FI121765B

FI121765B - Menetelmä ja sovitelma sarjakipinävälin liipaisemiseksi

Info

Publication number: FI121765B
Application number: FI20055377A
Authority: FI
Inventors: Tarmo Kaensaelae; Jari Haellstroem; Heikki Holm
Original assignee: Alstom Grid Oy
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2011-03-31
Also published as: AU2006264897B2; CN101213713B; EP1900071B1; US20090213504A1; RU2008103795A; FI20055377A0; RU2395884C2; EP1900071A4; CA2613214A1; DE06764535T1; FI20055377A; CN101213713A; NZ564703A; CA2613214C; BRPI0613497B1; US8102635B2; AU2006264897A1; ZA200800484B; WO2007003706A1; BRPI0613497A2

Description

Menetelmä ja sovitelma sarjakipinävälin liipaisemiseksi

Keksinnön tausta

Keksinnön kohteena on menetelmä sarjakipinävälin liipaisemiseksi, missä sarjakipinävälissä on sarjassa ainakin kaksi osakipinäväliä, ja syöttöjän-5 nite jaetaan osakipinävälien yli ensimmäisten kondensaattorien avulla ja sovitetaan ainakin yhteen osakipinäväliin sen pääelektrodien väliin lisäelektrodi.

Edelleen keksinnön kohteena on sovitelma sarjakipinävälin liipaisemiseksi, mihin sarjakipinäväliin kuuluu ainakin kaksi sarjassa olevaa osakipinäväliä, ja mihin sovitelmaan kuuluu ensimmäiset kondensaattorit syöttöjän-10 niiteen jakamiseksi osakipinävälien yli ja ainakin yhteen osakipinäväliin sen pääelektrodien väliin sovitettu lisäelektrodi.

Esimerkiksi suurjännitelinjojen yhteydessä käytetään sarjakonden-saattoriparistoja kompensoimaan linjan induktanssia. Kondensaattoripariston rinnalle on yleensä sitä suojaamaan kytketty metallioksidivaristori ja/tai ki-15 pinäväli. Metallioksidivaristorin virta-jänniteominaiskäyrä on erittäin epälineaarinen ja kun pariston virta nousee, metallioksidivaristori rajoittaa kondensaattorin jännitteen. Tyypillinen rajoitusjännite Unm on 2,3 pu = 2,3 Un eli 2,3 kertaa kondensaattorin nimellisjännite (jännite voidaan tapauskohtaisesti valita muuksikin). Tämä jännite tulee kondensaattorin yli linjan maksimi oikosulkuvirralla. 20 Linjan oikosulkutilanteessa metallioksidivaristori suojaa kondensaattoria rajoittamalla sen jännitteen arvoon 2,3 pu. Tällöin osa linjan virrasta menee metallioksidivaristorin läpi, joka lämpenee. Kondensaattorin ja metallioksidivaristorin rinnalle on kytketty ns. pakkotrigattava kipinäväli, joka sytytetään, jos varistori kuumenee liikaa. Jos oikosulku on samassa linjasektorissa, missä sarjakon-25 densaattori sijaitsee, kipinäväli yritetään pakkotigata aina. Kipinävälin asettelu-^ jen vuoksi tyypillinen alin jännite, jolla kipinävälin pakkotrigaus onnistuu, on ™ nykyisellä tekniikalla noin 2 pu.

9 Linjan oikosulkutilanteessa linjakatkaisijat katkaisevat virran. Mikäli linjan oikosulkuvirta on pieni, ei varistorin jännite nouse aina arvoon 2 pu tai | 30 suuremmaksi. Tällöin kipinävälin pakkotrigaus ei onnistu. Mikäli ennen linjakat- ^ kaisijoiden aukeamista kondensaattoriparistoa ei ole ohitettu kipinävälillä, nou- (£ see linjakatkaisijoiden jänniterasitus (ns. transient recovery voltage TRV). Tä- o män vuoksi on tarpeellista, että kipinävälin pakkotrigaus onnistuisi pienemmäl- o w lä linjavirralla ja kondensaattorin jännitteellä kuin 2 pu. Tyypillinen kokemuspe- 35 räinen vaatimus on noin 1.7-1.8 pu.

