Бездуговой токоограничивающий селективный выключатель
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 28. 04.81 (21) 3284419/24-07 с присоединением заявки № (5))N. К.и.
Н 01 Н 9/30
Н 02 Н 3/08
3Ьвударствснный комитет
СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 15. 10.82. Бюллетень № 38 (53) УДК 621..316.54. (088.8) Дата опубликования описания 18.10.82
Ф (72) Автор изобретения.А.И. Ковалев (7l) Заявитель (54) БЕЗДУГОВОЙ ТОКООГРАНИЧИВАЮЩИЙ
СЕЛЕКТИВНЫЙ В61КЛЮЧАТЕЛЬ
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для бездугового отключения токов короткого замыкания в распределительных сетях низкого и среднего напряжения.
Известны бездуговые контактные аппараты, содержащие главный контактный разрыв, зашунтированный двумя вспомогательными контактными разрывами со встречно включенными вентилями. Вклю- то чение всех трех параллельных пар контактов и удержание их в замкнутом положении осуществляет электромагнитный привод. Бездуговое отключение парал-: лельных вспомогательных ветвей осуществляется поочередным обесточи ванием еще двух электромагнитов в паузу тока, создаваемую вентилями .(-1 ).
Данные устройства позволяют производить практически бездуговое отав ключение, однако не осуществляют токоограничение,.что делает тяжелым режим отключения токов КЗ, особенно
2 в. случае необходимости делать выдержку времени (селективное отключение).
Известно также устройство защиты распределительных щитов от коротких замыканий с последовательно установленными токоограничивающими силовыми выключателями, содержащее для каждого выключателя быстродействующий разъединяющий узел, который связан с коммутирующим элементом и защелкой, воздействующей на механизм свободного расцепления, блок измерения крутизны нарастания тока К3 и блок замед.ления, включенный между упомянутыми быстродействующими разъединяющим узлом и защелкой, причем время замедления в каждом последующем выключателе выбрано большим по отношению к предыдущему выключателю на время половины периода тока сети (2 ).
В таком устройстве одновременно достигается токоограничение и селективность отключения, однако токоограничение осуществляется через сопро966768 тивления последовательно соединенных нескольких дуг. Таким образом, в полной мере проявляются отрицательные последствия дуговой коммутации - пожароопасность, эрозия контактов и др.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее блок синхронизации в коммутируемой цепи, основные размыкающие контакты, параллельно которым подключена цепочка иэ вспомогательных размыкающих контактов и токоограничивающего актив"ного сопротивления, причем основные контакты размыкаются от импульса блока синхронизации, а вспомогательные контакты размыкаются автоматически после введения в отключаемую цепь токоограничивающего сопротивления. Это устройство позволяет,, в случае возникновейия КЗ, осуществлять бездуго- 2О вое и безопасное включение токоограничивающего сопротивления и отключать цепь после соответствующей выдержки времени, т.е. селективно (3 ).
Недостатком известного устройства ц является то, что включение токоограничивающего сопротивления после возникновения КЗ осуществляется только в момент ближайшего нуля тока, что дает воэможность уменьшить падение напряжения на сопротивлении, однако зачастую приводит к тому, что нагрузка обтекается ударным током КЗ. Для осуществления бездугового синхронного отключения ограниченного тока вспомо".
3S гательными контактами надо усложнять схему управления, чтобы использовать тот же синхронизирующий блок. Кроме
1 того, обе пары контактов требуют быстродействующих приводов с импульсными источниками энергии, так как синхронная коммутация предполагает малые времена срабатывания. Таким образом, необходимо предусмотреть два отдельных накопителя энергии, например емкост45 ные. Это приводит к удорожанию и утяжелению устройства.
Цель изобретения - повышение надежности и уменьшение стоимости устройства.
Поставленная цель достигается тем, 50 что в беэдуговой токоограничивающий селективный выключатель, содержащий блок синхронизации, основные размыкающие коцтакты, параллельно которым подключена шунтирующая цепь, состоящая из последовательно соединенных вспомогательных размыкающих контактов и токоограничивающего элемента, катушку отключения вспомогательных контактов, введены два тиристора и разделительный импульсный трансформатор, указанные тиристоры включены встречно-параллельно и соединены последовательно с катушкой отключения вспомогательных контактов, указанная последовательная цепь включена параллельно токоограничивающему элементу, цепь управления тиристоров соединена с импульсным выходом блока синхронизации через разделительный импульсный трансформатор, причем блок синхронизации включен в шунтирующую основные контакты цепь, а в качестве токоограничивающего элемента используется конденсатор.
