Выключатель постоянного тока

Выключатель постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий вакуумную дугогасительную камеру, шунтированную гасящим контуром, составленным из вспомогательного ключевого элемента , предварительно заряженного коммутирующего конденсатора,катушки индукционно-динамического привода размыкания контактов вакуумной дугогасительной камеры, нелинейный резистор, вспомогательный кoм fyтaционный аппарат и диодную блокировку отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет отключения прямых и, обратных токов и повьшения безопасности обслуживания, катушка индукционно-динамического привода размыкания контактов вакуумной дугогасительной камеры и предварительно заряженный конденсатор включены последовательно в диагональ дополнительно введенного моста, состоящего из четырех ключевых элементов в виде тиристоров, шунтирующих контакты вакуумной дугогасительной камеры, которые блокирующие диоды и гасящий резистор .подключены к минусу Источника питания, причем к диагонали моста со стороны минуса предварительно заряженного коммутирующего конденсатора и }$атодов присоединенных к нему тиристоров подключена последовательная цепочка, § состоящая из отключающей катушки дополнительно введенного вспомогатель (Л ного выключателя и его силового контакта , а также токоограничивающего резистора, подключенного другим концом к минусу источника питания. 2.Выключатель по п.1, отличающийся тем, что вспомогательньй выключатель выполнен трехполюсным , а два других его контакта включены в силовую цепь последова1чЭ тельно через контакты вакуумной дугогасительной камеры. 3.Выключатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что гасящий резистор вьшолнен нелинейным.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ,РЕСПУБЛИН

„„SU„, 1111211

3(5D Н 01 Н 33/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3553893/24-07 (22) 24.12.82 (46) 30.08.84. Бюл. ¹ 32 (72) Л.Я. Патрикеев, С.И. Краев, И.А. Бохно и В.В. Комогоров (71) Севастопольский приборостроительный институт (53) 621.328.524 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 654972, кл . Н 01 H 33/66, 1977.

2. Патент ФРГ № 2023872, кл, 21 С 35/09, 1970, (54) (57) 1 . ВЫКЛ10ЧАТВЛЬ ПОСТОЯННОГО

ТОКА, содержащий вакуумную дугогасительную камеру, шунтированную гасящим контуром, составленным из вспомогательного ключевого элемента, предварительно заряженного коммутирующего конденсатора, катушки индукционно-динамического привода размыкания контактов вакуумной дугогасительной камеры, нелинейный резистор, вспомогательный коммутационный аппарат и диодную блокировку отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет отключения прямых и обратных токов и повышения безопасности обслуживания, катушка индукционно-динамического привода размыкания контактов вакуумной дугогасительной камеры и предварительно заряженный конденсатор включены последовательно в диагональ дополнительно введенного моста, состоящего из четырех ключевых эле- ментов в виде тиристоров, шунтирующих контакты вакуумной дугогасительной камеры, которые через блокирующие диоды и гасящий резистор подключены к минусу источника питания, причем к диагонали моста со стороны минуса предварительно заряженного коммутирующего конденсатора и катодов присоединенных к нему тиристоров подключена последовательная цепочка, состоящая из отключающей катушки дополнительно введенного вспомогатель-. ного выключателя и его силового контакта, а также токоограничиваюшего резистора, подключенного другим концом к минусу источника питания .

2. Выключатель по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что вспомогательный выключатель выполнен трехполюсным, а два других его контакта включены в силовую цепь последовательно через контакты вакуумной дугогасительной камеры.

3. Выключатель по пп. 1 и 2, . отличающийся тем, что гасящий резистор выполнен нелинейным.

1111211

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к коммутационным аппаратам постоянного тока с вакуумными дугогасительными камерами.

