Opublikowano: 20.X.1966 52136 KI. 21 c, 72 mnioo0 MKP II OB d rpBJjiOTEKA| UKD **rttó?sl Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Zdzislaw Tyszkiewicz, Jerzy Królik Wlasciciel patentu: Zaklady Wytwórcze Aparatów Wysokiego Napiecia im. G. Dymitrowa Przedsiebiorstwo Panstwowe, Warszawa (Polska) Iskiernik o naturalnym gaszeniu luku do odgromników zaworowych pradu zmiennego o duzym pradzie nastepczym Przedmiotem wynalazku jest iskiernik o natu¬ ralnym gaszeniu luku do odgromników zaworo¬ wych pradu zmiennego o duzym pradzie nastep¬ czym, w którym szybkie narastanie wytrzymalo¬ sci powrotnej po przeplynieciu pradu nastepczego i duza odpornosc na sperlanie oraz duza stabil¬ nosc wlasnosci zaplonowych uzyskuje sie dzieki specjalnemu uksztaltowaniu elektrod tworzacych przerwe iskrowa.W odgromnikach zaworowych pradu zmiennego w szereg ze stosem zmienno-oporowym sa stoso¬ wane iskierniki. Pod wplywem przepiecia niebez¬ piecznego dla izolacji chronionych obiektów iskier¬ nik odgromnika zapala sie i ladunek elektryczny tworzacy przepiecie plynie przez odgromnik do ziemi.Po przeminieciu przepiecia przez odgromnik plynie prad nastepczy pod wplywem napiecia ro¬ boczego sieci. Iskiernik odgromnika powinien przerwac ten prad nastepczy i ponownie odizolo¬ wac linie elektryczna od ziemi.Ogólna zasada budowy i dzialania iskierników do odgromników zaworowych jest znana.Wiadomo, ze potrzebna wytrzymalosc powrotna do zgaszenia luku pradu nastepczego plynacego przez odgromnik moga miec iskierniki o malych przerwach iskrowych. Iskiernik jedmopirzerwowy od¬ gromnika zaworowego zbudowany jest z dwóch odizolowanych od siebie elektrod pomiedzy któ- 2 ry^ni istnieje gazowa przerwa iskrowa o dlugosci okolo 1 min.Wlasnosci gaszace i zaplonowe oraz stabilnosc tych wlasnosci iskiernika zaleza od materialu s i konstrukcji elektrod, od sposobu podswietlania przerwy iskrowej i od sposobu chlodzenia luku.Ze wzgledu na sposób chlodzenia luku iskierni¬ ki odgromnikowe dziela sie na dwie grupy. Iskier¬ niki o naturalnym gaszeniu luku, w którym nie io stosuje sie zadnego dodatkowego czynnika powo¬ dujacego ruch luku i iskierniki magnetyczne, w których stosuje sie zródlo pola magnetycznego w celu nadania lukowi duzej szybkosci.Zaleta iskierników o naturalnym gaszeniu luku w pradu nastepczego jest ich prosta budowa i niski koszt. Jednakze wszystkie znane dotychczas kon¬ strukcje iskierników tego rodzaju po przepuszcze¬ niu duzego pradu nastepczego wykonuja mala wy¬ trzymalosc powrotna a iskrowe powierzchnie elek- 20 trod ulegaja sperleniu, co pociaga za soba zmiany wlasnosci zaplonowych i gaszacych.Dazenie do obnizenia poziomu ochrony odgrom¬ ników i powiekszenia ich wytrzymalosci na udary pradowe prostokatne pociagnelo za soba powiek- 25 szenie pradów nastepczych a to z kolei zmusilo do zastosowania drogich i skomplikowanych w budo¬ wie iskierników magnetycznych.Okazuje sie, co zostalo potwierdzone doswiad¬ czalnie i jest istota niniejszego wynalazku, ze 30 przez odpowiednie uksztaltowanie elektrod mozna 5213652136 zbudowac iskiernik odgromnikowy o naturalnym gaszeniu luku, "który wielokrotnie przerywa duze prady nastepcze bez zmiany wlasnosci zaplono¬ wych i gaszacych. Konstrukcje iskiernika wg wy¬ nalazku, tytulem przykladu pokazano na rysunku.Iskiernik ten sklada sie z nastepujacych elemen¬ tów .konstrukcyjnych: elektrody tlocznej 1, elektrody plaskiej 2 pracu¬ jacej dwustronnie, pierscienia dystansowego 3 i pierscienia podswietlajacego 4, który stanowi jednoczesnie boczna oslone komory lukowej iskier¬ nika.Elektroda 1 w srodku czesci tlocznej posiada czop iskrowy 5 o srednicy kilku mm umieszczony na podstawce 6. Do elektrody 1 przyklejony jest pierscien podswietlajacy 4.Przerwe iskrowa tworzy czop 5 i elektroda plaska 2. Okazuje sie, ze