Устройство для защиты электрических установок от атмосферных перенапряжений

 

Класс 21 с, 72

ЛЪ 67658

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бнро пзобрвтруЯ Госплана CCP

4 .\

М, В. Костенко

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

ОТ АТМОСФЕРНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

Заявлено 12 января 1946 г. в Наркомэлектроетанций СССР эа ЛЪ 584 (342227) Опубликовано 31 декабря 1946 г.

Все существующие разрядники характерны тем, что в них сумма напряжений на отдельных искровых промежутках разрядника равна напряжению, приложенному ко всему разряднику.

Это достигается, согласно изобретению, тем, что в предлагаемом разряднике две или более цараллельные цепи, состоящие каждая из последовательно соединенных искрового промежутка и емкости, при кл очены к линии одна — емкостью, Для обеспечения надежной за4циты изоляции высоковольтных аппаратов от атмосферных перенапряжений необходимо иметь достаточный интервал между вольтсекундными характеристиками защищаемой изоляции и защищающего ее разрядника. Обычно величина такого интервала ограничивается необходимостью предотвратить работу разрядников при возможных в системе перенапряжениях коммутационного характера. Современные усовершенствованные разрядники

1тиритовые и отчасти трубчатые) стремятся конструировать так, чтобы разрядное напряжение при импульсах было по возможности. близ кнм к разрядному напряжению при промышленной частоте. Для этого применяются специальные формы электродов искровых промежутков разрядника и специальные схемы с шунтированием отдельных искровых промежутков сопротивлениями, При этом удается добиться благоприятного распределения приложенного к разряднику напряжения между искровыми промежутками и получить весьма пологую вольтсекундную характеристику, но сам разряд ник оказывается дорогим и сложным., Предлагаемый разрядник радикально отличается от известных тем, что сумма напряжений ЕЫ на отдельных искровых промежутках разрядника больше приложенного ко всему разряднику напряжения UÄ п зависит также от скорости

1и. нарастания напряжения

Н7о

При этом. чем больше, тем

«:К оольше и в пределе, в случае

Уо прямоугольной волны перенапряже ния, - U„=3U, при двух параллельных ветвях (в схеме, изображенной на чертеже), U, 5Uo при трех параллельных ветвях н т. д. о 6755$ а другая — искровым промежутком, и средние точки этих цепей соединены через искровой промежуток, шунтированный сопротивлением.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства, составленного из двух параллельных ветвей, в каждой из которых искровые промежутки Pi и Р2 малой емкости

С2 (или С ) включены последовательно с относительно большими емкостями С, )) С, (или С,))C 2).

Взаимное расположение С1 и С2 во второй цепи относительно фазы и земли обратно расположению С1 и

C в первой цепи.

Средние точки обеих ветвей соединены между собой искровым промежутком Рз, зашунтированным уравнительным сопротивлением Z.

Величины С, С и Z могут оыть взяты такими, что потери от уравнительного тока не имеют практического значения.

Схема дана для случая разрядника с двумя параллельными ветвями, но при желании число параллельных ветвей можно увеличить, что даст соответствующее улучшение защитных характеристик разрядника.

При быстро протекающих атмосферных перенапряжениях уравнительный ток Ер не успевает существенно выравнять напряжения

UiиU2::

U,=0 и U— = U, (так как напряжения распределяются по емкостям С1 и С., причем

C< )) C2, и по емкостям С и С2 „ причем С, )) C, ) ..

Искровые промежутки Р,, Р2 и Р, г казываются включенными как бы

<параллельно» на полное напряже ние Ую:

Up(-Up2- Upg- Uo.

При сравнительно медленных ко. мутационных перенапряжениях и при напряжении промышленной частоты уравнительный ток i р практически полностью уравнивает напряжения Ut --- U2, а распределение напряжения происходит по емкостям

С1 и С,, и искровые промежутки

Р„Р. и Р оказываются включенными KBK Оы последовательно ны напряжение U.: р1+ -- р2+ рЗ= о °

В частности, при С, =— С, и С, =C., Ц \ Up2==0,5Уо, Up О.

Таким образом, разрядник дает принципиальную возможность доне сти импульсный коэфициент; а) при двух параллельных ветвях до К;)0,5; б) при трех параллельных ветвях до fC;)0,33 ит,д.

Как указывает изобретатель, произведенные ориентировочные расчеты показали, что для всех классов напряжений можно получить разрядник этого типа с импульсным коэфициентом при полной волне

1,5/40оз К;=0,7-: — 1,0.

Такой разрядник обеспечивает надежную защиту от атмосферных перенапряжений изоляции высоковольтных аппаратов и машин б — 220 kV, в том числе:

1) защиту изоляции вращающихся машин б — 10 kV, работавших на воздушную сеть;

2) защиту изоляции аппаратуры

35 и 110 кЧ без тиритовых разрядников;

3) защиту изоляции аппаратуры

154 kV и выше без применения тиритовых разрядников и с использованием трубчатых разрядников на 110 kV и ниже.

При этом в качестве промежутков

Р„Р2 и Р> можно устанавливать трубчатые (тиритовые) разрядники низшего класса изоляции или их комбинации со стержневыми и шаровыми искровыми промежутками„. что даст возможность гашения разрядником сопровождающего тока промышленной частоты, В качестве емкостей С1 и C> мож|но устанавливать гирлянды изоляторов повышенной емкости (для высших классов изоляции) или специальные конденсаторы (для защиты вращающихся машин).

Таким образом, и редлагаемый тип разрядника:

1. Обеспечивает надежную грозозащиту изоляции всех классов вапряжений.

2. Позволяет или вовсе отказаться от применения дорогостоящих

М 67658 между линией и землей, о тл и ч аю щ е е с я тем, что две или более параллельные цепи, состоящие каж дая из последовательно соединенных искрового промежутка и емкости, приключены к линии одна— емкостью, а другая — искровым промежутком, и средние точки этих цепей соединены через искровой промежуток, шунтированный сопротивлением, с той целью, чтобы сумма напряжений на искровых промежутках при перенапряжении превосходила по величине приложенное напряжение тем более, чем больше скорость нарастания напряжения. тиритовых разрядников или значительно упростить и удешевить их (в случае защиты вращающихся машин).

3. Разгрузить электропромыш ленность от изготовления весьма трудоемких и сложных тиритовых разрядников.

Предмет изобретения

Устройство для защиты электрических установок от атмосферных перенапряжений, состоящее из системы искровых промежутков, емкостей и сопротивлений и включаемое

= cggjyg

y g

Тех, редактор Л. М. УшаОтв. редактор А, Н. Иаыасеыко.

Л24870 Подписано к печати 15/1 1949 r. Тираж 500 экз. Цеыа 65 к. Зак. 1830

Тип. «Московский печатник».