Устройство для защиты от перенапряжений многофазных цепей

Устройство для защиты от перенапряжений многофазных цепей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.04.75(21) 2125102/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано1 5.04.78.Бюллетень № 14 (45) Дата опубликования описания 33 Ю. В.

Союз Советских

Социалистических

Республик (i» 603029

Д т г..

2 (S>) М. Кл.

Н 01 Т 5/00

Н 02 Н 9/06

Государственный квинтет

Совета Мнннстров СССР

IIo делам нзобретеннй н отноытнй (53) УДК 621.316. .933 (088.8) А. И. Бронфман и С. С. 1Uyp (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский и проектно-технологический институт эпектрокерамических изделий (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

МНОГОФАЗНЫХ ЦЕПЕЙ

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для защиты фазовой и междуфазовой изоляции оборудования станций и подстанций и линий электропередач переменного тока высокого напряжения от коммутационных и атмосферных перенапряжений. .Известны разрядники, например вентильные, для защиты многофазных цепей от грозовых и .коммутационных перенапряжений, состоящие из однофазных разрядников, включаемых между всеми фазами и землей, причем каждый однофазный разрядник имеет последовательно соединенные нелинейные резисторы и искровые промежутки (1 j.

Недостатком известных вентильных разрядников является то, что они относительно хуже ограничивают междуфазовые перенапряжения, чем перенапряжения фаза-земля: междуфазовые перенапряжения ограничиваются такими разрядниками до кратности 2/В=1,15 по отношению к перенапряжениям фаза-земля.

Известны также вентильные разрядники, выполненные по схеме четырехлучевой звезды, в каждом луче которой имеется нелинейный резистор и включенный последовательно с ним искровой промежуток (2). Чем меньше отношение величины резисторов, подключенных к фазным проводам, к величине резистора, под- 25

2 ключенного к земле, тем относительно эффективнее ограничиваются междуфазовые перенапряжения.

Недостатком таких разрядников является наличие в каждом луче звезды искрового промежутка, включенного последовательно с резистором из материала с умеренной нелинейностью (например тервита нли вилита), в результате чего существенное улучшение защитных характеристик разрядника требует заметного усложнения его конструкции, увеличения габаритов, веса и стоимости аппаратов. Именно этим

i объясняется тот факт, что разрядники по схеме четырехлучевой звезды не получили практического применения.

Известно также устройство для защиты от перенапряжений многофазных цепей, содержащее включенные между фазными проводами и землей высоконелинейные. резисторы, выполненные каждый в виде двух последовательно соединенных частей, средние точки которых соединены между собой через искровые промежутки (3). Эти устройства обеспечивают достаточно глубокое ограничение перенапряжений фаза-земля. Однако межд) фазовые перенапряжения этп разрядники так же, как н вентильные разрядники, ограничивают до кратное603029 ти на 15ОIp более высокой по отношению к перенапряжениям фаза-земля.

С целью улучшения защитных характеристик при.ограничении междуфазовых перенапряжений искровые промежутки соединены по схеме звезды с изолированной нейтралью, при 5 этом пробивное напряжение искровых промежутков выбрано большим напряжением, приходящегося в длительном рабочем режиме на части резисторов, подключенные к земле, а пробивное напряжение двух последовательно соединенных искровых промежутков выбрано не

30 превышающим уровень ограничения междуфазовых перенапряжений.

На фиг. 1 приведена электрическая схема предлагаемого устройства для защиты трехфазной цепи переменного тока; на фиг. 2— вариант схемы, в котором искровые промежутки соединены по схеме многоугольника; на фиг. 3 — схема защиты многоцепных передач, например двухцепной.

Между защищаемой трехфазной цепью переменного тока 1 и землей включены последовательно соединенные нелинейные резисторы 2 и

3, точки соединения которых связаны между собой через искровые промежутки 4, соединенные по схеме звезды с изолированной нейтралью (фиг. 1) или многоугольника (фиг. 2) .

