Устройство для защиты от пере-напряжений

 

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1и1 8I l 398

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.02.79 (21) 2720694/24-07 (51) М. Кл.

H 02Н 9/16

Н 01Т 5/00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень ¹ 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (53) УДК 621.316.933 (088.8) по делам изобретений и открытиЯ

В. И. Бронников

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к устройствам для защиты от перенапряжений электропередач высокого напряжения.

Известно устройство для ограничения коммутационных перенапряжений, содержащее параллельно соединенные цепи, состоящие из высоконелинейных резисторов, часть которых может быть шунтирована искровыми промежутками (11.

Данное устройство не обеспечивает управления защитными характеристиками в зависимости от вида коммутации.

Наиболее близким к изобретению является устройство для защиты от перенапряжений, содержащее ряд параллельно включенных между высоковольтным и заземленным выводами идентичных ветвей, состоящих каждая из последовательно включенных высоконелинейных резисторов, часть которых шунтирована блоком из последовательно включенных искровых промежутков, параллельно части которых подключены последовательно соединенные коммутатор и дополнительный резистор (2).

Наличие коммутирующего элемента обеспечивает изменение распределения напряжения по искровым промежуткам, пробой их и шунтирование в заданный момент части нелинейных резисторов, чем достигается необходимое управление защитными характеристиками.

Через искровые промежутки после их срабатывания протекает полный рабочий

5 ток, поэтому, чтобы обеспечить высокую надежность устройства, к дугогасящей способности искровых промежутков предъявляются повышенные требования. Кроме того, на коммутирующий элемент приходится

10 около половины напряжения шунтированной искровыми промежутками части резисторов, что усложняет его конструкцию.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение устройства.

15 Указанная цель достигается тем, что в устройстве для защиты от перенапряжений шунтированные части ветвей резисторов соединены параллельно, а для их шунтирования использована общая цепочка блока 2

20 искровых промежутков, число блоков в которой выбрано равным числу резисторов в шунтированной части ветви и кратным числу ветвей резисторов, а общие точки блоков искровых промежутков подключены по25 очередно к соответствующим общим точкам резисторов ветвей, причем шунтированная коммутатором и дополнительным резистором часть блоков искровых промежутков расположена со стороны заземленного

;;;0 вывода, а количество блоков в этой шунти811398 рованной части выорано на единицу меньше количества ветвей резисторов. В такой схеме пере l, пробоем очередного блока пскровhlх про>!c>кътков и не !у приложено напряжение, в V раз (Л вЂ” число ветвей резисторов) превышающее напряжение, прило>кенное к нему до срабатывания коммутирующего элемента. Поэтому количество искровых промежутков в блоке может быть увеличено почти в Л раз, значит во столько же раз повысится дугогасящая способность искровых промежутков, что обеспечит высокую наде>кность устройства в работе.

Распределение напряжения по блокам искровых промежутков в этом случае обеспечивается высоконелинейными резисторами, поэтому нет необходимости в специальHhlx шунтирующих резисторах, что упрощает конструкцию блоков искровых промежутков н повышает надежность устройства вследствие отсутствия шуптирующего влияния на высоконелинейные резисторы при рабочем напряжении, когда их проводимость мала. Рабочее напряжение на коммутирующем элементе токоограничивающем дополнительном резисторе уменьшается в несколько раз (при необходи»ости в десятки раз), поэтохгу их конструкция также существенно упрощается.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства с числом ветвей, равным трем.

Устройство содержит параллельно соединенные ветви, состоящие из последовательно включенных высоконелинейных резисторов 1 и снабженные высоковольтным 2 и заземленнь|м 3 выводами, блоки 4 искровых промежутков, соединенные последовательно в цепочку, шунтирующую часть резисторов 1, коммутирующий элемент 5 н дополнительный резистор б, ограничивающий ток через коммутирующий элемент, При этом шунтированные блоками искровых промежутков цепи резисторов объединены в три параллельные ветви 7 — 9. Каждая ветвь может быть выполнена в виде нескольких параллельных цепей (на чертеже условно показаны в виде одной цепи). Блоки 4 образуют последовательно соединенные группы по три блока в каждой. Блоки

4 подсоединены к ветвям резисторов таким образом, что начало первого от заземленного вывода блока в первой группе подключено к ветви 7 резисторов перед первым резистором 1 этой ветви, начало второго — к ветви 8 перед вторым резистором и начало третьего — к ветви 9 перед третьим резистором, затем начало первого блока искровых промежутков второй группы — к ветви

7 перед первым резистором этой группы и т. д., причем в месте подключения параллельные цепи в ветви объединены между собой. Первые два блока искровых про»ежутков в примыкающей к заземленному

10 б О

:35

4d

65 выводу 3 группе шунтированы через токоогранп !ивающие резисторы б коммутирующими элементами 5.

