Расцепитель низковольтного выключателя Советский патент 1992 года по МПК H01H47/00 

СО

С

Изобретение относится к электротехнике, а именно к низковольтным электрическим аппаратам и устройствам защиты быстродействующих электрических выключателей. Цель изобретения - повышение быстродействия рассекателя. В схему управления распределителем вводят бесконтактный быстродействующий датчик тока и компаратор. Указанный датчик включает трансформатор постоянного тока, индукционный преобразователь тока, схему обработки сигналов и суммирующий усилитель. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам, которые контролируют заданный параметр защищаемой цели и, воздействуя на механизм расцепления, отключают выключатель при отклонении параметра от установлен ного, а именно к устройствам, которые контролируют скорость изменения тока в цепи.

Целью изобретения является повышение быстродействия работы расцепителя.

В расцепителе низковольтного выключателя, содержащем датчик тока, индукци- онно-динамический привод со схемой управления, причем выход датчика тока подключен к входу схемы управленияиндук- ционно-динамическим приводом, введен компаратор, выполненный в виде триггер- ной схемы с дополнительными постоянным и переменным резисторами, а датчик тока

выполнен в виде бесконтактного устройства, включающего в себя трансформатор постоянного тока с двумя выходами, индукционный преобразователь, схему обработки с двумя входами и одним выходом и суммирующий усилитель с двумя входами, причем первый вход суммирующего усилителя подключен к выходу индукционного преобразователя и к первому входу схемы обработки, второй вход схемы обработки подключен к первому выходу трансформатора постоянного тока, второй выход которого подключён к входу индукционного преобразователя, выход суммирующего усилителя подключен к выходу датчика тока, выход датчика тока подключен к входу компаратора, выход компаратора подключен к входу схемы управления индукцион- но-динамического привода.

со

го

00

XI

На фиг. 1 изображена электрическая схема расцепителя; на фиг.2 - принципиальная схема компаратора; на фиг.З - схема бесконтактного датчика тока. .

Расцепитель содержит датчик 1 тока, компаратор 2, схему 3 управления ИДП, которая включает батарею конденсаторов 4, тиристор 5, катушку 6 привода, импульсный трансформатор 7, тиристор 8, конденсатор

11, эмиттеры .которых соединены между собой, резистор 12 в цепи эмиттеров транзисторов 10. и 11, резисторы 13 и 14 в коллекторной цепи транзисторов 10 и 11 соответственно, бесконтактный датчик 15 тока, выход которого соединен с входными зажимами компаратора, переменный резистор 1 Б, выход которого через дополнительный резистор 17 соединен с базой транзистора 11. Резиетивная цепочка 18,19 образует цепь обратной связи компаратора выхода транзистора 11 на базу транзистора

16-19 образуют схему компаратора 2.

Бесконтактный датчик тока содержит трансформатор 20 постоя иного тока, индукционный преобразователь 21 тока, например пояс Роговского. схему 22 обработки, включающую интегрирующий усилитель 23, фильтры 24 и 25 низких частот, вычитающее устройство 26, суммирующий усилитель 27, один вход которого соединен с выходом индукционного преобразователя 21 тока, а другой соединен с выходом схемы 22 обработки, проводник с током,

Расцепитель работает -следующим образом.,

Напряжение на выходе датчика тока равно сумме двух напряжений, одно из которых пропорционально измеряемому току, другое пропорционально скорости изменения тока, и может быть записано в виде

