УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ НА ОТКЛЮЧАЮЩУЮ СПОСОБНОСТЬ Российский патент 1994 года по МПК G01R31/02 

Изобретение относится к электротехнике, и может применяться в заводских лабораториях больших мощностей и на сетевых испытательных стендах, оборудованных колебательными контурами и генераторами импульсных напряжений.

Известно устройство, содержащее источник тока пониженного напряжения, соединенный с испытуемым выключателем через вспомогательный выключатель, колебательный контур повышенной частоты, включенный параллельно к испытуемому и второму вспомогательному выключателям, соединенным последовательно, и источник напряжения, состоящий из высоковольтного трансформатора, включенного параллельно источнику тока пониженного напряжения, параллельно которому через реактор и резистор подключен конденсатор, последовательно соединенный с разрядником, причем конденсатор и разрядник через второй резистор, конденсатор, шунтированный третьим резистором, и второй реактор подключены параллельно второму вспомогательному выключателю. В этом устройстве начальная часть восстанавливающегося напряжения, примерно равная половине испытательного, обеспечивается колебательным контуром, а доведение его до необходимого значения - источником напряжения [1].

Недостатком устройства являются существенные искажения кривой тока перед гашением, наличие мощного трансформатора источника напряжения, жесткие условия гашения дуги первым вспомогательным выключателем и сложность настройки источника напряжения.

Известно устройство, содержащее источник тока пониженного напряжения и два колебательных контура повышенной частоты, включенных параллельно к вспомогательным выключателям. Первый (по моменту отключения) вспомогательный выключатель включен между испытуемым выключателем и контуром заземления, а второй - между источником тока пониженного напряжения и испытуемым выключателем. Контур, включенный параллельно к первому вспомогательному выключателю, настроен на частоту, на 20% меньшую, чем колебательный контур, подключенный параллельно к второму вспомогательному выключателю. Амплитуда тока первого контура также на 20% меньше амплитуды тока второго контура [2] .

Недостатком этого устройства является применение двух коммутаторов для переключения отдельных групп конденсаторов колебательных контуров из зарядного режима в разрядный. Кроме того, для обеспечения устойчивой работы устройства требуется относительно большие емкости конденсаторных батарей и реакторы, рассчитанные на токи порядка десятков килоампер.

Целью изобретения является повышение надежности испытания за счет повышения испытательных значений восстанавливающегося напряжения по отношению к напряжению, которое может быть получено в устройстве, принятом за прототип и аналогичных ему устройствах.

