Способ отключения тока гибридным выключателем Советский патент 1989 года по МПК H01H9/30 

Изобретение относится к способам отключения тока автоматическими выключателями, в частности гибридными выключателями.

Цель изобретения - уменьшение времени отключения тока и , обеспечение возможности использования гибридных выключателей с меньшими массогабарит- ными и стоимостными показателями.

На фиг,1 приведена принципиальная схема гибридного выключателя; на фиг.2 - временные диаграммы изменения токов и напряжений в схеме выключателя .

Выключатель содержит главные контакты-1, быстродействующий привод .

2 главных контактов 1, дополнительные контакты 3, быстродействующий привод 4 дополнительных контактов 3, тиристоры 5-8, диоды 9 и 10, конденсатор 11, катушку 12 привода 2, выполняющую также функцию реактора . Тиристоры 5-8 и диоды 9 и 10 образуют управляемый полупроводниковый ключ. Выключатель работает следующим

образом,

В номинальном режиме во включенном состоянии гибридного выключателя через замкнутые главные контакты 1 и дополнительные контакты 3 проходит номинальный ток IHOM . тиристоры 5-7 заперты, а конденсатор 11 заряел

о

4

315

жен от отдельного источника напря- (пе показан). При возникновении в момент времени . короткого замыкания происходит рост тока и в момент времени t t, при достижении током значения уставки I .ст схема управления выдает сигналы на включение тиристоров 6 и 8. При этом через цепь, образованную кат,ти- кой 12, тиристором 8, дополнительными контактами 3, главными контактами 1 и диодом 9, проходит ток I с разрада конденсатора 11, что при- водит к уг еньшению тока цепи контактов 1 и 3 (фиг.2), поскольку в них токи L: н-i направлбны встречно, а сопротивление цепи тиристора ,6 значительно больше сопротивления цепи контактов.

Б момент времени t - t под действием привода 2 происходит размыкание главных контактов 1 и ita них образуется короткая дуга с напряжеги i ем Un. Поскольку U(j равно 10-15 В при одинарном разрыве, а падение напряжения на тиристоре 6 при прохождении TOKOi перегрузки равно 1-3 В, то ток из цегп главны:: контактов 1 переходит в испь тиристора 6. В момеи времени с t -J-OK в цени контатчтс-) становится равнь нулю и ropeifuf: дуги прекращается. Б процессе гог.ег. дуги в воздушном зазоре /, главн1:г;- и контактами 1 происходит увеличение объема О ионизировач- ног О газа, тго реуко снижает пробивное напряжение зазора с , После t 13 происходит уменьшение параметра Q вследствие процессов деиони- зацип и начинается рост электрической прочности зазора d . В известном способе отключения тОка снижение Q и достижение заданной электрической прочности вьп101П яется при t t ., после iiero -юшто прикладывать к зазору нарастающие напряжение и. Поэтому неоСходимо, чтобы в течение промежутка времени от t,; до t Ток i , превьшмл нарастающиГ ток i (фиг.2, кривая изменения тока i показана пунктиром). Это может быть восполнено путем применения соответствующей величины емкости С, конденсатора 1 .

Согласно предаохсенному способу схема управления и привод Д обеспе- чииают размыкание дополнительных контактов 3 I) момент времени t

074

t ,после чего воздушный зазор f нач1ншет увеличиваться. Поскольку до полнительные контакты 3 размыкаются без тока, то обеспечение заданной электрической прочности достигается при малом зазоре cPj f He более 0,5мм) в момент времени t t-y. Поэтому ток дол/кен превышать ток i только

|0 в течение промежутка времени от t до tj, что позволяет уменьшить емкость кoндeF caтopa 1 1. Снижение емкости конденсаторов приводит к уменьшению габаритов гибридного вы

5 ключателя.

При противоположном направлении тока i схема управления выдает сиг- нал1:1 упраиления на тиристоры 5 и 7, Уекоре11Ио опсл- тока корот-

20 кого замыка1Н я достигается за счс-.т того, что рос напряжения U и 1гача- ло ограничения то1.:а корот; 01 о замыкания происходят раньше на величину промелсуткгг лремепи Ъ - t ,

25 Прсд;,.- 1 аемын способ может быть также ис 1ользован в других схемах г ибркд)ых выключателей переменного и постоянного тока с различными ти- пa(и силовьк полупролодшжовых приJO боров.

Т: прн/ / оженном способе совмещение главных и .дополнительных контактов ro3M:;, uio jj мос ппсовой конструкции ivonraKTOB с несимметричным воздейст, рг г-м для создания неодновре- мсп1-:ого размыкания обоих пар контактов .

Возможно использование конденсаторов II также для питания катушки при-

др вода 4 путем включения ее через допол- пительпьш тиристор с выдержь:ой вре-. мени осле подачи сигналов управления н I полупроводпиковый управляемый ключ „

415 Реализация предложенного способа отключения тока гибридными выключателями позволяет повысить их быстродействие за счет искл;очеь ия из процесса отключения тока времени деионизации

50 межконтактного промежутка главных

г.онтактов, что одновременно позволяет унеп.ьишть емкость конденсатора и тем самьм снизить массогабаритные показатели гиб15идных выключателей.

55 (1 о р м у л а изобретения

Способ отключения тока гибрвдным вьлхлючателем, втслючпющи : размыкание главных контактов, зашунтированных

5,5

полупроводниковым ключом, перевод тока из цепи главных контактов в цепь указанного ключа и последующее принудительное запирание полупроводникового ключа, отличающий- с я тем, что, с целью уменьшения времени отключения тока и обеспечения возможности использования гибридных выключателей с меньшими массо- габаритными и стоимостными показателя17074 ми

10

, между моментом окончания перевода тока из цепи главных контактов в полупроводниковый ключ и началом принудительного запирания полупроводни,кового ключа на участке силовой цепи, зашунтированном полупроводниковым ключом, производят дополнительный разрыв цепи с помощью дополнительных контактов, включенных последовательно с главными контактами.

Изобретение относится к электротехнике, а именно - к способам отключения тока гибридными аппаратами. Цель изобретения - уменьшение времени отключения тока и обеспечение возможности использования гибридных выключателей с меньшими массогабаритными и стоимостными показателями. При отключении тока размыкают главные контакты и переводят ток в полупроводниковый ключ, шунтирующий главные контакты. Затем производят принудительное запирание указанного полупроводникового ключа. В интервале времени между моментом окончания перехода тока из главных контактов в полупроводниковый ключ и моментом запирания указанного ключа в силовой цепи, зашунтированной указанным полупроводниковым ключом, производят дополнительный разрыв цепи с помощью дополнительных контактов. Исключение из процесса отключения тока времени деионизации межконтактного промежутка главных контактов позволяет повысить быстродействие гибридных выключателей и одновременно снизить их массогабаритные показатели. 2 ил.

Фиг.

,