Способ отключения аварийного тока Советский патент 1984 года по МПК H01H9/30 

Изобретение относится к способам отключения аварийного тока в низковольтных электрических сетях, в част ности к способам отключения аварийного тока в устройствах защиты полупроводниковых преобразователей, Известен способ отключения аварий ного тока, при котором размз1ка от кон такты выключателя5 а магнитное поле для перемещения дуги в дугогасиуельной камере обеспечивают при поцощи постоянных магнитов I 5. Недостатком данного способа явля ется то„ что при его реализшщи-защитный аппарат Становится поляризованным н неправильное его В1шючение как и изменение направления тока, мо жет привести к аварии с Устранение этого недостатка приводит к значительному усложнению конструкции аппа рата, Известен также способ отключения аварийного тока аислючателем, при котором размыкают контакты выключателя j а гашение дуги на них осуществляют магнитньм полем дь.тогасительной катушки, в1шюченной последовательно с контактаьм С 2. Быстродействие и уровень токоогра :ш.чения в данном случае зависят от напряженности магнитного яоля, т,е от количества витков дугогаситель ыой катушки и величины тока,Для повышения напряженности мапштноро поля, особенно при малых отключав1УЫХ токах, приходится применять дуто гасительную катушку с, большим количеством витков, обтекаег- ую но щнальньм током аппарата, Сечекие ее витков должно соответствовать этому току 5что приводит к большому расходу меди и значительным габаритам. Наиболее близким к предлагаемомпо технической су 1щости является способ отключения аварийного тока выклшчателем,; содержащим главные -конта ты и шунтир-ующую их цепь состоящую из последовательно соед 1ненньж дуго сительной катушки и вспомогательног ключа, при котором вначале размьжаю главные контакты, а затем вспомог тельяый ключ. Перемещение дуги с ко тактов вспомогательного юхюча в в-ут гасительную камеру происходит под дей ствием магнитного поля дугогаситель ной катушки, обтекаемой током вспом гательного ключа Сз о 452 Известный способ обеспечивает сравнительно малые габариты дугогасительной катушкиS поскольку вре1-1я протекаггия тока через нее ограничено. К недостаткам его относятся сравнительно низкие быстродействие, к уровень,, токоогранкчения вьп лючаталя5. осуществляющего данный способ, что объясняется задержкой движегтя дуги на время перетекания тока из главных контактов в птунтируксдую цепь,Напряженность магнитного поля дзгогасительнрй катушкиS необходимая для быстрого гашения дуп-ц также -.f мояеет быть увеличена путем понытения числа витков,; поскольку при зтом растет индуктивность катушки и,следовательно-, увеличивается перетекания тока вплоть до устойчивой дуги ка главных контактах. Цель изобретения повышение быстродействия и уровня токоогра-. ничення. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу отключения аварийного тока выключателем, содержащим главные контакты и шунтиРЗющую их цепь состоящую из последовательно сое.даненных дугогасительной катушто и вспомогательного ключа, при котором вначале размыкают главные контакты., а затем - вспомогаэбльный шюч, магнитное поле дугогасятельяой катушки концентрируют в области главных контактов дпя гашения дуги на них, а ток шунтирующей цепи ограничивают до ми1-шмальной велиж нЫв обеспе швающей требуемую напряженность магнитногс. ,поля., причем раз:мыкаюр этот ток вспомогательным ключом после гашения дуги на главных контактах. Именно концентрация магнитного поля дугогасительной катушки в области главных контактов для гашения ду- ги на. них5 ограничение тока шунтиру-ющей цепи дс минимальной величины, обеспечивающей требуемую напряженность магнитного поля, и размыкаш-ie этого тока вспомогательным ключом без дуги позволяют повысить бьгстродействие и уровень токоограничения, На чертеже приведена одна из схем быстродействуЮ)Це го токоо граничиваю,щ&го выключателя 5 реализующего предлагаег-мй способ, Шключатепь содержит главные контакты 1 с быстродействугощи1М приводом