2 SE-julkaisussa 8 205236 on esitetty järjestely kipinävälin pakkolii-paisemiseksi. Järjestelyssä käytetään erillistä pulssimuuntajaa, joka syöttää kipinävälin sytyttävän suurjännitepulssin. Suurjännitepulssin avulla sytytetään yksi pääkipinävälien rinnalle sovitetuista apukipinäväleistä, jolloin nämä apuki-5 pinävälit saadaan syttymään, Hipaisten lopuksi pääkipinävälit. Sytytyspulssi täytyy kuitenkin synkronoida kipinävälijännitteeseen pakkoliipaisun mahdollistamiseksi. Tämä synkronointi ja suurjännitepulssin tarvitseman energian hankinta ja syöttö pulssimuuntajalle edellyttävät sopivia välineitä. Nämä välineet monimutkaistavat pakkoliipaisulaitteen rakennetta, lisäävät sen kustannuksia 10 ja vaurioitumisriskiä heikentäen kaiken kaikkiaan pakkoliipaisulaitteen luotettavuutta.

Fl-patentissa 80812 on esitetty järjestely kipinävälin pakkoliipaise-miseksi itsesyttymistä alhaisemmalla jännitteellä. Kipinäväli on jaettu ainakin kahteen sarjassa olevaan osakipinäväliin. Osakipinävälien rinnalle on kytketty 15 kondensaattorit osakipinävälien keskinäisen jännitteenjaon aikaansaamiseksi. Kondensaattorien kanssa sarjaan on sovitettu ohjatusti pieni-impedanssisen tai suuri-impedanssisen tilan omaksuva elin. Kyseinen elin suuri-impedanssiseen tilaan siirtyessään muuttaa kipinävälien keskinäistä jännitteenjakoa siten, että sen kanssa rinnan oleva osakipinäväli syttyy. Pieni-impedanssisen tai suuri-20 impedanssisen tilan omaksuva elin on esimerkiksi muuntaja. Kyseisen elimen kestävyys on varsin kyseenalaista. Edelleen järjestely ei välttämättä toimi riittävän nopeasti.

Edelleen tunnetaan kuvion 1 mukainen järjestely sarjakipinävälin lii-paisemiseksi. Kuvion 1 mukaisessa ratkaisussa pääkipinäväli on jaettu kah-25 teen sarjassa olevaan osakipinäväliin eli ensimmäiseen osakipinäväliin 1 ja toiseen osakipinäväliin 2. Ensimmäisen osakipinävälin 1 rinnalle on kytketty 5 kondensaattorit Ca ja Cb. Toisen osakipinävälin 2 rinnalle on kytketty konden- C\l ^ saattori Cc. Kondensaattorit Ca, Cb ja Cc on mitoitettu siten, että normaalitilan- ° teessä ne jakavat jännitteen siten, että kummankin osakipinävälin 1 ja 2 yli on

O

^ 30 yhtä suuri jännite. Kondensaattorin Ca rinnalle on kytketty ensimmäinen apuki- | pinäväli 3. Ensimmäisen apukipinävälin 3 kanssa sarjaan on kytketty ensim- mäinen virranrajoitusvastus R1. Kondensaattorin Cb rinnalle on kytketty toinen g apukipinäväli 4 ja sen kanssa sarjaan on kytketty toinen virranrajoitusvastus o R2. Apukipinävälit 3 ja 4 ovat painekaasukipinävälejä eli trigatroneja. Ne ovat ^ 35 hermeettisesti suljettuja, jonka vuoksi niiden itsesyttymisjännite on periaattees sa vakio. Niillä on kuitenkin pieni hajonta syttymisjännitteessä, joten niiden it- 3 sesyttymisjännite asetellaan varmuuden vuoksi arvoon, joka on noin 10 % suurempi kuin niiden yli vaikuttava suurin jännite, joka on 2,3 pu/4 = 0,575. Asettelu on siis ko. esimerkkitapauksessa 1,1 * 2,3/4 = 0,633 pu. Kun sarjakipinäväli halutaan Hipaista, toimitaan seuraavasti. Ensimmäiseen apukipinäväliin syöte-5 tään liipaisupulssi. Tämä saa aikaan ensimmäisen apukipinävälin syttymisen, minkä vuoksi kondensaattori Ca purkautuu virranrajoitusvastuksen R1 kautta. Tällöin jännite jakautuu siten, että kondensaattorin Cb ja siten toisen apukipinävälin 4 yli vaikuttaa 1/3 koko järjestelyn yli vaikuttavasta jännitteestä.

