Устройство защиты короткозамкнутой сверхпроводящей катушки

Устройство защиты короткозамкнутой сверхпроводящей катушки

Реферат

 

Изобретение относится к области сверхпроводящей электротехники и может быть использовано для защиты сверхпроводящей катушки, работающей в режиме замороженного тока. Высокая надежность и чувствительность защиты к образованию нормальной зоны в сверхпроводящей катушке обеспечиваются введением в известную систему защиты совместной несверхпроводящей катушки, имеющей со сверхпроводящей общую среднюю точку, и сумматора, к входам которого подключена несверхпроводящая катушка. При образовании в сверхпроводящей катушке нормальной зоны появление напряжения между выводом и средней точкой катушек вызывает срабатывание защиты на ранней стадии процесса перехода. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты сверхпроводящей катушки, работающей в режиме "замороженного тока". Целью изобретения является повышение чувствительности и надежности защиты короткозамкнутой катушки. Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что вследствие особого распределения напряжения по длине сверхпроводящей короткозамкнутой катушки введена дополнительно совместная несверхпроводящая обмотка, средняя точка которой соединена со средней точкой сверхпроводящей катушки. Напряжение между выводами катушки от нормальной фазы и реактивное напряжение самоиндукции, возникающее при изменении тока в катушке, равно всегда нулю, а отличная от нуля величина будет приходиться на центральную часть обмотки, поэтому средняя точка совместной обмотки соединяется со средней точкой катушки, что обеспечивает сигнал на входе сумматора от нормальной фазы практически без амплитудных колебаний, а реактивное напряжение компенсируется. Структурная схема устройства показана на чертеже. Устройство содержит коммутирующий элемент 1, блок 2 управления, разрядное сопротивление 3, сверхпроводящую катушку 4 с несверхпроводящей совместной обмоткой 5, сумматор 6 и пороговый элемент 7, причем коммутирующий элемент и разрядное сопротивление включены параллельно и подсоединены к выводам сверхпроводящей катушки, совместно с которой намотана несверхпроводящая катушка, средняя точка которой соединена со средней точкой катушки, а выводы - с входами сумматора, выход которого через пороговый элемент и блок управления связан с коммутирующим элементом. В рабочем режиме сверхпроводящая катушка замкнута накоротко коммутирующим элементом 1, что позволяет осуществить режим постоянного тока с очень большой постоянной времени спада. При появлении нормальной фазы вся запасенная в индуктивности катушки энергия выделяется на ее резистивном нормальном участке, так как внешнее сопротивление цепи равно нулю, а постоянная времени цепи разряда, определяемая индуктивностью катушки и сопротивлением нормального участка, будет мала. Это может привести к тепловому разрушению обмотки и повреждению изоляции или даже к разрушению катушки. Однако сигнал от нормальной фазы на закороченных концах обмотки отсутствует, что не позволяет обнаружить нормальную фазу известными устройствами. Распределение реактивного напряжения по длине катушки характеризуется его отсутствием между выводами катушки и максимальным значением в середине, а при появлении нормальной фазы появляется сигнал между серединой катушки и ее концевым выводом. На совместной обмотке будет такое же распределение напряжения, как и на катушке 4, т.е. на концах ее оно отсутствует. Поэтому для получения сигналов на короткозамкнутой катушке ее середина соединяется с серединой совместной обмотки. При появлении нормальной фазы в любой части сверхпроводящей катушки 4 и совместной обмотки 5 этой части появляется напряжение, равное произведению тока в катушке на сопротивление участка нормальной фазы, которое подается на вход сумматора 6 и далее запускает пороговое устройство 7, опорное напряжение которого определяется чувствительностью защиты. При превышении напряжением этого порогового значения, устройство размыкает контакты коммутирующего элемента 1, сверхпроводящая катушка 4 оказывается замкнутой на разрядное сопротивление 3 и основная часть накопленной в ней энергии рассеивается на этом сопротивлении.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ КОРОТКОЗАМКНУТОЙ СВЕРХПРОВОДЯЩЕЙ КАТУШКИ, содержащее разрядное сопротивление и коммутирующий элемент, соединенные параллельно и подключенные к сверхпроводящей катушке, а также блок управления и пороговый элемент, выходы которого соединены с входами блока управления и разрядного сопротивления, отличающееся тем, что, с целью увеличения чувствительности и надежности устройства, в него дополнительно введены несверхпроводящая компенсирующая обмотка и сумматор, выход которого соединен с входом порогового элемента, причем средние точки сверхпроводящей катушки и несверхпроводящей компенсирующей обмотки электрически соединены, выводы несверхпроводящей компенсирующей обмотки подключены к входам сумматора, а общая шина сумматора связана с одним из выводов сверхпроводящей катушки.

РИСУНКИ

Рисунок 1