ИСКРОВО́Й РАЗРЯ́ДНИК. Искровой разрядникИскровой разрядник - «Энциклопедия»ИСКРОВОЙ РАЗРЯДНИК, безнакальный газоразрядный прибор, резко изменяющий свою электропроводность при возникновении электрического разряда (искры) между электродами под действием приложенного электрического напряжения. Конструктивно представляет собой наполненным газом (при давлении до 105 Па) стеклянный или металлокерамический баллон, в котором расположены два электрода или более. Для наполнения искрового разрядника используются инертные газы (или их смеси), водород, азот, кислород, воздух, пары воды. Максимальная сила тока в искровом разряднике может достигать нескольких сотен кА (в импульсе). В зависимости от параметров разрядной цепи и мощности источника напряжения в искровом разряднике после пробоя устанавливается дуговой или (реже) тлеющий разряд.
РекламаЛит.: Киселев Ю. В., Черепанов В. П. Искровые разрядники. М., 1976. Ю. В. Киселёв. knowledge.su ИСКРОВОЙ РАЗРЯДНИК • Большая российская энциклопедия
Авторы: Ю. В. Киселёв ИСКРОВО́Й РАЗРЯ́ДНИК, безнакальный газоразрядный прибор, резко изменяющий свою электропроводность при возникновении электрич. разряда (искры) между электродами под действием приложенного электрич. напряжения. Конструктивно представляет собой наполненный газом (при давлении до 105 Па) стеклянный или металлокерамич. баллон, в котором расположены два электрода или более. Для наполнения И. р. используются инертные газы (или их смеси), водород, азот, кислород, воздух, пары воды. Макс. сила тока в И. р. может достигать нескольких сотен кА (в импульсе). В зависимости от параметров разрядной цепи и мощности источника напряжения в И. р. после пробоя устанавливается дуговой или (реже) тлеющий разряд. Управляемый искровой разрядник: УЭ – управляющий электрод. Различают управляемые (рис.) и неуправляемые И. р. В управляемых И. р. электрич. пробой возникает в определённом диапазоне анодных напряжений при подаче импульсного напряжения на управляющий электрод, в неуправляемых– значение напряжения пробоя зависит от конструкции прибора. К последним относятся также т. н. разрядники-обострители, представляющие собой устройства, формирующие высоковольтные импульсы (до 550 кВ) с передним фронтом длительностью до нескольких наносекунд. Важные достоинства И. р. (по сравнению с др. разрядниками) – отсутствие накала, мгновенная готовность к работе, высокий кпд при значит. уровнях коммутируемой энергии, большие рабочие напряжения и токи коммутации, устойчивость к радиации, высокая надёжность. И. р. применяются для защиты аппаратуры высоковольтных ЛЭП, линий связи, оборудования АТС, компьютеров, аудио- и видеоаппаратуры и др. радиоэлектронных и электротехнич. приборов и устройств от перенапряжений и резких скачков тока в электрич. цепях (защитные И. р.), а также для переключения ВЧ и высоковольтных электрич. цепей в устройствах радиолокации, автоматики, ядерной и эксперим. физики, измерит. и авиац. техники и др. (коммутационные И. р.). bigenc.ru Разрядник. Типы, виды, устройство высоковольтных разрядников.При коммутациях, а также вследствие атмосферных разрядов в электротехнических установках часто возникают импульсы напряжения - перенапряжения, существенно превышающие номинальное. Электрическая изоляция оборудования не должна повреждаться при этом и выбирается с соответствующим запасом. Однако возникающие перенапряжения зачастую превосходят этот запас, и изоляция тогда повреждается — пробивается, что может привести к тяжелым авариям. Для ограничения возникающих перенапряжений, а следовательно, и снижения требований к уровню электрической изоляции (снижения стоимости оборудования) применяются разрядники. Разрядник — это электрический аппарат, искровой промежуток которого пробивается при определенном значении приложенного напряжения, ограничивая тем самым перенапряжения в установке. Разрядник состоит из электродов с искровым промежутком между ними и дугогасительного устройства. Один из электродов присоединяется к защищаемой цепи, другой — заземляется. Если кривая 1 (рис. 3-6) — номинальное напряжение, а кривая 3 — вольт-секундная характеристика изоляции оборудования (т. е. время, в течение которого изоляция может выдержать данное перенапряжение не повреждаясь), то вольт-секундная характеристика разрядника должна определяться кривой 2. При возникновении перенапряжения (кривая 4) искровой промежуток разрядника пробивается раньше (точка О), чем изоляция оборудования. После пробоя линия (сеть) заземляется через сопротивление разрядника или накоротко. При этом напряжение на линии определяется значением тока через разрядник, сопротивлением разрядника и заземления. Падение напряжения на разряднике при протекании импульсного тока данного значения и формы называется остающимся напряжением. Чем меньше это напряжение, тем лучше качество разрядника. После пробоя разрядника от импульса напряжения его искровой промежуток ионизирован и легко пробивается фазным напряжением. Возникает короткое замыкание на землю, и через разрядник протекает ток промышленной частоты, который называется сопровождающим. Чтобы избежать срабатывания защиты и отключения оборудования, разрядник должен отключить сопровождающий ток в возможно малое время (примерно в полупериод промышленной частоты).
