Устройство для защиты от коммутационных перенапряжений

Устройство для защиты от коммутационных перенапряжений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 773821

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51) М.

Н 02 Н 9/06

Н 01 Т 5/00 (22) Заявлено 31.0!.79 (21) 2719199/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Государстеенный комитет

СССР (53) УДК 621.316. .933 (088,8) Опубликовано 23.10.80. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 27.10.80 по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. И. Бронников, А. А. Грицук и В. Н. Сметанин

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

ОТ КОММУТАЦИОННЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

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

Известны устройства для ограничения коммутационных перенапряжений, содержащие подключенные к защищаемому объекту непосредственно, без последовательных искровых промежутков, высоконелинейные резисторы, соединенные последовательно.

Часть указанных резисторов может шунтироваться блоками искровых промежутков (1).

Такие устройства не обеспечивают управление защитных характеристик в зависимости, например, от вида коммутации.

Наиболее близким из известных технических решений к предлагаемому изобретению является устройство для защиты от коммутационных перенапряжений, содержащее подключенные между защищаемым объектом и землей последовательно соединенные нелинейные резисторы, параллельно части которых подключены пары последовательно включенных блоков искровых промежутков, параллельно одному из которых в каждой паре подключена цепочка из последовательно соединенных коммутатора и дополнительного резистора (2) .

Управление коммутирующими элементами, изменяющими распределение напряжения по искровым промежуткам каждой пары блоков, позволяет в заданный момент шунтировать часть нелинейных резисторов пробившимися искровыми промежутками, т.е получить по крайней мере два разных уровня защитных характеристик.

Блоки искровых промежутков шунтированы резисторами в данном устройстве, которые необходимы для выравнивания расщ пределения по искровым промежуткам при отключенных коммутирующих элементах и обеспечения неравномерного распределения при включенных коммутирующих элементах. В случае применения данной схемы к высоконелинейным резисторам, выполненным на основе окиси цинка, имеющим при рабочем напряжении незначительную, преимущественно емкостную проводимость, наличие шунтирующих резисторов приводит к нежелательному, снижающему надежность работы устройства, перераспределению рабочего напряжения по шунтированным и не шунтированным искровыми промежутками высоконелинейным резисторам. Увеличение же величины сопротивления шунтирующих

773821 резисторов с целью уменьшения его влияния на распределение напряжения по высоконелинейным резисторам ухудшает распределение напряжения по искровым промежуткам при рабочем напряжении, при котором (при фазовом напряжении и даже ниже фазового, в частности, при ограничении перенапряжений в коммутации отключения короткого замыкания) необходимо переключать защитные характеристики.

Цель изобретения — повышение надежности и упрощение устройства путем обеспечения равномерного распределения рабочего напряжения по высоконелинейным резисторам и по искровым промежуткам без применения специальных шунтируюших резисторов.

Это достигается тем, что известное устройство для защиты от коммутационных перенапряжений, содержащее подключенные между защищаемым объектом и землей последовательно соединенные высоконелинейные резисторы, параллельно части которых подключены пары последовательно включенных блоков искровых промежутков, параллельно одному из которых в каждои паре подключена цепочка из последовательно соединенных коммутирующего элемента и дополнительного резистора, снабжено вспомогательными резисторами по числу пар блоков искровых промежутков, высоконелинейные резисторы, шунтированные парами блоков искровых промежутков, выполнены каждый в виде двух последовательно включенных элементов, общая точка которых подключена к одному из выводов соответствующего вспомогательного резистора, который подключен вторым выводом к общей точке коммутатора и дополнительного резистора соответствующей цепочки, причем отношение сопротивлений элементов высоконелинейных резисторов выбрано пропорциональным отношению пробивных напряжений блоков искровых промежутков, подключенных к этим элементам резисторов.

Такая схема позволяет отказаться от шунтирующих искровых промежутков резисторов и тем самым упростить устройство (число дополнительных резисторов в два раза меньше необходимого числа шунтируюших резисторов, выполненных на то же напряжение). При этом сохраняется как возможность управления пробивным напряжением, так и обеспечиваемая непосредственно высоконелинейными резисторами равномерность распределения напряжения по блокам искровых промежутков до срабатывания коммутирующих элементов и по не шунтированным ими блокам после срабатывания, что обуславливает высокую надежность работы искровых промежутков. Так как шунтирующее воздействие на высоконелинейные резисторы отсутствует, улучшается распределение рабочего напряжения по этим резисторам и, следовательно, повышается надежность устройства при напряжениях, когда проводимость резисторов мала.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные высоконелинейные резисторы 1, блоки 2 искровых промежутков, попарно подключенные параллельно части высоконелинейных резисторов 1. Один из блоков 2 искровых промежутков каждой пары шунтирован коммутирующим элементом 3 через токоограничивающий дополнительный резистор 4. При этом общая точка коммутирующего элемента 3 дополнительного резистора