Toisen apukipinävälin itsesyttymisjännite on asetettu arvoon 1,1 * 10 2,3/4 = 0,633 pu. Sen yli tulee tämä jännite, jos koko kipinävälin yli vaikuttaa jännite 3 * 0,633 pu = 1,9 pu. Kun otetaan apukipinävälin toleranssi huomioon, tarvitaan koko kipinävälin yli jännite 2 pu.

Virranrajoitusvastuksen R1 kanssa sarjassa on muuntaja 5, joka aiheuttaa liipaisupulssin toiselle apukipinävälille 4. Liipaisupulssi nopeuttaa syt-15 tyrnistä, mutta ei välttämättä alenna syttymisjännitettä, koska liipaisupulssi on erittäin lyhytaikainen. Kun toinen apukipinäväli 4 syttyy, purkautuu kondensaattori Cb vastuksen R2 kautta. Tämä saa aikaan sen, että koko jännite vaikuttaa nyt toisen osakipinävälin yli, joka syttyy. Tämän jälkeen syttyy myös ensimmäinen osakipinäväli.

20 Apukipinävälien 3 ja 4 itsesyttymistä ei voida asettaa liian alas, jotta ne eivät syttyisi itsekseen ilman pakkotrigausta. Kuten edellä selostettiin, saadaan koko kipinäväli syttymään jännitteellä 2,0 pu, jos varistorin rajoitusjännite on 2,3 pu. Arvo 2,0 pu ei ole kuitenkaan kaikissa tapauksissa riittävän alhainen. Edelleen järjestely on kohtuullisen monimutkainen ja siten hinnaltaan kal-25 lis.

^ Keksinnön lyhyt selostus o ^ Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudentyyppiset 9 menetelmä ja sovitelma sarjakipinävälin liipaisemiseksi.

° Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että ase- | 30 tetaan lisäelektrodin jännitetaso tietyksi toisten kondensaattorien avulla, sovite- taan toisten kondensaattorien kapasitanssi pienemmäksi kuin ensimmäisten co kondensaattorien kapasitanssi ja Hipaistaan sarjakipinäväli häiritsemällä toisten § kondensaattorien jännitteenjakoa, jolloin osakipinävälin pääelektrodin ja lisä- o cvi elektrodin välinen kipinäväli saadaan syttymään, jolloin ensimmäisten konden- 35 saattorien määrittelemä jännite vaikuttaa lisäelektrodin ja osakipinävälin toisen pääelektrodin välisen kipinävälin yli, joka myös syttyy, mikä edelleen johtaa 4 siihen, että syöttöjännite vaikuttaa ainoastaan toisen osakipinävälin yli, jolloin myös siinä tapahtuu ylilyönti.

Edelleen keksinnön mukaiselle sovitelmalle on tunnusomaista se, että sovitelmaan kuuluu toiset kondensaattorit lisäelektrodin jännitetason sovit-5 tamiseksi tietyksi, joiden toisten kondensaattorien kapasitanssi on pienempi kuin ensimmäisten kondensaattorien kapasitanssi, ja välineet toisten kondensaattorien jännitteenjaon häiritsemiseksi.

