SU862294A1

SU862294A1 - Arrester

Info

Publication number: SU862294A1
Application number: SU792849944A
Authority: SU
Inventors: Аргист Саакович Торосян; Мартуни Микаелович Карапетян; Роберт Арамович Сохакян; Генрих Амбарцумович Айвазян; Левон Григорьевич Галстян; Владимир Герасимович Вартазарян
Original assignee: Предприятие П/Я В-2064
Priority date: 1979-12-12
Filing date: 1979-12-12
Publication date: 1981-09-07

Description

Изобретение относитс к области защиты от перенапр жени высоковольтных электрических установок, конкретнее преобразовательных установок посто нного тока. Известны защитные аппараты(ЗА) с использованием высоконелинеиных резисторов (ВНР) в качестве рабочего резистора. Их пропускна способность njm использовании в Щ)еобразовательных установках передач посто нного тока (ППТ) сверхвысокого напр жени СВН) определ етс ролимом раз р да линии посто нного тока (ЛПТ), зар женной до определенного напр же ни UQ. ЛПТ зар жаетс до напр жени и о в режиме включени ППТ на непрдготовительный инвертор.Величина эне гии VV , котора выдел етс в ЗА в п . цессе разр да ЛПТ,определ етс формул ,, где С - емкость относительно земли ЛПТ; и,- напр жение, при котором ЗА обесточиваетс (напр жение гашени ) или процесс разр д завершаетс и наступает ном наЛьный режим. Дл ЗА, выполненный по схеме ограничител перенапр жени , U по величине близко к максимальному значению напр жени номинального режима, а дл ЗА на основе применени схемл разр дника U/j равно напр жению на линии в момент обрыва тока искровыми промежуткар-ш (ИП). В завершающей стадии процесса разр да ЛПТ происходит очень медленное уменьшение величины тока во времени, так как сопротивление ВНР в этой стадии резко увеличиваетс ввиду сильно выраженной нелинейности вольт-амперной характеристки (БАХ) ВНР. Поэтому (в первом приближении) падением напр жени на индуктивност х схекы разр да ЛПТ в этой стадии можно .пренебречь и оценить и 2. по ВАХ ВНР при заданной величине тока гашени ИП 32. Дл разр дников посто нного тока, где предполагаетс применить ИП с вращающейс дугой (ИПВД), величина тока гашени 3 которых при посто нном напр жении составл ет несколько ампер, напр жение Uj; на 5-15% больше рабочего напр жени , а энерги рассеивани меньше, чем в ограничителе в одних и тех же услови х.The invention relates to the field of overvoltage protection of high-voltage electrical installations, more specifically to converters of direct current. Known protective devices (FOR) using high-linear resistors (VNR) as a working resistor. Their capacity njm, used in the U) educational installations of direct current (UFT) transmissions of ultrahigh voltage ESS, is determined by the role of the direct current line (ULV) charged to a certain amount of UQ. LPT is charged before the voltage and in the mode of switching on the PCF on the non-preparatory inverter. The value of the energy is VV, which is allocated in the FAT in p. the process of discharge of the LPT, is determined by the formulas, where C is the capacity relative to the earth of the LPT; and, is the voltage at which the FOR is de-energized (the quenching voltage) or the discharge process is completed and the nominal mode is set. For FOR, made according to the surge suppressor, U is close to the maximum value of the rated voltage, and for FOR based on the application of the U / j arrester circuit, it is equal to the line voltage at the moment when the current is broken by spark gaps (PI) . In the final stage of the LPT discharge process, the current magnitude decreases very slowly with time, since the resistance of the high voltage in this stage increases sharply due to the pronounced nonlinearity of the current – voltage characteristic (BAC) of the high voltage. Therefore (as a first approximation) the voltage drop on the inductances of the LPT discharge circuit in this stage can be neglected and can be assessed also 2. according to the CVC of the VNR for a given value of the IP current quench 32. For DC arrays where rotating arc (IPVD), the value of the quenching current 3 of which at a constant voltage is several amperes, the voltage Uj; 5–15% more working voltage, and dissipation energy less than in the limiter under the same conditions.

