Шкаф комплектного распределительного устройства Советский патент 1991 года по МПК H02B13/25 

w

Ј

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электрооборудования комплектных распределительных устройств (КРУ) от воздействия открытой электрической дуги. Цель изобретения - снижение материалоемкости и повышение надежности. Шкаф КРУ содержит трансформаторы тока с подводящими и отводящими электродами. Как минимум один из трансформаторов тока снабжен дугоу- лавливающей шиной, одним концом подключенный к выводу первичной обмотки и расположенный с зазором вдоль отводящего электрода. Во вторичную обмотку трансформатора тока включен высокочастотный фильтр тока и обмотка токового реле, контакты которого включены в цепь отключения питающего выключателя. 1 з п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для распределения электрической энергии на напряжении 6-35 кВ,

Цель изобретения - снижение материалоемкости и повышение надежности.

На фиг.1 показан шкаф комплектного распределительного устройства (КРУ), разрез; на фиг.2 -дуговая защита на кабельной разделке; на фиг.З - схема присоединения дугоулавливающих шин к одному из трансформаторов тока (ТТ), существующих для за- щиты отходящей линии, на фи,г.4 - электрическая схема силовой части шкафа КРУ; на фиг.5 - схема токового сигнала, снимаемого со вторичной обмотки ТТ.

Шкафу КРУ с воздушной изоляцией состоит из отсека 1 выключателя отходящей линии и отсека 2 отходящей линии (кабельного отсека). Отсеки сборных шин и релейной защиты на чертежах не показаны. Вы ключатель 3 с помощью опорных изоляторов 4 установлен на тележке. Кабельная воронка (разделка) 5 отходящей линии имеет выходящие из нее три фазы (электрод) 6, покрытые слоем твердой (бумажной, тканевой) изоляции. Поверх одной из фаз, освобожденной от твердой изоляции установлена дугоулавливающая шина 7, имеющая воздушную изоляцию. Она устанавливается над фазой кабеля с зазором в свету, составляющим 5-18 мм. Фиксация зазора дугоулавливающей шины на фазе осуществляется с помощью изоляционных хомутов (кронштейнов) 8.

Дугоулавливающая шина 7 и фаза 6 Подключены к трансформатору тока ТТ 9, который обеспечивает защитные и измерительные функции в шкафу КРУ. ТаО00

о ел ел

00

ким образом, фаза 6 является отходящим электродом ТТ 9 и подключена к его первичной обмотке, а дугоулавливающая шина 7 подключена к второму выводу первичной обмотки ТТ 9 со стороны подводящих электродов, каждый из которых начинается на втором выводе ТТ9 и заканчивается на контакте 10 выключателя 3. В качестве отводящих электродов могут служить шины, заканчивающиеся проходными изоляторами, обеспечивающими переход электрической энергии на воздушную ЛЭП, отходящую от шкафа КРУ.

На фиг.2 дан вид сверху кабельной воронки 5, отходящих от нее фаз б, ТТ 9 кабельного отсека 2, места их крепления и первой дугоулэвливающей шины 7, обеспечивающей защиту кабельного отсека 2 от дугового короткого замыкания (КЗ) и индикацию (укахание места) дугового повреждения. Последнее очень важно, так как позволяет в ряде случаев отключать отходящую линию своим выключателем 3, показанным на фиг,1. Это дает возможность не отключать другие линии, питаемые с той же секции КРУ. При невыполнении индикации места КЗ, опасаясь взрыва выключателя 3 шкафа из-за выброса паров масла в момент коммутации, если дуга возникла в его отсеке, идут на отключение всей секции выключателем ввода секции (не показан).

Дугоулавливающая шина 7 может выполняться из цветного (немагнитного) металла, как например и фазы б защищаемого кабеля. Но может выполняться и из стали - магнитного материала. Последнее способствует лучшему удержанию дуги на дугоу- лавливающей шине 7. что обеспечивает устойчивую сигнализацию о возникшем дуговом КЗ, Средняя фаза 11 кабельной воронки (разделки) 5 имеет твердую изоляцию. ТТ9 закреплены на траверсе 12. В средней фазе 11, как правило, ТТ9 не устанавливается и заменяется изолятором 13. При наличии в этой фазе ТТЭ, дугоулав ливающую шину 7 целесообразно монтировать на средней фазе 11. Твердая изоляция 14 средней фазы 11 и крайней нижней фазы 15, как правило, выполняется из кабельной бумаги или специальной тканевой изолирующей ленты со специальной последующей пропиткой. Фаза 15 является отходящим электродом для нижнего ТТ 16.