Keksinnön ajatuksena on, että järjestelyssä on ainakin kaksi osaki-pinäväliä sarjassa. Osakipinävälien rinnalle on kytkettynä ensimmäiset jännitit) teenjakovälineet. Ainakin yhteen osakipinäväliin sovitetaan lisäelektrodi, jonka jännitetaso asetetaan tietyksi toisten jännitteenjakovälineiden avulla. Lisäelektrodin jännitetasoa muutetaan toisten jännitteenjakovälineiden jännitteenjakoa häiritsemällä. Tällöin osakipinävälin elektrodin ja lisäelektrodin välinen ki-pinäväli saadaan syttymään. Toisten jännitteenjakovälineiden kapasiteetti on 15 selvästi pienempi kuin ensimmäisten jännitteenjakovälineiden kapasiteetti, joten ensimmäisten jännitteenjakovälineiden yli vaikuttava jännite ei merkittävästi muutu. Niinpä ensimmäisten jännitteenjakovälineiden määrittelemä jännite vaikuttaa vain toisen lisäelektrodin ja osakipinävälin elektrodin välisen kipinävälin yli, joka myös syttyy. Tämä johtaa edelleen siihen, että koko syöttöjännite vai-20 kutiaa nyt ainoastaan toisen osakipinävälin yli, jolloin myös siinä tapahtuu ylilyönti. Esitetyllä ratkaisulla pystytään osakipinävälit sytyttämään selvästi niiden itsesyttymisjännitettä alhaisemmalla jännitteellä. Tällöin kipinävälillä pystytään suojaamaan muita komponentteja erittäin tehokkaasti ja luotettavasti. Erään sovellutusmuodon ajatuksena on, että jännitteenjakovälineiden jännitteenjakoa 25 häiritään oikosulkemalla toisten jännitteenjakovälineiden yhden jännitteenjako-välineen napojen väli, esimerkiksi painekaasukipinävälin eli trigatronin avulla.

5 Erään toisen sovellutusmuodon ajatuksena on, että toisten jännitteenjakoa häi-

(M

^ ritään syöttämällä virtapulssi pulssimuuntajan avulla. Tämä johtaa lisäelektro- ° din jännitteen muutokseen ja edelleen ylilyöntiin.

(M

= 30 Kuvioiden lyhyt selostus

CL

^ Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa co kuvio 1 esittää tekniikan tason mukaista järjestelyä sarjakipinävälin o liipaisemiseksi, o ^ kuvio 2 esittää keksinnön erään sovellutusmuodon mukaista ratkai- 35 sua sarjakipinävälin liipaisemiseksi, 5 kuvio 3 esittää keksinnön erään toisen sovellutusmuodon mukaista ratkaisua sarjakipinävälin liipaisemiseksi, ja kuvio 4 esittää keksinnön erään kolmannen sovellutusmuodon mukaista ratkaisua sarjakipinävälin liipaisemiseksi.

5 Kuvioissa keksintö on esitetty selvyyden vuoksi yksinkertaistettuna.

Samankaltaiset osat on merkitty kuvioissa samoilla viitenumeroilla.

Keksinnön eräiden sovellutusmuotojen yksityiskohtainen selostus

Kuviossa 2 on esitetty ratkaisu, missä pääkipinäväli on jaettu kahteen sarjassa olevaan osakipinäväliin, eli ensimmäiseen osakipinäväliin 1 ja 10 toiseen osakipinäväliin 2. Ensimmäisen osakipinävälin rinnalle on kytketty kondensaattori C1. Toisen osakipinävälin 2 rinnalle on kytketty kondensaattori C2. Nämä niin sanotut ensimmäiset kondensaattorit C1 ja C2 on tässä esimerkkitapauksessa mitoitettu siten, että normaalitilanteessa ne jakavat jännitteen siten, että kummankin osakipinävälin 1 ja 2 yli on yhtä suuri jännite.

15 Ensimmäisessä osakipinävälissä 1 on pääelektrodit 6a ja 6b sinän sä tunnetulla tavalla. Vastaavasti toisessa osakipinävälissä 2 on pääelektrodit 7a ja 7b. Edelleen ensimmäinen osakipinäväli 1 on sovitettu koteloon 8. Myös toinen osakipinäväli 2 on sovitettu koteloon 9 sinänsä tunnetulla tavalla.