В разомкнутом положении коммутирующих элементов 5 напряжение по блокам 4 распределяется равномерно и равно на каждом блоке падению напряжения на каждом резисторе 1. Величина сопротивления резистора б на 1 2 порядка меньше сопротивления резистора 1, поэтому при замыкании коммутирующих элементов 5 напряжение на третьем от заземленного вывода блоке 4 увеличится в 3 раза, так как будет определяться падением напряжения на трех последовательно вклк>ченных резисторах 1 ветви 7. После пробоя этого блока к следующему также прикладывается практически утроенное напряжение, обусловленное падением напряжения на трех резисторах ветви 8, и так далее, что вызовет последовательный пробой всех блоков искровых промежутков. При этом, если пренебречь влиянием емкости нелинейных резисторов 1, напряжение па блоках 4 дополнительно увеличивается пз-за роста тока в параллельных ветвях при шунтировании части их, и последние блоки при большом количестве искровых проме>кутков пробиваются преимущественно за счет этого повышения. Ток пробившихся искровых промежутков протекает через токоограничпвающ!!е резисторы б. Когда напряжение на них нарастает до пробивного напряжения шунтированных ими искровых проме>кутков, последние пробиваются, и коммутирующие элементы обесточиваются.

Очевидно, что последовательное срабатывание искровых проме>кутков можно ооеспечить и одним коммутирующим элементом 5, шунтирующим два первых блока.

Процесс пробоя будет отличаться лишь тем, что на четвертый блок искровых промежутков будет воздействовать учетверенное напря>кение.

Повышение в 3 раза напряжения на бло«ах перед их пробоем позволяет почти во столько же раз увеличить число единичных искровых промежутков в блоке, т. е. приблизительно в 3 раза увеличить их восстанавливающуюся прочность, а следовательно, улучшить дугогашение и повысить надежность всего устройства. Увеличивая число единичных промежутков в 2,5 — 2раза, можно повысить надежность последовательного срабатывания промежутков при повышенном дугогашении.

Равномерное распределение напряжения по блокам искровых промежутков до срабатывания коммутирующего элемента 5 и перераспределение напря>кения после его срабатывания обеспечиваются непосредственно высоконелинейными резисторами 1.

Поэтому отпадает необходимость в специальных шунтирующих резисторах, а следовательно, упрощается конструкция блока

811398 искровых промежутков и ликвидируется шунтирующее влияние этих резисторов на высоконелинейные резисторы при рабочем напряжении, когда проводимость последних мала и носит преимущественно емкостной характер, что улучшает распределение рабочего напряжения по изоляции устройства и повышает надежность его в работе.

Развитие процесса пробоя в виде волны перенапряжения, распространяющейся по блокам искровых промежутков от заземленного вывода к высоковольтному, позволяет в несколько раз (даже в десятки раз) снизить напряжение на коммутирующем элементе и токоограничивающем резисторе, что упрощает их конструкцию. Этому же способствует размещение коммутирующего элемента со стороны заземленного вывода устройства.

Если пропорционально увеличить число параллельных ветвей и число блоков искровых промежутков в группе, обеспечив такую же очередность подключения блоков к дополнительным ветвям, можно во столько же раз увеличить воздействующее на блок напряжение, а значит, и число искровых промежутков в каждом блоке. При этом коммутирующий элемент подключается через токоограничивающий резистор параллельно числу блоков искровых проме- 30 жутков, которое на единицу меньше числа параллельных ветвей резисторов.

Формула изобретения

Устройство для защиты от перенапряжений, содержащее ряд параллельно включенных между высоковольтным и заземленным выводами идентичных ветвей, состоящих каждая из последовательно включенных высоконелинейных резисторов, часть которых шунтирована цепочкой из последовательно включенных блоков искровых промежутков, параллельно части которых подключены последовательно соединенные коммутатор и дополнительный резистор, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения устройства, шунтированные части ветвей резисторов соединены параллельно, а для их шунтирования использована общая цепочка блоков искpoBIIx промежутков, число блоков в которой выбрано равным числу резисторов в шунтпрованной части ветви и кратным числу ветвей резисторов, а общие точки блоков в цепочке подключены поочередно к соответствующим общим точкам резисторов ветвей, причем шунтированная коммутатором и дополнительным резистором часть блоков искровых промежутков расположена со стороны заземленного вывода, а количество блоков в этой шунтированной части цепочки выбрано на единицу меньше количества ветвей резисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шур С. С. и др. Сокращение размеров и стоимости распределительных устройств

110 †5 кВ за счет применения нелинейных ограничителей перенапряжения.—

«Электрические станции», 1978, с. 27 — 32.

2, Авторское свидетельство СССР

М 521624, кл. Н 01Т 3/00, 1972.

811398

Редактор )K. Рожкова

Заказ 365/5 Изд. Ао 202 Тираж 694 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Е. Бочкова

Техред 3. Тарасова

1, с .

Корректоры: О. Гусева и P. Беркович