Рис. 3-6. Вольт-секундные характеристики.
К разрядникам предъявляются следующие требования: 1. Вольт-секундная характеристика разрядника должна быть ниже, чем у защищаемого объекта. 2. Искровой промежуток разрядника должен иметь определенную гарантированную электрическую прочность при промышленной частоте. 3. Остающееся напряжение на разряднике, и характеризующее его ограничивающую способность, не должно превышать значений, которые опасны для изоляции оборудования. 4. Сопровождающий ток должен отключаться на малое время. 5. Разрядник должен допускать большое число срабатываний без осмотра и ремонта. Трубчатые разрядники. Разрядник (рис. 3-7) представляет собой дугогасительную трубку 3из полихлорвинила марки «винипласт», на концах которой закреплены металлические наконечники: верхний, закрытый, 2 и нижний, открытый, 7. Внутри трубки помещается стержневой электрод 4, который крепится в хвостовике 9 верхнего наконечника. Вторым электродом внутреннего искрового промежутка служит шайба б, закрепленная в нижнем наконечнике. При помощи хомутов 5 нижний наконечник (разрядник) крепится к заземленной конструкции. К нижнему же наконечнику крепится ленточный указатель срабатывания 8, свободный конец которого изгибается и заводится внутрь наконечника. При срабатывании разрядника конец указателя выбрасывается газовым дутьем, и лента выпрямляется.
Рис. 3-7. Общий вид трубчатого разрядника.
С целью разгрузки изоляционного материала разрядника от электрического поля при номинальном режиме разрядник отделяется от линии наружным (lнар) искровым промежутком, для регулирования которого служит удлинитель (рог) 1. При возникновении перенапряжения пробиваются оба промежутка (lвн и lнар). Возникающая в трубке дуга вызывает сильную газогенерацию из стенок трубки. Газы устремляются через выхлопное отверстие в шайбе б и открытый наконечник, образуя интенсивное продольное дутье, которое гасит дугу при прохождении тока через нуль, одновременно гаснет дуга и на промежутке lнар. Отключение сопровождается большим выбросом пламени и газов (при U = 35 кВ А = 3 м, В = 1,5 м). В объеме, занимаемом пламенем и газами, не должны располагаться какие-либо токоведущие части. Предельный отключаемый ток определяется прочностью трубки и, например, для разрядников серии РТВ на 6-35 кВ составляет 12 кА. Предельные токи отключения разрядников с фибробакелитовыми трубками меньше, чем у разрядников с винипластовыми трубками. Вентильные разрядники. Вентильный разрядник (рис. 3-8, а) состоит из двух основных частей: блока искровых промежутков 4, в который входит несколько последовательно соединенных единичных искровых промежутков 3 (рис. 3-8, б), шунтированных подковообразными нелинейными резисторами 9, предназначенными для выравнивания распределения напряжения, и рабочего резистора, составленного из набора последовательно включенных вилитовых дисков 2. Искровые промежутки заключены в фарфоровые цилиндры 5. Блок искровых промежутков соединен последовательно с рабочим резистором, закрыт фарфоровым кожухом 1, сжат спиральной пружиной 6 и герметизирован озоностойкой резиной 7. Необходимость герметизации обусловлена гигроскопичностью вилита, который меняет свои характеристики при увлажнении. Разрядник крепится при помощи фланцев 8 к чугунному основанию (на рисунке не показано). Провод фазы линии высокого напряжения подключается к болту на крышке. Заземляющий проводник присоединяется к чугунному основанию разрядника непосредственно или через счетчик срабатываний. Разрядник работает следующим образом. При возникновении перенапряжения пробиваются искровые промежутки и импульсный ток через рабочий резистор уходит в землю. Сопровождающий ток ограничивается рабочим резистором до значения, при котором дуга может быть погашена искровыми промежутками. Единичный промежуток способен отключить ток с амплитудой 80—100. А при действующем восстанавливающемся напряжении 1—1,5 кВ. Число искровых промежутков и число дисков резистора выбираются исходя из указанных условий. Дуга при этом погаснет за один полупериод.
Рис. 3-8. Вентельный разрядник.
Рис. 3-9. Блок с магнитными искровыми промежутками.
