Устройство для предотвращения взрыва при внутреннем повреждении конденсаторных банок

Устройство для предотвращения взрыва при внутреннем повреждении конденсаторных банок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) 3аявлено 20.08.80 (21) 2997989/24-07 (33) М. КЛ.З

Н 02 Н 7/16 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 1505.82. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 15.05. 82 (33)УДК 621 316 . 925 (088. 8) (72) Автор изобретения

Ю. Н. Кодочигов и (71) заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЗРЫВА

ПРИ ВНУТРЕННЕМ ПОВРЕЖДЕНИИ

КОНДЕНСАТОРНЫХ БАНОК

30

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, в частности, на тяговых подстанциях электрифицированных железных дорог при эксплуатации конденсаторов сглаживающих контуров.

Известно, что при повреждении конденсаторов постепенно происходит вздутие конденсаторных банок в резуль- 10 тате длительного воздействия электрического поля; когда со временем изменяется диэлектрическая постоянная бумажной изоляции, толщина самой бумаги и плотность ее намотки(1).

Наиболее близким по технической сущности является устройство для отключения сглаживающих контуров при вздутии конденсаторных банок, содержащие опорное основание, выполнен- ное в виде стеллажа, на котором раз-, мещена батарея высоковольтных конденсаторов, выводы которых соединены параллельно и подключены через общий предохранитель и катушки ийдуктивности к шинам выпрямленного переменного напряжения. Контроль вздутия банок ведется ежедневно без отключения и периодически 1-. 2 раза в . месяц с отключением сглаживающих контуров, путем визуального осмотра банок обслуживающим персоналом (2).

Однако при визуальном осмотре невозможно установить изменение формы банки при ее вздутии на 1,5-2 мм.

Кроме того, в любой отрезок времени возможно интенсивное вздутие банки, вызванное, например, пробоем отдельных секций конденсатора. Известное устройство не предотвращает взрыва банки при внутреннем пробое между обкладками конденсатора. Взрыв банки при пробое конденсатора. обусловлен несовершенной конструкцией высоковольтного предохранителя, имеющего низкий токоограничивающий эффект в условиях гашения дуги выпрямленного переменного напряжения большой мощности, а также качеством изготовления самого предохранителя (состояние и чистота наполнителя, герметичность, расположение плавкой вставки в корпусе и т.д.). Поэтому при пробое конденсатора предохранитель, как правило разрывается, а время гашения электрической дуги оказывается достаточным для вздутия и взрыва конденсаторной банки. Повреждение предохранителя вызывает аварийное отключение тяговой подстанции. Кроме того, при взры928521

4 ве банки электрическая дуга поджигает наполнитель (в настоящее время конденсаторные банки заполнены горючей смесью), вызывая пожар на под-. станции и значительную порчу матери- Ф альных ценностей. 5

Цель изобретения — повышение надежности защиты путем обеспечения непрерывного контроля вздутия конденсаторных банок и предотвращение взрыва банки при внутреннем пробое 10 между обкладками конденсатора.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для предотвращения взрыва при внутреннем повреждении конденсаторных банок, содержащем 15 опорное основание, выполненное в виде стеллажа, на котором размещена батарея высоковольтных конденсаторов, выводы которых соединены параллельно и подключены через общий пре- 20 дохранитель и катушки индуктигчости к шинам выпрямленного напряжения, промежуточное реле v исполнительный элемент-быстродействующий выключатель, на опорном основании подвешены шарнирно на рычагах две подпружиненные тяги, на которых в шахматном порядке установлены стойки, снабженные в верхней части регулировочными винтами с упором в центре широкой стороны каждой банки, между стенкой банки и регулировочными винтами размещены элементы сигнализации, в виде кружков, прикрепленных на гибкой нити к стенке банки,идве стойки с упором р в кнопкидвух микропереключателей,размыкающие контакты которыхвключены последовательно в цепь катушки промежуточного реле, а -замыкающий его контакт в цепь держащей катушки быстродействующего выключателя. 40

На фиг. 1 изображена батарея кон.денсаторных банок и механизм кснтроля их вэдутия; на фиг. 2 — (разрез

A-A на фиг. 1) показана широкая сторона конденсаторной банки и стойка с 45 регулировочным винтом; на фиг. 3 принципиальная схема высоковольтных цепей сглаживающих контуров1 на фиг. 4 — схема вторичных цепей держащей катушки выключателя и промежуточного реле.