decydujace znaczenie na wlasnosci iskiernika ma ksztalt czopa iskrowego i jego podstawki. Przy malej srednicy czopa iskro¬ wego i przy odpowiednim doborze stosunku wyso¬ kosci i srednic czopa i podstawki, po zaplonie przerwy iskrowej, luk pradu nastepczego zostaje na skutek dzialania sil elektrodynamicznych i ru¬ chów cieplnych gazu zepchniety z czopa iskrowego i pali sie na krawedzi zewnetrznej podstawki, a w przypadku zejscia z niej zatrzymuje sie na pierscieniu 4. W ten sposób nawet przy duzych pradach nastepczych unika sie sperlenia powierz¬ chni iskrowej czopa i uzyskuje sie znaczne wydlu¬ zenie kanalu polukowego w stosunku do dlugosci przerwy iskrowej dzieki czemu wytrzymalosc po¬ wrotna iskiernika wedlug wynalazku narasta znacznie szybciej niz w znanych dotad iskierni- kach o naturalnym gaszeniu luku.Pierscien podswietlajacy 4 jest wykonany z ma¬ sy ceramicznej o bardzo duzej przenikalnosci die¬ lektrycznej. Pomiedzy jego powierzchnia a elek¬ troda plaska tworzy sie szczelina gazowa, w któ¬ rej przy podwyzszeniu napiecia powstaje wylado¬ wanie niezupelne. Dzieki temu iskiernik posiada plaska charakterystyke udarowa i wspólczynnik udaru zblizony do 1. Pierscien dystansowy 3 w iskiernikach wielokrotnych sterowanych oporo¬ wo jest wykonywany z materialu przewodzacego 15 25 30 35 4* 45 lub pólprzewodzacego. W tym przypadku spelnia on jednoczesnie role opornika sterujacego rozklad napiecia. W iskiernikach sterowanych pbjemno- sciowo pierscien dystansowy jest wykonywany z materialu izolacyjnego. W tym przypadku mozna go jednoczesnie wykorzystac jako pierscien pod-^ swietlajacy.Iskiernik wedlug wynalazku posiada prosta kon¬ strukcje i moze byc stosowany w odgromnikach zaworowych o duzych pradach nastepczych, ponie¬ waz posiada duza odpornosc na sperlanie i szyb¬ kie narastanie wytrzymalosci powrotnej.Jest on znacznie prostszy i tanszy od iskierników magnetycznych, które sa stosowane w odgromni¬ kach zaworowych o duzych pradach nastepczych. PLPublished: October 20, 1966 52136 IC. 21 c, 72 mnioo0 MKP II OB d rpBJjiOTEKA | UKD ** rttó? Sl Co-authors of the invention: Zdzislaw Tyszkiewicz, MSc, Jerzy Królik The owner of the patent: Zaklady Wytwórcze Aparatów High Voltage im. G. Dymitrowa Przedsiebiorstwo Panstwowe, Warsaw (Poland) Natural arc extinguishing spark gap for alternating current valve lightning arresters with high subsequent current. The subject of the invention is a natural arc extinguishing spark gap for alternating current valve lightning arresters with high subsequent current in which The rapid build-up of the recovery strength after the flow of the follow current and the high resistance to shorting as well as the high stability of the ignition properties are achieved due to the special design of the electrodes forming the spark gap. The alternating current valve lightning arresters in series with the variable resistance stack are used spark gaps. Due to the overvoltage, which is dangerous for the insulation of the protected objects, the sparks of the lightning arrester ignite and the electric charge that creates the overvoltage flows through the lightning arrester to the ground. The spark gap of the lightning diverter should break this current and isolate the electric line from the ground again. The general principle of the construction and operation of spark gaps for valve lightning arresters is known. It is known that the required restoration strength to extinguish the arc of the follow current flowing through the diverter may have spark gaps with small gaps. . The single-gap spark gap of the valve diverter is made of two insulated electrodes between which there is a gas gap of about 1 minute. The extinguishing and ignition properties as well as the stability of these properties of the spark gap depend