Выключатель высокого напряжения

Выключатель высокого напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

11 Ц l4364

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.07.73 (21) 1943593 24-7 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.76. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 23.06.76 (51) Ч. Кл.- аН OIH 9, 30

Н 01Н 33/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.316.54 (088.8) по делам изобретений и Отхрь тнй (72) Авторы изобретения

В. П. Игнатко и И. Л. Шлейфман (71) Заявитель (54) ВЪ|КЛ|О lATEJlb ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение предназначено для коммутации спльноточных электрических цепей переменного тока.

Известны выключатели высокого напряжеии я, содержащие полупроводниковые вентили (диоды или тиристоры), шунтировапные .,;еханически размыкаемыми контактами Во включенном положении выключателя ток проходит через контакты. При отключении тока нагрузки или тока короткого замыкания контакты размыкаются, между ними возникает кратковременный дуговой разряд, длительность которого определяется временем перехода тока из цепи главных контактов в цепь вснтилей. После завершения переброса тока н цепь вентилей межконтактный промежуток дсионизируется. В момент перехода тока через нулевое значение вентили запираются и ток через вык.иочатсль прерывается.

Однако применение таких выключателей для коммутации тока в устаHQBKBx высокого напря?кения связано с большими трудностями. В выключателях ьысокого напряжения приходится соединять последовательно несколько вентилей, так как напряжение на выкл1очятеле после отключения значительно превышает напряжение, допускаемое для суще"1вующих в настоящее время вентилей.

Время переброса тока из цепи контактов в цепь вентилей зависит от напряжения на контактах, индуктивности контура п динамическойой вольт-ампернои характеристики вснтилей.

Последовательное соединение вентилей увеличивает индуктиBHocl I конт ра мсханlгчески

5 размыкаемые контакты — цепочка вентилей, падение напряжения В цепочке вентилей и вследствие этого время переброса. Дуга между разомкнувшимися контактами горит в течение нескольких миллисекунд.

10 Увеличение времени переброса тока приводит к увеличению обгораьп1я контактов под действием дуги и ухудшению условий деионизяции межконтактного промеж ткя и моменту запирания вентилей, что, в свою оче15 редь, может привести к повторным пробоям промежутка. Для деи011изяции межконтяктно го промежутка приходится увеличивать время от завершения переброса тока до полного прерывания его или вводить спсциальн1е уст20 ройства, ускоряющие деионизацию, что усложняет конструкцию выключателей.

Чтобы ускорить переброс тока из цепи контактов в цепь вентилей, нужно увеличивать напряжение на разомкнувшихся контактах, 25 т. е. напряжение дуги. В известных выключателях увеличение напря?кения на дуге достигается при помощи газового или магнитного дутья, что значительно усложняет пх конструкцию. Кроме того, напряжение увеличи30 вается через сравнптел. по большое время

514364

3 после возникновени?1 дуги. Увеличение напр»жения на дуге достигается П3 тем Воздеис l l?ия на столб дуги. Приэлектродные падения; апряжения в известных конструкциях выключателей не зависят от величины рабочей ?юВерхности контакта и pBBHb? приэлектродиым падениям апряжения па контактах с рабочими поверхностями пеогран?гченных p!l:-;3?сров.

Для уменьшения времени горе?п?я дуги и ускорения переброса тока из цепи механически размыкас Ib?x контактов H цепочки последовательно соединенных вентилей предлагаемый выключатель снабжен дополнительными шунтирующими контактами, рабочая поверх— ность которых ограничена термостойким электроизоляционным покрытием.

Дополнительные контакты ьыполнены в виде стержня с наконечником, площадь сечения которого меньше площади сечения стержня по крайней мере в 10 раз.

Термостойкое электроизоляционное покрыгие нерабочей поверхности дополнителы?ого контакта выполнено из кабронитрида бора.

Наконечники дополнительных контактов могут быть выполнены из тугоплавкого металла, например вольфрама.

На фиг. 1 дана электрическая схема описываемого выключателя во вкспочепном по зожснии; HB фиг. 2 — конструктивная схема мехапическl? 13азмыкаемых контактов; HB ?1)и! .

3 — электрическая схема другого варианта выполнения выключателя.

Выключатель (см. фиг. 1) содержит главные контакты 1, два дополнительных контакта 2 и 3, по крайней мере один из которых выполнен подвижным, две цепочки 4 и 5 последовательно соединенных тиристоров, включенные встречно-параллельно, и последовательный отделитель 6. Размеры главных контактов 1 выбирают такими, чтобы обеспечить пропускание рабочего тока длительной нагрузки без недопустимого перегрева. Дополнительные контакты 2 и 3 состоят из основных медных стержней 7 и 8 с наконечниками

9 и 10. Наконечники 9 и 10 выполнены из стержней, например вольфрамовых, запрессованных в основные медные стержни 7 и 8.

