DE2001203A1

DE2001203A1 - Valve arrester

Info

Publication number: DE2001203A1
Application number: DE19702001203
Authority: DE
Inventors: Erland Nilsson; Asle Schei
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1969-01-21
Filing date: 1970-01-13
Publication date: 1971-03-04
Also published as: SE328052B; FR2033256A1; DE2001203B2; GB1240981A; CH524259A

Description

Ventilableiter ·. ■ Valve arrester ·. ■

Die Erfindung betrifft einen .Ventilableiter, der aus einzelnenThe invention relates to a .Ventilabiter, which consists of individual

,besteht in Reihe geschalteten Gruppei/, von denen jede eine Funkenstrecke und einen hiermit in Reihe geschalteten nichtlinearen Ventilwiderstand hat, und zwar einen Ventilableiter, der in erster Linie für Gleichstromhochspannungsanlagen bestimmt ist. , consists of groups connected in series, each of which has a spark gap and a non-linear valve resistor connected in series with it, namely a valve arrester, which is primarily intended for high-voltage DC systems.

Wenn ein Ventilableiter zündet, sinkt die Spannung über'den Ableiter schnell von einem der Zündspannung des Ableiters entsprechenden Wert auf einen niedrigeren Wert, der dem Spannungsfall entspricht, d-en der Strom, durch den Ableiter verursacht, d.h. auf die Ableitungsspannung. In dem Augenblick, wo der Ableiter zündet, beginnen der Strom durch den Ableiter und die Ableitungsspannung zu wachsen, wobei die Zunahme von der dahin- terliegenden Spannung und der Impedanz des Kreises abhängig ist. Beim Zünden tritt somit ein transienter Spannungssprung auf, ein sogen. Zündtr'ansient, der grössenmässig dem Unterschied zwischen der Zündspannung des Ableiters und dessen Ableitungs- epannung entspricht.When a valve arrester ignites, the voltage across the arrester drops rapidly from a value corresponding to the ignition voltage of the arrester to a lower value that corresponds to the voltage drop, ie the current caused by the arrester, ie to the discharge voltage. In the moment when the arrester ignites, the current begin to grow through the arrester and the discharge voltage, the increase of the voltage located behind it, and the impedance of the circuit is dependent. When igniting, a transient voltage jump occurs, a so-called. Ignition transient, which corresponds in size to the difference between the ignition voltage of the arrester and its discharge voltage .

Beim Zünden des A"bleiters im Zusammenhang mit einer Ueber-When igniting the lead in connection with an over-

109810/1356109810/1356

Spannung bildet sich im Ableiter eine Strombahn, die aus aen Funkenstrecken und den in Reihe damit liegenden, nicht-linearen Ventilwiderständen gebildet wird. Ist der Ableiter mit Spulen zum löschen der Lichtbögen an den Funkenstrecicen versehen, so sind diese Spulen . mit nicht-lineaien Ventilwiderständen und Funkenstrecken parallelgeschaltet, die zu Beginn der Entladung auch ein Teil der Strombahn sind. Die Lichtbögen über den Punkenstrecken sind anfangs sehr kurz und der Lichtbogenspannungsfall ist daher sehr niedrig. Zwischen dem Ableiter und dem daran angeschlossenen Netz kommt es somit zu einer Spannungsteilung, so dass die AbIeitungsspannung unmittelbar nach der Zündung von dem Verhältnis der Impedanz des Ableiters, die also hauptsächlich aus der Resistanz der Ventilwiderstände besteht, zur inneren Impedanz der Spannungsquelle bestimmt wird, die kurz nach der Zündung Strom durch den Ableiter schickt.Voltage forms a current path in the arrester, which consists of aen Spark gaps and the non-linear valve resistances lying in series with it is formed. Is the arrester with coils to extinguish the arcs on the spark lines provided, so are these coils. with non-linear valve resistances and Spark gaps connected in parallel, which are also part of the current path at the beginning of the discharge. The arcs across the Point gaps are initially very short and the arc voltage drop is therefore very low. There is thus a voltage division between the arrester and the network connected to it, so that the discharge voltage immediately after ignition depends on the ratio of the impedance of the arrester, which thus mainly consists of the resistance of the valve resistors, is determined for the internal impedance of the voltage source, which sends current through the arrester shortly after ignition.

