[发明专利]一种高可靠性可控多重火花放电间隙

权利要求书

1.一种高可靠性可控多重火花放电间隙，其特征在于由间隙G1…G2…Gn组成多重串联间隙，每个间隙Gi由一对相距一定距离的放电球组成，其中i从1到n，多个间隙Gi串联组成多重放电间隙，通过调节各个间隙Gi内放电球的球距实现调节该多重放电间隙放电电压的功能；由电阻电容R1C1…R2C2…Rn-1…Cn-1组成与频率相关的网络；R1、R2……Rn是并联电阻器；L₀为限流电感；C₀为耦合电容；C1…C2…Cn-1是并联电容器，具体连接方式为：工频电源与限流电感L₀的串联结构与触发脉冲发生器和耦合电容C₀的串联结构再并联后的两个出线端分别成为A点和E点；间隙G1与电阻R1并联后的左端与所述A点相接，间隙G1与电阻R1并联后的右端与电容C1串联后接所述E点；间隙G2与电阻R2并联后的左端与电容C1的上端相接，间隙G2与电阻R2并联后的右端与电容C2串联后接E点；间隙Gn-1与电阻Rn-1并联后的左端与电容Cn-2的上端相接，间隙Gn-1与电阻Rn-1并联后的右端与电容Cn-1串联后接E点；间隙Gn与电阻Rn并联后的左端与电容Cn-1的上端相接，间隙Gn与电阻Rn并联后的右端接E点，其中n为自然数。

2.如权利要求1所述的放电间隙，其特征在于多重放电间隙由安装在绝缘支柱上的8级棒-棒电极组成，棒-棒电极距离可根据使用要求灵活调节，为了避免产生电晕放电，各级间隙上下都采用均压环保护，各级均压电阻与相应的棒-棒间隙并联，为保护均压电阻免受环境气候的影响，并联电阻器R1、R2……Rn置于充绝缘油的复合绝缘套筒内，数值为100pf的对地并联电容器C1、C2……Cn-1与绝缘支柱等高，通过软连接线与放电间隙的电极相连，电容器端部和软连接线同样用均压环保护，整个可控放电间隙放置在500kV的绝缘平台上。

3.如权利要求2所述的放电间隙，其特征在于对于多重间隙，在间隙Gi内的两放电球之间设置有间隙电容C_gi，所述间隙电容C_gi通常为pF量级的电容，在工频电压下，容抗1/ωC_gi远大于电阻R_i，因此多重间隙的电压分布由并联电阻和各节点对地电容决定，随着频率的增加，每级间隙的等效容抗降低，网络成为决定电压分布的主要因素，调整接地电容C_i，从而获得不同的高频电压分布特性，接地电容参数确定后，根据工频电压下各个间隙电压分布相等的限制条件，可列出求解电阻R_i的多元线性方程组：

Ri=ai=|Ui,N|/|UN-1,N||Zi,N|2/[ai-|Zi,N|2(ωCgi)]---(1)]]>

，i＝1，2，…，N-1

其中，U_ij表示第i个和第j个间隙之间的电压，Z_iN表示从第i+1个间隙首端看进去的等效阻抗，其中N、i、j为自然数；

由于式(1)确定的方程数量只有N-1个，少于待求解的电阻数量N，因此频率相关网络元件的电阻参数的选取并不唯一；

在设计多重间隙时，可以根据运行要求和制造成本确定一个合理的参数范围，先确定某个电阻的阻值，然后使用式(1)算出其他电阻值。