Устройство для сигнализации пробоя изоляции конденсаторов емкостного накопителя энергии

Устройство для сигнализации пробоя изоляции конденсаторов емкостного накопителя энергии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советекнх

Соцмалнстнческнх

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) За я влено 16.12.76 (21) 2429439/24 — 07

I с присоединением заявки М (23) Приоритет (51}M. Кл.

Н 02 Н 7/16

G 01 Я 27/18

Гвеударстаеиаьй ммитет

СССР

16 ДЕЛИМ N306pOYOINA в 0TKpsITNN

Опубликовано 25.04.80. Бюллетень Рй 15

Дата опубликования описания 25.04,80 (53) УДК621316.

925.(088.8) (72) Авторы изобретения

Б. М. Рассадин и В. С. Сысоев (71) Заивитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИГНАЛИЗАЦИИ ПРОБОЯ ИЗОЛЯЦИИ

КОНДЕНСАТОРОВ ЕМКОСТНОГО НАКОПИТЕЛЯ ЭНЕРГИИ

Изобретение относится к области высоковольтной импульсной техники и может быть использовано при создании научно-исследовательских, испытательных и технологических установок — генераторов импульсных токов, генераторов импульсных напряжений, колебательных контуров и т.п.

Для проведения испытаний электрооборудования, электрофизических исследований и в электротехнологии широко применяют емкостные накопители энергии, позволяющие в те10 чение короткого промежутка времени получать на нагрузке импульсы большой мощности .

Известна схема емкостного накопителя энергии, в котором конденсаторы разбиты на груп35 пы, и в цепь разряда каждой группы включают активные или индуктивные групповые сопротивления 11) .

Для повышения надежности защиты и безопасности эксплуатации в конденсаторных установках применяют сигнализацию пробоя изоляции конденсаторов.

Известно устройство для сигнализации про-. боя секций конденсаторов мощных конденсагорных батарей. Оно содержит импульсный грансформатор тока, полупроводниковый выпрямительный мост, накопительную емкость и счетчик пробитых секций. Датчиком пробоя изоляции конденсаторов является трансформатор тока, первичной обмоткой которого служит средняя часть ошнновки ряда конденсаторов.

Устройство использует энергию переходного процесса, возникающего прн разряде конденсагоров ряда на пробитый (2).

Недостатком этого устройства сигнализации вляется ненадежность в работе и большая аразитная индуктивность ошиновки. Токи, протекающие в.ошиновке конденсаторов емкостных накопителей как в нормальном, так и в аварийном режимах, часто соизмеримъt, поэтому при включении датчиков сигнализации в ошиновку могут происходить ложные срабатывания. Датчики сигнализации увеличивают паразнтную индуктивность ошиновки. Кроме того, трансформатор тока, используемый в качестве датчика сигнализации, хорошо отбирает мощностьлишь при колебательной форме тока переходного процесса, в то время как в емкостных накопителях с ограничением аварийного тока резисторами форма тока может быть и апериодической

Известно также устройство контроля состояния конденсаторной установки из секций мостового типа, а котором датчики пробоя включены в диагональ моста, образованного группами конденсаторов !3).

Указанные датчики, подключенные к эквипотенциальным точкам, срабатывают при пробое конденсатороа и нарушении равновесия моста.

Однако в емкостных накопителях конденсаторы не всегда могут быть включены в мостовые секции. Кроме того, напряжение на датчиках при пробое конденсатора в емкостном накопителе может быть как периодическим так и апсриодическим. В этом случае надежность срабатывания электромеханических датчиков низка.

Целью изобретения является снижение веса и габаритов устройства, а также повышение его надежности в работе. .Это достигается тем, что в предложенном устройстве для сигнализации пробоя изоляции конденсаторов емкостного накопителя энергии с разбитыми на параллельные группы высоковольтными импульсными конденсаторами и групповыми резисторами в цепи разряда каждой группы конденсаторов, содержащем чувствительные элементы, расположенные на высокой стороне, и приемный блок светового излучения— на низкой сторо, е, указанные чувствительны.= элементы выполнены в виде импульсных источников света и подсоединены между выводами соседних групп конденсаторов и групповыми защитными резисторами.

Благодаря такому включению обеспечивается высокий перепад напряжений на чувствительных элементах от нуля в нормальном режиме до величины зарядного напряжения конденсаторов а аварийном режиме, что повышает надежность устройства в работе, Поскольку чувствительные элементы сигнализации выносятся из рабочих цепей конденсаторов накопителя уменьшается паразитная индуктивность ошиновки.

На чертеже представлена принципиальная. схема предложенного устройства сигнализации пробоя конденсаторов емкостного накопителя.

