SU746795A1

SU746795A1 - Protective discharger

Info

Publication number: SU746795A1
Application number: SU762365599A
Authority: SU
Inventors: Илья Борисович Болотин; Лев Залманович Эйдель
Original assignee: Предприятие П/Я В-8360
Priority date: 1976-05-28
Filing date: 1976-05-28
Publication date: 1980-07-07

Description

(54) ЗАЩИТНЫЙ РАЗРЯДНИК(54) PROTECTIVE DISCHARGE

1one

Изобретение относитс к высоковольтному аппаратостроению, а именно к устройствам , предназначенным дл ограничени перенапр жений, воздействующих на изол цию мощных преобразовательных подстанций посто нного тока.The invention relates to high-voltage instrumentation, namely, devices designed to limit overvoltages affecting the isolation of high-power DC conversion substations.

Режимы мощных преобразовательных подстанций посто нного тока отличаютс тем, что срабатывание разр дника нередко вызывает протекание через него сопровождающего тока больщой величины и длительности . В сет х переменного тока дл аналогичных целей ограничени перенапр жений примен ютс вентильные разр дники и искровые промежутки. Однако первые обладают ограниченной пропускной способностью сопровождающего тока, величина которого у них обычно невелика, а длительность соответствует одному полупериоду промышленной частоты. Искровые же промежутки не обладают стабильностью пробивного напр жени и пригодны лищь дл защиты от грозовых перенапр жений.The modes of high-power DC conversion substations are characterized in that the triggering of the arrester often causes the accompanying current to flow through it of greater magnitude and duration. In AC networks, valve gaps and spark gaps are used for similar purposes to limit overvoltages. However, the former have a limited carrying capacity of the accompanying current, the value of which they usually have is small, and the duration corresponds to one half-cycle of the industrial frequency. Spark gaps do not have breakdown voltage stability and are suitable for protection against thunderstorm overvoltages.

Известен комплектный промежуток разр дника , содержащий последовательно соединенные силовые промежутки, резисторы.A complete gap of the arrester is known, which contains series-connected power gaps, resistors.

включенные параллельно силовым промежуткам , и зажигающий промежуток, подключенный параллельно одному из резисторов и подсоединенный к общей точке двух силовых промежутков через конденсатор 1.connected in parallel to the power gaps, and a lighting gap connected in parallel to one of the resistors and connected to the common point of the two power gaps through the capacitor 1.

J Этот комплектный промежуток пригодеи дл пропускани больщих и длительных сопровождающих токов без нарущени стабильности пробивного напр жени . Однако указанный комплектный промежуток может быть применен только в разр дниках на сравнительно больщие напр жени , поскольку зазоры силовых промежутков не должны быть менее некоторых критических величин. Создание разр дника на сравнительно небольщие напр жени (пор дка 3-10 кВ)J This complete gap is useful for transmitting large and long accompanying currents without disturbing the stability of the breakdown voltage. However, this set gap can be applied only in discharges with relatively high voltages, since the gaps of the force gaps should not be less than some critical values. Creating a surge for relatively small voltages (on the order of 3-10 kV)

. потребовало бы уменьщейи зазора между электродами до величии меньщих, чем критические , при которых возможно образование недопустимой эрозии электродов и даже остановка дуги со свариванием электродов.. would require reducing the gap between the electrodes to a magnitude smaller than the critical ones, at which the formation of unacceptable electrode erosion and even stopping of the arc with welding of electrodes is possible.

