ИСКРОВОЙ РАЗРЯДНИК

Полезная модель относится к области высоковольтной защитной аппаратуры, а более конкретно к искровым разрядникам для контроля работы ограничителей перенапряжений (ОПН) внутренней и наружной установки.
Уровень техники
Искровой разрядник для контроля ОПН включается в разрыв заземляющего провода ОПН. При возникновении перенапряжений ОПН срабатывает, разрядник пробивается и через его искровой промежуток протекает ток, в результате чего на контрольных поверхностях электродов разрядника остаются следы. По следам на электродах можно установить факт появления перенапряжений и срабатывания ОПН, а также приближенно оценить величину тока, его длительность и по ним определить кратность перенапряжений.
Известен искровой разрядник для контроля ОПН [1], содержащий разделенные разрядным промежутком электроды с обращенными друг к другу контрольными поверхностями. Электроды выполнены в виде дисков и имеют плоские контрольные поверхности, на которых электрические разряды, возникающие при срабатывании ОПН, оставляют видимые следы. Параллельно электродам включается шунтирующий резистор, через который протекает ток утечки ОПН в отсутствие пробоя. При обработке результатов по диаметру следа, оставшегося от прохождения тока разряда на контрольных поверхностях электродов, определяют величину прошедшего через ОПН тока.
Недостатками этой конструкции являются:
- невозможность определить длительность тока по следу его прохождения;
- низкая разрешающая способность в области небольших токов (сотни ампер), свойственных коммутационным перенапряжениям (см. [1], стр.103, диаграмма на рис.5.16).
Раскрытие полезной модели
Задача полезной модели - обеспечение возможности раздельной регистрации величины тока через ОПН и его длительности.
Предметом полезной модели является искровой разрядник для контроля работы ограничителей перенапряжения, содержащий разделенные разрядным промежутком два электрода с обращенными друг к другу контрольными поверхностями, отличающийся, согласно полезной модели тем, что электроды выполнены в виде коаксиально расположенных цилиндров и введен кольцевой постоянный магнит, установленный соосно с ними.
Это позволяет решить задачу полезной модели.
Полезная модель имеет развитие, которое состоит в том, что по меньшей мере один электрод может быть выполнен из изоляционного материала и с металлизированной или покрытой фольгой контрольной поверхностью.
Это позволяет расширить диапазон регистрируемых токов в область относительно небольших токов, соответствующих коммутационным перенапряжениям.
Осуществление полезной модели
На фиг.1 приведен пример конструкции искрового разрядника, выполненного в соответствии с полезной моделью с учетом ее развития.
Электроды 1 и 2 выполнены в виде коаксиально расположенных цилиндров (электрод 1 размещен внутри электрода 2) и обращены друг к другу контрольными поверхностями 3 и 4 соответственно. При таком
выполнении электродов 1 и 2 разделяющий их разрядный промежуток 5 имеет кольцевую форму.
В разрядник введен кольцевой постоянный магнит 6, установленный соосно с электродами 1 и 2.
По меньшей мере один электрод, (например, электрод 1) может быть выполнен из изоляционного материала и с металлизированной или покрытой фольгой контрольной поверхностью.
Кроме того, на фиг.1 показаны резистор 7, шунтирующий разрядный промежуток 5, клеммы 8, 9 подключения и корпус 10, закрытый крышкой 11, в котором элементы разрядника фиксированы в радиальном и осевом направлениях с помощью изолирующих деталей 12 и 13.
Форма изолирующих деталей 12 и 13 исключает пробой разрядного промежутка по их поверхности.
Разрядник включается в разрыв земляного провода ОПН и работает следующим образом.
В отсутствии перенапряжений разрядник не пробивается, т.к. ОПН, включенный последовательно с разрядником, не срабатывает. Ток утечки ОПН стекает через резистор 7.
При возникновении перенапряжений ОПН срабатывает. При этом напряжение на резисторе 7 и разрядном промежутке 5 возрастает настолько, что промежуток 5 пробивается. Ток пробоя протекает через промежуток 5 по дуге разряда, возникшей между контрольными поверхностями 3 и 4. Его минимальное значение можно изменять, меняя сопротивление резистора 7. Постоянный магнит 6 создает магнитное поле, взаимодействие которого с током разряда приводит к перемещению дуги разряда по кольцевому промежутку 5. След, оставленный дугой на контрольных поверхностях 3 и 4 при ее перемещении, позволяет разделить процедуры определения величины (амплитуды) тока и его длительности -
величина тока определяется по поперечному размеру следа, а длительность тока по длине следа.
В случае выполнения обоих электродов 1 и 2 сплошными металлическими след дуги разряда хорошо виден только при больших токах разряда (несколько килоампер), соответствующих грозовым перенапряжениям. При меньших токах (несколько сотен ампер и менее), свойственных коммутационным перенапряжениям, след дуги разряда на контрольных поверхностях 3 и 4 металлических электродов слабо различим.
Для увеличения разрешающей способности искрового разрядника по меньшей мере один электрод 1 или 2 может быть изготовлен из изоляционного материала. Контрольная поверхность такого электрода металлизируется или покрывается фольгой. В этом случае движение дуги разряда происходит и без приложения магнитного поля, так как она переходит на новое место после испарения тонкого металлического слоя на предыдущем участке. Однако для создания направленного движения дуги требуется поле магнита 6.
Источники информации
[1]. Справочник. Аппараты защиты. Т.2. Ограничители перенапряжения. М., Информэлектро, 2000 г., стр.102-103, рис.5.15, 5.16.