Ensimmäisessä osakipinävälissä 1 on pääelektrodien 6a ja 6b lisäk-20 si lisäelektrodi 10. Pääelektrodin 6a ja lisäelektrodin 10 välinen etäisyys on pienempi kuin pääelektrodien 6a ja 6b välinen etäisyys. Edullisesti lisäelektrodi 10 sovitetaan siten, että sen etäisyys pääelektrodeista 6a ja 6b on noin puolet tai vähemmän pääelektrodien 6a ja 6b välisestä etäisyydestä. Järjestelyyn kuuluu edelleen toiset kondensaattorit C3 ja C4, joilla lisäelektrodin 10 jännite-25 taso normaalitilanteessa asetetaan halutuksi. Pääelektrodin 6a ja 6b sekä lisä-^ elektrodin 10 muodostama rakenne voi olla symmetrinen, jolloin toiset konden- ^ saattorit C3 ja C4 ovat yhtä suuret. Toiset kondensaattorit C3 ja C4 pitävät li- 9 säelektrodin 10 jännitteen pääelektrodien 6a ja 6b jännitteiden puolivälissä si- ° ten, että sähkökentän voimakkuus pääelektrodin 6a ja lisäelektrodin 10 välissä | 30 on yhtä suuri kuin pääelektrodin 6b ja lisäelektrodin 10 välissä. Mikäli rakenne ei ole symmetrinen, eli kyseiset välit eivät ole yhtä suuret, mitoitetaan konden-co saattorien C3 ja C4 arvot siten, että kentän voimakkuus kummassakin välissä LT) § on yhtä suuri.

o ^ Tyypillisesti myös ensimmäisen osakipinävälin 1 ja toisen osaki- 35 pinävälin 2 etäisyydet muodostetaan siten, että kentän voimakkuudet ovat samanlaisia. Ensimmäiset kondensaattorit C1 ja C2 ovat tyypillisesti samansuu- 6 ruisia, jolloin siis jännite jakautuu tasan kummankin osakipinävälin 1 ja 2 välillä normaalitilanteessa. Tässäkin tapauksessa, mikäli osakipinävälit 1 ja 2 muodostetaan erilaisiksi, mitoitetaan kondensaattorien C1 ja C2 kapasitanssit sellaisiksi, että kentän voimakkuus kummassakin osakipinävälissä 1 ja 2 on yhtä 5 suuri.

Kipinävälit mitoitetaan kestämään normaali käyttöjännite. Tyypillisesti kipinävälit mitoitetaan siten, että osakipinävälien 1 ja 2 itsesyttyminen tapahtuu esimerkiksi jännitteellä, joka on 75 % siitä syöttöjännitteestä U|jm, mihin metallioksidivaristori rajaa jännitteen. Tyypillisesti tämä jännite U|jm = 2,3 x 10 Un, missä Un on nimellisjännite.

Kuviossa 2 esitetty sarjakipinäväli pystytään pakkoliipaisemaan edellä mainittua itsesyttymisjännitettä pienemmällä jännitteellä siten, että toisten kondensaattorien C3 ja C4 muodostamaa jännitteenjakoa, eli lisäelektrodin 10 jännitetasoa, häiritään riittävästi. Kuvion 2 tapauksessa jännitteenjakoa häi-15 ritään apukipinävälin 3 avulla. Apukipinäväli 3 on painekaasukipinäväli eli triga-troni. Apukipinävälin 3 avulla oikosuljetaan siis pääelektrodin 6a ja lisäelektrodin 10 välinen kipinäväli ja tämän rinnalla oleva kondensaattori C3. Apukipinävälin 3 liipaisuun voidaan käyttää esimerkiksi sytytyspuolaa tai puolijohde-kytkintä sinänsä tunnetulla tavalla. Apukipinävälin 3 kanssa sarjassa oleva vir-20 ranrajoitusvastus R1 rajoittaa apukipinävälin 3 läpi kulkevaa virtaa.

Kun apukipinäväli 3 on Hipaistu, purkautuu kondensaattori C3. Edelleen lisäelektrodin 10 jännitetaso laskee ja lisäelektrodin 10 ja pääelektrodin 6b yli vaikuttaa kondensaattorin C1 määrittelemä osa syöttöjännitteestä U. Symmetrisessä tapauksessa kyseinen jännite on siis noin puolet syöttöjännit-25 teestä U. Tällöin pääelektrodin 6b ja lisäelektrodin 10 välissä tapahtuu ylilyönti. Tällöin kyseisen kipinävälin rinnalla oleva kondensaattori C4 purkautuu. Kon-5 densaattorit C3 ja C4 ovat kapasitanssiltaan merkittävästi pienempiä kuin kon-

(M

^ densaattori C1. Niinpä jännite kondensaattorin C1 yli ei merkittävästi pienene.

