Устройство для защиты контактной сети от повреждений высоким напряжением Советский патент 1985 года по МПК H02H9/06 

4 СО СО 4:: О5

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, в частности, на станциях стыкования тяговых сетей различных родов тока в схемах защиты высоковольтного оборудования постоянного тока от повреждений высоким напряжением переменного тока.

Известно, что при появлении на фидере контактной сети постоянного тока перенапряжений или переменного напряжения выше установленного уровня происходит пробой искрового промежутка вентильного разрядника, как правило, одного из нескольких комплектов высоковольтной защиты станций стыкования, что вызывает поджигание и пробой на корпус защитного искрового промежутка рогового разрядника, сопровождающийся коротким замыканием на фидере контактной сети и отключением фидера быстродействующим выключателем на тяговой подстанции 1.

Наиболее близким к изобретению, по технической сущности является устройство Для фиксации срабатывания соответствующего комплекта, содержащее размещенные в металлическом щкафу элементы защиты, подключенные через разъединитель к фидеру контактной сети, а посредством провода заземления к тяговому рельсу, у которого между рогом защитного искрового промежутка и металлическим корпусом щкафа включено токовое реле, фиксирующее срабатывания защитного искрового промежутка 2.

При появлении перенапряжения и пробое защитного искрового промежутка в одном из подключенных к фидеру комплектов известное устройство фиксирует протекание тока к.з. и с помощью контактов упомянутого токового реле замыкает цепь включения сигнализации на табло дежурного по парку стыкования.

В случае успешного восстановления изоляции между электродами искровых промежутков после съема перенапряжения и включения от (автоматического повторного включения (АПВ) выключателей обесточенного при к.з. фидера, дежурный фиксирует в журнале номер сработавшего комплекта защиты.

Однако в результате пробоя изоляции или нарушения регулировки зазоров искровых промежутков в эксплуатации часты случаи устойчивых коротких замыканий между высоковольтными элементами защиты и заземленным корпусом ее шкафа. При этом отключаются и блокируются выключатели фидеров не только постоянного, но и переменного тока, в результате чего весь парк стыкования станции остается без питания. Токовое реле в цепи искрового промежутка в таких случаях, как правило, щунтировано дугой к.з. и сигнализация дежурному о месте повреждения в парке стыкования станции не поступает. Поиск мест повреждений при этом .затруднен тем, что они происходят внутри щкафов без видимых для персонала признаков. Дежурный парка стыкования вынужден вести поиск места к.з.

путем пешего обхода станции и всех пунктов группировки, вблизи которых установлены щкафы, ориентируясь, в основном, на следы запаха гари. Попытки ускорить поиск места короткого замыкания принудительным включением выключателей приводит к расширению объема повреждений. Эти недостатки приводят к длительным перерывам питания тяговой сети станции и, как следствие, длительным задержкам поездов.

Цель изобретения - обеспечение отключения защиты при замыкании элементов устройства на корпус.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты контактной сети от повреждений высоким напряжением, содержащее включенные параллельно между фидером и землей вентильный разрядник с резистором и защитный искровой промежуток с включенным между ними трансформатором запала, подключенные через разъединитель к фидеру контактной сети,

а также реле заземления, один вывод которого подключен к рогу защитного искрового промежутка, замыкающий контакт которого установлен в цепи реле сигнализации, дополнительно снабжено реле напряQ жения с добавочным резистором, подключенными между высоковольтным вводом устройства и его корпусом, а также токовым реле заземления, включенным в рассечку вновь проложенного провода защитного заземления корпуса устройства на тяговый рельс, причем размыкающий контакт вновь введенного реле напряжения включен в цепь питания привода разъединителя, а замыкающий контакт вновь введенного токового реле заземления включен в цепь питания промежуточного реле, замыкающий

0 контакт которого включен последовательно в цепь питания привода разъединителя, кроме того, корпус устройства изолирован от земли, а второй вывод реле заземления подключен к проводу, проложенному

j изолировано от корпуса и подключенному непосредственно к тяговому рельсу.

На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - схема управления моторным приводом разъединителя.

Устройство содержит разрядник 1 с добавочным линейным резистором 2, искровой защитный промежуток 3 с вспомогательным поджигающим электродом 4, трансформатор 5 запала разделительный конденсатор 6, сглаживающий конденсатор 7, реле 8 напряжения с добавочным резистором 9, провод рабочего заземления с реле 10 заземления в его рассечке, размещенных внутри металлического корпуса 11, установленного на опорных изоляторах 12.

Указанные элементы защиты подключены через разъединитель 13 с моторным приводом к фидеру 14 контактной сети, а посредством провода 15 защитного заземления к тяговому рельсу 16. В рассечку провода защитного заземления включена катушка токового реле 17 заземления. Провод 18 рабочего заземления с реле 10 заземления в его рассечке изолирован от металлического корпуса щкафа и земли и подключен непосредственно к тяговому рельсу 16. Размыкающие контакты 19 реле напряжения и замыкающие контакты 20 промежуточного реле 21 включены в схему управления 220 В электродвигателя 22 моторного провода разъединителя. Катушка промежуточного реле 21 подключена замыкающим контактом 23 реле заземления и собственным контактом 24 к щине +110 В. Замыкающие контакты 25 и 26 реле 10 и реле 17 включены соответственно в цепи катущек промежуточных реле 27 и 28 сигнализации. В щину +110 В включена кнопка 29 деблокировки. Схема автоматического отключения комплекта защиты подключена к независимому источнику электропитания.