На фиг. 3 искровые промежутки соединены по схеме шестилучевой звезды с изолированной нейтралью, причем каждый луч звезды искровых промежутков соединен с точкой соединения резисторов 2 и 3.

Пробивное напряжение промежутков 4 дол- з0 жно превышать величину — p

R Ог

Р:н + Ря)н где U+ — амплитудное значение наибольшего фазового напряжения защищаемой цепи, М

2 — дииамическое сопротивление при номинальном напряжении резистора, подключенного к земле, К „— динамическое сопротивление при номинальном напряжении резистора, подклю40 ченного к фазному проводу.

В то же время пробивное напряжение двух последовательно соединенных искровых промежутков не должно превышать уровень ограничения междуфазовых перенапряжений.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В нормальном эксплуатационном режиме разность потенциалов на искровых промежутках 4 меньше их пробивного напряжения и каждая фаза защищаемой сети 1 соединена с землей через большое сопротивление R„+ R „„P вследствие чего ток через резисторы мал и термическая устойчивость не нарушается. Через искровые промежутки ток не протекает.

При появлении перенапряжений возможны два случая.

Если перенапряжения между фазой и землей на какой-либо паре фаз (или всех парах фаз) имеют разные знаки и, следовательно, междуфазовые перенапряжения велики, то разность потенциалов иа искровых промежутках 4 превышает их пробивное. напряжение, искровые 60 промежутки пробиваются, . ограничивая при этом до более низкого уровня междуфазовые перенапряжения. После того, как режим перенапряжений завершился и в защищаемой сети 1 восстановилось симметричное рабочее напряжение, искровые промежутки 4 гасят дугу, и устройство возвращается к исходному состоянию.

Во втором случае режима перенапряжений перенапряжения между фазой и землей на какой-либо паре фаз (или на всех парах фаз) имеют одинаковые знаки. При этом разность потенциалов на искровых промежутках 4 мала, промежутки не пробиваются, и устройство ограничивает перенапряжения фаза-земля резисторами 1 и 2 и при этом на междуфазовые перенапряжения непосредственно не влияет. Однако, очевидно, что при однозначности перенапряжений фаза-земля, междуфазовые перенапряжения вообще отсутствуют, их кратность, как правило, оказывается меньше единицы, и в дополнительном ограничении они не нуждаются.

Применение предлагаемого устройства позволяет уменьшить междуфазовые расстояния на подстанциях, что особенно эффективно в закрытых распредустройствах, либо при сохранении этих расстояний неизменными, повысить надежность эксплуатации электрических систем, уменьшить относительную долю более тяжелых многофазных перекрытий по сравнению с однофазными. Кроме того, в ряде случаев применение предлагаемого устройства позволит перейти от гр; пп однофазных трансформаторов к трехфазным трансформаторам.

Формула изобретения

Устройство для защиты от перенапряжений многофазных цепей, содержащее включенные между фазными проводами и землей высоконелинейные резисторы, выполненные каждый в виде двух последовательно соединенных частей, средние точки которых соединены между собой через искровые промежутки, отличаюи ееся тем, что, с целью улучшения защитных характеристик при ограничении междуфазовых перенапряжений, искровые промежутки соединены по схеме звезды с изолированной нейтралью, при этом пробивное напряжение искровых промежутков выбрано большим напряжения, приходящегося в длительном рабочем режиме на части резисторов, подключенные к земле, а пробивное напряжение двух последовательно соединенных искровых промежутков выбрано не превышающим уровень ограничения междуфазовых перенапряжений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

l. Шишмак Д. В., Бронфман А. И. и др.

Вентильные разрядники высокого напряжения, Л., Лен. отд. «Энергия», 1971, с. 146 — 205.

2. Патен ФРГ No 1180039, кл. 2! с 72, 1964.

3. Авторское свидетельство СССР № 504270, кл. 2 Н 01 Т 5/00, 1974.

603029

Составитель E. Бочкова

Техред О. Луговая Корректор Д. Мельниченко

Тираж 960 Подписное

Редактор И. Пиринов

Заказ 1866/50

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4