Устройство Казаряна для отключения переменного тока Советский патент 1983 года по МПК H01H9/30 

сл -:Н

Од

о 4 Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике пере менного тока высоковольтными коммут ционными аппаратами. Известно устройство отключения переменного тока, содержащее в кажд фазе вентиль с последовательно вклю ченным механическим контактом, зашунтированные механическим контактом f 1 . Однако в устройстве оба маханических контакта отключаются одновре менно и ненадежная деионизация контактных промежутков может привести к повторному зажиганию дуги. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, используемое для отключения переменного тока и содержащее в каждой фазе два последовательно заключенных механических контакта, один из которьтх зашунтирован вентил ной цепью 2 J, Однако известное устройство при относительно малой коммутационной мощности довольно громоздко и иенадежно. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повыш ние надежности. Поставленная цель достигается те что в устройстве для отключения переменного тока, содержащее два довательно включенных механических контакта, один из которых зашунтиро ван вентильной цепью, введены трети механический контакт, другая вентил ная цепь и токоограничивающий резис тор, причем третий механический кон такт включен последовательно с первыми двумя механическими контактами другая вентильная цепь и токоограни чительный резистор соединены лоследовательно и включены параллельно, последовательно соединенным первому и второму механическим контактам. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит механические контакты 1-3, вентильные цепи 4 и 5 и токоограничивающий резистор 6 Механические контакты 1-3 включены последовательно. При этом первый механический контакт зашунтирован вентильной цепью 4. Первый и второй механические контакты зашунтированы последовательной цепью, состоящей из токоограничивающего сопротивления б и цепочки вентилей 5, а третий механический контакт включен последовательно с ними. Устройство работает следующим образом, В непроводящий для вентильной цепи 4 полупериод тока все механические контакты 1-3 одновременно отключаются. В следующий полупериод ток течет по цепи, состоящей из вештильной цепи 4, второго механического контакта 2 и третьего механического контакта 3. Время одного полупериода достаточно для деонизации промежутка первого механического контакта 1. В следующий полупериод ток течет по цепи третьего механического контакта 3, токоограничивающего сопротивления 6 и цепочки вентилей 5. После перехода тока через ноль его протекание по данной цепи исключается из-за обратного включения цепочки вентилей 5. Величину токоограничивающего сопротивления. 6 выбирают из условия бездугового разрыва (повторного пробоя) второго механического контакта 2. В общем случае токоограничиеающее сопротивление 6 комплексное. Рассмотрим восстанавливающее напряжение во втором механическом контакте 2. Для простоты не учитывают включенное последовательно с предлагаемым устройством активное сопротивление внешней сети. При относительно малой величине R токоограничивающего сопротивления можно пренебречь также емкостью, включенной параллельно второму механическому контакту 2. При этих условиях высокочастотные колебания отсутствуют. Напряжение, появляющееся на промежутке второго механического контакта 2 после перехода тока через , зависит только от отношения - г (где R - величина токоограничивающего сопротивления, а X - индуктивное сопротивление сети). При ,1 напряжение, появляющееся на данном промежутке, растет медленно и его максимум составляет только 12-15% от напряжения сети. Однако токоограничивающеа сопротивление 6 увеличивает полное сопротивление цепи только на 0,5% и, следовательно, не может заметно влиять на ток, проходящий через цепочку вентилей 5. По мере увеличения отношения - напряжение на втором механическом контакте растет относительно быстрее и максимум его увеличивается. Вместе с этим ограничивается ток, отключаемый третьим механическим контактом 3. При 10 напряжение на втором механическом контакте 2 растет относительно быстро, его максимум достигает приблизительно 90% от напряжения сети. Полное сопротивление при этом увеличивается приблизительно в 10 раз, следовательно, ток короткого замыкания уменьшается до 10% полного тока короткого замыкания. Когда - превышает критическое значение, процесс принимает колебательный характер и максимум восстанавливающегося напряжения превышает амплитуду напряжения сети. Токоограничивающее сопротивление такого порядка не оказывает желаемого действи и его оптимальная величина ограничивает кратность внутренних перенапряжений. Когда ток переходит через нул и течет через третий механический контакт 3, токоограничивающее сопротивление б и цепочку вентилей 5, на токоограничивающем сопротивлении 6 напряжение.растет приблизительно экспоненциально (в зависимости от . отношения -) . Это же напряжение приложено к вентильной цепи 4 и второму механическому контакту 2 (промежуток первого механического контак та 1 окончательно упрочнился). Вентильная цепь 4 с вторым контактом .2 как бы перекидывает ток на цепь токоограничивающего сопротивления 6 и цепочку вентилей 5 (в последней цепи сопротивление намного меньше, чем в параллельной). Обратное сопротивление вентильной цепи 4 постоянно и оценивается десятками кОм (для сетей 110 кВ). Сопротивление промежутка второго механического контакта 2 в течение 5-20 мкс после перехода тока через нуль сравнительно мало и растет приблизительно от 0,05 до 0,73 кОм. Интервал времени в 20 мкс достаточен для того, чтобы промежуток упрочнился. Далее сопротивление промежутка растет приблизительно экспоненциа тьно по известному закону (-R t/бгде Ом; tмкс. При t ЬО мкс, R 40 кОм время, т.е. в 4 раза больше, чем сопротивление вентильной цепи 4. Поэтому напряжение на вентильной цепи 4 в дальнейшем уменьшается. Например, при i 80 мкс на диод падает часть напряжения, а при 100 мкс - Y; часть. Исходя из этого, вентильную цепь по обратному .напряжению выбирают порядка 2-3,2 кВ, Этим существенно повышается надежность работы схемы и улучшаются ее параметры (отключаемый ток, напряжение) . Затем, когда ток течет по цепи токоогрдничивающего сопротивления 6, сдвиг фаз между напряжением и током в сети уменьшается до б, В последнем цикле отключения все напряжение сети прикладьшается к цепочке вентилей 5 и, когда, ток переходит через нуль на цепочке вентилей 5, напряжение в течение всего процесса коммутации не превышает 16 кВ. Приблизительно через 20 мкс упрочняется промежуток третьего механического контакта 3. Обратное сопротивление цепочки вентилей 5 приблизительно сотни и тысячи кОм. После упрочнения промежутка третьего механического контакта 3 напряжение сети прикладьшается к третьему механическому контакту 3. Ограничение тока и использование вентилей только в момент коммутации позволяет при данном токе короткого замыкания коммутировать значительно большие мощности. Использование предлагаемого устройства позволяет существенно повысить износоустойчивость контактов и устройства в целом.

Устройство для отключения переменного тока, содержащее два последовательно включенных механических контакта, один из которых зашунтирован вентильной цепью, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональные возможностей и повышения надежности, в него введены третий механический контакт, другая вентильная цепь и токрограничивающий резистор, причем третий механический контакт включен последовательно с первыми двумя механическими контактами, другая вентильная цепь и токоограничиваюищй резистор соединены последовательно и включены параллельно последовательно соединенным первому и второму механическим контактам. г (Л