срабатывает соответствующий релейный элемент, подключенный ко вторичной обмотке трансформатора тока, и подается сигнал на включение вакуумного выключателя. При устойчивом снижении соответствующих долей нагрузки по первичным обмоткам трансформаторов тока от релейных элементов поступает сигнал на отключение вакуум ного выключателя. Таким образом, при отсутствии нагрузки, или равномерном распределении ее по межподстанцйонной зоне вакуумный выключатель отключен, уравнительный той отсутствует; исчезают потери энергии с ним связанные. При появлении значительной нагрузки на одной из секций контактной сети последняя переходит на двустороннее питание. Выбор уста- вок срабатывания релейныхэлементов позволяет обеспечить условие, когда результирующие потери энергии в контактной сети будут минймальнымй. Устройство имеет следующие недостатки Переход на двустороннее питание (шунтирование воздушного промежутка поста секционирования) происходит при наличии нагрузки электровоза, подходящего, к посту секцио- ниръ ваййя. При проходе воздушного, промежутка .электровозом е режиме выбега происходит перекрытие воздушного промежутка с последующим дугообразованием Кроме этого, вакуумный выключатель имеет ограниченный ресурс по циклам включить- отключить. При резкопеременном графике изменения тока электровозов вакуумный выключатель быстро исчерпает свой ресурс.
Наиболее близким к заявляемому решению является устройство для дугозащитно- го шунтирования воздушного промежутка контактной сети. 2. Устройство состоит из включателя, блока управления выключателем и датчика приближения токоприемника электровоза. Выключатель подключен своими выводами параллельно воздушному промежутку. Датчик приближения токоприемника электровоза к воздушному промежутку выполнен на основе трансформатора тока. Первичная обмотка трансформатора тока своими выводами подключена к контактному про йЪду и несущему тросу вблизи воздушного промежутка со стороны подхода электровоза. Вторичная обмотка трансформатора тока подключена к блоку управления выключателем. Выключатель выполнен в виде встречно-параллельно включенных тиристоров. Выводы блока управления подключены к соответствующим управляющим электродам тиристоров.
Устройство работает следующим образом.
При подходе электроподвижного состава под током к датчику приближения токоприемника по первичной обмотке трансформатора тока протекает соответствующая доля тока от несущего троса к контактному проводу, что вызывает соответствующий сигнал на вторичной обмотке, который поступает в блок управления тиристорами, последние открываются и
0 выключатель, включаясь, шунтирует воздушный промежуток. Токоприемник электровоза без дугообразования проходит воздушный промежуток. Параметры блока управления таковы, что при механическом
5 закорачивании воздушного промежутка или возникновении на нем электрической дуги время включения выключателя мало и поэтому протекание больших токов в дуге не может вызвать пережога провода. Данное
0 устройство не имеет ограничений по циклам включить-отключить,
Однако в этом устройстве имеются существенные недостатки. При проходе токоприемника по воздушному промежутку без
5 потребления тока электровозом образуется дуга (выключатель не включен). Несмотря на то, что тйристорный выключатель быстро включается (шунтирует воздушный проме-р. жуток) образующаяся дуга, приводит к сни0 .жению надежности работы воздушного промежутка. При включенном выключателе образуются две параллельные ветви протекания тока, вызванного разностью напряжений шин подстанций, питающих
5 анализируемую межподстанционную зону.
Вторая ветвь будет сохраняться через дугу
в течение определенного времени. При на.; личии значительной разности напряжений
на шинах мёжподстанцйонной зоны и при
0 включенном тиристорнрм выключателе образуется уравнительный ток, определенная доля которого протекает от несущего троса к контактному проводу через трансформатор тока. Со вторичной обмотки трансфор5 матора тока поступает сигнал на включение тиристоров, что будет происходить и в отсутствии электровозов. Такой режим не позволяет тиристорам вернуться в исходное состояние и вызывает дополнительные по0 тери мощности в контактной сети. Кроме этого, у тиристоров прямое напряжение произвольного открытия и обратное напряжение пробоя практически равны. Если при закрытых тиристорах произойдет короткое (
5 замыкание на одной из секций контактной сети, то тиристоры попадают под напряжение 25 кВ. В этом случае высока вероятность необратимого пробоя обратно включенного тиристора. При этом выключатель и все устройство отказывает.