На чертеже изображен беэдуговой токоограничивающий селективный выключатель.
Выключатель содержит основные раэмыкающие контакты 1 в защищаемой цепи, ко1орые зашунтированы цепочкой, состоящей из последовательно соединенных нормально замкнутых вспомогательных контактов 2, блока синхронизации
3 и конденсатора 4, который, s свою очередь, зашунтирован цепью, состоящей из двух встречно-параллельно включенных тиристоров 5 и 6, а также ка тушки отключения 7 вспомогательных контактов 2. Цепи управления тиристоров и 6 соединены с импульсным выходом блока синхронизации 3 и разделены посредством импульсного разделительного трансформатора 8.
Устройство работает следующим образом.
В нормальном состоянии контакты 1 и 2 замкнуты. Ввиду наличия в шунтирующей контакты 1 цепи емкостного сопротивления основной ток проходит через контакты 1. Небольшой ток, перетекающий в шунтирующую цепь, заряжает конденсатор 4 до напряжения, равного падению напряжения на замкнутых контактах 1 (единицы вольт). В момент возникновения в цепи короткого замыкания реле защиты подает сигнал на размыКание основных контактов 1 без выдержки времени. На раэмыкающихся . контактах 1 горит слабая кратковременная дуга. Под действием падения напряжения на этой дуге ток перетекает в шунтирующую цепь со вспомогательными контактами 2 и емкостным токоограничивающим сопротивлением. После соответствующей выдержки времени подается сигнал на замыкание выходной
5, 9667 цепи блока синхронизации 3 (на чертеже не показано) и синхронизирующий токовый импульс с выхода блока синхронизации 3 поступает в цепь управления тиристора 5. Через разделительный импульснь:й трансформатор 8 этот же импульс поступает в цепь управления тиристора 6. В зависимости от полярности напряжения заряда емкости 4 отпирается один из тиристоров 5 1о или 6. Поскольку синхронизирующий импульс предшествует нулю тока, то на" пряжение заряда конденсатора 4 практи" чески максимальное, а значит, и энер" гия, запасенная в емкости, максималь- д ная.
Таким образом, емкость разряжается через один из тиристоров 5 или 6 на катушку отключения j вспомогательных контактов 2. Эти контакты размыкают щ цепь тока КЗ, ограниченного по величине емкостным сопротивленйем непосредственно в нуле тока, т.е. син". хронно. Этим самым заканчивается процесс отключения тока К3 бездуговым токоограничивающим селективным выключателем.
Предлагаемый выключатель осуществ-. ляет практически бездуговое, селек" тивное отключение тока КЗ с токоограничением. В отличие от известных устройств токоограничение осуществляется емкостным сопротивлением, энергия заряда которого используется для .син" хронного отключения вспомогательных контактов. Такое схемное решение не позволяет проходить ударному току КЗ через нагрузку, уменьшает стоимость устройства, так как исключается отдельный импульсный источник энергии
46 для вспомогательных контактов. Применение емкости в качестве токоограничивающего сопротивления снижает перенапряжения при отключении основных контактов, а также исключает не45
68,6 обходимость интенсивного охлаждения активного токоограничивающего сопротивления или контактов в случае токоограничения через дугу в сильноточных цепях.
Формула изобретения
Бездуговой .токоограничивающий селективный выключатель, содержащий блок синхронизации, основные размыкающие контакты, параллельно которым подключена шунтирующая цепь, состоящая из последовательно соединенных вспомогательных размыкающих контактов и токоограничивающего элемента, катушку отключения вспомогательных контактов, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, в него введены два тиристора и разделительный импульсный трансформатор, указанные тиристоры включены встречно-параллельно и соединены последовательно с катушкой отключения вспомогательных контактов, указанная последовательная цепь включена параллельно токоограничивающему элементу, цепи управления тиристоров соединены с импульсным выходом блока синхронизации через разделительный импульсный трансформатор, причем блок синхронизации включен. в шунтирующую основные размыкающие контакты цепь, а в качестве токоограничивающего элемента используется конденсатор.
Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе
l. Авторское свидетельство СССР 197713, кл. 21с 35/07, 1967.
2. Патент СССР и 621050, . н Ог н 3Л8, н 02 н 7бг6, 1978.
Буткевич Г.В. Дуговые процессы при коммутации электрических цепей.
M., "Энергия" 1973, с. 11.
966768
Составитель А. Каретников
Техред С.Иигунова Корректор Г. Огар
Редактор К. Волощук
Тираж 761 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 7883/70 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4