Распределительное устройство низкого напряжения Советский патент 1992 года по МПК H02B7/00 H02H7/26 

Изобретение относится к низковольтным распределительным устройствам, предназначенным для защиты электрических цепей от токов короткого замыканиям распределения электроэнергии между потребителями.

Известны распределительные устройства низкого напряжения (РУНН), например распределительные пункты, которые имеют один вводной автоматический выключатель (ВВ), общую шиносборку, подключенную к отводящим зажимам, и несколько фидерных выключателей (ФА), своими подводящими зажимами подключенных к общей шинос- борке. В таких РУНН защиту фидеров от токов перегрузки и токов короткого замыкания (КЗ) осуществляют ФА. ВВ осуществляет защиту от токов перегрузки вводящих

кабелей и оттоков КЗ на общей шиносборке РУНН.

В указанных РУНН происходит дублирование функций защиты от токов КЗ как ВВ, так и ФА, вследствие чего массогаба- ритные показатели всего РУНН оказываются завышенными.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является РУНН, состо- ящее из общего ВВ, снабженного расцепителем мгновенного действия, из нескольких, по меньшей мере двух, фидеров, подключенных к отводящим зажимам ВВ, стольких же ФА, содержащих в каждом полюсе подвижные контакты с контакт-деталями, датчики тока и дугогасительные камеры, реле управления, общий для всех полюсов механизм включения и отключения.

Х|

XI -

О

ю

XI

РУНЫ включает в себя общий электронный блок для обработки информации, поступающей от датчиков тока в каждом из ФА или от внешних элементов управления, для чего все выходы датчиков тока и внешних элементов управления включены на вход электронного блока, выходы которого включены на входы расцепителей мгновенного действия 88 и на входы реле управления ФА.

В этом РУНН функции защиты всех фидеров оттока КЗ выполняет ВВ, Для этого используется общий электронный блок, который, обрабатывая поступающие от каждого ФА сигналы их датчиков тока, вырабатывает сигнал управления отключением ВВ. ФА защищает фидеры только от токов перегрузки, утечки и др. Благодаря такому разделению функций ФА, не предназначенные для отключения токов КЗ, могут выполняться более простыми и с меньшими габаритами,

Недостатки этого РУНН обусловлены тем, что реализованы не все возможности уменьшения массогабармтных показателей его аппаратной базы. Так, в рассматривав- мом РУНН в любой форме должна существовать общая шиносборка, подключаемая к отводящим зажимам ВВ. От этой общей ши- носборки должны идти отводящие шины, к которым подключаются выводы неподвижных контактов ФА.

Целью изобретения является повышение срока службы и уменьшение габаритов РУНН.

Поставленная цель достигается в распределительном устройстве низкого напряжения, содержащем вводной выключатель с количеством полюсов, соответствующим числу фаз, подходящих к распределительному устройству низкого напряжения, и имеющем в каждом полюсе неподвижные и подвижные контакты с контакт-деталями, механизм включения и отключения, дугога- сительную камеру и дистанционный расце- питель, по меньшей мере два фидера, столько же фидерных аппаратов управления, содержащих в каждом полюсе неподвижные и подвижные контакты с контакт-деталями, датчики тока и дугогаси- тельные камеры, реле управления и общий для всех полюсов механизм включения и отключения, общий электронный блок для обработки информации, поступающей от датчиков тока в каждом из фидерных аппаратов или от внешних элементов управления, для чего все выходы датчиков тока и внешних элементов управления включены не вход электронного блока для обработки информации, выход которого включен на

расцепители вводного выключателя и на вход реле управления фидерных аппаратов, тем, что неподвижные контакты вводного выключателя и фидерных аппаратов выполнены в виде одного, общего для данной фазы, контакта, а дугогасительные камеры вводного выключателя и фидерных аппаратов каждой фазы выполнены в виде одной камеры с вырезами, число которых равно

общему количеству всех аппаратов, как вводного, так и фидерных, причем указанные вырезы в камере расположены против соответствующих контактов вводного выключателя и фидерных аппаратов.

