Гибридный аппарат переменного тока Советский патент 1983 года по МПК H01H9/30 

Изобретение относится к элекгричеоКИМ аппаратам, в частности к гибридным устройствам, позволяющим повысить безопасность, надежность и срок спужбы электрических аппаратов. Известен гибридный аппарат (электри ческий выкпючатепь), содержащий контактную систему и бесконтактный комму татор, причем бесконтактный коммутатор подключен параллельно разрыву контактной системы Ul. Недостатком данного устройства явля ется низкая устойчивость к току к.з. в режиме включения. Включение тока можно производить следующими способами. По первому способу сначала включается контакт, а затем бесконтактный ключ, в этом случае может произойти сваривание контакта, выгорание контакта при отскоке и повреждение бесконтактных приборо при перетекании тока к.з. из. цепи контак та в цепь шунтирующих полупроводниковых приборов. По второму способу сначала включается бесконтактный коммутатор, а затем контакт, в этом случае может произойти (при прэвышении токов : к.з. допустимого тока через полупроводниковые приборы) повреждение бесконтактного коммутатора. По третьему способу включение производят контактом, -, недостатки аналогичны первому способу. Известно устройство, содержащее кон тактную систему, бесконтактный кпюч, представляющий собой встречно-паралпел но включенные силовые попупроводнйковые тиристоры, и резистор, причем последовательно соединенные бесконтактны ключ и резистор подключены параллельно разрыву .контактной системы 2. Недостатком этого устройства являет ся ухудшение процесса дугогашения при отключении тЬка. Так, например, при г ограничении тока к.з. через полупроводниковые приборы (тиристоры) на уровне 2200 А необходимо установить ограничительный резистор величиной В этом случае при отключении гибридным аппаратом тока более 10О А падение напряжения н ограничительном резисторе составляет 10 В, т.е. не выполняется условие гаше ния дуги между расходящимися контактами: ир, аэ ф - фазное напряжение источника переменного тока, Un3 мини.шльное напряжение дугообразования (составляет величину 8-20 В .в зависимости от материала контакта). При отключении тока менее 100 А также ухудшается процесс дугогашения, так как продолжительность горения дуги между расходящимися контактами, определяемая временем полного перетекания тока из цепи контакта в шунтирующую цепь, обратно пропорционапьна падению напряжения в шунтирующей контактной i цепи. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство, в котором параллельно контакту включены коммутационный элемент, состоящий из поспедовательнб соеаиненных импульсного конденсатора, коммутируй щего тиристора и катушки быстродействующего механического привода, и бёоконтактный коммутатор З. Недостатком данного устройства я&ляется низкая устойчивость к току к.з. в режиме включения. Цель изобретения -. повышение надежности работы устройства.. ; Указанная цель достигается тем, что в гибридном аппарате переменного тока, содержащем главные контакты, коммута-. ционную цепь, состоящую из последовательно соединенных предварительно заряжаемого конденсатора, коммутирующего i тиристора и катушки быстродействующего механического привода, и бесконтактный ключ, последний выполнен в виде диодного моста, в диагональ которого по постоянному току включены последова-, тельно соединенные тиристор и резистор, причем коммутационная, цепь подключена параллельно указанной последовательной цепи, содержащей тиристор и резистор, а диодный мост подключен параллельно главным контактам. На чертеже приведена электрическая схема гибридного аппарата переменного тока. Устройство содержит главные контакты 1, коммутационный элемент, состоящий из последовательно соединенных катушки быстродействующего механического привода 2, предварительно заряженного конденсатора 3 и коммут.ирующего тиристора 4, диодный мост, состоящий из диодов 5-8, тиристор 9 и резистор 10. В режиме включения устройство работает следующим образом. Включается тиристор 9, и ток протекает через бесконтактный ключ. Величина тока при включении к.з. ограничивается резистором 10 на уровне допустимого тока полупроводниковых приборов 5-9 и бесконтактного ключа. В цепи нагрузки может устанавливаться любой защитный аппарат.Например, при пренебреже- НИИ сх 11ротивпением контура к.з. и иопользованием тиристора Т-5О согласно справочным данным тиристор Т-5О может в течение 40 мс допускать ток аварийной перегрузки 500 А; согласно ТУ16.522,028-74 на автоматические выкшочатепи (например, последовательно в цепь нагрузки включен автоматический выключатель типа А37ОО) максимальное время срабатывания в зоне к.з. не превышает 40 мс; величина резистора R равна и 2.го R « О,44 Ом. Контакт К замыкается через максимально возможное время срабатывания защитного аппарата в зоне к.з. (для нашего случая 40 мс). В режиме отключения номинального (рабочего) тока устройство работает еледующим образом. Подается сигнал включения коммутирующего тиристора 4, при этом емкость 3 разря тается через катушку быстродействующего механического привода и диоды мостового выпрямителя. Под действием быстродействующего механического привода контакт 1 начинает размыкаться. При возшквовенви дугового разряда ток перетекает в шунтирующую контакт цепь, поо ле полного перетекания тока дуговой разряд прекращается. Минимальное время го рения дуги в этой схеме будет при выпоп нени.: условия: ток перезаряда конденсатора в момент появления дугового разряда между расходящимися электродами отключаемого тока. При неызшолнении указанного условия время горения дуги увеличивается приблизительно на промежуток времени от момента возникновения дугового разряда до момента выполнения указанного условия. Обязательным условием работы предлагаемого устройства является восстановление электрической прочности межконтактного промежутка к моменту второго равенства (по мере уменьшения тока перезаряда кондесагора 3, близкого по форме синусоидальному) тока перезаряда конденсатора отключаемому току. В режиме отключения тока тиристор 9 закрыт, и, следовательно, резистор не ухудшает процесс дугогашения по сравнению с устройством С23. Таким образом, выполнение гибридного аппарата переменного тока согласно изобретению позволяет повысить устойчивость гибридного аппарата к току к.з. в режиме включения, не ухудшая при этом процесс дугогашения при отключении тока быстродействующим гибридным аппаратом, в котором процессы формирования момента силы механического привода и запирания шунтирующего контакта бесконтактного ключа связаны одним циклом.

ГИБРИЙНЫЙ АППАРАТ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий гпа&ные контакты, коммутационную цепь, состоящую из посяедоватепьно соёднневяых предварительно зар«1жаем яч конденсатора, кошлутирующетч) тиристора и катушки быстродействующего привода, и бесконтактный ключ, о т п и ч а |о щ и и- с я тем, что, с цепью повышения иаде) ности работы устройства, бесконтштный ключ вьшопнен в виде диодного моста, в Диагональ которого по постоянному Вкшочены последовательно соединенные тиристор н резистор, причем коммутационная цепь подключена параппепьно указанной последовательной neim, содер,жащей тиристор н резнстрр, а диодный МОСТ подключен параллельно пювиым контактам.