Целью заявляемого решения является повышение надежности шунтирования воздушного промежутка контактной сети переменного тока.
Для достижения поставленной цели в известном устройстве для шунтирования воздушного промежутка, содержащем связанный с секционными контактными подвесками выключатель, выполненный в виде двух встречно включенных тиристоров, датчик приближения токоприемника электровоза, расположенный у воздушного промежутка со стороны подхода электровоза, узел управления, вход которого соединен с выходом датчика приближения, а трансформаторные выходы с управляющими цепями тиристоров выключателя, с целью повышения надежности работы последовательно с каждым тиристором включен диод, а датчик приближения выполнен на основе изолированного скользуна, установленного с возможностьюа электрического соединения с контактным проводом при перекрытии пантографом электровоза.
. На чертеже представлена схема заявляемого устройства для дугозащитногоы шун- тирования воздушного промежутка контактной сети переменногыо тока. Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Устройство для дугозащитного шунтирования воздушного промежутка контактной сети переменного тока состоит из двух частей: силовой и управления. Силовая часть содержит два тиристора 1, 2, два диода 3, 4, два разъединителя с заземляющими ножами 5, 6, разъединитель шины поста секционирования 7. Каждый тиристор включен последовательно с согласно включенным диодом, тиристор 1 с диодом 3, а тиристор 2 с диодом-4. Тиристоры 1, 2 и диоды 3, 4 образуют силовой блок 8. Разъединители 5, 6 .соединяют соответствующие секции шины поста секционирования 9 с общими точками ветвей силового блока 8. С помощью разъединителя 7 шины поста секционирования разделены на секции. При разомкнутом разъединителе 7образуется одностороннее петлевое питание секций контактной сети слева от поста секционирования с помощью масляных выключателей 10, 11 и справа от поста с помощью выключателей 12, 13. Аппаратура управления включает в себя два изолированных скользуна 14,15, два трансформатора напряжения 16,17 и блок управления 18. Контактный провод скользуна изолирован от несущего троса. Таким образом, напряжение на контактном проводе скользуна может появиться только при проходе токоприемника электровоза, когда перекроется промежуток между рабочим контактным проводом 19 и контактным проводом изолированного скольэуна 14 или 15. Соответствующий изолированный скользун расположен рядом с воздушным промежутком со стороны подхода поезда, т.е. сначала перекрывается изолированный скользун, а затем воздушный промежуток. Каждый изолированный скользун соединен с высоко0 вольтным выводом трансформатора напряжения 16 (17), у которого другой высоковольтный вывод соединен с землей. Вторичные низковольтные обмотки трансформаторов 16,17 подключена к блоку
5 управления 18.
Устройство работает следующим образом. При значительной разности напряжения на подстанциях 20 возникает значительный уравнительный ток по крнтак0 тным подвескам 19 через шины 9 и разъединитель 7 поста секционирования. Для исключения уравнительного тока необходимо предварительно, до подачи напряжения в тяговую сеть, отключить разъединитель 7
5 и включить разъединители 5, 6. При этом, если изолированные скользуны 14, 15 не перекрываются пантографами электровозов, в силовом блоке 8 тиристоры 1, 2 закрыты и межподстанционная зона переходит на
0 одностороннее петлевое питание с помощью выключателей 10,11, 21, 22 слева от поста секционирования и выключателей 12, 13, 23, 24 справа. При подходе электровоза к посту секционирования справа пантограф
5 электровоза перекрывает изолированный скользун 14. Напряжение контактной сети подается через пантограф и скользун на первичную обмотку трансформатора напряжения 17, у которого другой высоковольт0 ный вывод заземлен. Напряжение со вторичной обмотке трансформатора 17 подается, как управляющий импульс в блок управления 18. Без выдержки времени блок управления подает управляющие импульсы
5 на тиристоры 1, 2. Схема переходит на двустороннее питание до тех пор, пока электровоз не пройдет пантографом воздушный промежуток 25. Таким образом, исключаются возможности образования дуги при про0 ходе пантографом электровоза воздушного промежутка 25. При подходе электровоза к посту секционирования слева, его пантографом перекрывается изолированный скользун, 15 и напряжение контактной сети
5 подается на первичную обмотку трансформатора напряжения 16, у которого другой высоковольтный вывод заземлён. Со вторичной обмотки трансформатора 16 напря- жениеподается в блок управления 18. Сразу же блок управления 18 посылает импульсы
на тиристоры 1,2. Схема тяговой сети переходит на двустороннее питание до тех пор, пока пантограф электровоза не пройдет воздушный промежуток 26.