20 Кроме того, в таком комплектном промежутке силовые промежутки имеют небольщую отстройку по пробивному напр жению от зажигающего промежутка, что при эрозии электродов с небольщими рабочими зазорами может привести к недопустимому нарушению координации работы элементов комплектного промежутка. Известен стабилизированный искровой промежуток, содержащий два основных и один дополнительный элёйтроды, изол ционную прокладку и Делитель напр жени . Избл дионка прокладка расположена между одним из основных и дополнительным Лёйтрйдамй, кбтбрйё поДк тйчейЬг п раллельно одному из плеч делител напр жени . При Повышении напр жени на основных электродах повышаетс также дол напр жени , приход ша с на изол цонную прокладку, в местах соприкосновени которой с охватывающими ее электродами по вл ютс скольз щие разр ды. Эти разр ды «облучают электронами основной промежуток , который пробиваетс при достиженйй тгаттр жением н основных электродах пробивного значени 2. Дл облегчени работы изол ционной прокладки при рабочем напр жении и стабилизации пробивного напр жени при крутых фронтах перенапр жений указанный стабилизированный промежуток снабжен доТ1олнйтелЬнЫ1и конденсатором, подключенным тйежду электродами, не охватывающими изол ционную прокладку, котора дл эффективного облучени основного промежутка должна располагатьс в непосредственной близости к облучаемому зазору. В этом случае описанный искровой промежуток работает весьма стабильно. Однако такой промежуток пригоден дл многократной работы лишь в случа х, когда сопровождающий ток, протекающий через него после срабатывани , невелик по величине и ограничен по длительности. Большие й длительные сопровождающие токи, протекание которых сопровождаетс выделением в промежутке большого количества энергии, привод т к повреждению близко расположенной прокладки, удаление, которой снизило бы стабильность работ.ы промежутка. Кро ме того, больщие и длительщедоки неизбежно вызывают эрозию оСнОвных электродов , измен их пробибное нацр жение. Наиболее близким изйзвёс:тных технических решений к изобретению вл етс защитный разр дник, содержащий два основных электрода, образующих силовой йсКровой промежуток, и дополнительный электрод который образует иницирующий искровой промежуток с одним из основных электродов и подключен к основным электродам через делитель напр жени , одно плечо которого , НараллелБкое инициирующему искро ВОмуЧТромежутку, выполнено в виде резис тбра , а второе плечо выполнено в виде стабил й1Ир б1ВаШбгО Т1с1 рбвбгО промежутка, при чем пробивнбе напр жение инициирующегб искрбвбго промежутка выбрано меньшим пробивного напр жени стабилизированного йсКрбШгО промежутка, КбТОрбе, в свою .:-/---Г редь, выбрано меньшим пробивного напр жени силового искрового промежутка 3. Недостатком этого разр дника вл етс значительное снижение напр жени на разр днике после срабатывани стабилизированного и и нициирующего искровглх промежутков , что может привести к несрабатыванию силового искрового промежутка, обгоранию дополнительного электрода и повреждению стабилизированного искрового промежутка при большой величине и длительности сопровождающего тока. Цель изобретени - повышение срока службы с сохранением стабильности пробивного напр жени при работе с сопровождающими токами большой величины и длительности . Это достигаетс тем, что в защитном разр днике делитель напр жени снабжен конденсатором, который включен параллельно указанному резистору, и дополнительным резистором, который включен последовательно в плечо стабилизированного искрового промежутка. На чертеже представлена электрическа схема разр дника. Разр дник содержит toa основных электрода 1 и 2, образующих силовой искровой промежуток, дополнительный электрод 3, который с электродом 2 образует искровой промежуток, инициирующий разр д в силовом промежутке; делитель напр жени , в Одно из плеч которого включены параллельно соединенные резистор 4 и конденсатор 5, а в другое плечо - последовательно включенные стабилизируюший искровой промежуток б и дополнительный резистор 7. Разр дник работает следующим образом. Напр жение, приложенное к электродам 1 и 2, через резисторы 4 и 7 воздействует на стабилизированный искровой промежуток 6. В момент, когда напр жение достигает значени пробивного, происходит пробой стабилизированного искрового промежутка . 6, после чегопроисходит зар д конденсатора 5 с посто нной времени, котора может быть снижена до сколь угодно малой величины путем уменьшени (вплоть до полного исключени ) сопротивлени резистора 1. Напр жение на конденсаторе вызывает пробой инициирующего промежутка между электродами 2 и 3. Разр д конденсатора 5 накоротко через инициирующий промежуток инициирует пробой силового промежутка между электродами 1 и 2, через который и протекает сопровождающий ток большой величины и длительности. Пробивное напр жение разр дника полностью определ етс пробивным напр жением стабилизированного искрового промежутка 6, подвергающегос токовому воздействию весьма кратковременно. Дл правильной работы разр дника геометрические рассто ни между электродами таковы, что пробивное напр жение промежутка между электродами 2 и 3 ниже, а промежутка между электродами I и 2 существенно выше, чем напр жение пробо стабилизированного промежутка 6. Это позвол ет настолько увеличить зазор между основными электродами 1 и 2, что эрози электродов, неизбежно по вл юща с после длительного воздействи больщого сопровождающего тока, никак не сказываетс на стабильность работь1 разр дника в целом.20 In addition, in such a set gap, the power gaps have a slight detuning of the breakdown voltage from the ignition gap, which, when eroded by electrodes with small working gaps, can lead to an unacceptable disruption in the coordination of the work of the elements of the complete gap. A stabilized