on the material of the electrode structure, on the way of illumination spark gap and the method of cooling the arc. Due to the method of arc cooling, lightning arresters are divided into two groups. Natural arc extinguishing spark gaps which do not use any additional factor causing the arc motion, and magnetic spark gaps, which use a magnetic field source to give the arc a high speed. The advantage of natural follow current arc extinguishing spark gaps is their simple structure and low cost. However, all previously known designs of spark gaps of this type, when passing a large aftercurrent, exhibit a low recovery strength and the sparking surfaces of the electrodes are nicked, which entails changes in the ignition and extinguishing properties. Striving to reduce the level of lightning protection. and increasing their resistance to rectangular surges caused an increase in the following currents, and this in turn forced the use of expensive and complicated magnetic spark gaps. It turns out, which has been confirmed experimentally and is the essence of the present invention, that by appropriately shaping the electrodes, it is possible to build a lightning arrester with a natural arc quenching, "which interrupts large following currents many times without changing the ignition and extinguishing properties. The construction of the spark gap according to the invention, the title of the example is shown in the figure. This spark gap is composed of of the following construction elements of the discharge electrode 1, flat electrode 2 working on both sides, spacer ring 3 and illuminating ring 4, which is also a side shield of the spark gap. The electrode 1 in the center of the discharge part has a spark plug 5 with a diameter of several mm placed on the support 6. A lighting ring is glued to the electrode 1. 4. The spark gap is formed by the pin 5 and the flat electrode 2. It turns out that the shape of the spark plug and its base are decisive for the properties of the spark gap. With a small diameter of the spark plug and with the appropriate selection of the ratio of the height and diameter of the plug and the base, after the spark gap is ignited, the after-current gap is pushed off the spark plug by electrodynamic forces and thermal movements of the gas, and burns at the edge of the outer support, and in case of dismounting from it, it stops at ring 4. This way, even with high aftercurrents, the spark surface of the spigot is avoided and a significant elongation of the field channel in relation to the length of the spark gap is achieved, thanks to which the strength of the The spark gap according to the invention builds up much faster than in the hitherto known natural arc extinguishing spark gaps. The backlighting ring 4 is made of ceramic mass with a very high dielectric permeability. A gas gap is formed between its surface and the flat electrode, in which, when the voltage is increased, an incomplete discharge is produced. As a result, the spark gap has a flat shock characteristic and a shock factor close to 1. The spacer ring 3 in the resistance controlled multiple spark gaps is made of a conductive material 15 25 30 35 4 * 45 or semi-conductive. In this case, it also acts as a resistor controlling the voltage distribution. In the positive-controlled spark gaps, the spacer is made of an insulating material. In this case, it can also be used as a light ring. The spark gap according to the invention has a simple structure and can be used in valve lightning arresters with high follow current, because it has a high resistance to buckling and a rapid build-up of the recuperative strength. It is much simpler and cheaper than the magnetic spark gaps which are used in valve lightning arresters with high follow current. PL