[实用新型]用于快速闭合电路的装置以及串联电容器

说明书

技术领域

本实用新型在第一方面涉及用于快速闭合电路的装置，所述装置包括设有第一和第二主要电极的主要火花隙以及触发装置，所述触发装置包括辅助火花隙，该辅助火花隙设有用于在主要火花隙中点燃电弧的第一和第二辅助电极，所述辅助电极通过具有通道装置的屏蔽单元而与所述主要火花隙屏蔽，该通道装置从面向辅助火花隙的侧部向面向主要火花隙的侧部穿过所述屏蔽单元延伸。 

在第二方面，本实用新型涉及一种借助于触发装置通过在主要火花隙的第一和第二主要电极之间生成电弧而快速闭合电路的方法，其中在需要时，在与该触发装置关联的辅助火花隙中的第一和第二辅助电极之间生成电弧，藉此借助于辅助火花隙中的电弧来点燃主要火花隙中的电弧，并且通过具有通道装置的屏蔽单元，将辅助火花隙与主要火花隙屏蔽，该通道装置从面向辅助火花隙的侧部向面向主要火花隙的侧部穿过所述屏蔽单元延伸。 

在第三方面，本实用新型涉及所实用新型的装置的用途。 

背景技术

适于在电极之间生成电弧并且具有仔细时间确定的火花隙，除了其它之外，被用于高电压实验室，以用于触发激光束，以及用作电力线中对串联电容器的保护。本实用新型主要旨在用于后一种领域中的应用，但是本实用新型绝不限于此。串联电容器在电力线中使用，主要用于增加电力线的传输能力。这种串联电容器设备包括连接到电力线并且由电力线的电流经过的电容器组。这种串联电容器两端的电压与电力线中的电流成比例，并且在例如因电力网中短路所导致的电力线中的过电流的情况下，在串联电容器两端出现过电压。之前已知的是，出于保护电容器免受这种过电压的目的，将该电容器与火花隙并联连接，该火花隙在电容器两端有过电压情况下以合适的方式被触发。以此方式，线路电流被旁路通过电容器，该电容器以这种方式被保护。这种类型的已知保护装置描述于例如US3,725,729、US4,625,254、US4,652,963、US4,703,385、US4,860,156、US5,325,259、US5,893,985、US6,700,091、US2008,253,040、US2009,134,129和USH756。 

基于辅助火花隙在主要火花隙中点燃电弧的传统方式(也就是经由通过触发电路所生成的火花，来触发点燃主要火花隙)的一个缺点在于它要求主要火花隙两端非常高的电压。这样的原因在于，该操作模式是基于辅助火花隙，该辅助火花隙基本上是用来电离主要电极之间的空气。该电离促进在这些电极之间形成电弧；然而假定电压足以使飞弧出现。主要火花隙两端的电压必须达到至少大约10kV。这限制了应用可能性。此外，它要求甚至是在几次放电之后重新调节火花隙，因为电弧在电极上造成的侵蚀导致电极距离受影响，在这种传统类型的火花隙触发的情况下，这影响到跳闸电平，也就是，电弧形成时该主要火花隙两端的电压。 

WO 03/096502中公开的装置已经很大程度上克服了上述缺点。在该公开的装置中，每个辅助电极设有导轨，所述导轨设计成使得电弧经由导轨并且在所生成的固有磁场的影响下移动到主要电极间隙中，所述两个导轨的每一个具有比辅助火花隙的宽度大的长度，并且所述辅助电极布置成使得它们受保护免受在主要火花隙中形成的等离子体的影响，并藉此密封外壳包围主要火花隙和辅助火花隙。 

在主要火花隙中生成电弧是以如下方式利用该装置来实现的，该方式与传统技术所实现的方式在物理上根本不同。利用传统技术，主要火花隙中的电弧是通过来自辅助火花隙的点燃火花来实现的，该点燃火花电离主要电极之间的空气，使得在所述主要电极之间出现飞弧，这预先假设所述主要电极之间非常高的电压。利用根据所提到的公开的辅助火花隙的特殊设计，在主要火花隙中生成电弧不 是相应地依赖于这种电离。通过在电弧周围出现的固有磁力，导轨导致辅助火花隙中的电弧成功地向内朝向主要火花隙移动，使得在主要火花隙的电极之间逐步建立该电弧。 

除了电弧电压降和电极电压降之外，这种差异的重要后果在于主火花隙两端不需要偏置电压。因此利用数量级为1kV或更低的电压在这里是足够的。 

不要求主要火花隙两端的高电压的事实带来相当大的优势。火花隙的功能对于其宽度变动将较不灵敏。这样，在放电之后无需重新调节火花隙。火花隙因此可以被激活数百次而没有对中间维护的任何需求。此外，火花隙可以用于新的功能，在所述功能中当火花隙将被激活时不出现高电压。此外，火花隙对比如潮气、冰、雪、灰尘和昆虫的外部环境不敏感。由于辅助电极被保护免受在主要火花隙中形成的等离子体的影响，主要火花隙中的电弧会损坏辅助电极的影响得以避免。 

实用新型内容