ид гд + + ,

где гд, д - коэффициенты пропорциональности соответственно измеряемому току и производной измеряемое™ тока;

i - измеряемый ток. Напряжение, про-, порциональное измеряемому току в широком диапазоне частот, образуется на входе схемы 22 обработки сигналов при суммиро- вании сигналов с выходов трансформатора 20 постоянного тока, индукционного преобразователя 21 тока интегрирующим усилителем 23. Фильтры 24 и 25, вычитающее устройство 26 служат для получения на выходе усилителя 23 напряжения, пропорционального измеряемому току в широком диапазоне частот, включая постоянное значение тока, Напряжение с выхода схемы 22 обработки сигналов подается на один из выходов суммирующего усилителя 27. на другой вход подается напряжение выхода индукционного преобразователя, пропорциональное производной измеряемого тока (di/dt). В результате на выходе суммирующего усилителя 27 имеют напря- жениел. равное сумме двух напряжений, одно из которых пропорционально измеряемому току, другое пропорционально скорости изменения измеряемого тока. При изменении тока в защищаемой цепи со значительной скоростью напряжение на бесконтактном датчике 1 тока определяется в основном индуктивной составляющей Ц -jj-i( LA i I гд ) и при

превышении скорости изменения тока допустимой, соответствующей изменению тока при к.з. напряжение на выходе датчика становится равным или превышает порог срабатывания триггерной схемы компаратора. При медленном нарастании тока ( Ц-г- i гд ) напряжение на выходе датчика определяется в основном активной составляющей гд и компаратор срабатывает, когда ток в цепи достигает максимально допустимого значения. В исходном состоянии транзистор 11 схемы компаратора открыт. При срабатывании компаратора происходит переключение триггерной схемы и транзистор 11 закрывается. Напряжение, снимаемое с коллектора транзистора 11, подается на управляющий вход транзистора, которое приводит к открыванию тиристора 8. Предварительно заряженный конденсатор 9 разряжается на первичную обмотку импульсного трансформатора 7. Во вторичной обмотке импульсного трансформатора 7 появляется импульс напряжения, который поступает на управляющий переход тиристора. 5, находящегося в цепи катушки 6 привода. При этом открывается тиристор 5, происходит разряд батареи конденсаторов 4 на катушку 6 привода и срабатывает ИДП, приводящий к отключению выключателя, В установившемся режиме напряжение на выходе датчика 1 тока, пропорциональное измеряемому току, меньше величины уставки компаратора и не приводит к срабатыванию компаратора. Таким образом, применение бесконтактного датчика тока описанной конструкции в совокупности с полупроводниковым компаратором позволяет существенно уменьшить время срабатывания расцепителя и всего выключателя в целом, позволяет повысить быстродействие работы расщепителя. Минимальная пауза для повторного включения выключателя после срабатывания ИДП 3 с. Полное время от- ключения иепи при скорости нарастания ТО jca 0,2 х 10 кА/с н.е привышает 0.002 с.

Применение подобного устройства позволяет увеличить быстродействие работы выключателя в целом на 30%,увеличить надежность работы, снизить весогабаритные параметры расцепитепя.

Формула изобретени я Расцепитель низковольтного выключателя, содержащий датчик тока, индукцион- но-динамтеский привод со схемой,управления выход датчика тока подключен к входу схемы уп- равления индукционно-динамического при вода, отл и ча ю щи и с я тем,что, с.целью повышения быстродействия расцепителя, в него введен компаратор, выполненный в виде триггерной схемы с дополнительными постоянным и переменным резисторами, а

t#

%:2 .

датчик тока выполнен в виде бесконтактного устройства, включающего в себя трансформатор постоянного тока с двумя выходами, индукционный преббразователь, схему обработки с двумя входами и одним выходом и суммирующий усилитель с двумя входами, причем первый вход суммирующего усилителя подключен к выходу индукционного преобразователя и к первому входу схемы обработки, второй вход суммирующего усилителя подключен к выходу схемы обработки, второй вход схемы обработки подключен, к первому выходу трансформатора постоянного тока, второй выход которого подключен к входу индукционного преобразователя, выход суммирующего усилителя подключен к выходу датчика тока, выход датчика тока подключен к входу компаратора, выход компаратора подключен к входу схемы управления индукционно-динамического привода.

Щ

Составитель А.Мигунов Редактор Н.БобковаТехред М.МоргенталКорректор М.Кучерявая

Заказ 886ТиражПодписное.

, ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„ 4/5

/

I