СПОСОБ БЕСКАМЕРНОЙ ОЦЕНКИ ИСКРОБЕЗОПЛСНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ Советский патент 1967 года по МПК G01R31/00 E21F9/00 

Известные способы бескамерной оценки искробезопасности электрических цепей путем определения эквивалентной индуктивности сложны и требуют специального оборудования при оценке искробезопасности выходных цепей устройств, выполненных по схеме многополюсников с трансформаторным выходом, то есть цепей, содержащих индуктивности с ферромагнитными сердечниками.

Для упрощения -способа при оценке искробезопаспости выходных цепей таких устройств предлагается к испытуемой выходной цепи цодключать выпрямитель. По углу коммутации выпрямителя, нагруженного индуктивноактивной нагрузкой, онределяют эквивалентную индуктивность испытуемой выходной цепи, затем сравнивают полученное значение эквивалентной индуктивности цепи с искробезопасным значением ее индуктивности по существующим расчетным или экспериментальным характеристикам искробезопасности при тех же электрических нараметрах - напряжении питаиия и величипе постоянного тока, равной амплитудному значению выпрямленного тока.

зависимость угла коммутации от индуктивности кол мутируемой цепи.

Выпрямительные устройства состоят из нреобразуюн ей трансформаторной групны Тр и

вентилей В. Переменный ток выпря.мляется за счет коммутации (распределения) вентилями напряжения вторичной обмотки трансформатора. Явление коммутации заключается в том, что в каждый момент времени работает только тот вентиль, на аноде которого мгновенное значение напряжения положительно и превышает величину анодного напряжения на любом из других вентнлей, связанных с данной секцией трансарорматорной группы. В результате такой поочередной работы вентилей кривая выпрямленного коммутируемого напрял сения представляет собой огибающую смежных фазовых или линейных нанряжений одной нолярности.

Переход нагрузок с фазы на фазу совершается не мгновенно. Спад тока фазы, заканчивающей работу, и нарастание тока фазы, вступающей в работу, занимает иекоторый промежуток времени у. называемый углом

коммутации. Время перехода нагрузки с одной на другую определяется величиной индуктивного сопротивления в цепях фазных токов.

фазы, связана с величиной выпрямленного тока / соотношением: /

; fit -

Дя-|Ь

I-UL ,

где L,

- эквивалентная индуктивность выпрямителя в контуре выпрямленного тока.

Электромагнитная энергия, запасенная в индуктивности выпрямителя, поддерживает существующее состояпие ко.ммутируемой цепи выпрямителя. Поэтому длительность переходного процесса (режима коммутации) характеризуется временем, в течение которого электромагнитная энергия AM будет полностью израсходована.

Для определения эквивалентной индуьстивности LSKB коммутируемой электрической цепи необходимо составить систему дифференциальных уравнений, описывающую переходные электромагнитные нроцессы в выпрямителе в режиме коммутации, который характеризуется параллельной работой двух фаз (режим короткого замыкания двух фаз).

Дифференциальное уравнение, описывающее процесс нарастания тока короткого замыкания двух фаз, имеет вид

L + rik /2 Б sin - sin ш / -f - ,

где г - активное сопротивление фазы;

L - индуктивность фазы;

В - коэффициент, ноказывающий, во сколько раз амнлитуда фазового напряжения меньше амплитуды выпрямленного пульсирующего напряжения;

Е - э.д.с. фазы;

/о - величина выпрямленного тока;

т - число фаз. Решение этого уравнения:

1+е . г

т)

sin (о + Y)

где Y - угол коммутации;

р - угол упреждения, обусловленный тивным сопротивлением фазы; г - полное Сопротивление фазы; Ф - сдвиг фаз. После упрощения получим

т

Т/2 BE sin -

т

Это уравнение является исходным для оделения индуктивности L:

дущего выражения, а затем эквивалентную индуктивность фазы:

sin -- (1 - cos f)

/о

L -

Два последних выражения позволяют определить эквивалентную индуктивность коммутируемой цепи.

Для онределепия величины z нолного сопротивления фазы необходимо знать угол коммутации у. Так как нроцесс коммутации

заканчивается тем быстрее, чем быстрее нарастает ток двухфазного короткого замыкания г к, то по скорости нарастания этого тока можно судить о величине угла коммутации. Скорость нарастания тока короткого замыкаимя можно определить экспериментальным путем. Для этой цели в фазные обмотки выпрямителя включают измерительные сопротивления Го (фиг. 1). Чтобы величина угла коммутации не изменилась за счет включаемых

сопротивлений, величина последних выбирается значительно меньшей модуля -полного фазного сопротивления (. Кривая изменения фазного тока гк выпрямителя имеет трапецеидальную форму (фиг. 2). Скорость

нарастания этого тока определяется длительностью переднего фронта (или углом коммутации Y) В идеальном случае, когда отношение величин индуктивного х и активного г со/ X противлении равна нулю/ - О j, нарастание

тока короткого замыкания происходило бы мгновенно и угол коммутации Y был бы также равен нулю (у 0), а кривая изменения тока

имела бы прямоугольную форму. В реальных условиях это отношение не равно пулю

V-

- 0 ,и длительность переднего фронта имг I пульса тока имеет конечную величину, которую можно измерить с номощью осциллографа в градусах или секундах. Па осциллограммах (фиг. 3), ноказывающих зависимость угла коммутации, длительности переднего фронта импульсного тока от индуктивности L, длигельность фронта измерялась в миллисекундах; цена каждой метки 0,2 мсек.

Такой метод определения эквивалентной индуктивности можно применять для цепей постоянного и для ценей неременного тока. В

последнем случае на выходную цепь испытываемого устройства подключается выпрямитель, нагруженный индуктивно-активной нагрузкой (., L).

После определения эквивалентной индуктивности выходной цепи испытываемого устройства предлагаемым способом сравнивают найденное значение эквивалентной нндуктивности с искробезопасным значением индуктивности той же цепи по расчетным или эксперимеипри тех же электрических параметрах - напряженки питапия Б и величине постоянного тока, равной амплитудному значению выпрямленного тока.

Описываемый способ позволяет одинаково легко определить эквивалентную индуктивность как трансформаторов, так и сложных четырехполюсников, а в общем случае - многополюсников с трансформаторным выходом.

Кроме того, определение эквивалентной индуктивности по величине угла коммутации -выпрямителя позволяет оценить влияние индуктивных элементов, включенных в первичную цепь трансформатора, на воспламеняющую с юсобность разрядов размыкания.

Предмет изобретения

Способ бескамерной оценки искробезопасности электрических цепей нутем определения

эквивалентной индуктивности, отличающийся тем, что. с целью упрощения при оценке искробезопасности выходных цепей устройств, выполненных по схеме многополюсников с трансформаторным выходом, к испытуемой выходной цепи подключают нагруженный иидуктивно-активной нагрузкой выпрямитель, по углу коммутации которого определяют эквивалентную индуктивность испытуемой выходной цепи, затем сравнивают полученное значение эквивалентной индуктивности цепи с искробезопасным значением ее индуктивности по существующим расчетным или экспериментальным характеристикам искробезонасности

при тех же электрических параметрах - напряжении нитания и величине постоянного тока, равной амплитудному значению выпрямленного тока.

180

Фиг. 2

гw