4 через вспомогательный резистор 5 соединена с высоконелинейными резисторами 1 в точке, делящей шунтированные каждой парой высоконелинейные резисторы 1 на два элемента, сопротивления которых пропорцио нальны отношению пробивных напряжений, подключенных параллельно этим элементам искровых промежутков 2 (например, если пробивные напряжения шунтированных и не шунтированных коммутирующим элементом 3 блоков 2 искровых промежутков равны, то должны быть равны сопротивления элементов резисторов 1, шунтированных ука занными искровыми промежутками) .

В нормальном состоянии коммутирующий элемент 3 (в качестве которого могут быть применены вентильные элементы или коммутаторы с механическим замыканием) разомкнут, распределение напряжения по блокам искровых промежутков, определяемое элементами резисторов 1, будет равномерным, и пробивное напряжение всей ветви блоков искровых промежутков равно сумме пробивных напряжений блоков 2 искровых промежутков. Сопротивление вспомогательного резистора 5 выбрано значительно большим, а сопротивление дополнительно резистора 4 значительно меньшим сопротивления резистора 1. Поэтому при замыкании коммутирующего элемента, когда он через дополнительный резистор 4 шунтирует один из блоков 2 искровых промежутков каждой пары, на другой блок воздействует напряжение, приходящееся на два э. емента резисторов 1, следовательно, пробой этих блоков, а затем и шунтированных коммутирующим элементом 3 произойдет при пониженном (в два раза в случае равенства прибивных напряжений блоков) напряжении. Дополнительный резистор 4 ограничивает амплитуду протекающего через коммутирующий элемент 3 тока со стороны блоков 2 искровых промежутков, а также длительность его до нескольких микросекунд, необходимых для развития каскадного пробоя. Вспомогательный резистор 5 ограничивает величину тока, ответвляемого от ветви резисторов 1 при замкнутом коммутирующем элементе и воздействующего на коммутирующий элемент до срабатывания искровых промежутков 2.

773821

Формула изобретения

Составитель Е. Бочкова

Редактор Н. Горват Техред К. Шуфрич Корректор Г. Решетник

Заказ 7524Д4 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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

Отсутствие специальных шунтирующих резисторов у блоков искровых промежутков упрощает конструкцию устройства, поскольку число дополнительных резисторов в два раза меньше необходимого числа шунтирующих резисторов, выполненных на то же напряжение, и обусловливает относительно равномерное распределение напряжения по высоконелннейным резисторам при напряжениях, когда проводимость их мала, в результате исключается перегрузка части указанных резисторов по току, а изоляции уст- 16 ройства — по напряжению и, следовательно, повышается надежность устройства. Шунтирование блоков искровых промежутков высоконелинейными резисторами обеспечивает равномерное распределение на1$ пряжения по ним и надежную работу при управлении их пробивным наппяжением.

Устройство для защиты от коммутационных перенапряжений, содержащее подключенные между защищаемым объектом и землей последовательно соединенные высоконелинейные резисторы, параллельно части которых подключены пары последовательно включенных блоков искровых промежутков, параллельно одному из которых в каждой паре подключена цепочка из последовательно соединенных коммутатора и дополнительного резистора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения, оно снабжено вспомогательными резисторами по числу пар блоков искровых промежутков, высоконелинейные резисторы, шунтированные парами блоков искровых промежутков, выполнены, каждый, в виде двух последовательно включенных элементов, общая точка которых подключена к одному из выводов соответствующего вспомогательного резистора, который подключен вторым выводом к общей точке коммутатора и дополнительного резистора соответствующей цепочки, причем отношение сопротивлений элементов высоконелинейных резисторов выбрано прямопропорциональным отношению пробивных напряжений блоков искровых промежутков, подключенных к этим элементам резисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

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

110 — 500 кВ за счет применения нелинейных ограничителей перенапряжений. — «Электри. ческие станции», 1978, № 6, с. 27-32.

2. Авторское свидетельство СССР № 521624, кл. Н 01 Т 3/00, 1976.