Резистор из вилита характеризуется нелинейностью своего сопротивления. С ростом тока значение сопротивления падает. Это позволяет пропустить через резистор большой ток при малом падении напряжения (из-за этого разрядники получили название вентильных). Напряжение на разряднике практически мало меняется в широком диапазоне изменения токов. По мере приближения тока к нулю сопротивление резко возрастает, снижая ток до нуля ранее его естественного перехода через нуль. Это обстоятельство облегчает гашение дуги в единичных искровых промежутках. Вентильные разрядники работают бесшумно и без какого-либо выброса газов и пламени. Для фиксации числа срабатываний устанавливаются специальные (электромагнитные, электромеханические и др.) счетчики. Вентильные разрядники выполняются на напряжения до 220 кВ и предназначены для защиты изоляции электрооборудования от атмосферных перенапряжений. Они применяются в открытых и закрытых электроустановках с частотой 50 Гц. Разрядники на 3, 6 и 10 кВ отличаются Друг от друга только числом искровых промежутков и числом вилитовых резисторов, а также габаритами. Разрядники на номинальные напряжения 15, 20 и 35 кВ состоят из одного стандартного элемента, аналогичного изображенному на рис. 3-8, а; разрядники на напряжение 60 кВ и выше—из трех и более соединенных последовательно стандартных элементов номинальным напряжением 15, 20 или 35 кВ. Разрядники магнитовентнльные (РМВГ). Эти разрядники выполняются на номинальные напряжения 150—500 кВ. Они комплектуются из стандартных блоков (на 30 кВ) с магнитными искровыми промежутками и соответствующего числа дисков вилитовых резисторов. Блок магнитных искровых промежутков (рис. 3-9) представляет собой набор (здесь четыре) единичных искровых промежутков 2, расположенных вперемежку с постоянными магнитами 3 кольцевой формы. Все устройство размещено в фарфоровом цилиндре 1 и закрыто стальными крышками 5. Крепление всех элементов внутри цилиндра осуществляется за счет давления пружины 4. Каждый блок шунтируется резисторами с высокоомным нелинейным сопротивлением. Единичный магнитный искровой промежуток состоит из двух концентрически расположенных медных электродов б и 8. Щель 7 между ними образует искровой зазор. Кольцевые магниты 3 создают в щели магнитное поле (480—640 А/см). Возникающая в щели дуга начинает вращаться по кольцевой щели с большой скоростью. По сравнению с обычными искровыми промежутками пропускная и дугогасительная способность магнитного искрового промежутка много выше. Разрядники постоянного тока. Применение разрядников с обычными искровыми промежутками для защиты электрооборудования постоянного тока невозможно. Падение напряжения на искровом промежутке после его пробоя составит всего 20-30 В, и для гашения дуги потребуется чрезвычайно большое число промежутков; напряжение пробоя будет чрезмерно высоким, и не будет обеспечена защита изоляции. Разрядники постоянного тока выполняются с устройствами для гашения дуги. Так, магнитные разрядники постоянного тока серии РМБВ состоят из искровых промежутков с дугогасящей камерой (шунтированных или не шунтированных резисторами с высокоомными нелинейными сопротивлениями), блока рабочего нелинейного вилитового резистора и дугогасящего искрового промежутка с постоянными магнитами. Конструктивно они выполняются аналогично вентильным разрядникам. Магнитный разрядник типа РАН-1 — разрядник многократного действия с пониженным давлением внутри корпуса, предназначен для защиты от перенапряжений обмоток возбуждения синхронных машин. Разрядник имеет диапазон регулирования уставки по пробивному напряжению 1200-3500 В (амплитудное значение) и позволяет пропускать ток до 5000 А (амплитудное значение) при среднем значении тока в течение 1 с до 1000 А. Номинальное напряжение разрядника 1000 В постоянного тока.