Известен выключатель, который содержит основную вакуумную дугогасительную камеру, вспомогательный ключевой. элемент в виде дополнительной вакуумной цугогасительной камеры или тиристора„ а также предваритель- 10 но заряженный коммутирующий конденсатор,включенный последовательно с ключевым элементом и катушкой индукционно-динамического привода . размыкания контактов основной ваку- 15 умной камеры 31).

Дуга отключения в основной вакуумной дугогасительной камере такого выключателя гасится только при протекании тока одного направления через 20 ее контакты и при наличии встречного разряда коммутирующего конденсатора току отключения. Ограничение тока происходит после перезаряда коммутирующего конденсатора, а отключение 25 заканчивается после перехода в конденсатор практически всей энергии магнитного поля, запасенной в контуре коммутации, что приводит к значительным перенапряжениям. 30

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является выключатель постоянного тока, содержащий вакуумную дугогасительную камеру, шунтированную гасящим контуром, составленным из вспомогательного ключевого элемента, предварительно заряженного коммутирующего конденсатора, катушки индукционно-динамического привода размыкания контактов вакуумной дугогасительной камеры, нелинейный резистор, вспомогательный коммутационнь.й аппарат и диодную блокировку (2j.

Недостатками этого устройства являются его функциональная ограниченность из-за невозможности отключения обратных токов в силовой цепи через контакты вакуумной дуго" гасительной камеры, низкий уровень безопасности при обслуживании и невозможность использования его в системах защитного отключения в результате отсутствия реального разрыва цепи, что требуется по условиям техники безопасности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет отключения прямых и обратных токов и повьппение безопасности обслуживания .

Поставленная цель достигается тем, что в выключателе постоянного тока, содержащем вакуумную дугогасительную камеру, шунтированную гасящим контуром, составленным из вспомогательного ключевого элемента, предварительно заряженного коммутирующего конденсатора, катушки индукционно-динамического привода размыкания контактов вакуумной дугогасительной камеры, нелинейный резистор, вспомогательный коммутационный аппарат и диодную блокировку, катушка индукционно-динамического привода размыкания контактов вакуумной дугогасительной камеры и предварич,.льно з аряже нный к онд енс ат ор включены последовательно в диагональ дополнительно введенного моста, состоящего из четы > рех ключевых элементов в виде тиристоров, шунтирующих контакты вакуумной дугогасительной камеры, которые через блокирующие диоды и гасящий резистор подключены к минусу источника питания, причем к диагонали моста со стороны минуса предварительно заряженного коммутирующего конденсатора и катодов присоединенных к нему тиристоров подключена последовательная цепочка, состоящая из отключающей катушки дополнительно введенного вспомогательного выключателя и его силового контакта, а также токоограничивающего резистора, под- ключенного другим концом к минусу источника питания.

Вспомогательный выключатель выполнен трехполюсным, а два других его контакта включены в силовую цепь последовательно через контакты вакуумной дугогасительной камеры.

Гасящий резистор выполнен нелинейным.

На чертеже изображена принципиальная схема выключателя.

Выключатель содержит вакуумную дугогасительную камеру 1, к которой со стороны анода и катода подключены последовательно контакты 2 и 3 двух полюсов трехполюсного вспомогательного воздушного коммутационного аппа рата, между которыми параллельно контактам вакуумной дугогасительной камеры 1 подключен мос, составленный из четырех ключевых элементов в виде тиристоров 4-5 и 6-7 соответ3 t ственно в каждом плече моста. В диагональ моста включены последовательно катушка 8 индукционно-динамического прИвода, предназначенная для размыкания контактов вакуумной дугогасительной камеры 1, и предварительно заряженный коммутирующий конденсатор 9. К диагонапи моста со стороны минуса гасящего конденсатора

9 присоединена последовательная цепочка, состоящая из отключающей катушки 10 трехполюсного вспомогательног6 возпушного выключателя и его третьего полюса 11, один из контактов которого присоединен к минусу источника питания. В схеме выключателя используется гасящий резистор, состоящий из двух частей, причем часть 12 присоединена к минусу источника, а часть 12 — к анодам ( блокирующих диодов 13 и 14, каждый из которых подключен катодом к соответствующему контакту вакуумной дуго. гасительной камеры 1 в точках присоединения тиристоров 4-5 и 7-6 соответственно.