Так как все неподвижные контакты вводного выключателя и фидерных аппаратов каждой фазы объединены, то они находятся под одним потенциалом. Поэтому нет необходимости отделять контакты одного от

контактов этой же фазы другого ФА перегородкой. Перегородки нужны лишь между комплектами контактов, объединенными одной фазой, т.е. их надо значительно меньше. Применение общей для всех аппаратов

фазы дугогасительной камеры позволяет снизить габариты РУНН, а также повысить срок его службы. Последнее достигается за счет того, что условия работы объединенной дугогасительной камеры оказываются более легкими. Как показывают исследования, около 90% всей выделяющейся в электрической дуге энергии отключения поглощается стальными пластинами деионной решетки. Поглощенная в процессе отключения энергия дуги вызывает опоеделенный нагрев камеры, который, при прочих равных условиях, зависит от объема стали деионной решетки. Чем больше объем, тем меньше будет температура пластин решетки, соприкасающихся со стенками дугогасительных камер {чаще всего изготавливаемых из фибры или листовых пластиков), и тем меньше растрескивание стенок от чрезмерного перегрева. Так как процессы коммутации токов ВВ и ФА разнесены во времени, в процессе коммутации тока одним из аппаратов участвует вся объединенная дугогаси- тельная камера, имеющая значительно больший объем стали, чем отдельно в каждом из аппаратов РУНН, Поэтому срок службы предлагаемого РУНН будет выше, так как он определяется сроком службы входящих в него аапаратов.

Таким образом, в предлагаемом РУНН

уменьшаются табариты и повышается срок службы.

На фиг. 1 показана аппаратная база РУНН для защиты двухфазной цепи (например, цепи постоянного тока). Для защиты

трехфазной цепи конструкция РУНН принципиально ничем не отличается, добавляется лишь один комплект контактов и дугога- сительная камера.

На фиг. 2 представлена электрическая схема силовой части РУНН с вводом А и фидерами Ф1, Ф2, ФЗ для трехфазной цепи.

РУНН содержит ВВ 1. блок ФА 2 и электронный блок управления 3,

ВВ1 содержит подвижные контакты 4 и неподвижные контакты 5, на которых закреплены контакт-детали 6 и 7, механизм включения и отключения 8 (показан частично), дугогасительную камеру 9 (в виде деи- онной решетки, общей для ВВ и ФА) и дистанционный расцепитель (не показан).

Рычаги механизма 8 ВВ 1 шарнирно соединены со скобами 10, которые посредством пружины 11 установлены с возможностью взаимодействия с подвижными контактами 4. Подвижные контакты 4 ВВ 1 соединены с подвижными зажимами РУНН гибкими соединениями 12.

Каждый ФА 2 имеет подвижный контакт 13, неподвижный контакт 5 (общий м для других аппаратов РУНН) и закрепленные на них соответственно подвижные контакт-детали 14 и неподвижные контакт-детали 15. Дугогасительная камера 9 имеет для каждого из ФА 2 соответствующие вырезы 16,

В состав ФА 2 входит также реле управления 17, электромагнит 18, являющийся механизмом включения и отключения, и датчик тока 19, закрепленный на гибком соединении 20. Контактные нажатия осуществляются пружинами 21. Пружины 22 являются возвратными.

Электронный блок управления 3 имеет вход внешнего управления 23, вход внутреннего управления 24 (от датчиков аппаратов РУНН), а также выход управления 25 ВВ 1 и ФА 2. ФА 2 каждой фазы отделены друг от друга изоляционными перегородками 26.

РУНН работает следующим образом.

При возникновении перегрузки в одном из фидеров от датчика тока 19 поступает сигнал на вход внутреннего управления 24 электронного блока 3. В электронном блоке 3, если анализ покажет, что величина тока перегрузки достигла недопустимого значения, формируется сигнал отключения ФА 2 данного фидера. Управляющий сигнал с выхода управления 25 электронного блока 3 поступает на реле управления 17 данного ФА. С управляющего реле 17 сигнал отключения поступает на электромагнит 18, т.е. с его зажимов снимается напряжение. Под действием находившейся до этого в сжатом положении возвратной пружины 22 подвижный контакт 13 переходит в положение отключено, Такое положение контактов показано на фиг. 1 для правого ФА. После размыкания контакт-деталей 14 и 15 на них появляется электрическая дуга, которая, попадая в деионную решетку дугогасительной камеры 9, гаснет. Таким образом, осуществляется отключение перегруженного фидера.

При возникновении КЗ в одном из фидеров в момент достижения током КЗ значения тока уставки для данного фидера сигнал, поступающий с датчика тока 19 на вход управления 25 электронного блока 3, преобразуется в выходной управляющий

сигнал для ВВ 1. Указанный сигнал с выхода управления 25 поступает на расцепитель (на фиг. 1 не показан) ВВ 1. В результате происходит отключение В В 1, электрическая дуга с контакт-деталью 6 и 7 переходит в

дугогасительную камеру 9 и там гаснет.

