Токоограничивающий гибридный выключатель Советский патент 1983 года по МПК H01H9/30 

Изобретение относится к низковол тным коммутационным аппаратам защиты электроустановок от токов коротк го замыкания - гибридным выключателям трехфазного переменного тока, в которых функции проведения и прерывания тока распределены соответст венно между контактами и шунтирующи ми их бесконтактными элементами. Известны различные типы токоогра ничивающих выключателей переменного тока (в дальнейшем выключателей). Известны контактные выключатели, характеризующиеся относительной про стотой и дешевизной ij . Недостатком выключателей являетс низкое быстродействие, что объясняе ся особенностями, свойственными кон тактным системам (инерционностью подвижных механизмов и процессов ду.гогашения) . Следствием их являются ухудшенные токоограничивающие свойств. Известны таюхе тиристорные выклю чатели с искусственной конденсаторной коммутацией. Данные выключатели обладают наиболее, эффективными токо ограничивающими свойствами 2j . Недостатками -выключателей являют ся увеличенные потери энергии во включенном состоянии (обусловленные неидеальностью ключевых свойств тиристоров) и как следствие ухудшение массо-габаритных показателей. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам является гибридный выключатель, содержащий главные контакты, зарлунтированные полупроводниковым ключом (встречно-параллельно включенными тиристорами).. Для повышения бЫстродействия такие выключатели могут быть снабжены приводом ускоренного отключения (преимущественно индукционнр-динамическим э ь Используемый здесь принцип естес венной коммутации;тиристоров (выклю чение при смене полярности тока нагрузки) ограничивает область применения данных выключателей ввиду низкого быстродействия (время выключения более полупериола колебаний напряжений сети) и, как следствие, отсутствия токоограничиваю1цих свойств. Цель изобретения - повышение быстродействия. Указанная цель достигается тем, что в токоограничивающий гибридный выключатель трехфазного переменного тока, содержащий силовые контакты, блок управления с приводом ускоренного отключения, преимущественно индукционно-динамическим, введены два трехфазных полупроводниковых короткозамыкателя, причем один из них установлен на входе и снабжен блоком принудительной коммутации, а другой - на выходе. Кроме того, полупроводниковый короткозамыкатель, установленный на выходе, также снабжен блоком принудительной коммутации. Полупроводниковые короткозамыкатели выполнены по мостовой схеме с тиристором в диагонали. На фиг. 1 представлена схема выключателя; на фиг. 2 - вариант реализации блока принудительной коммутации. Устройство содержит главные кон- , такты 1, трехфазные выпрямительные мосты 2 и 3, диод 4, тиристор 5, блок 6 принципиальной коммутации, блок 7 управления с приводом уско- ; ренного отключения, тиристоры 8 и 9 i блока принудительной коммутации, индуктивность 10, предвари тел ьн,о за- i ряжаемый конденсатор 11.. Элементы 2, 4, 6 образуют первый короткозамыкатель с принудительной ко1 1утацией, а 3, 5 - короткозамыкатель с естественной коммутацией. Принцип действия устройства по фиг. 1 состоит в следующем. В исходном состоянии главные контакты 1 замкнуты. При коротком замыкании в на -рузке и нарастании аварийного тока до величины уставки срабатывания выключателей одновременно выходы мостов 2 и 3 Закорачиваются (подачей управления на тиристоры 5 и 8) и подается управление н.а привод ускоренного отключения в бЛоке 7. Благодаря этому ток нагрузки из цепи с главными ко тактами 1 перетекает В цепь с диодами короткозамыкателей 2 и 3 и размыкание контактов происходит без плазменной электрической дуги отклю-: чения..: После деиониэации межконтактного промежутка и восстановления электрической прочности тиристор 8 в блоке 6 принудительно выключается, что достигается включением тиристора 9 и разрядом конденсатора 11 по цепи:. индуктивность 10, диод 4. Выключение тиристора 5, установленного на выходе короткоэамыкателя нагрузки, происходит при апериодическом спаде до нуля тока нагрузки под действием остаточной энергии. В тех случаях, когда это необходимо, для уменьшения длительности протекания тока в нагрузке при отключении выходной короткозамыкатель вЕйюлняется аналогично входному, т.е. с блоком принудительной коммутации . Особенностью предлагаемого гибридного выключателя является гальваническая развязка цепей источника и нагрузки.

Таким Образом, благодаря установ1ке в цепи с контактным аппаратом, бесконтактных короткозамыкателей преимущественно с принудительной ксдаплутацией достигается повьюгение

быстродействия аппарата (время от момента подачи команды, на привод ускоренного отключения до момента восстановления управляющих свойств главных контактов). .

10

Т

12 vy