Выключатель работает следующим образом.

Во включенном положении кон-актов вакуумной дугогасительной камеры 1 и контактов 2 и 3 вспомогательного трехполюсного воздушного выключателя ток через них может протекать как в прямом, так и в обратном направлениях. В обоих случаях при поступлении команды на отключение от схемы управления выключаются попарно тиристоры 5 и 7 при прямом токе или тиристоры 4 и 6 при обратном токе, при этом предварительно заряженный коммутирующий конденсатор 9 разряжается в контуре через контакты вакуумной дугогасительной камеры 1 и катушку 8 индукционно-динамического привода их размыкания. В переходном режиме отключения ток перетекает из контактов вакуумной камеры 1 в коммутирующий конденсатор 9, который при этом перезаряжается и отключает цепь нагрузки от источника. Для облегчения процесса отключения ток в цепи источника кратковременно переключается на нелинейный токоограничивающий резистор 12, который при протекании тока увеличивает свое активное сопротивление и тем самым облегчает процесс размыкания цепи, шунтирующей источник на время отключения. При этом ток, ограниченный,;

111211 4

5

55 частью нелинейного резистора 12, протекает через контакты 2 и 11 «сi!< могательного трехполюсного воздушного коммутационного аппарата, третий полюс 3 которого размыкается также одновременно с контактами двух других полюсов и осуществляет при этом, совместно с гасящим резистором, гашение магнитной энергии, запасенной в отключаемой цепи. Нелинейная зависимость активного сопротивления части 12 нелинейного резистора от времени протекания и величины отключаемого тока в цепи облегчает процесс коммутации благодаря плавности его возрастания. При отключении прямого и обратного токов размыкание контактов 2,3 и 11 вспомогательного коммутационного аппарата происходит после перетекания тока на отключающую катушку 10

Ф которая вызывает срабатывание привода размыкания этого аппарата с некоторым запаздыванием относительно момента размыкгния контактов вакуумной дугогасительной камеры 1.

Процесс отключения заканчивается гашением дуги вспомогательного трехполюсного воздушного коммутационного аппарата благодаря протеканию тока через часть нелинейного резистора. Отключение обратного тока осуществляется так же, при этом контакт 2 становится гасящим, а контакт 3 — разрывным.

Выключатель не поляризован и обеспечивает быстродействующее отключение как прямых, так и обратных токов тяговой нагрузки и при коротких замыканиях в схемах электроснабжения контактных сетей с двусторонним питанием при напряжениях 275, 600 и 850 В. Выключатель может быть использован для защиты полупроводниковых преобразователей, а также для секционирования контактных сетей. Установка таких выключателей на подвижном составе обеспечивает возможность коммутировать цепь в режимах рекуперации. Высокая коммутационная способность и быстродействие выключателя обеспечиваются наличием шунтирующего контура с бездуговой коммутацией контактов вакуумной дугогасительной камеры, а также наличием токоограничивающеи и гасящей частей нелинейного резистора, который обеспечивает значительное увеличение активного со1 l 11211

Составитель Ю. Торшин

Техред Т.Фанта Корректор О. Луговая

Редактор Л. Алексеенко

Заказ б320/42

Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 /5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 противления при кратковременном протекании тока в момент шунтирования источника и отключаемой цепи. Надежность отключения тока комбинированной системой коммутации обеспечивается наличием вспомогательного трехполюсного воздушного выключателя,ток ! отключения которого соответствует установке срабатывания защиты.

Выключатель обеспечивает реальный

"видимый" разрыв цепи тока и полностью отвечает требованиям техники безопасности при эксплуатации и ремонте в подземных условиях.