RU99115771A - Выключающее устройство с искровым промежутком для отключения электроэнергии - Google Patents

Claims (48)

1. Устройство для отключения электроэнергии, содержащее, по меньшей мере, одно электрическое выключающее устройство, отличающееся тем, что выключающее устройство (5) содержит, по меньшей мере, одно выключающее средство (10), которое содержит межэлектродный зазор (24), обратимый между электрически по существу изолирующим состоянием и электрически проводящим состоянием, и средство (25) для вызывания или, по меньшей мере, инициирования возникновения электропроводимости в межэлектродном зазоре или, по меньшей мере, в его части, при этом указанное средство (25) для вызывания или, по меньшей мере, инициирования возникновения проводимости в межэлектродном зазоре выполнено с возможностью подвода энергии к межэлектродному зазору в виде лучистой энергии для приведения зазора или, по меньшей мере, его части в состояние плазмы.

2. Устройство по предшествующему пункту, отличающееся тем, что указанное средство (25) для вызывания или, по меньшей мере, инициирования возникновения электропроводимости в межэлектродном зазоре или его части содержит, по меньшей мере, один лазер (25).

3. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что выключающее средство (10) выполнено таким образом, что при его изолирующем состоянии имеется электрическое поле между электродами (23), которое поддерживает или производит электрическое короткое замыкание между электродами при вызывании или инициировании возникновения электропроводимости в межэлектродном зазоре.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что электрическое поле при изолирующем состоянии межэлектродного зазора (24) имеет значительно меньшую напряженность поля, чем напряженность поля, при которой происходит самопроизвольный временный пробой.

5. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что электрическое поле при изолирующем состоянии межэлектродного зазора (24) имеет напряженность поля не больше, чем 30%, в частности не больше, чем 20% и предпочтительно не больше, чем 10% напряженности поля, при которой происходит самопроизвольный временный пробой.

6. Устройство по любому из пп.3 - 5, отличающееся тем, что электрическое поле при изолирующем состоянии межэлектродного зазора (24) имеет напряженность поля, которая равна, по меньшей мере, 0,1%, в частности, по меньшей мере, 1% и предпочтительно, по меньшей мере, 5% напряженности поля, при которой происходит самопроизвольный временный пробой.

7. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что средство (25) для вызывания или, по меньшей мере, инициирования возникновения электропроводимости в межэлектродном зазоре (24) выполнено для подвода лучистой энергии таким образом, что сведена к минимуму наименьшая напряженность электрического поля, при которой возможен запуск межэлектродного зазора для возникновения электропроводимости.

8. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что средство (25) для вызывания или, по меньшей мере, инициирования возникновения электропроводимости в межэлектродном зазоре (24) выполнено для подвода лучистой энергии к межэлектродному зазору таким образом, что сведена к минимуму временная задержка между поступлением лучистой энергии и возникшей проводимостью межэлектродного зазора.

9. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что выключающее средство (10) и средство (25) для вызывания или, по меньшей мере, инициирования возникновения электропроводимости в межэлектродном зазоре выполнены таким образом, что такое возникновение электропроводимости в межэлектродном зазоре по существу не зависит от напряженности электрического поля, имеющегося между электродами выключающего средства при его изолирующем состоянии.

10. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что средство (25) для подвода энергии запуска к межэлектродному зазору выполнено с возможностью подвода лучистой энергии на, по меньшей мере, один из электродов (23) или, по меньшей мере, вблизи него.

11. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что средство (25) для подвода энергии запуска к межэлектродному зазору выполнено с возможностью локализации лучистой энергии в одной точке или зоне в зазоре (24) между электродами (23).

12. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что элементы (25, 27) для подвода энергии запуска к межэлектродному зазору выполнены с возможностью подвода лучистой энергии в две или несколько точек или зон (28) между электродами.

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что средство для подвода энергии запуска к межэлектродному зазору выполнено с расположением указанных двух или нескольких точек или зон подвода лучистой энергии вдоль линии, простирающейся между электродами и соответствующей протяженности желаемого электропроводящего пути между электродами.

14. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что средство (25) для подвода энергии запуска к межэлектродному зазору выполнено с возможностью подвода лучистой энергии к одной или нескольким удлиненным зонам (28i , k, m, n), продольные оси которых простираются по существу вдоль направления электропроводящего пути, предполагаемого между электродами.

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что средство (27) для подвода энергии запуска к межэлектродному зазору выполнено с возможностью придания удлиненной фокальной зоне трубчатой формы.

16. Устройство по п.14 или 15, отличающееся тем, что средство для подвода энергии запуска к межэлектродному зазору выполнено с возможностью придания удлиненной зоне такой формы, чтобы она полностью или по существу полностью перекрывала пространство между электродами.

17. Устройство по любому из пп.14 или 15, отличающееся тем, что средство (27) для подвода энергии запуска к межэлектродному зазору выполнено с возможностью образования двух или нескольких удлиненных фокальных зон (28) в межэлектродном зазоре, которые продольно расположены друг после друга вдоль электропроводящего пути, предполагаемого между электродами.

18. Устройство по любому из пп.1 или 10, отличающееся тем, что средство для подвода энергии запуска к межэлектродному зазору выполнено с возможностью подвода лучистой энергии на, по меньшей мере, один из электродов, а также между ними.

19. Устройство по любому из пп.10 - 18, отличающееся тем, что по меньшей мере, один из электродов у межэлектродного зазора имеет отверстие (29), через которое средство (25) для подвода энергии запуска может направлять лучистую энергию.

20. Устройство по п. 15 или 19, отличающееся тем, что средство (27) для подвода энергии запуска к межэлектродному зазору выполнено с возможностью расположения трубчатой зоны (28) подвода лучистой энергии вблизи того электрода, который имеет отверстие, и что ось трубчатой зоны подвода лучистой энергии по существу концентрична оси отверстия в электроде.

21. Устройство по любому из пп.10 - 20, отличающееся тем, что средство для подвода энергии запуска к межэлектродному зазору содержит систему регулирования энергии электромагнитных волн.

22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что система регулирования содержит, по меньшей мере, один дифракционный элемент.

23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что дифракционный элемент выполнен в виде киноформа.

24. Устройство по любому из пп.21 - 23, отличающееся тем, что система регулирования (27f) расположена радиально наружу от электродов и выполнена с возможностью направления пучков лучей к зазору между электродами.

25. Устройство по любому из пп.21 - 24, отличающееся тем, что система регулирования (27h) выполнена с возможностью разделения импульсов лучистой энергии на распределение под углом около одного из электродов.

26. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что выключающее устройство присоединено для обеспечения защиты электрического объекта. (1) от токов/напряжений, связанных с повреждением, и что выключающее средство выполнено с возможностью приведения в действие для осуществления своей защитной функции с помощью устройства для обнаружения состояний повреждения (11 - 13).

27. Устройство по п.26, отличающееся тем, что выключающее устройство (5) выполнено с возможностью отвода сверхтоков на землю (8) или, в противном случае, на другое устройство, имеющее сравнительно низкий потенциал.

28. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один дивертер (22) сверхнапряжения параллельно соединен с выключающим средством (10).

29. Устройство по п.27, в котором электрический объект (1) соединен с электрической сетью (3) или другим оборудованием, входящим в электросиловую установку, при этом устройство содержит выключающее устройство (4) в линии (2) между объектом и сетью/оборудованием, отличающееся тем, что выключающее средство (10) соединено с линией (2) между объектом (1) и выключающим устройством (4) и что выключающее средство (10) выполнено с возможностью включения для отвода сверхтока в течение периода времени, значительно более короткого, чем время выключения выключающего устройства (4).

30. Устройство по п.29, отличающееся тем, что выключающее устройство (4) выполнено в виде автоматического выключателя.

31. Устройство по п.30, отличающееся тем, что оно содержит дополнительный выключатель (6), расположенный в линии между выключающим устройством (4) и объектом, что указанный дополнительный выключатель расположен между выключающим средством (10) и объектом (1) и выполнен с возможностью отключения более низких напряжений и токов, чем выключающее устройство (4) и, вследствие этого, со способностью действовать при более коротком времени выключения, чем выключающее устройство, и что дополнительный выключатель выполнен с возможностью выключения, когда сверхток к объекту (1) или от него понижен выключающим средством (10), но значительно ранее, чем выключающее устройство.