Устройство работает следующим образом.

При появлении в контакной сети фидера 14 перенапряжения, вызванного, например, заездом токоприемника электропривода на секционный изолятор и подачей переменного напряжения 27 кВ на секцию постоянного тока с напряжением 3,3 кВ, происходит нормальное срабатывание комплекта защиты с пробоем защитного искрового промежутка 3 и протеканием сопровождающего тока короткого замыкания, через сигнальное реле 10 и провод 18 рабочего заземления в тяговый рельс, минуя металлический корпус 11 щкафа. Реле 10 заземления замыкает свой контакт 25 в цепи промежуточного реле 27 сигнализации, срабатывание которого, в свою очередь, приводит к замыканию цепи звонка и сигнальной лампы на дежурном пункте. Одновременно защитой от токовой короткого замыкания отключаются выключатели фидеров постоянного и переменного тока подстанции, после чего электрическая дуга на искровом промежутке 3 гаснет, а отключившиеся выключатели успещно включаются от действия АПВ, восстанавливая нормальное электроснабжение фидеров к сети.

При появлении перенапряжения в контактной сети фидера 14 н пробое изоляции одного

из элементов комплекта высоковольтной защиты на корпус щкафа, например, в точке К аварийный ток протекает в тяговый рельс через провод 15 защитного заземления и токовое реле 17 заземления. Реле срабатывает и замыкает свой контакт 23 в цепи промежуточного реле 21, которое сработав, в свою очередь, замыкает свои контакт 20 в цепи электродвигателя моторного привода, контакт 24 в цепи самоподхвата и контакт 26 в цепи реле 28 сигнализации.

0 Короткое замыкание в точке К вызывает отключение быстродействующего выключателя фидера постоянного тока подстанции и выключателя фидера переменного тока, если причиной к.з. в точке К явилось попадание

5 напряжения 27 кВ. При отключении выключателей снимается напряжение с фидера 14 и реле 8 напряжения обесточивается, замыкая контакт 19 в цепи электродвигателя 22 моторного привода. Моторный привод приводит в действие разъединитель 13,

0 которым, за время отсутствия на фидере 14 напряжения, отключается поврежденный комплект защиты, о чем поступает сигнал на щит дежурного.

После успешного отключения разъедини5теля 13 цепь питания электродвигателя размыкается его собственными контактами, а отключившиеся выключатели фидеров подстанции успешно включаются от действия АПВ. После считывания информации дежурный нажатием кнопки 29 деблокировки

0 обесточивает, промежуточное реле 21 поврежденного комплекта защиты.

Преимуществом предлагаемого устройства является селективное отключение лишь поврежденного комплекта высоковольтной защиты станции стыкования.

Внедрение устройства позволит исключить случаи прекращения электроснабжения тяговых потребителей станций стыкования при повреждениях в щкафах ЗСС, так как отделение их происходит в бестоковую паузу за время (5-6 с) действия АПВ фидеров подстанций, снизить износ выключателей из-за многократных повторных включений их на необнаруженное место короткого замыкания и предотвратить расщирение объемов термических разрушений в самом месте повреждения и ликвидировать непроизводительную трату времени на поиск мест повреждений, так как отключение каждого комплекта защиты фиксируется своим реле сигнализации с подачей звукового и светового сигналов на дежурном пункте.

1

25

/

j6

22

27

Q

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ОТ ПОВРЕЖДЕНИЙ ВЫСОКИМ НАПРЯЖЕНИЕМ, содержащее включенные параллельно между фиде ром и землей вентильный разрядник с резистором и защитный искровой промежуток с включенным между ними трансформатором запала, подключенные через разъедините ль к фидеру контактной сети, а также реле заземления, один вывод которого подключен к рогу защитного искрового промежутка, замыкающий контакт которого установлен в цепи реле сигнализации, отличающееся тем, что, с целью обеспечения отключения защиты при замыкании элементов устройства на корпус, оно дополнительно снабжено реле напряжения с добавочным резистором, подключенными между высоковольтным вводом устройства, и его корпусом, а также токовым реле заземления, включенным в рассечку вновь проложенного провода защитного заземления корпуса устройства на тяговый рельс, причем размыкающий контакт вновь введенного реле напряжения включен в цепь питания привода разъединителя, а замыкающий контакт вновь введенного токового реле заземления включен в цепь питания промежуточного реле, замыкающий контакт которого включен последовательно в цепь питания привода разъединителя, кроме того, корпус устройства изолирован от земли, а второй вывод реле заземления подключен к проводу, проложенному изолировано от корпуса и подключенному непосредственно к тяговому рельсу. . д