In Netzen für hochgespannten Gleichstrom kommen kapazitive Elemente sowie induktive Elemente vor, z.B. Transformatoren, Anoden- und G-lättungsdrosselspulen. Wenn ein an einem solchen Netz angeschlossener Ventilabieiter zündet, kann das Netz wie eine Spannungsquelle mit hoher innerer Impedanz wirken, was bedeutet, dass, wenn der Ableiter eine niedrige Impedanz hat, die Spannung im Zündungsaugenblick über den Ableiter und damit auch über die von ihm geschützten Objekte auf einen sehr niedrigen Wert sinkt. In networks for high-voltage direct current there are capacitive elements as well as inductive elements, e.g. transformers, anode and G-smoothing reactors. If a valve arrester connected to such a network ignites, the network can act like a voltage source with a high internal impedance, which means that if the arrester has a low impedance, the voltage at the instant of ignition across the arrester and thus also across the protected by it Objects drops to a very low value.

Um eine ausreichend hohe Gleichspannung zu erhalten, werden meist zwei oder mehrere Stromrichter in Reihe geschaltet. ZumIn order to obtain a sufficiently high DC voltage, usually two or more converters connected in series. To the

109810/1356109810/1356

Schutz der Stromrichter wird ein Ventilableiter über den Stromrichter angeschlossen, der geerdet ist, und ein zweiter Ableiter in beiden Stromrichtungen, d.h. zwischen Netz und Erde. Sollte in dieser Schaltung eine solche Ueberspannung auftreten, dass der erste Ableiter zündet, sinkt die Spannung über die-von ihm geschützten Objekte, während die Spannung über den zweiten stromrichter und die von ihm geschützten Objekte entsprechend steigt. Um hier eine gefährliche Spannungssteigerung zu vermeiden, ist es notwendig, dass die Spannung über den ersten Tentilableiuer einen gewissen Wert nicht unterschreitet. Die Impedanz des'Ableiters muss daher sowohl unter Berücksichtigung der Impedanz von Funkenstrecke und Ventilwiderstand als auch der Netzimpedanz, und im besonderen der Elemente im Netz, die den Strom dürfen den Ableiter unmittelbar nach der Zündung beeinflussen, bemessen werden. Diese Dimensionierung muss so sein, dass die Gesamtimpedanz des Ableiters im Verhältnis zur Nexzimpedanz hinreichend gross ist, so dass der Spannungstransient beim Zünden ausreichend verringert wird* -Dagegen soll die Ableiterimpedanz für den-Entladungsstrom niedrig sein.'Protection of the converter is a valve arrester over the Connected to the converter, which is earthed, and a second arrester in both current directions, i.e. between the mains and Earth. If such an overvoltage occurs in this circuit that the first arrester ignites, the voltage drops about the objects protected by him while the tension over the second converter and the objects protected by it increases accordingly. Around here a dangerous increase in tension To avoid this, it is necessary that the voltage across the first valve lead has a certain value does not fall below. The impedance of the arrester must therefore taking into account the impedance of the spark gap and valve resistance as well as the network impedance, and in particular of the elements in the network that are allowed to use the electricity Influence arresters immediately after ignition. This dimensioning must be such that the total impedance of the arrester is sufficiently large in relation to the nexzimpedance, so that the voltage transient during ignition is sufficiently reduced * -On the other hand, the arrester impedance should for the discharge current be low. '

Die Erfindung betrifft einen Ventilableiter_; der den zuvor genannten Forderungen genügt. Um unmittelbar nach der Zündung hohe Impedanz und damit eine Verminderung der transienten Spannungsänderung beim Zünden zu erhalten, ist erfinäungsgemäss ein Iinpedanzelement mit Funkenstrecke und Ventilwiderstand in Reihe'geschaltet. Das Inrpedanzelement kann eine Spule sein oder eine Spule mit parallelgeschaltetem Widerstand. DieThe invention relates to a valve arrester _; which meets the aforementioned requirements. In order to obtain a high impedance immediately after ignition and thus a reduction in the transient voltage change during ignition, an impedance element with a spark gap and valve resistor is connected in series according to the invention. The impedance element can be a coil or a coil with a resistor connected in parallel. the