www.eti.su Разрядник — WiKiВоздушный разрядник закрытого или открытого типа (трубчатый разрядник)Воздушный разрядник представляет собой дугогасительную трубку из полимеров, способных подвергаться термической деструкции с выделением значительного количества газов и без значительного обугливания — полихлорвинила или оргстекла (первоначально, в начале XX века, это была фибра), с разных концов которой закреплены электроды. Один электрод заземляется, а второй располагается на определенном расстоянии от него (расстояние определяет напряжение срабатывания, или пробоя, разрядника) и имеет прямое электрическое подключение к защищаемому проводнику линии. В результате пробоя в трубке возникает интенсивная газогенерация (плазма), и через выхлопное отверстие образуется продольное дутье, достаточное для гашения дуги. В воздушном разряднике открытого типа выброс плазменных газов осуществляется в атмосферу. Напряжение пробоя воздушных разрядников — более 1 кВ. Газовый разрядникКонструкция и принцип действия идентичны воздушному разряднику. Электрический разряд происходит в закрытом пространстве (керамическая трубка), заполненном инертными газами. Технология электрического разряда в газонаполненной среде позволяет обеспечить лучшие характеристики скорости срабатывания и гашения разрядника. Напряжение пробоя газонаполненного разрядника — от 60 вольт до 5 киловольт. В сигнальных электрических цепях соответствующего напряжения в качестве разрядника может использоваться миниатюрная неоновая лампа. Вентильный разрядникВентильный разрядник РВМК-1150Вентильный разрядник состоит из двух основных компонентов: многократного искрового промежутка (состоящего из нескольких последовательно соединенных единичных искровых промежутков) и рабочего резистора (состоящего из последовательного набора вилитовых дисков). Многократный искровой промежуток последовательно соединен с рабочим резистором. В связи с тем, что вилит меняет характеристики при увлажнении, рабочий резистор герметично закрывается от внешней среды. Во время перенапряжения многократный искровой промежуток пробивается, задача рабочего резистора — снизить значение сопровождающего тока до величины, которая сможет быть успешно погашена искровыми промежутками. Вилит обладает особенным свойством — его сопротивление нелинейно — оно падает с увеличением значения силы тока. Это свойство позволяет пропустить больший ток при меньшем падении напряжения. Благодаря этому свойству вентильные разрядники и получили своё название. Среди прочих преимуществ вентильных разрядников следует отметить бесшумность срабатывания и отсутствие выбросов газа или пламени. Магнитовентильный разрядник (РВМГ)РВМГ состоит из нескольких последовательных блоков с магнитным искровым промежутком и соответствующего числа вилитовых дисков. Каждый блок магнитных искровых промежутков представляет собой поочередное соединение единичных искровых промежутков и постоянных магнитов, заключенное в фарфоровый цилиндр. При пробое в единичных искровых промежутках возникает дуга, которая за счет действия магнитного поля, создаваемого кольцевым магнитом, начинает вращаться с большой скоростью, что обеспечивает более быстрое, по сравнению с вентильными разрядниками, дугогашение. Ограничитель перенапряжений нелинейный (ОПН)ОПН для сети 110 кВ Разные варисторыВ процессе эксплуатации изоляция оборудования электрических сетей подвергается воздействию рабочего напряжения, а также различных видов перенапряжений, таких как грозовые, коммутационные, квазистационарные. Основными аппаратами для защиты сетей от грозовых и коммутационных перенапряжений являются вентильные разрядники (РВ) и нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН). При построении или модернизации уже существующих схем защиты от перенапряжений с помощью ОПН и РВ необходимо решать две основные тесно связанные друг с другом задачи:
Защитные свойства РВ и ОПН основаны на нелинейности вольтамперной характеристики их рабочих элементов, обеспечивающей заметное снижение сопротивления при повышенных напряжениях и возврат в исходное состояние после снижения напряжения до нормального рабочего. Низкая нелинейность вольтамперной характеристики рабочих элементов в разрядниках не позволяла обеспечить одновременно и достаточно глубокое ограничение перенапряжений и малый ток проводимости при воздействии рабочего напряжения, от воздействия которого удалось отстроиться за счет введения последовательно с нелинейным элементом искровых промежутков. Значительно большая нелинейность сопротивлений окисно-цинковых варисторов ограничителей перенапряжений ОПН позволила отказаться от использования в их конструкции искровых промежутков, то есть нелинейные элементы ОПН присоединены к сети в течение всего срока его службы. В настоящее время вентильные разрядники практически сняты с производства и в большинстве случаев отслужили свой нормативный срок службы. Построение схем защиты изоляции оборудования как новых, так и модернизируемых подстанций, от грозовых и коммутационных перенапряжений теперь оказывается возможным только с использованием ОПН. Идентичность функционального назначения РВ и ОПН и кажущаяся простота конструкции последнего часто приводят к тому, что замену разрядников на ограничители перенапряжений проводят без проверки допустимости и эффективности использования устанавливаемого ОПН в рассматриваемой точке сети. Этим объясняется повышенная аварийность ОПН. Помимо неверного выбора мест установки и характеристик ОПН еще одной причиной повреждений ОПН являются используемые при их сборке варисторы низкого качества, к которым, прежде всего, относятся китайские и индийские варисторы. Стержневые искровые промежуткиСтержневые искровые промежутки также известные как «дугозащитные рога» применяются для защиты от пережога защищеных проводов и перевода однофазного к.