spark gap is known, containing two main and one additional electrodes, an insulating gasket and a voltage divider. There is a platform located between one of the main and additional Leytrydamy, kbtbryo pDk tycheyg parallel to one of the shoulders of the voltage divider. With an increase in the voltage on the main electrodes, the voltage also rises, the arrival of a cable on the insulating gasket, at the points of contact with which the surrounding electrodes appear sliding discharges. These bits are irradiated with electrons by the main gap, which is punched when the main electrodes of the breakdown value are reached. between the electrodes that do not enclose the insulating gasket, which must be placed in a non-continuous manner for effective irradiation of the main gap close proximity to the irradiated gap. In this case, the described spark gap is very stable. However, such a gap is suitable for repeated operation only in cases when the accompanying current flowing through it after operation is small in size and limited in duration. Large and long accompanying currents, the flow of which is accompanied by the release in the gap of a large amount of energy, lead to damage to the closely spaced gasket, the removal of which would reduce the stability of the gap. In addition, large and long-lasting cavities inevitably cause erosion of the lightning electrodes, altering their probibar nationality. The closest of these solutions are: a protective discharge containing two main electrodes forming a power gap and an additional electrode that forms the initiation spark gap with one of the main electrodes and connected to the main electrodes through a voltage divider, one arm of which, the NarlelBoi initiator of the spark of disturbance is made in the form of a resistive beam, and the second arm is made in the form of a stable I1Ir B1BaSHBGO T1C1 rbVbGO interval, while The initiating spark gap is chosen to be less than the breakdown voltage of the stabilized isKrbHGO gap, KBTorba, in its own: - / --- General, is chosen to be lower than the breakdown voltage of the power spark gap 3. The disadvantage of this driver is a significant reduction in voltage to the spark after operation of the stabilized and initiating spark gaps, which can lead to the failure of the power spark gap, burning of the additional electrode and damage to the stabilized spark romezhutka at high magnitude and duration of follow current. The purpose of the invention is to increase the service life while maintaining the stability of the breakdown voltage when working with accompanying currents of great magnitude and duration. This is achieved by the fact that in the protective discharger the voltage divider is equipped with a capacitor, which is connected parallel to the indicated resistor, and an additional resistor, which is connected in series to the shoulder of the stabilized spark gap. The drawing shows an electrical circuit of the bit. The discharge contains toa of the main electrodes 1 and 2, forming a power spark gap, an additional electrode 3, which with the electrode 2 forms a spark gap, initiating the discharge in the power gap; a voltage divider, in one of the arms of which are connected in parallel a resistor 4 and a capacitor 5, and in the other shoulder a series-connected stabilizing spark gap b and an additional resistor 7 are connected. The arrester operates as follows. The voltage applied to the electrodes 1 and 2, through resistors 4 and 7, acts on the stabilized spark gap 6. At the moment when the voltage reaches the breakdown value, a breakdown of the stabilized spark gap occurs. 6, after which the charge of the capacitor 5 occurs with a constant time, which can be reduced to an arbitrarily small value by decreasing (up to complete exclusion) the resistance of the resistor 1. The voltage on the capacitor causes a breakdown of the initiating gap between the electrodes 2 and 3. Discharge the capacitor 5 is short-circuited through the initiating gap and initiates a breakdown of the power gap between the electrodes 1 and 2, through which the accompanying current of great magnitude and duration flows. The breakdown voltage of the discharge is completely determined by the breakdown voltage of the stabilized spark gap 6, which is exposed to a current for a very short time. In order for the discharger to work properly, the geometric distances between the electrodes are such that the breakdown voltage between the electrodes 2 and 3 is lower and the gap between the electrodes I and 2 is significantly higher than the voltage of the stabilized gap 6. This allows the gap between the main electrodes 1 and 2, that the erosion of the electrodes, which inevitably appears after a prolonged effect of a large accompanying current, has no effect on the stability of the discharge of the whole.

Предлагаемое устройство позвол ет создать разр дник на повышенные сопровождающие токи большой длительности (дес тки килоампер при длительност х достигающих 0,1 с и более) при сохранении высокой стабильности пробивного напр жени , что удовлетвор ет требовани м, в первую очередь, дл защиты оборудовани преобразовательных подстанций ЛЭП посто нного тока.The proposed device makes it possible to create a discharge for increased accompanying currents of great duration (tens of kiloamperes with durations reaching 0.1 s and more) while maintaining high stability of the breakdown voltage, which satisfies the requirements, first of all, to protect the converter equipment. dc power line substations.

//

Claims

1. USSR Author's Certificate No. 262236, cl. H 01 T 15/00, 1970.

2. USSR author's certificate number 259249, cl. N OGT 15/00, 1970.

3. Author's certificate of the USSR 5 No. 454631, cl. H 02 H 9/00, 1972.