Емкостный накопитель, для которого предназначено устройство сигнализации, имеет разбитые на группы высоковольтные конденсаторы с групповыми резисторами 2 в цепи разряда каждой группы, зарядный блок 3 и управляемый разрядник 4, коммутирующий нагрузку 5 накопителя, Число групп конденсаторов зависит как от величины запасаемой накопителем энергии, так и от типа применяемых в нем конденсаторов. Блок сигнализации родержит чувствительные элементы — датчики

6 и приемный блок 7, расположенный на потенциале земли и саязанаь1и с пультом О управления установкой. Датчики сигнализации 6 включены между сосепними rруппами конденсатороа !, причем аыасды датчиков подсоединены на участках между выводами конденсаторов и групповыми резисторами 2.

Работает устройства для . л- .-"чи.- ции ;; -,; —, дующим образом.

fo В нормальном рахим -арада и разряда зм костного накопителя;=.очки схемы, K которым подключены датчики сигнализации, являются эквипотенциальными,. и а схемах цатчикоа —..;".. не протекает. При про .се -. гиденсатор . а с

)5 нои из групп следует " ...""трь Й разр:-i;, —, а; го остальных конденсаторов группы., и пот-,нциал групповой шины, к которой подсоби-:ены датчики, падает примерно Do- потев в ат:Ф земли.

В то же врег!.—:. разряд пр;.г— и групп конденсаторов на поврежденную замедляется групповыми резисторами, и поте щиал их ошиноаки остается высоким. В результате да чики,. аклю ченныа::.ежду поарежде кой группой и соседними .:-.ей неповрежденными группами конденс:.-::рзв, некоторое время находятся под разностью потенциалов, приблизительно равной зарядному напряжению конденсаторов накопи. -ля Импульс тока, возникающий при прсбое .:.ляции конденсаторов в даьчиках„ используется для сигнализации Сигнал датчиков воспринимается приемным блоком 7 и передается на пульт управления 8

Высокая надежность устройства для сигнализации обеспечивается благодаря высокому перепаду напряжений на датчиках а нормальном и аварийном режимах, так -.àê рабочий ток не протекает через датчики при нормальной работе накопителя, устройство для сигнализации не увеличивает паразнтной индуктианости ошиновки.

Датчики расположены на потенциале рядов конденсаторов и могут сигнализировать о пробое изоляции конденсаторов как при заряде накопителя, так и в режиме его разряда. Сигнализация обладает также свойством селектианости, так как срабатывают только датчики, подключенные к поврежденной группе, в то время как напряжение на остальных датчиках, включенных между неповрежденными группами конденсатороа, остается малым.

В качестве датчика сигнализации возможно применение цепочки последовательно соединенных резисторов и искрового промежутка, включенного параллельно одному из резисторов, что позволяет обеспечить необходимую чувствительность датчика при любых формах волны напряжения, появляющегося на нем а результате пробоя одного.из конденсаторов. Сигналом датчика служит световое излучение искры проившегося в результате приложения напряжения искрового промежутка. Возможно также применение газоразрядной лампы вспышки или взрывающейся при пробое проволочки.

Применение предложенного устройства для сигнализации пробоя изоляции конденсаторов в емкостном накопителе энергии не только повышает удобство и безопасность его эксппу атации, но и позволяет существенно повысить его экономичность. Если при получении сигнала о пробое конденсатора обеспечить специальными разрядниками или короткозамыкателями быстрый разряд энергии накопителя по путям, шунтируюшим аварийную ветвь, величина сопротивления, и габариты групповых резисторов могут быть рассчитаны на прием в аварий-. ном режиме меньшей энергии.

Следовательно, на групповых резисторах рассеивается меньшая доля энергии накопителя и при нормальных разрядах его на нагрузку.

Составитель В, Зимаков

Техред М.Петко

Редактор Е. Кравцова

Корректор М. Вигула

Заказ 1299/49

Тираж 783 Подписное

ЧНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент*, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Устройство для сигнализации пробоя изоляции конденсаторов емкостного накопителя

729740 энергии с разбитыми на параллельные группы высоковольтными импульсными конденсаторами и групповыми за:цитнымн резисторами в цепи разряда каждой группы конденсаторов, содержащее чувствительные элементы, расположенные на высокой стороне, и приемный блок светового излучения — на низкой стороне, соединенный с элементом управления зарядом накопителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 1о что, с целью снижения веса и габаритов устройства, а также повышения его надежности в работе при изменяющейся нагрузке накопителя, указанные чувствительные элементы выполнены в виде импульсных источников света

15 и подсоединены между выводами соседних групп конденсаторов и групповыми защитными резисторами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

29 1. Гончаренко Г. М. Установки для нагрева газа импульсными токами. Труды МЭИ, выл. 45. 1963, с. 101, 2. Авторское свидетельство СССР N 243447, кл. Н 02 Н 7/16.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке

У 2368594/24 — 07, кл. Н 02 Н 7/.16, 1976.