109810/1356 "⁴~109810/1356 " ⁴ ~

Frequenzcharakteristik des Impedanzelements ist so der Impedanzcharakteristik der Funkenstrecke und des Ventilwiderstands und der inneren Impedanz des am Ableiter angeschlossenen Netzes angepasst, dass die zu Beginn der Ableitung über den Ableiter auftretende Spannungssenkung auf einen so niedrigen Wert begrenzt wird, dass die von dieser verursachte Spannungssteigerung im Netz oder an den daran angeschlossenen Apparaten für diese ungefährlich ist.The frequency characteristic of the impedance element is like this Impedance characteristics of the spark gap and the valve resistance and the internal impedance of the network connected to the arrester adapted to that at the start of the arrester voltage drop occurring across the arrester such a low value is limited that the increase in voltage caused by this in the network or on it connected devices is not dangerous for them.

^ In der Zeichnung ist ein Schema eines Ventilabieiters gemäss^ The drawing shows a diagram of a valve arrester according to

der Erfindung gezeigt.of the invention shown.

Der Ventilabieiter gemäss der Erfindung·hat mehrere Gruppen von Funkenstrecken G mit parallelgeschalteten Steuerwiderständen R und mit den Funkenstrecken in Reihe geschaltete nicht-lineare Ventilwiderstände V. Mit der Funkenstrecke und dem Ventilwiderstand ist ein zusätzliches Impedanzelement in Reihe geschaltet, das in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Spule L besteht, deren Frequenzcharakteristik sowohl w der Impedanzcharakteristik der Funkenstrecke und des Ventilwiderstands als auch der inneren Impedanz des am Ableiter angeschlossenen Netzes angepasst ist. Das Impedanzelement kann auch aus einer Fpule L₀ mit einem parallelgeschalteten, nicht-linearen Ventilwiderstand R bestehen. Wenn die Spule mit dem genannten Widerstand parallelgeschaltet ist, ist dieser so bemessen, dass er Strom leitet, so lange die Spule eine hohe Reaktanz hat, während er im wesentlichen unwirksamThe valve arrester according to the invention has several groups of spark gaps G with control resistors R connected in parallel and non-linear valve resistors V connected in series with the spark gaps. An additional impedance element is connected in series with the spark gap and the valve resistor Coil L exists, the frequency characteristic of which is adapted to both the impedance characteristics of the spark gap and the valve resistance and the internal impedance of the network connected to the arrester. The impedance element can also consist of an F coil L ₀ with a non-linear valve resistor R connected in parallel. If the coil is connected in parallel with said resistor, it is dimensioned so that it conducts current as long as the coil has a high reactance, while it is essentially ineffective

109810/1356109810/1356

BAD ORiGfNALBAD ORiGfNAL

ist, wenn die Spule während des späteren Heils der Ableitung eine niedrige Impedanz hat und ihre Reaktanz im wesentlichen Full ist. Für Entladungsströme mit sehr grosser Stromsteile wird somit die.Ableitungsspannung von dem Parallelwiderstand B. der Spule "begrenzt.is when the coil during the later salvation of Derivative has a low impedance and its reactance is essentially full. For discharge currents with very of large parts of the current is thus the leakage voltage of the parallel resistance B. of the coil "is limited.

Der Ableiter ist ausserdem auf bekannte Weise mit einer Anzahl Steuerimpedanzen parallelgeschaltet, die in der Figur als Kondensatoren C gezeigt werden, die aber auchThe arrester is also in a known manner with a Number of control impedances connected in parallel that are in the Figure are shown as capacitors C, but that too

aus resistiven Elementen bestehen können. · ™can consist of resistive elements. · ™

Claims

Claims;

1./Valve arrester, which consists of a series connection of groups series-connected spark gaps and non-linear valve resistances ", characterized in that that with every spark gap (G-) and every valve resistor (V) connected in series with it of the individual groups at least an additional impedance element (R L) is connected in series, the frequency characteristic of which corresponds to the impedance characteristic the spark gap and the valve resistance and the internal impedance of the connected to the arrester Network is adjusted so that the voltage drop occurring at the beginning of the discharge via the arrester to such a Value is limited that an increase in tension caused by this in the network or in devices connected to it is harmless.

2. Ventilabieiter according to claim 1, characterized in that the impedance element consists of a parallel connection of a coil (I _n ) and a resistor (R _a ).

3. Ventilabieiter according to claim 2, characterized in that the resistor (R) is non-linear.

109010/1356109010/1356