На фиг.З показана возможность расширения зоны защиты и индикации дуговой защиты за счет установки вдоль подводящего электрода 17 ТТЭ второй дугоулавливаю- щей шины 18, выполняемой по аналогии с дугоулавливающей шиной 7. Только эта шина присоединяется электрически ко второму (левому) выводу первичной обмотки ТТЭ, а располагается с зазором вдоль подводящего электрода 17, присоединенного к первому выводу первичной обмотки ТТЭ.

Фиксация зазора в свету и обеспечение необходимой изоляции между подводящим электродом 17 и второй дугоулавливающей шиной 18 осуществляется с помощью изолирующих кронштейнов 8 (выполненных из ге0 тинакса, текстолита и проч.). Шина 18 также может выполняться из цветного металла, но как показали опыты, целесообразно выполнять ее из стали, как и шину 7.

На конце отводящего электрода (фазы 6)

5 показано утолщение 19, являющееся слоем фазной изоляции, необходимой для увеличения пути утечки между открытой частью фазы 6 и фазами 11 и 15. Эта изоляция в виде соответствующего утолщения фазы 6

0 показана и на фиг.1 и 2.

На фиг.4 показаны сборные шины: фазы А, В, С, выключатель 3, подводящая и отводящая ошиновка ТТЭ, вторичные цепи ТТ. Во вторичную обмотку ТТЭ включен

5 фильтр 20 тока,а последовательно фильтру включена обмотка 21 токового реле. Контакт 22 этого реле выведен в автономную цепь питания катушки 23 отключения выключателя. Им может быть фидерный выключатель

0 3 (отходящей линии), показанный на фиг.1 (поз.З), или секционный выключатель (не показан). С помощью кинематической связи 24 (привода) катушка 23, действуя на расцепи- тель, производит отключение цепи, через

5 которую подается энергия к месту КЗ. На фазах кабеля (или шин воздушного ввода на отходящую ВЛ) показана точка К возможного дугового КЗ. Позициями 25 и 26 показаны точки взаимодействия дугоулавливающей

0 шины 7 и фазы 6 кабеля (отходящей ошиновки линии) с электрической дугой. На фиг.4 показан наиболее часто встречающийся вид КЗ - двухфазное короткое замыкание, которое обычно переходит в трехфазное.

5 На фиг.5 показана форма тока (заштрихованная зона) проходящего через трансформатор тока - ТТЭ и соответственно в его вторичной обмотке при дуговом КЗ в точке К.

0

Устройство работает следующим образом.

Возникшая дуга КЗ шунтирует электрод 6 и дугоулавливающую шину 7, имеющих

5 воздушную изоляцию, в точках 25 и 26. Образуется контур, в котором эквивалентный ток короткого замыкания, равный э, разбивается на два тока: И и 12. Эти токи каждое мгновение изменяются по Своей величине. Но не только с промышленной частотой, но

и по причине изменения сопротивления в точке взаимодействия дуги с металлом электрода - в месте контактного пятна. Это сопротивление зависит от многих факторов: рода металла, состояния поверхно- сти, температуры окружающей среды, скорости перемещения дуги под действием электромагнитного поля источника, интенсивности восходящих тепловых потоков воздуха (газов) отсека, величины тока КЗ и т.д.

Установлено опытным путем, что частота изменений тока (возникновение острых вершин а и Ь) за полупериод тока промыш- ленной частоты, равной 50 Гц, колеблется от 2 до 8, если дуга перемещается от источника по петле: общая точка - первичная обмотка ТТ9, отводящий электрод с дугоулавливаю- щей шиной 7, способствуя расширению это- го замкнутого витка.

Такой высокочастотный сигнал поступает на вторичную обмотку ТТ9. Фильтр 20 нормально закрыт (при промышленной частоте проходящий через него ток мал). Поступивший высокочастотный сигнал открывает фильтр 20. Обмотка 21 начинает обтекаться током, достаточным для замыкания контакта 22. Он замыкается и подает сигнал на катуш- ку 23. Она обеспечивает отключение питающего выключателя.

Формула изобретения

Фиг.1

15

4

-J

/

t

/ -L5

5Риг. З

9

t

2/.

/в

г. З

Фиг Z

9л

ti / У

|{Г

18

ч-1 Сигнал от

- р /75/1Р Л//МЛ - ЧС11ГШЙ

Сигнал от реле

К реле Ъьшючателя

Фиг 5