Устройство для автоматического отключения сглаживающих контуров при вздутии конденсаторных банок содержит опорное основание 1, выполненное в виде стеллажа, на котором размещена батарея конденсаторных банок 2.

Выводы конденсаторв 3 соединены параллельно,между собой общими шинами

4 и подключены к плюсовой шине 5 (+3300 В) и через катушки индуктивности 6, к минусовой шине 7 (-3300 В) выпрямленного переменного напряжения.

На опорном основании подвешены, шарнирно на рычагах 8 тяги 9 и подпружинены пружинами 10. На тягах и шар- 65 нирных рычагах в шахматном порядке— установлены трубчатые стойки ll и 12.

B верхней части трубчатых стоек, закреплены пластины 13 (см. фиг. 2) в виде флажков, в которых установлены регулировочные винты 14. Винты на стойках тяг опираются в точку пересечения диагоналей широкой стороны

15 каждой банки батареи, а винты на стойках шарниров в кнопки микропереключателей 16. Между регулировочными винтами и стенкой банки подкладываются контрольные кружки 17, имеющие в центре кружка выточки глубиной ,1,5 мм для фиксации в ней регулировочного винта. Между верхним краем банки и контрольным кружком установлена капроновая нить 18. Размыкающие контакты 19 микропереключателей включены последовательно в цепь катушки

20 промежуточного реле, а замыкающий контакт 21 промежуточного реле в цепь. держащей катушки 22. В цепи держащей катушки включено добавочное сопротивление 23 и кнопка отключения

24. Промежуточное реле и держащая катушка подключены к плюсовой шинке

25(+110 В) и минусовой шинке 26 (-110 В) в аккумуляторной батареи.

Быстродействующий выключатель 27 (далее в текСте — выключатель) включен в плюсовую шину выпрямленного переменного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

При вэдутии одной из конденсаторных банок в батарее происходит вспучивание широких сторон 15 банки, сопровождающееся нажатием вспученных сторон на регулировочные винты

14. Нажатие на винты вызывает сов.— местное перемещение всех трубчатых стоек 11, размещенных на тягах 9, которые подвешены свободно на шарнирных рычагах 8. При перемещении тяг на 1,5-2 мм (тяги перемещаются в противоположные стороны) происходит поворот на осях рычагов 8 и перемещение трубчатых стоек 12 и их регулировочных винтов на 3-4 мм за счет неравнозначности плеч шарнирного рачага 8 и трубчатой стойки 12. Регулировочные винты освобождают кнопки микропереключателей 16 и их контакты 19, включенные послЕдовательно в цепь катушки 20 промежуточного реле, размыкаются (см. фиг. 4). Реле обестачивается и размыкает свой контакт

21 в цепи держащей катушки 22.Снятие напряжения с держащей катушки вызывает отключение выключателя 27 и разрыв цепи плюсовой шины 3300 В.