з. в двухфазное. Для возникновения дуги необходим ток к.з., превышающий 1 кА. Вследствие относительно низкого напряжения (6-10 кВ против 20 кВ в сетях Финляндии) и высокого сопротивления заземления «дугозащитные рога» в российских сетях не срабатывают. В настоящее время на ВЛ 6-10 кВ они запрещены «Положением о технической политике» ФСК. Разрядник длинно-искровойФотография скользящего разрядаПринцип работы разрядника основан на использовании эффекта скользящего разряда, который обеспечивает большую длину импульсного перекрытия по поверхности разрядника, и предотвращении за счет этого перехода импульсного перекрытия в силовую дугу тока промышленной частоты. Разрядный элемент РДИ, вдоль которого развивается скользящий разряд, имеет длину, в несколько раз превышающую длину защищаемого изолятора линии. Конструкция разрядника обеспечивает его более низкую импульсную электрическую прочность по сравнению с защищаемой изоляцией. Главной особенностью длинно-искрового разрядника является то, что вследствие большой длины импульсного грозового перекрытия вероятность установления дуги короткого замыкания сводится к нулю. Существуют различные модификации РДИ, отличающиеся назначением и особенностями воздушных линий, на которых они применяются. РДИ предназначены для защиты воздушных линий электропередачи напряжением 6-10 кВ трехфазного переменного тока с защищёнными и неизолированными проводами от индуктированных грозовых перенапряжений и их последствий, и прямого удара молнии; рассчитаны для работы на открытом воздухе при температуре окружающего воздуха от минус 60 °C до плюс 50 °C в течение 30-и лет. Основное преимущество РДИ: разряд развивается вдоль аппарата по воздуху, а не внутри его. Это позволяет значительно увеличить срок эксплуатации изделий и повышает их надежность. ru-wiki.org Искровой разрядник - это... Что такое Искровой разрядник? Искровой разрядникбезнакальный газонаполненный прибор, резко изменяющий свою электропроводность при возникновении разряда между электродами. И. р. применяют в качестве быстродействующего коммутатора (для защиты аппаратуры высоковольтных линий передачи электроэнергии и линий связи от опасных перенапряжении при грозовых и т. п. разрядах; для переключения высокочастотных и высоковольтных электрических цепей и т. д.) в устройствах связи, локации, ядерной и экспериментальной физики и т. д. Конструкция И. р., применяемых в радиотехнике, проста: в стеклянном или керамическом баллоне, наполненном газом, расположены 2 или несколько электродов из тугоплавких металлов или их сплавов. Для наполнения применяются инертные газы, их смеси, водород, азот, кислород, воздух, пары воды. По сравнению с другими приборами аналогичного назначения И. р. имеют ряд преимуществ: отсутствие накала, практически мгновенная готовность к работе, высокая надёжность, малые габариты и масса, простота конструкции и технологии производства. По принципу действия И. р. подразделяются на неуправляемые и управляемые. В неуправляемых И. р. (рис. 1) пробой происходит при определённых значениях напряжения, зависящего от конструкции прибора, в управляемых (рис. 2) — в определённой области напряжений при подаче импульсного напряжения на управляющий электрод. Ю. В. Киселев, В. В. Никитин. Рис. 1. Неуправляемый искровой разрядник Р-28. Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.
Смотреть что такое "Искровой разрядник" в других словарях:
dic.academic.ru Искровой разрядник
О П И С А Н И E ii "1 807967 ьаез Севетския Оаииаяистичесиих Реси11бяик ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 04.01.79 (21) 2706288/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Пр нор итетв (51) 1л.1 К„з Н 01 Т 1/00 )Ъсударстееииый кеиитет СССР яи яааая изобяетений и итиРытий,I (5) УДК 6Э М6:.933 (088.8) Опубликовано 30.06.82. Бюллетень ¹ 24 Дата опубликования описания 30.06.82. (72) Автор изобретения. 10. К. Пчелинцев Денцнградс ий ордена Ленина политехнический ииствту1т и1и. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) ИСКРОВОЙ РАЗРЯДНИК Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано для получения крутых перепадов волн напряжения и тока ь передающих линиях для целей управления высоковольтными установками или непосредственного использования в них. Известны искровые разрядники, предназначенные для формироваьп1я крутых перепадов напряжения в передающих линиях, содержащие два главных электрода, по внешнему периметру которых подключены керамические конденсаторы В 1 ачестве накопительных элементов и коаксиальные кабели в качестве передающих элемвнтов, и одно инициирующее устройство для возбуждения искрового разряда в газообразном диэлектрике 1). Длительность фронта импульса формируемого генератором, содержащим искровой разрядник, определяется индуктивностью разрядногэ контура, включающей собственные индуктивности накопительных п передающих элементов и индуктивности их подключения, индуктивность межэлектродного зазора и индуктивность искры. Известен также искровой разрядник, в котором для уменьшения пндуктивпостп межэлектродного зазора и индуктивности искры главные электроды выполнены в виде плоскопараллельиых дисков, между которыми для уменьшения расстояния между электродами, приводящего к уменьшениюю индуктивностп межэлектродного зазора и искры, размещен твердый диэлектрик, а для уменьшения суммарной индуктивностц разрядного контура накопительные и передающие элементы выполнены в виде коаксиальных кабелей с л1алопндук Гнвным 1р подсоединением нх к главнь1м электродам, причем возбуждение искрового разряда осуществляют механическим разрушениел1 межэлектродного твсрдого диэлектрика (21. В таком искровом разряднике удается значительно уменьшить индуктивность разрядного контура, что позволяет получат на нагрузке с сопротивлением порядка единиц Ом импульсы с фронтом длительнооо стью в единицы наносекунд. Однако, необходимость замены после каждого разряда твердого диэлектрика, в котором происходит разряд, п механическая система инициирования разряда, являющаяся сравпп2в тельно медленно действующей и, следовательно, вызывающая трудности в синхронизации срабатывания разрядника с другой аппаратурой серьезно затрудняют эксплуатацию подобного искрового разряднц30 ка. 807967 60 3 Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению являIICIôOII0É РаЗРЯДНИК, KOTOPbIA COPQPжнт два аксиально расположенных дисковых электрода с зоной разряда в центре и токоподводом по периметру (31. В этом разряднике для уменьшения нндуктивности путем уменьшения суммарной ш1дуктнвности искрового разрядника по окружности поставлено несколько инициирующих устройств для возбуждения нескольких параллельных искр в газообразном диэлектрике, позволяющем многократно возбуждать разряд чисто электрическим способом с высокой точцость1о во времени. Недостатком этого разрядника является наличие большого количества инициирующих устройс гв, требующих для одновременного возбуждения параллельных искровых разрядов быстродействующей н мощной системы запуска, что усложняет разрядHíê ll снижает надежность его работы. Причем для дальнейшего снижения 1н1дук* тнвности разрядника необходимо увеличивать количество параллельно возбуждаемых искр, что приводит к сложной проблеме возбуждения неустойчивых по отношению друг к другу параллельных искровых разрядов на небольшом, расстоянии один от другого. Цель изобретения — уменьшение длительности фронта формируемого импульса н упрощение. Это достигается тем, что электроды вынолне11ь1 с радиально расположенными вокруг зоны разряда чередующимися пазами и гребнями, количество которых возрастает, а глубина и высота — уменьшаются в направлении от центра к периферии электродов, причем гребни каждого электрода расположены с зазором в пазах между гребнями другого электрода. На фйг. 1 приведен вид в аксо1нометрии одного йз главных электродов с вырезом одной чеТверти электрода; на фиг. 2— часть развертки цилиндрического сечения, параллельного оси зоны разряда искрового разрядника, выполненного по предлагаемому изобретению. Искров0Й разрядник выполнен следующим образд114. На дисковом главном электроде 1 искрового разрядника выделена зона разряда 2, в которои может быть расположено одно или несклько инициирующих устройств. Непосредственйо от зоны разряда начинаются радиа ;1ь11о расходящиеся гребни 3, ! рядом и параллельно которым выполнены пазы 4. Гребни и пазы различных электродов взаимопроникаютдруr вдруга (!риг.2). Конкрет!ная конструкция главного электрода, выполненного по данному изобретеник> характеризуется исходным (начинающимся от зоны разряда) количеством пар гребень — паз. Ill З0 4 По мере радиального расхождения пазов и гребней на электроде появляется площадь, которую используюг для увеличения количества пар гребень — паз, высоту гребней и глубину пазов уменьшают до перехода в плоскость дискового электрода, по периметру которого за пределами области гребней н пазов осуществляют токоподвод, там расположены твердотельный изолятор и места крепления накопительных и передающих элементов, в данном случае — коаксиальных кабелей. Искровой разрядник работаст следующим образом. Электромагнитная волна,. вызванная срабатыванием разрядника, заключающимся в замыкании межэлектродного зазора каналом искры, и распространяющаяся по линии, которой являются передающие и накопительные элементы и отдельные элементы разрядника, искажается I!a неод ioродностях этой линии, причем неоднородность влияет как некоторая эквивалентная 1и!дуктивность, если волновое сопротивл! нне этой неоднородности превышает базовое волновое сопротивление основной част1 линии. Под основной частью линии следует понимать накопительные н передающие элементы, а нх эквивалентное волновое сопротивление при шмать за оазовое. В месте подсоединения накопительных и передающих элементов к главным электродам разрядника происходит конструктивное увеличение волнового сопротивления соответствующего участка по сравнению с базовым сопротивлением и, следовательно, этот участок влияет на электромагнитную вол!