Гибридный выключатель переменного тока Советский патент 1986 года по МПК H01H33/04 

1

Изобретение относится к электрическим низковольтным аппаратам, а именно ic быстродействующим вык;точа- телям переменного тока.

Целью изобретения является повыше ние надежности.

На фиг.1 приведена схема гибридного выключателя; на фиг.2 - то же, вариант исполнения.

Гибридный выключатель (фиг.1) содержит силовые контакты 1 и 2, за- шунтированные соответствующими диодами 3 и 4 и блок принудительной коммутации, выполненный на базе предварительно заряженного конденсатора 5 и тиристорного моста 6 - 9. .В данном выключателе применена избирательная коммутация, при которой алгоритм управления тиристорами в блоке принудительной коммутации зависит от полярности предкоммутацион- ного тока нагрузки.

В выключателе, схема которого приведена на фиг.2, применена неизбирательная коммутация, при которой алгоритм управления в блоке принудительной коммутации не зависит от полярности предкоммутационного тока нагрузки. Б отличие от схемь: на фиг. 1 блок принудительной комм:7та- ции содержит последовательно соединенные ключ, образованный из встречно-параллельно включенных тиристоров 10 и 11, предварительно заряженный конденсатор 5 и катушку 12 индуктивности.

Гибридный выключатель переменног тока (фиг.1) работает следующим образом.

При отключении тока нагрузки, например, с полярностью в момент коммутации, обозначенной на чертеже стрелкой, в первоначальный момент вводится в действие привод ускоренного синхронного размыкания силовых контактов 1 и 2 (не показан). Поскольку контакты 1 зашунтированы диодом 3, полярность схемного включения которого совпадает с полярностью коммутируемого в шлючателем тока, и падение напря/сения на диоде значительно меньше напряжения дуго- образования, то в рассматриваемом случае обеспечивается бездуговое размыкание контактов 1. Контакты 2 зашунтированы диодом 4, полярность схемного включения которого не совпадает с полярностью коммутируемого

25

2772401

выключателем тока, поэтому в рассматриваемом случае размыкание контактов 2 осуществляется с дугообра- зованием.

5 После деионизации и восстановления злектриче.ской прочности межконтактного промежутка в контактах 1 в схеме импульсы управления синхронно подаются на тиристоры 6 и 7. При 10 этом параллельно цепи, образованной из последовательно соединенных диода 3 и разомкнутых контактов 2, между которыми горит электрическая дуга, подключается предварительно заряжен- 15 ный конденсатор 5. Последнее приводит к принудительному запиранию диода 3 и гашению электрической дуги между контактами 2, В течение времени перезаряда конденсатора 5 до ну- 20 левого напряжения, когда диод 3 заперт, происходит деионизация и восстановление электрической прочности межконтактного промежутка в контактах 2. Выключение тиристоров 6 и 7 происходит после спада до нуля тока нагрузки, ограничиваемого по величине с помощью конденсатора 5.

Аналогичным образом осуществляется отключение гибридным выключателем 30 переменного тока наг-рузки противоположной полярности в предкоммутацион- ный период. Отличие в работе схемы в данном случае состоит в том, что синхронно вкх1ючаются тиристоры 8 и 9 35 для обеспечения бездуговой коммутации контактов 1.

Принцип действия выключателя (фиг.2) зависит от соотношений полярностей предкоммутационного тока 40 нагрузки и напряжения заряда метал- лобумажного конденсатора 5 в момент коммутации.

В случае совпадения указанных полярностей (полярность -тока обозна- 45 чена стрелкой, а полярность напряжения обозначена знаками плюс и минус без кружков) принцип действия выключателя, схема которого представлена на фиг.2,аналогичен ран.ее рас- 50 смотренному. В начальный момент коммутации здесь, как и в схеме на фиг.1, вводится в действие привод ускоренного синхронного размыкания контактов 1 и 2 (не показан), при 55 этом обеспечивается бездуговая коммутация контактов 1 и размыкание с дугообразованием контактов 2. После деионизации и восстановления электрической прочности межконтактного промежутка, т.е. с заданной задержкой во времени t относительно ввода в действие привода размыкания контактов, импульсы управления од- новременно поступают на тиристоры 10 и 11 (а не избирательно, как в схеме на фиг.1). При этом конденса - тор 5 подключается параллельно диоду 3, причем полярность напряже- ния на конденсаторе 5 оказывается запирающей для диода 3, в результате чего так же, как и в выключателе на фиг.1, происходит форсированное гашение дуги на контактах 2.