° Kyseinen jännite vaikuttaa nyt lisäelektrodin 10 ja pääelektrodin 6a välissä, ^ 30 jolloin kyseisessä kipinävälissä tapahtuu myös ylilyönti. Tämä taas johtaa sii- | hen, että syöttöjännite U vaikuttaa lähes kokonaisuudessaan toisen Osakiin pinävälin 2 yli, jolloin myös siinä tapahtuu ylilyönti.

£3 Järjestelyn toiminnan kannalta on siis tarpeen, että kondensaatto- o rien C3 ja C4 sarjaankytkennän kapasitanssi on pienempi kuin kondensaattorin ^ 35 C1 kapasitanssi. Edullisesti kondensaattorin C1 kapasitanssi on yli kaksi ker taa suurempi kuin kondensaattorien C3 ja C4 sarjaankytkennän kapasitanssi.

7

Erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti kondensaattorin C1 kapasitanssi on yli viisi kertaa suurempi kuin kondensaattorien C3 ja C4 sarjaankytkennän kapasitanssi. Erityisen edullisesti kondensaattorin C1 kapasitanssi on yli kymmenen kertaa suurempi kuin kondensaattorien C3 ja C4 sarjaankytkennän ka-5 pasitanssi.

Eräinä lukuarvoina voidaan mainita, että syöttöjännitteen U nimellisarvo Un voi olla esimerkiksi suuruusluokkaa 40 kilovolttia. Kondensaattorien C1 ja C2 kapasitanssi voi olla esimerkiksi 1,5 nanofaradia ja kondensaattorien C3 ja C4 kapasitanssi voi tällöin olla esimerkiksi alle 1 nanofaradia. Pääelekt-10 rodien 6a ja 6b välinen etäisyys ja pääelektrodien 7a ja 7b välinen etäisyys voi olla esimerkiksi suuruusluokkaa 15-20 millimetriä.

Kondensaattorien C3 ja C4 jännitteenjakoa voidaan häiritä myös ilman apukipinäväliä 3. Eräs tällainen ratkaisu on esitetty kuviossa 3. Kuvion 3 mukainen ratkaisu vastaa pääosin kuvion 2 mukaista ratkaisua, mutta apuki-15 pinävälin 3 sijaan jännitteenjaon häiritsemiseen käytetään pulssimuuntajaa 11, esimerkiksi Teslamuuntajaa. Pulssimuuntaja 11 on kytketty sarjaan kondensaattorin C3 kanssa. Pulssimuuntajan 11 ensiöön syötetään liipaisupulssi. Ension liipaisupulssin muodostamiseen voidaan käyttää esimerkiksi sytytys-puolaa tai puolijohdekytkintä sinänsä tunnetulla tavalla. Kun pulssimuuntajaan 20 11 syötetään liipaisupulssi, tuottaa pulssimuuntaja suurjännitepulssin, jonka jännite jakautuu kondensaattoreille C3 ja C4. Koska näiden kondensaattorei-den C3 ja C4 rinnalla on merkittävästi suurempi kondensaattori C1, ei elektrodien 6a ja 6b välinen jännite kuitenkaan muutu merkittävästi. Pulssimuuntajan 11 aiheuttama jännitteenjaon häirintä johtaa joko kipinävälin 6a - 10 tai 6b -25 10 liipaistumiseen pulssin ja vaihtojännitteen hetkellisen arvon polariteeteista riippuen. Ylilyöneen kipinävälin rinnalla oleva kondensaattori C3 tai C4 purkau-5 tuu. Koska siis kondensaattorien C3 ja C4 sarjaankytkennän kapasitanssi on

(M

^ pienempi kuin kondensaattorin C1 kapasitanssi ei kondensaattorin C1 yli vai- ° kutiava jännite olennaisesti pienene. Kyseinen jännite vaikuttaa siis lisäelekt- ^ 30 rodin 10 ja pääelektrodin 6a tai 6b välisen kipinävälin yli, joka siis myös lyö yli.