После отключения цепи ВВ 1 в электронном блоке 3 формируется сигнал на отключение того ФА, в фидере которого произошло КЗ. Этот управляющий сигнал с

выхода управления 25 электронного блока 3 поступает на вход управляющего реле 17. В результате с электромагнита 18 снимается питание и происходит отключение ФА (как описано выше).

В дальнейшем, в зависимости от технологических требований к оборудованию, защищаемому данным РУНН, может быть несколько вариантов работы аппаратов. Если отключение одного из фидеров требует

по технологическим соображениям отключения и всех остальных фидеров, то одновременно с формированием команды на отключение ФА поврежденного фидера в электронном блоке 3 формируются управляющие сигналы на отключение всех ФА. В том случае, если по технологическим соображениям отключение всех фидеров не требуется, то после отключения поврежденного фидера его ФА остальные

фидеры остаются включенными

Если ВВ 1 снабжен дистанционным приводом, то в электронном блоке 3 будет сформирован управляющий сигнал на повторное включение ВВ 1. Таким образом, может быть обеспечена избирательность защиты.

Следует отметить, что отключение и включение как ВВ 1, так и ФА 2 может осуществляться от внешнего управления. В этом случае поступающее на вход внешнего управления 23 электронного блока 3 внешние управляющие сигналы преобразуются в соответствующие выходные сигналы, которые с выхода управления 25 электронного

блока 3 поступают на соответствующий привод или расцепитель В В 1,

Так как перегрузки или КЗ в фидерах в подавляющем большинстве случаев не совпадают по времени, общая для В В 1 и ФА 2 дугогасительная камера 9 не должна рассчитываться на одновременную нагрузку от всех аппаратов РУНН. Поэтому габариты общей дугогасительной камеры будет меньше, чем суммарный объем дугогасительных камер всех ФА и ВВ РУНН. Такие же соображения справедливы и по отношению к общему для всех аппаратов неподвижному контакту 5 каждой фазы

Таким образом, по сравнению с извест- ным, предлагаемое РУНН может быть выполнено с повышенным сроком службы и уменьшенными габаритами.

Формулаизобретения

Распределительное устройство низкого напряжения, содержащее вводной выключатель с количеством полюсов, соответствующим числу фаз, подходящих к распределительному устройству, и содер- жащий в каждом полюсе неподвижные и подвижные контакты с контакт-деталями, механизм включения и отключения, дугога- сительную камеру и дистанционный расцепитель, по меньшей мере два фидера,

столько же фидерных аппаратов управления, содержащих.в каждом полюсе неподвижные и подвижные контакты с контакт-деталями, датчики тока и дугогаси- тельные камеры, реле управления и общий для всех полюсов механизм включения и отключения, общий электронный блок для обработки информации, поступающей от датчиков тока в каждом из фидерных аппаратов или от внешних элементов управления, для чего все выходы датчиков тока и внешних элементов управления включены на вход электронного блока для обработки информации, выход которого включен на расцепители вводного выключателя и на вход реле управления фидерных аппаратов, отличающе еся тем, что, с целью повышения срока службы и уменьшения габаритов, неподвижные контакты вводного выключателя и фидерных аппаратов выполнены в виде одного, общего для данной фазы, контакта, а дугогасительные камеры вводно -о выключателя И фидерных аппаратов каждой фазы выполнены в виде одной камеры с вырезами, число которых равно общему количеству всех аппаратов, как вводного, так и фидерных, причем указанные вырезы в камере расположены против соответствующих контактов вводного выключателя и фидерных аппаратов.

Использование: распределение электроэнергии между потребителями и защита электрических цепей от токов короткого замыкания. Сущность изобретения: устройство содержит вводной выключатель, число пол юсов которого равно числу фаз, подходящих к устройству. Устройство содержит также два фидера и столько же фидерных аппаратов управления. Дугогасительные камеры вводного выключателя и фидерных аппаратов каждой фазы выполнены в виде одной камеры с вырезами, число которых равно общему количеству всех аппаратов, как вводного, так и фидерных. Указанные вырезы в камере расположены против соответствующих контактов вводного выключателя и фидерных аппаратов. 2 ил.

-Л #

J

г /з 15

ФиеЈ