Устройство защитного отключения при замыкании на землю контактной сети постоянного тока с силовым управляемым выпрямителем и прерывателем отпирающих импульсов в цепи управления Советский патент 1978 года по МПК H02H3/16 

My Диоду . Ток нагрузки, таким образом, проходит через указанный силовой диод, минуя чувствительный элемент. НеобходимОСть включений в контактную сеть силового диода в значительной степени усложняет конструкцию защитного устройства, так как практически этот диод должен быть рассчитан -на максимальный ток в контактной сети и представляет собой, параллельное соединение большого числа полупроводниковых вентилей, оборудованных системой теплоотвода. Величина тока /р, протекающего через чувствительный элемент во время паузы в питании контактной сети, зависит не только от сопротивления изоляции контактного провода из, но и от внутреннего сопротивления источника оперативного тока о. До + + Rp где Rp - собственное сопротивление чувствительного элемента. Сопротивление Ro, которое должно быть достаточно большим, чтобы ограничить ток источника опе.ративного тока /о, снижает чувствительность защитного устройства. Если сопротивление 0 значительно превышает контролируемое сопротивление изоляции, то защита вообще не будет действовать, так как при этом изменение сопротивления изоляции практически не будет вызывать изменения тока чувствительного элемента /р. Целью изобретения является повышение чувствительности защитного устройства. Для достил ения этой цели в устройство, предназначенное для защитного отключения при замыкании на землю контактной сети, подключенное к силовому управляемому выпрямителю, периодически запираемому при помощи прерывателя отпирающих импульсов в цепи управления и содержащее, источник оперативного тока и чувствительный элемент (реле), дополнительно введен дроссель, подключенный в цепь чувствительного элемента параллельно источнику оперативного тока, который выполнен управляемым, причем его управляющая цепь подключена к указанному прерывателю управляющих импульсов, минусовой вывод соедииен с минусовым выводом силового выпрямителя, а чувствительный элемент включен между плюсовыми выводами силового выпрямителя и источника оперативного тока. Для того, чтобы в промежутках между паузами через чувствительный элемент не протекал ток, способный вызвать его ложное срабатывание, вспомогательный выпрямитель выполняется на выпрямленное напряжение, одинаковое по величине и фазе с выпрямленным иапрежением силового выпрямителя, при этом подача отпирающих импульсов на вентили силового и вспомогательного выпрямителей и их прерывание осуществляются синхронно. В tOM случае, когда силовой выпрймителв выполнен по мостовой схеме, анодная группа вентилей силового и вспомогательного выпрямителей с целью упрощения конструкции защитного устройства может быть выполнена общей. На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого защитного устройства; на фиг. 2 - пример выполнения защитного устройства для случая, когда силовой выпрямитель выполнен по мостовой схеме. Защитное устройство состоит из вспомогательного выпрямителя - источника оперативного напряжения 1, соединенного минусовым выводом с минусовым выводом силового выпрямителя 2, дросселя 3, подключенного на выход вспомогательного выпрямителя, чувствительного элемента (реле) 4, включенного между плюсовыми выводами силового и вспомогательного выпрямителей, и прерывателя 5 отпирающих импульсов, поступающих на вентили силового и вспомогательного выпрямителей от общего источника отпирающих импульсов 6. Нагрузка 7 подключена к контактной сети через вентиль-заградитель 8. Сопротивление утечки представлено на фиг. 1 и 2 резистором 9. Работает защитное устройство следующим образом. В промежутках между паузами па вентили силового и ВСПОМ01 ательного выпрямителей поступают от источника 6 отпирающие импульсы, а на выхсдах обоих выпрямителей создается одинаковое напряжение. При этом через дроссель протекает относительно небольщой 110 величине ток, а ток чувствительного элемента равен нулю, так как он включен на разность выпрямленных напряжений обоих выпрямителей. При прерывании отпирающих импульсов вентили силового и вспомогательного выпрямителей, которые должны были бы включиться в данный момент времени, остаются запертыми, вентили же, проводившие ток до этого момента, продолжают оставаться открытыми при одновременном снижении выходных напряжений обоих выпрямителей. Так как силовой выпрямитель работает на контактную сеть, обладающую сравнительно небольшой индуктивностью, то его ток быстро спадает до нуля, и его вентили запираются. Вспомогательный выпрямитель нагруен на значительную индуктивность дроссея, ток которого мало изменяется во время ороткой паузы. Поэтому работавшие вентили спомогательного выпрямителя продолжают роводить ток, а его выпрямленное напряжеие, т. е. напряжение на зажимах дросселя остепенно переходит в область отрицательых значений. Под действием этого напряжеия в цепи контактная сеть--чувствительный лемент появляется обратный ток, величина оторого равна г , f/o «из + Rn

где Но - Мгновенное значение выпрямленного напряжения вспомогательного выпрямителя во время паузы. Из этого выражения видно, что ток чувствительного элемента зависит только от сопротивления изоляции контактной сети и внутреннего сопротивления чувствительного элемента, поскольку источником оперативного напряжения по существу является питающая сеть переменного тока с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением.

В связи с тем, что оперативное напряжение f/o изменяется во времени практически линейно, чзвствительный элемент целесообразно включать через дифференцирующую пеночку.

Применение предлагаемого защитного устройства исключает необходимость включения в контактную сеть силовых вспомогательных вентилей, что существенно упрощает конструкцию защитного устройства и снижает его стоимость по сравнению с известными защитными устройствами. Одновременно с этим повыщается чувствительность защитного зстройства и надежность его работы.

Лабораторные испытания описанного защитного устройства показали надежность его работы н возможность его применения для защиты от утечек в подземных контактных сетях.

Формула изобретения

Устройство защитного отключения при замыкании на землю контактной сети постоянного тока с силовым управляемым выпрямителем и прерывателем отпирающих имщ льсов в цепи управления, содержащее источник оперативного тока и чувствительный элемент, отличающееся тем, что, с целью повыщения чувствительности, в него дополнительно введен дроссель, подключенный в цепь чувствительного элемента параллельно источнику оперативного тока, который выполнен управляемым, причем его управляющая цепь подключена к указанному прерывателю отпирающих импульсов, минусовой вывод соединен с минусовым выводом силового выпрямителя, а чувствительный элемент включен между плюсовыми выводами силового выпрямителя и источника оперативного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №280624, кл. Н 02Н 3/16, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР №373812, кл. Н 02Н 3/16, 1970.

3.Авторское свидетельство СССР 402111, кл. Н 02Н 3/16, 1970.