ну, как некоторая инду ктнвность. Далее дисковые главные электроды искрового разрядника представляют радиальную линию, волновое сопротивление которой следует поддерживать равным базовому сопротивлению н для этого следует уменьшать расстояние между дисками электродов по мере приближения и центру зоны разряда. Однако минимальное сближение электродов ограничено расстоянием, при уменьшении которого межэлектродный зазор пробивается приложенным II элеlсгродам напряжением. Поддержание волнового сопротивления равным базовому при ностоянно11 межэлектродпим зазоре достигается созданием на поверхности электродов гребней н пазов взаимопроникающих друг в друга, т. е. поддержанием IIQ постоянном уровне ширины радиально сходящейся линии, Ооразованной поверхностями главных электродов. По мере приближения к центру зоны разряда высоту гребней и глубину пазов увеличивают, кроме того, по мере приближения к центру зоны разряда количество пар гребень — паз уменьшают из-за нехватки места на поверхности главных электродов, что приводит к необходимости 807967 5 еще более увеличивать высоту гребней и глубину пазов. Радиальный сход гребней и пазов к центру зоны разряда ограничен размераь."и зоны разряда, минимальный диаметр которой не может быть выбран менее расстояния между главными электродами при исходном количестве пар гребень — паз равной одной. При распространении электромагнитной волны, возникающей при срабатывании разрядника, от зоны разряда текущее волновое сопротивление линии сначала превышает базовое, но по мере удаления от зоны разряда это расхождение в во.ивовых сопротивлениях уменьшается до нуля. На участке, где волновое сопротивление больше базового, электромагнитная волна»скажается как при прохождении через индуктивность последовательно включенную в линию, но величина соответствующей эквивалентной индуктивности меньше, чем при выполнении главных электродов в виде плоских дисков, так как меньше и отклонение волнового сопротивления линии, образованной гребнями и пазами, от базового. Кроме того, следует указать, что реа. .изуемый по данному изобретению пут: электромагнитной волны по поверхностя r1,ебней и пазов в зоне, примыкающей к разряду, приближается к предельно теоретически достижимому способу подвода электромагнитной энергии к разряду по всему пространственному углу в 4л стерадиан — способу, который при заданном межэлектродном зазоре позволяет получить наименьшую индуктивность. При одинаковой организации искрового разряда, индуктивность предложенного искрового разрядника меньше, чем искрового разрядника с плоскими электродами (линия с n o", где n — исходное количество пар гребень — паз), причем преимущество предложенного искрового разрядника возрастает .с уменьшением базового волнового сопротивления. Индуктивность конструкций предложенного искрового раз-рядника достигает своего предельного значения и далее не увеличивается при уменьшении базового волнового сопротпьления. Все это позволяет прп одинаковом базовом волновом сопротивлении получать с по5 мощью предложенного искрового разрядника импульсы с фронтами меньшей длительности, чем с помощью искрового разрядника с плоскими электродами, что увеличивает точность и надежность управле10 ния высоковольтными установками и открывает перед ними новые возможности применения. Кроме того, упрощение системы запуска предложенного искрового разрядника упрощает и удешевляет систеь у 15 ь целом и уменьшает расходы на ее эксплуатацию. Формула изобретения Искровой разрядник, содержащий два аксиально расположеннь1х дисковых элект20 рода с зоной разряда в центре и токоподводом по периметру, от lич а ющпйсч тем, что, с целью уменьшения длительности фронта формируемого импульса и упрощения, электроды выполнены с радиально 25 расположенными вокруг зоны разряда чередующимися гребнями и пазами, количество которых возрастает, а высота и глубина уменьшаются в направлении от центра к периферии электродов, причем 30 rpeollll каждого электрода распОлож" ны зазором в пазах между гребнями другого электрода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 35 1. Павловский А. И. и др., статья «Генератор высоковольтных импульсов с МНогокабельной разводной», журнал ПТЭ, 1976, № 3, с. 134 — 135. 2. Зотов Е. В. и Красовский P. Б. 40 статья «Многокаиальный генератор высоковольтных наносекундных импульсов:>. ПТЭ, 1976, № 2, с. 91 — 92. 3. Босамыкнн В. С. и др. статья «Система синхронного запуска с наносекундной 45 точностью 48 многоканальных разрядников на 50 кВ». Газоразрядные цриборы, Труды конференций по электронной технике, вып. 2 (18), М., Электроника, 1970, с. 95. 807967 Составитель Е. бочкова, Техред А. Камышникова Корректор Л. Расторгуева Редактор Л., Письман Изд. № 166 Тирам ВНИЦПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Щ-35; Раушская паб., д. 4/5, Заказ 4887 Подписное. Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлнсполкоиа     www.findpatent.ru разрядник | electric-zone.ru