| Edelleen, kuten kuvion 2 yhteydessä esitettiin, seuraa tämän jälkeen ylilyönti osakipinävälin 2 pääelektrodien 7a ja 7b yli.

h'· g Lisäelektrodin 10 jännitetasoa voidaan muuttaa myös sovittamalla o pulssimuuntaja 11 kondensaattorien keskipisteen ja lisäelektrodin 10 väliin ku- ^ 35 vion 4 mukaisesti. Tämän kytkennän etuna on kondensaattoreiden C3 ja C4 pienempi jänniterasitus. Pulssimuuntajan 11 ensiö voi olla maata vasten, tai se 8 voidaan kytkeä kuvion 4 mukaisesti kondensaattoreiden keskipisteeseen. Jälkimmäisessä tapauksessa voidaan ensiönliipaisuun vaadittava energia muodostaa apukondensaattoreita C5 ja C6, diodia D1 ja kytkintä K1 hyödyntämällä kuvion 4 mukaisesti.

5 Kipinävälin itsesyttymisjännite riippuu ympäristöolosuhteista, kuten lämpötilasta ja ilmankosteudesta. Niinpä kipinävälin itsesyttymisjännitettä ei käytännössä asetetakaan niin alas, kuin se teoriassa voitaisiin asettaa. Kipinävälin itsesyttymisjännitteen tulee olla suurempi kuin se jännite, johon me-tallioksidivaristori rajoittaa jännitteen. Tyypillisesti tämä jännite eli Unm on 2,3 x 10 nimellisjännite Un- Voidaan käyttää myös merkintää 2,3 pu (per unit). Teoreettisesti siis yhden osakipinävälin 1 tai 2 itsesyttymisjännite tulee olla suurempi kuin 0,5 x 2,3 pu. Jottei itsesyttymistä kuitenkaan tapahdu liian alhaisella jännitteellä, on hyväksi varmuuskertoimeksi todettu, että osakipinävälin 1 ja 2 it-sesyttyminen tapahtuu arvolla 0,75 x Uiim. Esitetyssä ratkaisussa pakkoliipai-15 sun alarajan eli pakkoliipaisun onnistumisen suuruuden määrittelevät siis osa-kipinävälien 1 ja 2 itsesyttymisjännitteet. Ilman lämpötila ja ilmanpaine on myös huomioitava. Mikäli osakipinävälien itsesyttymisjännitteet on asetettu arvoon 0,75 x Uiim, saadaan sarjakipinäväli pakkoliipaistua siis vielä jännitteellä 1,73 pu, mikäli Unm on 2,3 pu.

20 Joissain tapauksissa tässä hakemuksessa esitettyjä piirteitä voi daan käyttää sellaisenaan, muista piirteistä huolimatta. Toisaalta tässä hakemuksessa esitettyjä piirteitä voidaan tarvittaessa yhdistellä erilaisten kombinaatioiden muodostamiseksi.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollis-25 tamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä sarjakipinävälissä voi olla kaksi osakipinäväliä 5 sarjassa, kuten oheisissa kuvioissa on esitetty tai sitten osakipinävälejä voi olla

CM

^ sarjassa myös useampia. Jännitteenjakovälineet voivat kondensaattoreiden ^ sijaan olla esimerkiksi vastuksia tai joitain muita tarkoitukseen sopivia jännit- ^ 30 teenjakovälineitä. Kondensaattoreiden käyttäminen jännitteenjakovälineenä on £ kuitenkin edullista, koska ne ovat rakenteeltaan kohtuullisen yksinkertaisia ja n. lisäksi kytkennässä pystytään hyödyntämään niiden energian varastointikykyä.

2¾ Yksi kondensaattori voidaan luonnollisesti korvata useamman kondensaattorin

LO

o vastaavalla rinnan- tai sarjaankytkennällä.

