УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ высоковольтных Советский патент 1969 года по МПК G01R31/333 

Известны устройства для испытания высоковольтных выключателей, шуитируемых малоомиыми соиротивлениям-и, По двухчастотной синтетической схеме, содержащие исиытуемый выключатель и 1последо,вательио соединенное с ним отключающее устройство, установлеииые в цепи лониженного напряжения, и цепь -высокого напряжения, подключенную параллельно испытуемому выключателю (или отключающему устройству) через управляемый разрядник, содерл ащую емкость и индуктивность, параллельно которой через вспомогательное устройство или разрядник включено сопротивление, шунтирующее основной разрыв выключателя.

При испытаниях указанных выключателей возникает необходимость испытывать как основной его .разрыв, так и вспомогательный, вклгоченный последовательно с основным п разрываемый одновременно с последним. В этом случае ток короткого замыкания проходит через оба разрыва, и :при .переходе его через иуль в основном разрыве дуга гаснет, а во вспомогательном разрыве продолжает .протекать ток, ограниченный сопротивлением. При переходе последнего через нуль на вспомогательном разрыве восстанавливается иапряжение, начальная величина которого равна и sin ф, где t/,j - амплитуда напряжения сеW L.

, где L (.- индуктивность сети, а tg ф R

ти п R - шунтирующее сопротивление.

В известных устройствах испытуемый выключатель п отключающее устройство включены в цепь пониженного напряжения с источником и п индуктивностью /л, которые выбираются с таким расчетом, чтобы обеспечить

в цепи ток короткого замыкания /к.з. соответствующей амплитуды, и в процессе протекания тока повышенной частоты в цепи высокого напряжения к сопротивленпю R приложеио полное напряжение U цепи, что вызывает соответствующую потерю энергии, предварительно сосредоточенной в батарее цени высокого напряжения.

В предложенном устройстве для повышения испытательной мощности, необходимой для ис|Г1Ытания основного разрыва выключателя, путем снижения затухания тока повышенной частоты колебательного контура цени высокого напряжения, в указанной цепи предусмотрена дополнительная емкость, включенная последовзтельно с индуктивностью, причем значения основной и дополнительной емкостей выбраны из условия обеспечения требуемой амплитуды восстанавливающегося напряжения; для создания возможности проведеиия испытаний всиовательно с основной емкостью включена дололнительная индуктивность.

На фиг. 1,а изображены основной разрыв ОР выключателя, шунтированный сопротивлением, и последовательно соединенный с ним вспомогательный разрыв, а на фиг. 1,6 форма кривой тока и восстанавлиБающего напряжения; на фиг. 2 дана нрннципиальная электрическая .схема иснытания основного разрыва 1выключателя; на фиг. 3 - то же, но для случая испытания вспомогательного разрыва выключателя; на фиг. 4 - кривые иснытательных токов.

Иснытуемый выключатель ИВ и отключающее устройство ОУ включены в цепь пониженного напряжения с источнико.м L) к индуктивностью Ll, которые выбраны с таким расчетом, чтобы обеспечить в цепи ток короткого замыкания i к.з. соответствующей амплитуды. Контур высокого напряжения подключен через управляемый разрядник PI параллельно ИВ (или ОУ). Цепь высокого напряжения содержит основную емкость Ci, дополнительную емкость С2, включенную последовательно с индуктивностью Lo, и параллельно иоследним че|рез впомогательное включающее устройство или разрядник Яа включено сопротивление R, соответствующее по величине сопротивлению, шунтирующему основной разрыв выключателя. Емкости Ci и Cz заряжаются соответственно до напряжений 11, и t/2. Так как к сопротивлению приложено напряжение , поскольку + 2, то соответственно будут значительно потери энергии в сопротивлении, которые пропорциональны квадрату напряжения, что существенно повысит испытательную мощность установки. Вместе с тем, то обстоятельство, что после гашения дуги в ИВ через это сопротивление начнет разряжаться ем:кость Cz, 1снижая величину восстанавливающего напряжения, и даст возможность приблизить форму кривой этого напряжения к форме кривой в реальной цели, в которой также из-за пе|реходного процесса существенно СЕинсается ам плитуда по сравнению 1C амплитудой э. д. с. сети. При этом соотношение между емкостями ( - ) должно быть выСз

брано такое, которое обеспечило бы требуемую амплитуду восстанавливающего напряжения.

При .испытании вспомогательного разрыва ВР выключателя (фиг. 1,а) в предлагаемое устройство добавляется индуктивность L-s (фиг. 3), включаемая последовательно с управляемым разрядником PI и емкостью С. Соот(ветствующая часть этого устроргства подключена также параллельно ОУ или ИВ (которым в данном случае является ВР).

Рассмотрим работу всего устройства в последнем случае. .

