

СССР яо делам «аобрете«яя

«открыт«В (23) Приоритет

Опубликовано 150181, Бюллетень Но 2

Дата Опубликования описания 15.01.81 (5Ç) УДК 621. 316 . .923(088.8) (72) Авторы изобретения

Б. В. Семкин и Б. Г. Шубин

Научно-исследовательский институт высоких напряжений при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена

Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С. М. Кирова (71) Заявитель (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫИ ВЗРЫВА(ОЩИИСЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ

Изобретение относится к защите. мощных высоковольтных конденсаторных батарей.

Известны предохранители для защиты конденсаторов от аварийного тока короткого замыкания, представляющие собой резистор 11 .

Недостатком указанных предохранителей являются значительные потери энергии в резисторах и невозможность получения предельно высоких скоростей нарастания тока на нагрузке.

Наиболее близким к изобретению является высоковольтный взрывающийся предохранитель для защиты конденсато- 15 ра, включенного в конденсаторную батарею, содержащий изоляционный корпус с контактными электродами и металлическую вставку, соединенную с контактными электродами (2 . 20

Недостатком укаэанного предохранителя является то, что в аварийных ситуациях, связанных с пробоем конденсаторов, на конденсаторе после срабатыва <ия предохранителя может 25 сохраниться большой электрический заряд, способный вызвать электропоражение обслуживающего персонала. Кроме того, в рабочих режимах за счет коюойирования металлических вставок 30 в помещениях, содерх<ащих батареи, происходит накопление вредных продуктов разложения воздуха. Все это затрудняет обслух<ивание указанных предохранителей.

Цель изобретения — упрощение обслуживания предохранителя.

Цель достигается тем, что высоковольтный взрывающийся предохранитель снабжен токопроводящей обмоткой, подключенной параллельно металлической вставке.

Кроме того, в указанном предохранителе металлическая вставка может быть размещена внутри токопроводящей обмотки.

На чертех<е схематически изображен предохранитель.

Между контактными электродами 1, расположенными на изоляционном корпусе 2, включены металлическая вставка

3 и параллельно ей — токопроводящая обмотка 4. Корпус 2 изолирует металлическую вставку 3 от обмотки 4. С помощью электродов 1 предохранитель подключается одним концом к высоковольтному выводу конденсатора, другим — к сборным шинам батареи конденсаторов.

79б953

Параметры металлической. вставки 3 выбирают по известным методикам. Параметры токопроводящей обмотки 4 выбирают исходя из того, что энергия

Му, запасенная в батарее, не должна расплавить обмотки, т.е. масса обмотки

Ыо

" о т -т) (()

))n

35 ибо где С вЂ” теплоемкость металла обмотки;

Т„ — температура плавления металла;

Т вЂ” температура окружающей среды..

Энергия й„, выделенная после взры- )5 ва металлической вставки в аварийном конденсаторе, не должна превысить его номинальной энергии

Мо

И„ зо где h — число параллельных конденсаторов в батарее.

Поскольку сопротивление R„> места пробоя Roo (Rq где Rq — сопротивление металлической вставки, то условие (2) выполняется, если сопротивление R обмотки

Ro )l o- Rfl (3)

Из (3) и (3) сечение S> провода обмотки и его длина о находится как (ц) о р.) (5) о где р — удельное электрическое сопротивление провода;

j — удельный вес провода.

Кроме того, для ограничения тока

I через обмотку на аварийный конО денсатор после взрыва металлической вставки до номинального уровня, ин- 40 дуктивность Lд обмотки должна быть выбрана из условия

Lp (62

V . ).))„)и-))).„ 45

7С, где C — емкость конденсатора (или

1 группы конденсаторов), защищенного предохранителем.

ПаРаметРы 3б, Sp могУт быть сколь 5О угодно большимй, но из-за увеличения расхода материалов, возрастания объ ема и веса предохранителя черезмерное увеличение 3 и 5,) нецелесообразно по экономическим соображениям.

Взрывающийсяпредохранитель работа- 55 ет следующим образом.

В нормальном режиме работы рабочий ток одного конденсатора (или группы конденсаторов) протекает по металлической вставке и обмотке от конденса- gp .тора к сборным. шинам в нагрузку. Энер гия, выделившаяся во вставке при протекании рабочего тока, недостаточна для взрыва вставки. В аварийном режиме при коротком замыкании на выводах конденсатора или внутри его аварийный ток через металлическую вставку примерно в и раз больше рабочего тока. Быстрое выделение энергии в металлической вставке приводит к ее взрыву. После этого аварийный ток протекает только через обмотку, ограничивается ее импедансом до рабочего уровня, а энергия батареи рассеивается в сопРотивлении обмотки R>.

При отсутствии обмотки, охватывающей металлическую вставку, возможно коронирование последней из-за высокой напряженности электрического поля на поверхности вставки при подаче высокого напряжения на конденсаторную батарею. Включение обмотки параллельно металлической вставке увеличивает эффективный диаметр и, следовательно, уменьшает напряженность электрического поля и устраняет причину появления короны, повышает электробезопасность обслуживания конденсаторных батарей, защищенных взрывающимися предохранителями, ограничивает или полностью устраняет коронирование металлической вставки, устраняет причину появления в рабочем помещении вредных веществ и, следовательно, улучшает санитарно-гигиенические условия труда, а также позволяет установить индикатор аварийной ситуации, например, путем подключения к части витков обмотки неоновой лампочки, что существенно повышает удобство обслуживания и облегчает нахождение места аварии.

Формула изобретения

1. Высоковольтный взрывающийся предохранитель для защиты конденсатора, включенного в конденсаторную батарею, содержащий изоляционный корпус с контактными электродами и металлическую вставку, соединенную с контактными электродами, о т л и— ч а ю шийсятем, что, с целью упрощения .обслуживания предохранителя, он снабжен токопроводящей обмоткой, подключенной параллельно металлической вставке.

2. Предохранитель по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что металлическая вставка размещена внутри токо- ° проводящей обмотки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гончаренок Г. М. Установка для нагрева газа импульсными токами, Труды МЭИ, вып. 45, 1963.

2. Подмазов А. В., Пономарев Б.В., Фролов A. С. Высоковольтные быстродействующие предохранители для защиты импульсных конденсаторов в мощных емкостных накопителях. — "Электричество", 1972, 9 11, с.82.

796953

Составитель С. Гордон Редактор Т. Веселова Техред N. Рейвес/, Корректор А. Гриценко

3акаэ 9790/72а Тираж 793 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-ЗЬ, Раушская наб., д. 4/5

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