Чтобы избежать пробоя, изоляция должна выдерживать возникающие перенапряжения в сети, а значит, необходимо увеличивать габаритные размеры электрооборудования. В целях облегчения изоляции электрооборудования возникающие перенапряжения ограничивают с помощью разрядников. Искровой разрядник – это электрический аппарат, искровой промежуток которого пробивается при определенном значении приложенного напряжения, ограничивая тем самым перенапряжение в установке. Основным элементом разрядника является искровой промежуток. Вольт-секундная характеристика этого промежутка должна лежать ниже вольт-секундной характеристики защищаемого оборудования. При появлении перенапряжения промежуток должен пробиться раньше, чем изоляция защищаемого оборудования. После пробоя линия заземляется через сопротивление разрядника. При этом напряжение на линии определяется током, проходящим через разрядник, сопротивлениями разрядника и заземления. Чем меньше эти сопротивления, тем эффективнее ограничиваются перенапряжения, то есть больше разница между возможным и ограниченным разрядником перенапряжением. Во время пробоя через разрядник протекает импульс тока. Напряжение на разряднике при протекании импульса тока данных значения и формы называется остающимся напряжением. Чем меньше это напряжение, тем лучше качество разрядника. После прохождения импульса тока искровой промежуток оказывается ионизированным и легко пробивается номинальным фазным напряжением. Возникает короткое замыкание на землю, при котором через разрядник протекает ток промышленной частоты, который называется сопровождающим. Сопровождающий ток может изменяться в широких пределах. Чтобы избежать выключения оборудования от релейной защиты, этот ток должен быть отключен разрядником в возможно малое время (около полупериода промышленной частоты). На этом же принципе основан и вентильный разрядник. Он состоит из нескольких искровых промежутков и рабочего резистора(нелинейный вилитовый резистор). Искровые промежутки последовательно соединены с рабочим резистором. Во время перенапряжения искровые промежутки пробиваются, задача рабочего резистора — снизить значение сопровождающего тока до величины, которая сможет быть успешно погашена искровыми промежутками. Такой разрядник обладает особенным свойством — его сопротивление нелинейно — оно падает с увеличением значения силы тока. Это свойство позволяет пропустить больший ток при меньшем падении напряжения. Благодаря этому свойству вентильные разрядники и получили свое название. Среди прочих преимуществ вентильных разрядников следует отметить бесшумность срабатывания и отсутствие выбросов газа или пламени. К разрядникам предъявляются требования: -вольт-секундная характеристика разрядника должна идти ниже характеристики защищаемого оборудования; -искровой промежуток разрядника должен иметь определенную гарантированную электрическую прочность при промышленной частоте и импульсах напряжения; -остающееся напряжение на разряднике, характеризующее его ограничивающую способность, не должно достигать опасных для изоляции оборудования значений; -сопровождающий ток частотой 50 Гц должен отключаться за минимальное время; разрядник должен допускать большое число срабатываний без осмотра и ремонта. В настоящее время разрядники уже устаревают и их заменяют на более современные ОПН (ограничитель перенапряжения) Свяжитесь со мной:No related posts. на Ваш сайт. electric-zone.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
Различают управляемые (рисунок) и неуправляемые искровые разрядники. В управляемых искровых разрядниках электрический пробой возникает в определённом диапазоне анодных напряжений при подаче импульсного напряжения на управляющий электрод, в неуправляемых - значение напряжения пробоя зависит от конструкции прибора. К последним относятся также так называемые разрядники-обострители, представляющие собой устройства, формирующие высоковольтные импульсы (до 550 кВ) с передним фронтом длительностью до нескольких наносекунд. Важные достоинства искрового разрядника (по сравнению с другими разрядниками) - отсутствие накала, мгновенная готовность к работе, высокий кпд при значительных уровнях коммутируемой энергии, большие рабочие напряжения и токи коммутации, устойчивость к радиации, высокая надёжность. Искровые разрядники применяются для защиты аппаратуры высоковольтных ЛЭП, линий связи, оборудования АТС, компьютеров, аудио- и видеоаппаратуры и других радиоэлектронных и электротехнических приборов и устройств от перенапряжений и резких скачков тока в электрических цепях (защитные искровые разрядники), а также для переключения ВЧ и высоковольтных электрических цепей в устройствах радиолокации, автоматики, ядерной и экспериментальной физики, измерительной и авиационной техники и др. (коммутационные искровые разрядники).
При работе электрических установок возникают напряжения, которые могут значительно превышать номинальные значения. Возникающие перенапряжения делятся на две группы: внутренние (коммутационные) и атмосферные. Первые возникают при коммутации электрических цепей (индуктивности, конденсаторов, длинных линий), дуговых замыканий на землю и других процессах. Вторые возникают при воздействии атмосферного электричества, имеют импульсных характер. Эти перенапряжения могут пробить электрическую изоляцию элементов электрооборудования и вывести установку из строя.