В случае несовпадения полярносте предкоммутационного тока нагрузки выключателя и полярности напряжения предварительного заряда конденсатора 5 (рассматривается случай поляр- ности тока, обозначенной пунктирной стрелкой, и полярности напряжения на конденсаторе, обозначенной знаками плюс и минус без кружков) переходной процесс в схеме отличен от ранее рассмотренного. Так при вводе в действие привода размыкания контактов обеспечивается бездуговое размыкание контактов 2, поскольку полярности коммутируемого тока и схемного включения диода 4 совпадают, и размыкание контактов 1 с дуго- образованием, поскольку полярности коммутируемого тока и схемного включения Диода 3 не совпадают. После подачи импульсов управления на тиристоры 10 и 11 с задержкой времени t „3 относительно момента начала коммутации на первом этапе коммутации конденсатор 5 перезаряжается че- рез катушку 12 индуктивности, диод 4, ионизированный межконтактный промежуток и тиристор 10. По окончании этапа колебательного перезаряда конденсатора полярность напряжения на конденсаторе становится противоположной (обозначена знаками плюс и минус в кружках) и запирающей для диода 4. На втором этапе коммутации диод 4 заперт и осуществляется пе- резаряд конденсатора током нагрузки, протекающим через тиристор 11, в течение времени деионизации и вос- становлени электрической прочности

межконтактного промежутка, т.е. аналогично схема на фиг.1 при отключении тока, полярность которого совпадает с полярностью схемного включения диода 4.

Формула изобретени

I. Гибридный выключатель переменного тока, содержащий в каждом полюсе первый и второй последовательно соединенные силовые контакты, общий привод, диоды, выход общего привода подключен к силовым контактам, параллельно каждому из которых включены соответственно первый и второй диоды, причем к средней точке между контактами диоды присоединены одноименными электродами, о т л и ч а нг щ и и с я тем, что, с целью повы- щения надежности, в каждый полюс выключателя дополнительно введен блок принудительной коммутации содержащий предварительно заряженный конденсатор,причем первый выход блока принудительной коммутации подключен к аноду первого диода, а второй выход указанного блока соединен с анодом второго диода.

I

2.Выключатель по п.1, о тл и чающийся тем, что блок принудительной коммутации вьтолнен в виде тиристорного моста, в первую диагональ которого включен указанный предварительно заряженный конденсатор, а вторая диагональ указанного моста подключена к выводам блока принудительной коммутации.

3.Выключатель по п.1, отличающийся тем, что блок принудительной коммутации выполнен в виде первого и второго тиристоров указанного предварительно заряженного конденсатора и катушки индуктивности, причем первый и второй тиристоры включены встречно - параллельно и образуют последовательную цепь с указанным предварительно заряженным конденсатором и катущкой индуктивности, причем выводы указанной последовательной цепи подключены к выходам блока принудительной коммутации.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к быст- родействукнцим гибридным выключателям переменного тока. Целью изобретения является повышение надежности работы за счет применения блока принудительной композиции (ВПК). В каждом полюсе гибридного выключателя включены последовательно соединенные силовые контакты (СК) 1,2, зашунти- рованные диодами 3,4. Средняя точка последовательно соединенных СК подключена к одноименным полюсам диодов . ВПК подключен параллельно последовательной цепи СК. Надежность работы повьшается в результате устойчивого восстановления запирающих свойств диода. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. л го « ю 4

Редактор Л.Веселовская Заказ 6689/49

Составитель Г.Корсаков Техред Л.Сердюкова

Корректор Г.Реше

Тираж 643Подписное

ВНИИ11И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Г.Решетник