2, дугогасительную камеру 3 и включенную параллельно главным контактам цепь из последовательно соединенных дугогасительной катушки 4, ограничительного резистора 5 и вспо могательного ключа 6, Функциональная связь всех узлов схемы осуществляется блоком 7 зашиты и управления в состав которого входят датчики тока,

Дпя размыкания тока в шунтирующей цепи без дуги в илкпкмателе переменного тока в качестве вспомогательного ключа 6 может &)1ть использован симистор или два встречно-па- раллельно включенных тиристора, в выключателе постоянного тока - тиристор с узлом принудительной коммутации.

Предлагаемый способ осуществляют следуюпдам образом.

При включении выключателя, т.е. при поступлении сигнала включекия на вход блока 7, замыкаются главные контакты .

При подаче на вход блока 7 дистанционного сигнала отключения или при формировании аварийного сигнала отключения в самом блоке с его выхода поступает сигнал на привод 2 для раз мыкания главных контактов 1 и одновременно сигнал на включение полупро водникового ключа 6. При размыкании главных контактов под действием снимаемого с них напряжения создается ток в цепи дугогасительной катушки 4, обеспечивая перемещение дуги в дугогасительной ;камере 3. После гашения дуги полупро водниковый ключ б разьмкается. Резистор 5 служит для ограничения тока в шунтирующей цепи. В конструкции выключателя резистор 5 может отсутствовать, а функции ограничения тока в данном случае выполняет внутреннее сопротивление дугогасительной катушки, которая может быть выполнена, например, из нихрома. В пре.цлагаемом выключателе ток через дугогасительную катушку проте

кает только во время процесса отключения, поэтому сечение витков может быть значительно уменьшено, что позволяет увеличить напряженность магнитного поля (ампервитки катушки) до требуемой веттичины сравнительно малых габаритах.

Таютм образом, благодаря тому,что магнитное поле дугогасительной катушки концентрирует в области главных контактов ДПЯ гашения дуги Нй них, а ток шунтирующей цепи ограничивает до минимальной величины, обеспечивающей требуемую напряженность магнитного поля, причем размыкают этот ток вспомогательным ключом без дуга, удается повысить быстродействие и уровень токоограничения аппарата, реализующего предлагаемлй способ.

Изобретение можно использовать при разработке быстродействующих токе- ограничивающих выключателей дпя эаШ1Иты полупроводниковых преобразователей.

В качестве базового объекта для сравнения выбран способ отключения аварийного тока, реализующйся в быстродействующем токоограничивающем автоматическом выключателе серии А3700 (4 ) . Такой выключатель применяется для защиты преобразователей с номинальным током до 630 А. Быстродействие и уровень токоограничения этого выключателя в 3-5 раз ниже предлагаемого, что является причиной завышенного количества параллельно включенных полупроводниковых приборов в защищае1 влх гфеобразователях. Применение изобретения исключает данный недостаток. В связи с этим зконоьмческий эффект, достигаемый за счет уменьшения количества полупроводникоилх приборов в одном преобразователе, например на ток 630 А при применении -защитного выключателя, выполненного в соответствии с предлагае1 1м изобретением, ориентировочно составляет 800 руб. Выпуск таких выключателей составит около 1000 шт. в год.

СГОООБ ОТКЛЮЧЕНИЯ АВАРИЙНОГО ТОКА ВЫКЛЮЧАТЕЛЕМ,содержащим главные контакты и шунтирующую их цепь, состоящую из последовательно соед1нен№1х дугогасительной катушки и вспомогательного кточа, при котором сначала размякают главные контакты, a затем вспомогательный ключ, -отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и уровня токо-: ограничения, магнитное поле дугогасительной катувки концентрируют в области главных контактов дпя гашения дуги на них, a ток шунтирующей цепи -ограничивают до минимальной величины, обеспечивающей требуемую напряженность магнитного поля, причем раэнык от этот ток вспомогательным ключом после гашения дуги на главных контактах.