Поставленная цель достигнута тем, что в устройство для испытания высоковольтных выключателей на отключающую способность, содержащее источник тока пониженного напряжения, клеммы для подключения объекта контроля, первая из которых соединена с первым контактом первого вспомогательного выключателя, второй контакт которого соединен с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с первым контактом первого резистора, второй контакт которого подключен к общей шине устройства и к первому выводу источника тока пониженного напряжения, второй вывод которого соединен с первым выводом первой катушки индуктивности, второй вывод которой соединен с первым контактом включающего устройства, второй контакт которого соединен с первым выводом первого конденсатора, первая клемма для подключения объекта контроля соединена с первым контактом второго резистора и первым контактом второй катушки индуктивности, второй контакт которой соединен с первым контактом первого разрядника, второй контакт которого соединен с первым выводом заряженной конденсаторной батареи, образующей с второй катушкой индуктивности колебательный контур, второй вывод которой соединен с вторым выводом первого вспомогательного выключателя и первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого соединен с вторым контактом второго резистора, второй вспомогательный выключатель, третий резистор, третий конденсатор, второй разрядник, третью катушку индуктивности, введены четвертый и пятый резисторы, четвертая катушка индуктивности, четвертый конденсатор, вместо мощной конденсаторной батареи - заряженный конденсатор, представляющий собой емкость генератора импульсных напряжений в ударе, первый вывод которого соединен с первым выводом второго разрядника, второй вывод которого подключен к первым контактам четвертого и третьего резисторов, общей шине устройства и к первому контакту второго вспомогательного выключателя, второй контакт которого соединен с второй клеммой для подключения объекта контроля, которая соединена с первым выводом третьего конденсатора, первым выводом четвертой катушки индуктивности, первым выводом третьей катушки индуктивности, второй вывод которой соединен с первым контактом пятого резистора, второй контакт которого соединен с вторым выводом заряженного конденсатора, второй вывод четвертой катушки индуктивности соединен с первым выводом четвертого конденсатора, второй вывод которого подключен к второму контакту четвертого резистора и второй вывод третьего конденсатора соединен с вторым выводом третьего резистора.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство для испытания высоковольтных выключателей на отключающую способность содержит источник 1 тока пониженного напряжения, первую катушку 2 индуктивности, включающее устройство 3, первый конденсатор 4, первый резистор 5, первый вспомогательный выключатель 6, объект 7 контроля, второй конденсатор 8, второй резистор 9, вторую катушку 10 индуктивности, первый разрядник 11, заряженную конденсаторную батарею 12, второй вспомогательный выключатель 13, третий конденсатор 14, третий резистор 15, четвертую катушку 16 индуктивности, четвертый конденсатор 17, четвертый резистор 18, третью катушку 19 индуктивности, пятый резистор 20, заряженный конденсатор 21 и второй разрядник 22.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии контакты включающего устройства 3 разомкнуты, а первого 6 и второго 13 вспомогательных выключателей и объекта контроля 7 замкнуты. В момент замыкания контактов включающего устройства 3 через контакты объекта контроля и вспомогательных выключателей начинает проходить ток промышленной частоты. Контакты объекта контроля размыкаются в момент времени, определяемый необходимой длительностью горения дуги, а контакты вспомогательных выключателей - в области предпоследнего перехода тока через нуль. За время, несколько меньшее длительности полупериода колебаний тока, определяемой величинами емкости заряженной конденсаторной батареи 12 и индуктивности второй катушки 10 индуктивности, до последнего перехода тока промышленной частоты через нуль срабатывает первый разрядник 11. Через контакты первого вспомогательного выключателя 6 начинает протекать встречно направленный ток, связанный с разрядом заряженной конденсаторной батареи 12. При переходе результирующего тока в этом выключателе через нуль дуга в нем гасится, а объект контроля 7 и второй вспомогательный выключатель 13 переводятся в цепь, в которой напряжение определяется напряжением источника тока пониженного напряжения и напряжением заряженной конденсаторной батареи 12, а индуктивность равна сумме индуктивностей первой 2 и второй 10 катушек индуктивности. Так как это напряжение в несколько десятков раз превышает падение напряжения на дуговых промежутках объекта контроля 7 и второго вспомогательного выключателя 13, то искажением тока отключения можно пренебречь, а условия испытания при подходе тока к нулю в объекте контроля считать эквивалентными по отношению к реальным условиям его работы в сети. При переходе тока в объекте контроля и втором вспомогательном выключателе через нуль дуга в них гасится и на контактах начинает восстанавливаться напряжение, форма которого регулируется величинами сопротивлений первого 5 и второго 9 резисторов и емкостей первого 4 и второго 8 конденсаторов. Так как второй вспомогательный выключатель 13 шунтирован третьим конденсатором 14, последовательно соединенным с третьим резистором 15, а контакты объекта контроля не зашунтированы, то практически все восстанавливающееся напряжение оказывается приложенным к контактам объекта контроля. По достижении восстанавливающимся напряжением 70-80% максимальной величины срабатывает второй разрядник 22 и начинается процесс разряда заряженного конденсатора 21. В результате происходит дальнейшее восстановление напряжения до заданной условиями испытания величины. Форма этого напряжения регулируется третьим 15, четвертым 18 и пятым 20 резисторами, третьим 14 и четвертым 17 конденсаторами, третьей 19 и четвертой 16 катушками индуктивности.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает более высокую надежность испытаний за счет существенного повышения испытательных значений восстанавливающихся напряжений при значительно меньших энергиях, сосредоточенных в заряженных конденсаторах, и облегченных условиях работы второго вспомогательного выключателя, третьей и четвертой катушек индуктивности.

Сущность изобретения: устройство содержит источник 1 тока пониженного напряжения, катушки 2, 10, 13 и 18 индуктивности, резисторы 5, 7, 9, 12, 14, и 21, конденсаторы 4, 6, 8, 11, 19 и 20, управляемые разрядники 22 и 23 с соответствующими связями. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ НА ОТКЛЮЧАЮЩУЮ СПОСОБНОСТЬ, содержащее источник тока пониженного напряжения, клеммы для подключения объекта контроля, первая из которых соединена с первым контактом первого вспомогательного выключателя, второй контакт которого соединен с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с первым контактом первого резистора, второй контакт которого подключен к общей шине устройства и к первому выводу источника тока пониженного напряжения, второй вывод которого соединен с первым выводом первой катушки индуктивности, второй вывод которой соединен с первым контактом включающего устройства, второй контакт которого соединен с первым выводом первого конденсатора, первая клемма для подключения объекта контроля соединена с первым контактом второго резистора и первым контактом катушки индуктивности, второй контакт которой соединен с первым контактом первого разрядника, второй контакт которого соединен с первым выводом заряженной конденсаторной батареи, образующей с второй катушкой индуктивности колебательный контур, второй вывод которой соединен с вторым выводом первого вспомогательного выключателя и первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого соединен с вторым контактом второго резистора, второй вспомогательный выключатель, третий резистор, третий конденсатор, второй разрядник, третью катушку индуктивности, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности испытания за счет повышения испытательных значений восстанавливающегося напряжения, в него введены четвертый и пятый резисторы, четвертая катушка индуктивности, четвертый конденсатор, заряженный конденсатор, представляющий собой емкость генератора импульсных напряжений в ударе, первый вывод которого соединен с первым выводом второго разрядника, второй вывод которого подключен к первым контактам четвертого и третьего резисторов, общей шине устройства, и к первому контакту второго вспомогательного выключателя, второй контакт которого соединен с второй клеммой для подключения объекта контроля, которая соединена с первым выводом третьего конденсатора, первым выводом четвертой катушки индуктивности, первым выводом третьей катушки индуктивности, второй вывод которой соединен с первым контактом пятого резистора, второй контакт которого подключен к второму выводу заряженного конденсатора, второй вывод четвертой катушки индуктивности соединен с первым выводом четвертого конденсатора, второй вывод которого подключен к второму контакту четвертого резистора, второй вывод третьего конденсатора соединен с вторым выводом третьего резистора.