В разр дниках с применением ВНР .дл защиты ОПТ сверхвысокого напр жени (СВН) с большой прот женностью . (несколько тыс ч км) энерги рассеивани разр дником больша fнесколько мДук) .In discharges with the use of VNR .dl protect OPT superhigh voltage (EHV) with a large extent. (several thousand km) the energy of the scattering of the discharge gap is large (several mDucks).

Наиболее близким техническим решением к данному предложению вл етс разр дьик, содержащий последо вательно включенные блок основных искровых промежутков и высоконелинейный резистор на основе окнси цинка- , шунтированные активными или активно-емкостными элементами распределени напр жени 2.The closest technical solution to this proposal is a discharge, containing a consistently included block of main spark gaps and a highly nonlinear zinc oxide-based resistor, shunted by active or active-capacitive voltage distribution elements 2.

Недостатком разр дника, созданного по указанной схеме, вл етс то, что он должен обладать большой пропускной способностью дл рассеивани соответственно большой величины энергии при применении его в ППТ СВН с большой прот женностью. Дл обеспечени большой пропускной спосоности должно быть применено большое количество параллельно включенных ветвей единичных дисков ВНР с диаметром 28-60 мм.The disadvantage of the discharge created according to the above scheme is that it must have a large bandwidth for dissipating a correspondingly large amount of energy when it is used in a long-distance fostering device. To ensure a large carrying capacity, a large number of parallel-connected branches of single-mode BHP disks with a diameter of 28-60 mm should be used.

Целью изобретени вл етс упрощение конструкции путем уменьшени необходимой величины пропускной способности разр дника при сохранении его защитных функций.The aim of the invention is to simplify the design by reducing the required bandwidth of the arrester while maintaining its protective functions.

Цель достигаетс тем, что известный разр дник 2 содержащий последовательно включенные блок основных искровых промежутков и высоконелинейный резистор на основе окиси цинка, шунтированные активными или активноемкостными элементами распределени напр жени , снабжен блоком искровых промежутков с раст гивак дейс дугой , который включен параллельно части указанного высоконелинейного резистора.The goal is achieved by the fact that the well-known spark gap 2 containing a series of main spark gaps in series and a high non-linear zinc oxide resistor, shunted by active or active capacitive voltage distribution elements, is equipped with a block of spark gaps with a stretch arc that is connected in parallel with a part of the high non-linear resistor .

На чертеже показана принципиальна схема разр дника.The drawing shows a schematic diagram of a surge.

Блок 1 основных искровых промежутKOS соединен последовательно с высоконелинейным резистором (ВНР, выполненным из составных частей 2 и 3Block 1 of the main spark gaps KOS is connected in series with a high-linear resistor (BHP, made of component parts 2 and 3

Дл сохранени заданного распределени напр жени между блоком 1 основных искровых промежутков и высоконелинейнЕлм резистором использованы резисторы 4 и 5,Resistors 4 and 5 are used to maintain a predetermined voltage distribution between the main spark gap unit 1 and the high non-linear resistor,

Величина сопротивлени резистора 4 должна быть выбрана также из услови обеспечени требуемой скорости роста восстанавливающегос напр жени . Вопрос типа резисторов (линейный или нелинейный), а также емкостной шунтировки частей разр дника в данном случае не вл етс существенным . В качестве основных искровых промежутков можно примен ть искровые промежутки с вращающейс дугой (ИПВД) .. Часть 3 ВНР шунтирована Iискровым промежутком 6 с раст гивающейс дугой. При воздействии перенапр жений первым пробиваетс блок 1 основных искровых промежутков, а за-, тем в процессе практически мгновенного повышени напр жени на ВНР до величины воздействующего перенапр же- ни пробиваетс искровой промежуток 6. вольт-амперна характеристика (ВАХ) части 2 ВНР выбираетс из условий обеспечени защитного уровн при максимальной величине тока через разр дник . Длительность воздействи импульса тока с максимальной величиной небольша (дес тки МКС). В течение этого времени напр жение на искровом .ромежутке 6 не может существенно по-;Ышатьс , поэтому защита обеспечена.The resistance value of the resistor 4 must also be selected based on the condition of providing the required growth rate of the restoring voltage. The question of the type of resistors (linear or non-linear), as well as capacitive shunting of the parts of the arrester is not significant in this case. As the main spark gaps, you can use spark gaps with a rotating arc (IPVD) .. Part 3 of the NVR is shunted with a spark gap of 6 with a stretching arc. When exposed to overvoltages, block 1 of the main spark gaps is punched first, and then, in the process of an almost instantaneous increase in the voltage on the NVR to the magnitude of the acting overvoltage, the spark gap 6. punches the volt-ampere characteristic (VAC) of part 2 of the NVR. conditions for providing a protective level at the maximum current through the gaps. The duration of the current pulse with a maximum value is small (tens of the ISS). During this time, the voltage across the spark gap 6 cannot significantly increase; therefore, protection is provided.