CM

Claims

9
1. Menetelmä sarjakipinävälin liipaisemiseksi, missä sarjakipinävä-lissä on sarjassa ainakin kaksi osakipinäväliä (1, 2), ja syöttöjännite (U) jaetaan osakipinävälien (1, 2) yli ensimmäisten kondensaattorien (C1 C2) avulla 5 ja sovitetaan ainakin yhteen osakipinäväliin (1) sen pääelektrodien (6a, 6b) väliin lisäelektrodi (10), tunnettu siitä, että asetetaan lisäelektrodin (10) jännitetaso tietyksi toisten kondensaattorien (C3, C4) avulla, sovitetaan toisten kondensaattorien (C3, C4) kapasitanssi pienemmäksi kuin ensimmäisten kondensaattorien (C1, C2) kapasitanssi ja Hipaistaan sarjakipinäväli häiritsemällä 10 toisten kondensaattorien (C3, C4) jännitteenjakoa, jolloin osakipinävälin (1) pääelektrodin (6a, 6b) ja lisäelektrodin (10) välinen kipinäväli saadaan syttymään, jolloin ensimmäisten kondensaattorien (C1, C2) määrittelemä jännite vaikuttaa lisäelektrodin (10) ja osakipinävälin (1) toisen pääelektrodin (6a, 6b) välisen kipinävälin yli, joka myös syttyy, mikä edelleen johtaa siihen, että syöt-15 töjännite (U) vaikuttaa ainoastaan toisen osakipinävälin (2) yli, jolloin myös siinä tapahtuu ylilyönti.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jännitteenjaon häiritseminen tapahtuu oikosulkemalla lisäelektrodin (10) ja pääelektrodin (6a, 6b) välinen kipinäväli.
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että oikosulku toteutetaan trigatronin (3) avulla.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jännitteenjaon häirintä tapahtuu pulssimuuntajan (11) avulla.
5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, 25 tunnettu siitä, että ensimmäisten kondensaattorien (C1, C2) kapasitanssi on yli kaksi kertaa suurempi kuin toisten kondensaattorien (C3, C4) sarjaan- o kytkennän kapasitanssi. .A 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, o q tunnettu siitä, että ensimmäisten kondensaattorien (C1, C2) kapasitanssi ™ 30 on yli viisi kertaa suurempi kuin toisten kondensaattorien (C3, C4) sarjaankyt- X £ kennän kapasitanssi.
7. Sovitelma sarjakipinävälin liipaisemiseksi, mihin sarjakipinäväliin S kuuluu ainakin kaksi sarjassa olevaa osakipinäväliä (1,2), ja mihin sovitelmaan LO § kuuluu ensimmäiset kondensaattorit (C1, C2) syöttöjännitteen (U) jakamiseksi C\j 35 osakipinävälien (1,2) yli ja ainakin yhteen osakipinäväliin (1) sen pääelektrodien (6a, 6b) väliin sovitettu lisäelektrodi (10), tunnettu siitä, että sovitel- 10 maan kuuluu toiset kondensaattorit (C3, C4) lisäelektrodin (10) jännitetason sovittamiseksi tietyksi, joiden toisten kondensaattorien (C3, C4) kapasitanssi on pienempi kuin ensimmäisten kondensaattorien (C1, C2) kapasitanssi, ja välineet toisten kondensaattorien (C1, C2) jännitteenjaon häiritsemiseksi.
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, et tä sovitelmaan kuuluu välineet lisäelektrodin (10) ja pääelektrodin (6a, 6b) välisen kipinävälin oikosulkemiseksi.
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että väline lisäelektrodin (10) ja pääelektrodin (6a, 6b) välisen kipinävälin oi- 10 kosulkemiseksi on trigatroni (3).
10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että sovitelmaan kuuluu pulssimuuntaja (11) virtapulssin syöttämiseksi häiritsemään toisten jännitteenjakovälineiden jännitteenjakoa.
11. Jonkin patenttivaatimuksen 7 - 10 mukainen sovitelma, tun- 15. e tt u siitä, että ensimmäisten kondensaattorien (C1, C2) kapasitanssi on yli kaksi kertaa suurempi kuin toisten kondensaattorien (C3, C4) sarjaankytken-nän kapasitanssi.
12. Jonkin patenttivaatimuksen 7-10 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että ensimmäisten kondensaattorien (C1, C2) kapasitanssi on yli 20 viisi kertaa suurempi kuin toisten kondensaattorien (C3, C4) sarjaankytkennän kapasitanssi. δ CM δ i o (M X X CL l^. I^. co LO LO o o CvJ 11