32. Устройство по п.31, отличающееся тем, что оно содержит блок управления (14), соединенный с устройством обнаружения (11 - 13) и с дополнительным выключателем (6) для обеспечения срабатывания дополнительного выключателя для целей выключения, когда по показанию средства обнаружения сверхток к объекту (1) или от него оказывается ниже заранее определенного уровня.

33. Устройство по п. 31 или 32, отличающееся тем, что дополнительный выключатель (6) содержит выключатель (15), параллельно которому подсоединена линия (17) шунтирования, имеющая одни или несколько компонентов (18) для предотвращения дуги при размыкании контактов выключателя (15) путем принятия линией (17) шунтирования функции проведения тока от контактов.

34. Устройство по п.33, отличающееся тем, что указанные один или несколько компонентов (18) на линии (17) шунтирования выполнены с возможностью включения в проводящее состояние посредством управления блоком (14) управления.

35. Устройство по п.33 или 34, отличающееся тем, что указанные один или несколько компонентов (18) выполнены в виде управляемых полупроводниковых компонентов.

36. Устройство по любому из пп.33 - 35, отличающееся тем, что указанный один или несколько компонентов (18) снабжены, по меньшей мере, одним разрядником перенапряжения (30).

37. Устройство по любому из пп.33 - 36, отличающееся тем, что последовательно с указанными одним или несколькими компонентами (18) расположен разъединитель (20) для гальванической развязки.

38. Устройство по п.37, отличающееся тем, что разъединитель (20) соединен с блоком (14) управления с возможностью управления им для выключения после того, как выключатель (15) получил команду на выключение, а указанные один или несколько компонентов (18) приведены в положение для размыкания линии (17) шунтирования.

39. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что защищаемый объект (1) выполнен в виде электрического устройства с магнитной цепью.

40. Устройство по п. 38, отличающееся тем, что объект выполнен в виде генератора, трансформатора или электродвигателя.

41. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что объект выполнен в виде линии электроснабжения, например, кабеля.

42. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что два выключающих средства расположены по обеим сторонам объекта для его защиты с двух сторон.

43. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит блок управления (14), соединенный с выключающим средством (10) и с устройством (11 - 13) для обнаружения состояний сверхтока и выполненный с возможностью управления выключающим средством для его включения на основе информации от устройства для обнаружения состояний сверхтока, когда это требуется по причинам защиты.

44. Устройство по п.43 и по одному или нескольким пунктам из пп.32, 33 и 38, отличающееся тем, что один и тот же блок (14) управления выполнен с возможностью управления выключающим средством (10) и дополнительным выключателем (6) на основе информации от устройства (11 - 13) для обнаружения состояний сверхтока.

45. Применение устройства по любому из предшествующих пунктов для защиты объекта от сверхтоков, вызванных повреждением.

46. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что средство для подвода энергии запуска к межэлектродному зазору выполнено с возможностью фокусирования лучистой энергии в множестве по существу параллельных, удлиненных фокальных зонах, продольные оси которых расположены по существу вдоль направления предполагаемого электропроводящего пути между электродами.

47. Способ защиты электрического объекта (1) в электросиловой установке от сверхтоков повреждения, отличающийся тем, что при обнаружении состояний сверхтоков посредством устройства (11 - 13) для такого обнаружения осуществляют отвод сверхтоков с помощью выключающего средства (10), которое выполняют с возможностью отвода сверхтоков на землю (8) или, в противном случае, на другое устройство со сравнительно низким потенциалом и с возможностью включения для отвода сверхтоков путем придания электропроводимости межэлектродному зазору (24), имеющемуся в выключающем средстве, благодаря подводу лучистой энергии к межэлектродному зазору с помощью средства (25) запуска.

48. Способ по п. 47, отличающийся тем, что дополнительный выключатель (6), который расположен на линии (2) между выключающим устройством (4) и объектом (1) и между выключающим средством (10) и объектом (1), приводят в действие для выключения после того, как с помощью выключающего средства (10) понижен сверхток к объекту (1) или от него.