ПервоначальнОВ цени источника U через ИВ и ОУ проходит ток короткого замыкания г к.з. (фиг. 4). В момент /i от системы управления срабатывают разрядники Р и PI и через ИВ одновременно начинает проходить ток IK противоположно направленный по отношению к току IK.S.. Форма кривой тока /д соответствует току, ограниченному сопротивлением в реальной сети (фиг. 1,6). При этом в течение времени At (фиг. 4), составляющем несколько iCOT микросекунд, начиная с момента ti через ИВ -будет проходить разность токов Ок.з. - гд ), и этот ток в момент f перейдет в ИВ через нуль. Так как производные токов

к.з. i

в течение этого промежутка

dtdt

времени блпзки друг к другу, то ток, равный их разности, перейдет через нуль с повышенной скоростью, а потому гашения дуги в ИВ

не произойдет и ток изменит свой знак. В момент t ток (к.з. в ОУ пройдет через нуль и дуга в ОУ будет погашена. В результате ток IK будет проходить через ЯБ, на котором в дальнейшем после перехода этого тока через

иуль восстановится соответствующее напряжение. Из сравнения кривых фиг. 1,в и фиг. 4 видно, что в схеме фиг. 3 обеспечивается прохождение через ИВ такого же тока, как и в реальных условиях, т. е. первоначально будет

проходить ток короткого замыкания, который затем перейдет в ток, ограниченный шунтирующим сопротивлением. Часть устройства, вырабатывающая ток 1д , обеспечивает выигрыш в мощности используемых в нем колебательных контуров благодаря тому, что полупериод тока г к, который необходимо воспроизводить, имеет значительно меньшую продолжительность, чем ток короткого замыкания, а при повышенной частоте установки, основанные на применении колебательиых контуров, дают, как известно, сушественный выигрыш в испытательной мощности. Параметры этого устройства L, Ci, Lg, С, R и напряжения L/i и Lf выбираются с таким расчетом, чтобы

обеспечить требуемую продолжительность тока, его амплитуду и производную тока при подходе к нулю; обеспечить напряжение, восстанавливающееся сразу после перехода тока через нуль, т. е. соответствующее падению напряжения на индуктивности реальной сети; обеспечить амплитуду восстанавливающегося напряжения и время ее достижения. Для этого индуктивность /-3, сопротивление R и зарядное напряжение Ui выбираются соответствующими значениям индуктивности LC , сопротивления R и напряжения источника э. д. с. три работе выключателя в реальной сети. Ем-кость батарей Ci и С выбирается приближенно с таким расчетом, чтобы в сочетании с Ls и Ly

обеспечивалась частота тока, соответствующая кал ущейся частоте полупериода тока IK .Уточнение параметров может быть выполнено на математической мащнне. При удовлетворении требования о воспроизведении производной

тока при подходе к нулю одновременно будет обеспечена требуемая величина напряжения, Босстанавливаю.щегося сразу после перехода тока через нуль, так как переходное сопротивление исиытательной цепи примерно соответбыстрых .процессах, связанных с подготовкой гашения дуги три лодходе тока -к нулю, емкости Ci и С2 можно считать закороченными; в то же время индуктивность LZ, которая при этом включена параллельно сопротивлению R, существенной роли не играет, поскольку при быстрых процессах . Тогда переходное сопротивление представляет собой последовательное соединение Ly и R, которые, как указано, выбраны равньши соответствующим параметром (реальной сети и выключателя. Этим обеспечиваются эквивалентные условия испытания до (Перехода тока в ИВ через нуль. Таким образом устройство на фиг. 3 обеспечивает эквивалентные условия в течение всего процесса испытания-(При протекании тока и восстановлении напряжения.

KaiK (показывают опыты, ток ij ие идет цели ком через ИВ, а часть его ответвляется через ОУ и далее через источник тока короткого замыкания, что объясняется малой величиной индуктивности LI. При Принятых направлениях токов IK.S. и /; это приводит к тому, что ток в ОУ медленнее подходит к нулю и этим облегчается гашение в нем дуги. Аналогичный характер п-ротекання процессов бывает в том случае, если часть устройства, вырабатывающая ток I;, Подключена параллельно не ЯВ, а ОУ и соответственно изменена полярность этого тока. В этом случае также в ОУ токи складываются, а в ИВ--вычитаются (за счет ответвления части тока в цепь источника тока короткого замыкания с индуктивностью Z-i). В данном случае лри гашении дуги в ОУ оба контура соединяются последовательно, причем

ток определяется параметрами и э. д. с. обоих контуров, и его величина при этом несколько возрастает.

Предмет изобретения

1.Устройство для испытания высоковольтных выключателей, шунтируемых малоомными сопроти1влениями, по двухчастотной синтетической схеме, содержащее испытуемый выключатель и последовательно соединенное с ним отключающее устройство, установленные в цепи пониженного напряжения, и цепь высокого напряжения, подключенную параллельно испытуемому выключателю или отключающему устройству через управляемый разрядник, содержащую емкость и индуктивность, параллельно которой через вспомогательное устройство или разрядник включено сопротивление, шунтирующее основной разрыв выключателя, отличающееся тем, что, с целью повышения испытательной мощности, необходимой для испытания основного разрыва выключателя путем снижения затухания тока повышенной частоты колебательного контура цепи высокого напряжения, в указанной цепи предусмотрена дополнительная емкость, включенная последовательно с индуктивностью, причем значения основной и дополнительной емкостей выбраны из условия обеспечения требуемой амплитуды

восстанавливающегося напряжения.

2.Устройство по .п. 1, отличающееся тем, что, с целью создания возможности проведения испытаний вспомогательного разрыва выключателя, последовательно с основной емкостью включена пополнительная индуктивность.

/ вР

ОР

ВР

ОУ(ИВ)

P..9L,,2