5 Через промежуток времени около 1 мс в результате повышени напр жени на полюсах на искровом промежутке 6 ток перекидываетс в часть 3 ВНР и в искровом промежутке 6 Дуга гаситс .5 After a time interval of about 1 ms as a result of an increase in the voltage at the poles in the spark gap 6, the current is transferred to the HPR part 3 and in the spark gap 6 the Arc is quenched.

0 Напр жение гашени Ул разр дника равно сумме падений напр жений на част х 2 и 3 ВНР и на блоке 1 искро вых промежутков в момент гашени тока через разр дник.0 The discharge voltage of the discharge voltage of the discharge generator is equal to the sum of the voltage drops on the HPP parts 2 and 3 and in the spark gap unit 1 at the moment of current quenching through the discharge gap.

5 Увеличение напр жени и по сравнению с прототипом приводит к уменьшению величины необходимой энергии рассеивани разр дника согласно приведенной формуле. В результате умень0 . величины энергии рассеивани разр дника можно уменьшить также число параллельно включенных колонок ВНР. Кроме этого, дл заданной стабильности ВНР при посто нном рабочем напр жении применение предлагаемой ; схемы позвол ет увеличить долю напр жени на ВНР разр дника, что позволит уменышть напр жение на блоке основных искровых промежутков и, следовательно , уменьшить количество последовательно включенных единичных искровых промежутков в этом блоке. Путем увеличени количества последовательно включенных элементов ВНР в части 3 разр дника можноуменьшить энергию5 An increase in voltage and in comparison with the prototype leads to a decrease in the magnitude of the required energy of the discharge of the arrester according to the above formula. As a result, the decrease is 0. The magnitude of the dissipation energy of the discharge can also reduce the number of parallel-connected speakers in the GNR. In addition, for a given stability of the VNR at a constant operating voltage, the application is proposed; the circuit allows to increase the proportion of the voltage on the VNR of the arrester, which will allow to reduce the voltage on the block of the main spark gaps and, consequently, reduce the number of consecutively connected spark gaps in this block. By increasing the number of series-connected elements of the VNR in part 3 of the discharge, the energy can be reduced

j рассеивани разр дника до величины, позвол квдей применить число параллельных колонок ВНР, равное едигице, однако в данном случае это нецелесообразно , так как по условию воздействи грозового перенапр жени число параллельных колонок должно быть больше илиравно двум.j scattering the discharge to a value, allowing the user to apply the number of parallel columns of the PRN equal to the unit, however, in this case it is impractical because the condition of the impact of a thunderstorm overvoltage must be more than two equal columns.

В общем случае применение предлагаемой схемл позволит также ослабить требовани , предъ вл емые к пропускной способности основных искровых промежутков, что позволит упростить их конструкцию.In the general case, the application of the proposed scheme will also make it possible to relax the requirements imposed on the throughput of the main spark gaps, which will simplify their design.

Предлагаема схема применима при любом отношении сопротивлений составных частей ВНР, т.е. при любойThe proposed scheme is applicable for any ratio of resistances of the components of the VNR, i.e. at any

стабильности ВНР при посто нном напр жении .VNR stability at constant voltage.

Claims

1. US patent 3805114, 5 cl. 317-61, 1974.

2, US Patent 3,967,160, cl. 317-68, 1976.