Одновременно на всех банках, кроме вспученной банки, выпадают- контрольные кружки 17 и повисают на. капроновых нитях 18 (см. фиг. 2, пунктирная линия). После замены вспученной банки и введения контрольных кружков

928521 под регулировочные винты, система контроля возвращается в исходное состояние. Существенным преимуществом устройства является обеспечение непрерывного контроля вздутия конденсаторных банок и автоматическое отклю- 5 чение звена сглаживающих контуров при вздутии банки на 1,5-2 мм. При визуальном осмотре or.ðåäåëèòü величину вэдутия банки 1,5-2 мм практически невозможно. Тем самым устрой- !О ство дает возможность своевременно выявить и заменить неисправный конденсатор. Устройство предусматривает отключение только одного звена сглаживающих контуров, поэтому работы по !5 замене вздутого конденсатора прово; дятся без отключения тяговой подстанции. Практика эксплуатации показала, что с внедрением кремневых выпрямителей (взамен ртутных выпрямителей) подстанция может работать с одним звеном сглаживающих контуров не создавая значительных помех в линии связи. Система контрольных кружков дает возможность быстро выявить вздутый конденсатор и сократить время аварийного отключения сглаживающих контуров. Обеспечение непрерывного контроля вздутия конденсаторных банок исключает необходимость частых осмотров сглаживающих контуров без их отключения. Известно, что осмотр контуров ведется через окно в двери, а при вэдутии и взрыве банки двери и,окна в помещении сглаживающих контуров разрушаются взрывной 35 волной. Совпадение осмотра и момента взрыва может привести к тяжелому травматизму.

Данное устройство предотвращает взрыв банки при внутреннем пробое 4О между обкладками конденсатора. Появление электрической дуги при внутреннем пробое конденсатора сопровождается интенсивным газообразованием и вздутием корпуса банки. Однако при .45 вздутии банки на 1,5-2 мм приводится в действие схема автоматического отключения выключателя с разрывом цепи плюсовой шины выпрямленного переменного напряжения. Кроме того, отключение сглаживающих контуров ,дублировано введением токовой установки, например, 800 А, размагничивающего витка выключателя. Введение двухступенчатого отключения выключателя (по минимальной величине вздутия и токовой уставке) обеспечит быстродействие разрыва цепи с полным временем не более 0,04 с. Тем самым обеспечивается эфФективное токоограничение и.предупреждение критического вздутия и взрыва банки ° Опытом эксплуатации установлено, что перед взрывом банка раздувается до размера между вершинами щирок"х сторон 200220 мм, при начальных размерах 119 мм.

В предложенном устройстве выключатель используется только как защитный аппарат многократного действия. При срабатывании схемы автоматического отключения предусматривается аварийная сигнализация от блок-контактов выключателя °

Формула изобретения

Устройство для предотвращения взрыва при внутреннем повреждении конденсаторных банок, содержащее опорное основание, выполненное в виде стеллажа, на котором размещена батарея высоковольтных конденсаторов, выводы которых соединены параллельно и подключены через общий предохранитель и катушки индуктивности к шинам выпрямпенного напряжения, прс» межуточное реле и исполнительный . элемент — быстродействующий выключатель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения надежности защиты путем непрерывного контроля вздутия конденсаторных банок, на опорном основании подвешены шарнирно на рычагах .стойки, снабженные в верхней части регулировочньвеи винтами с упором в центре широкой стороны каждой банки, между стенкой банки и регулировочными винтами размещены элементы сигнализации в виде кружков, прикрепленных иа гибкой нити k стенке банки, и две стойки с упором в кнопки двух микропереключателей, раз" мыкающие контакты которых включены последовательно в цепь катушки промежуточного реле, а замыкак»щий его контакт - в цепь держащей катушки быстродействующего выключателя.

Источники инФормации, принятые во внимание при. экспертизе

1. Давыдов И.К. и др. Справочник по эксплуатации тяговых подстанций и постов секционирования. И., Траи" спорт ., 1978, с 211-212.

2. Грубер Л.О. и др. Устройство, эксплуатация и ремонт тяговых подстанций. Трансжелдориэдат, 1958 с. 181183 рис. 160 163, 92S521 -и

IP д г.5

Составитель A. Зимаков

Техред A. Бабинец Корректор М. Коста

Редактор N. Товтин

Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3275/70 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4