При коротком замыкании в какой-либо секции контактной сети 19 и закрытых тири- сторах 1,2 ограничитель уравнительного то- ка работает следующим образом. Предположим к.з. произошло в секции контактной сети, образованной выключателями 12, 23. В этом случае при положительной полуволне напряжения контактной сети поступающей на тиристор 1, тиристор 2 попадает под обратное напряжение. Благодаря диоду 3, согласно включенному с тиристо- ром 1 .прямое напряжение практически полностью воспринимается тйристором 1. В это же самое- время набегающая полуволна напряжения воспринимается как обратное напряжение на согласно включенных тиристоре 2 и диоде 3. Если тиристоры и диоды одинакового класса, то на тиристор 1 подается напряжение в два раза больше, чем на тиристор 2, т.к. половина напряжения воспринимается диодом 4. Таким образом, на тиристоре: 1 напряжение раньше достигнет н а пряжёнйя пррйзвольного рт- крытия, Тиристор; 1 открывается, на открытых тиристоре 1 и диоде 3 падение напряжения составит 3...5 В, и это напряже- ние будет на обратно включенных тиристоре 2 и диоде 4, т.е. обратйое напряжение исчезло до пробой этих элементов. При по-: явлении положительной пЬйуво лн& на tnpn- сторё 2 и диоде 4 происходивто но такой же процесс болёе ранмего от рйтйя тиристора 2 и снятия опасного обратного напряжения с тиристора 1 и диода 3. Процесс произвольного открыУ йя.соответствующих ttipMCtbpOB будет происходить до тех пор; пока б помощью соответствующих Маслинных бы- ключателей (в нашем примере 12, 23) не будет ликвидирована (изолирована) точка
к.з. Благодаря этому не требуется специального согласования защит фидеров контактной сети на подстанциях и посту секционирования. При ориентировании на токовую отсечку, к.з. можно устранить за .время 0,1 сек. За это время пройдут 5 периодов питающего напряжения и соответствующие тиристор и диод пропустят 5 полуволн .тока к.з. Исходя из этого следует выбирать тиристор по нагрузочной способности.
Для тиристоров и диодов нет ограничений в. циклах включить-отключить и поэтому при правильном выборе их по условиям нагрузки наработка до отказа многократно вы- шё по сравнению с аналогом и прототипом. По сравнению с прототипом предлагаемое изобретение позволяет повысить надежность шунтирования воздушного промежутка контактной сети переменного тока и снизить потери энергии в тяговой сети на 10-15%. ; :
Формула изобретения Устройство для дугозащитнрго шунтирования воздушного промежутка контакт- ной сети переменного тока, содержащее связанный с секционными контактными подвесками выключатель, выполненный в виде двух встречно включенных тиристоров, датчик приближения токоприемника элект- р овоза, расположённый у воздушного про- межутка со стороны подхода электровоза, узел управления, вход которого соединен с . выходом датчика приближения, а трансфор- маторные выходы -суправляющими цепя- ми тиристоров выключателя, отличаю- щ е е с- я - тем, что, с целью повышения надежности в работе, пйследовательно с каждым тИрйстороМ выключателя включен диод, а датчик приближения выполнен на оснойе изолированМогр скользуна, установ- ленного с возможностью электрического соединения с контактным проводом при перекрытии пантографом электровоза,