Площадь торцовых поверхностей А и Б наконечников 9 и 10, являющихся раоочими поверхностями дополнительных контактов, значительно меньше площади сечения медных стержней 7 и 8. Для выключателя на напряжение 10 кВ и ток отключения 10 кА п:Ioщадь торцовой поверхности наконечника Может быть меньше площади сечения стержня в 10 — 50 раз. Нерабочая боковая поверхность наконечников 9 и 10 покрыта термостойким электроизоляционным материалом 11, спосооным выдержать воздействис температуры электрической дуги, например карбонитридом бора (BNC) в виде обмазки с последующим отжигом при 100 — 150 С.

Во включенном положении выключателя главные 1, дополнительные 2 и 3 контакты и

15 )0

4 отделитс7ь 6 замкнуты. Большая часть нагрузочного тока проход??т через главные контакты, поскольку сопроти«ле ие их значительIIo меньше сопротивления дополнительных контактов. При отключении сначала размыкаются главные контакты, а дополнительные

Поэто3 TQK быстро переходит пз цсп?: главных контактов в цепь дополните? bi? blx контактов. Промежуток времени между размыканием главных контактов и РаЗМЫКаНИСМ ДОПОЛП??тЕЛьНЫХ КОНтаКтОВ достаточси для завершения переброса тока в цепь дополнительных контактов.

При размыкании дополнительных контактов

2 и 3 между ними возникает дуга. Благодаря ограничению рабочих поверхностеи ". и Б коптактов термостойким электроизоляционным покрытием средняя плотность тока на контактах дост?ггает и превышает некоторую

KPFIT1IHccK3 ю Для ДBH?Iol о матеРиал . Ве 7H»IIпу. Это приводит K возрастанию HB?Ip»!кения на промежутке в первую очередь к возрастанию приэлектродных падений 1? апряжен??я.

В другом варианте выполнения выключателя (c, фиг. 3) контакты могут быть шуитированы диодами. Такой «ыключ атель содержит главные 1 и дополнительные 2 и 3

KOHTBI .Thl, OTJ0JII?TC 7b 6 11 IIOIIO» !F3 +HO+0?3 12.

Принц:ш и порядок отключения тока у этого вык;почателя такие же, как у выключателя, показанного на фиг. 1. Однако требуется синхронизация момента размыкаиия дополнительных контактов относителы?о кривой отключаемого тока. Размыкание дополнительных контактов должно производиться в начале полупериода тока, в который шунтирующие диоды открыты. При этом обеспечиваются малое время горения дуги, малое обгорание контактов и достаточное для деионизации межконтактиого промежутка время от переброса тока в цепь диодов до следующего его перехода через нулевое значение.

Формула изобретения

1. Выключатель высокого напряжения, содержащий полупроводниковые вентили, шунтированные механически размыкаемыми ко?тактами, от 7 ич B lощий ся тем, что, с целью уменьшения времени горения дуги на контактах, оп снабжен дополнительными шунтирую?цими контактами, рабочая поверхность которых ограничена термостойким электроизоляционным покрытием.

2. Выключатель по п. 1, отличающийся тем. что дополнительные контакты выполне?!bI в «1?дс стори?111 наконечником, причем площад?, сече??ия наконечника меньше площади сеч"..иия стерж??я по крайней мере в

10 1?а"":.

3. Выключатель по пп. 1 и 2, отл и ч а ишийся тем, ITo термостойкое электроизоляцпоинос покрытие нерабочей поверхности

514364

Фиг. 1

11

ФРг. 2

Уиг. Л

Составитель В. Попова

Редактор А. Пейсоченко Текред Е. Подурушина 1,оир, > òîð Е. Хмелева

Заказ 1370/5 Изд. ¹ 1345 Тираж 963 11о 1и 1счо

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по дела;1 изобретений н открытий

113035, .l1осква, 5К-35, Раушская иаб.. и. 4/5

Типография, ир. Сапунова, 2 дополнительного контакта выполнена и карбонитрида бора.

4. Выключатель по пп. 1 — 3, о т л н ч а юшийся;-е;1. lòо иакоиеч;1ики дополиительиы.с 1 Опт. ". Г0.1 выГ 0.1и(ны .13 т 1 OII. 11вl Ого .иеталл11, напри пер вол1.ф1за.;1а.