ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК H01H33/66 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к аппаратам высокого напряжения.

Известен выключатель, предназначенный для отключения тока, и конструктивно выполненные отдельно от него высоковольтные трансформаторы тока и токовое реле защиты [1].

Недостатками такого выключателя являются низкая функциональность и большие габариты ячеек КРУ, построенных на основе таких выключателей.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является выключатель высокого напряжения [2].

Данный выключатель состоит из выполненных в единой конструкции собственно трехполюсного вакуумного выключателя датчиков тока, устройства управления выключателем и токового реле защиты, причем последнее питается от датчиков тока.

Датчики тока расположены в трех фазах на вводных шинах выключателя и представляют собой трансформаторы тока с кольцевыми магнитопроводами, сквозь которые проходят соответствующие вводные шины выключателя, образующие первичные обмотки соответствующих трансформаторов тока, а вторичные обмотки намотаны поверх соответствующих кольцевых магнитопроводов.

Недостатком такого датчика тока является то, что его собственная изоляция должна выдерживать полное напряжение на вводе выключателя, что увеличивает диаметр кольцевого магнитопровода, а также необходимость увеличения сечения магнитопровода при работе с большими кратностями тока. Все это приводит к увеличению массогабаритных показателей датчика тока и всей конструкции выключателя.

Цель изобретения - уменьшение массогабаритных показателей выключателя высокого напряжения.

Цель достигается тем, что в известном выключателе высокого напряжения, представляющем собой единую конструкцию с устройством управления выключателем, токовым реле защиты и датчиками тока, расположенными на вводе выключателя, причем устройство управления выключателем и токовое реле защиты питается от датчиков тока, магнитопроводы каждого из датчиков тока выполнены из двух П-образных частей, первые из которых расположены с внутренней высокопотенциальной стороны диэлектрического корпуса выключателя, а вторые - с внешней низкопотенциальной, причем первичные обмотки каждого из датчиков тока образованы соответствующей вводной шиной выключателя, проходящей между первой частью соответст- вующего магнитопровода и внутренней высокопотенциальной стороной диэлектрического корпуса выключателя, а вторичные обмотки каждого из датчиков тока намотаны поверх вторых частей соответствующих магнитопроводов.

Сущность изобретения заключается в том, что в заявленном техническом решении применен в качестве датчика тока линейный трансформатор тока с магнитопроводом, имеющим два одинаковых зазора, сквозь которые проходит диэлектрический корпус выключателя, причем первичная обмотка датчика тока образована вводной шиной выключателя и расположена на внутренней высокопотенциальной стороне корпуса выключателя, а вторичная обмотка намотана поверх магнитопровода на внешней низкопотенциальной стороне корпуса выключателя, что позволяет уменьшить массогабаритные показатели за счет использования естественной изоляции корпуса выключателя и обеспечить работу с большими кратностями тока без дополнительного увеличения сечения магнитопpовода за счет применения трансформатора тока с зазором.

Заявленное техническое решение соответствует критериям "Новизна" и "Существенные отличия", так как отличительные признаки изобретения не являются общими с признаками прототипа и не встречаются среди известных выключателей высокого напряжения.

На чертеже изображен предлагаемый выключатель высокого напряжения.

Выключатель высокого напряжения состоит из диэлектрического корпуса 1, вакуумной камеры 2, устройств управления выключателем 3, токовым реле 4 защиты, отходящей шины 5, вводной шины 6, охватывающей П-образный магнитопровод 7 датчика 8 тока, вторичная обмотка 9 которого намотана поверх второго П-образного магнитопровода 10 датчика 8 тока.

Привод, опорные изоляторы, другие полюса выключателя для простоты не показаны.

Работа устройства происходит следующим образом.

При протекании тока по вводной шине 6 выключателя, на внутренней обмотке 9, работающей в режиме холостого хода, наводится ЭДС Е₂, пропорциональная току первичной обмотки, образованной вводной шиной 6 (Чернобровов Н.В. Релейная защита. Учебное пособие для техникумов. М.: Энергия, 1974, с. 113).

При возникновении короткого замыкания на отходящих шинах 5 выключателя высокого напряжения увеличение наведенной ЭДС Е₂ приводит к срабатыванию токового реле 4 защиты, контакты которого с помощью устройства управления выключателем 3 производят отключение выключателя высокого напряжения.

Простейшая оценка по закону полного тока показывает, что при стандартной толщине корпуса выключателя высокого напряжения 10 мм линейность преобразования первичного тока в напряжение на вторичной обмотке сохраняется до значения тока на вводе 16 кА.

Испытания опытного образца выключателя высокого напряжения показали, что взаимное влияние токов соседних фаз приводит к погрешности измерения тока не более 0,3%.

По сравнению с датчиком тока, применяемым в выключателе высокого напряжения типа Auto. V, в заявленном техническом решении датчик тока имеет вдвое уменьшенную массу и в 2,5 раза меньший диаметр.

Использование: в аппаратах высокого напряжения. Сущность: в выключателе высокого напряжения, представляющем собой единую конструкцию с устройством управления выключателем, токовым реле защиты и датчиками тока, магнитопроводы каждого из датчиков тока выполнены из двух П-образных частей, первые из которых расположены с внутренней высокопотенциальной стороны диэлектрического корпуса выключателя, а вторые - с внешней низкопотенциальной, причем первичные обмотки каждого из датчиков тока образованы соответствующей вводной шиной выключателя, проходящей между первой частью соответствующего магнитопровода и внутренней высокопотенциальной стороной диэлектрического корпуса выключателя, а вторичные обмотки каждого из датчиков тока намотаны поверх вторых частей соответствующих магнитопроводов. 1 ил.

ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий диэлектрический корпус с устройством управления выключателем, токовым реле защиты и датчиками тока, причем устройство управления выключателем и токовое реле защиты соединены с датчиками тока, выполненными из магнитопроводов с обмотками, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массогабаритных показателей, магнитопроводы каждого из датчиков тока выполнены из двух П-образных частей, первые из которых расположены с внутренней высокопотенциальной стороны диэлектрического корпуса выключателя, а вторые - с внешней низкопотенциальной, причем первичные обмотки каждого из датчиков тока образованы соответствующей вводной шиной выключателя, проходящей между первой частью соответствующего магнитопровода и внутренней высокопотенциальной стороной диэлектрического корпуса выключателя, а вторичные обмотки каждого из датчиков тока намотаны поверх вторых частей соответствующих магнитопроводов.