Вакуумный выключатель постоянного тока Советский патент 1981 года по МПК H01H33/666 

1

Изобретение относится к области мощной коммутационной техники, в частности к выключателям постоянного тока высокого напряжения.

Известен вакуумный выключатель постоянного тока высокого напряжения, состоящий из вакуумной дугогасительной камеры, ток в которой принудительно переводится через нуль разрядом предварительно заряженного конденсатора ij. При разряде конденсатора ток переходит через нуль с высокой скоростью, затрудняя деиоиизацию плазмы в межконтактном промежутке и снижая отключаемый ток.

Известен также вакуумный выключатель постоянного тока высокого напряжения , содержащий вакуумную дугогасительную камеру и гасящий контур, в котором для замедления скорости перехода тока через нулевое значение предложено последовательно с вакуумной дугогасительной камероИ включать насыщающийся дроссель. Выключатель содержит вакуумную дугогасительную камеру, которая разрывает ток при переходе его через нуль во время разряда предварительно заряженного конденсатора, b цепь вакуумной дугогасительной камеры включен насыщающийся реактор, а разрядная цепь конденсатора включена параллельно вакуумной дугогасительной

камере и реактору. Реактор при протекании через него рабочего тока насыщен и его индуктивность сравнительно невелика. При подходе суммарного тока в цепи вакуумной

дугогасительной камеры и реактора к нулю, во время разряда конденсатора, реактор выходит из насыщения и его индуктивность становится сопоставимой с индуктивностью отключаемой цепи. Благодаря этому ток в вакуумной дугогасительной камере и реакторе при подходе к нулю спадает медленно, что улучшает условия отключения. Недостатки известного выключателя заключаются в том, что не получается паузы из-за тока намагничивания сердечника дросселя; не полностью используется энергия конденсатора гасящего контура; при неотключении после первой паузы тока через вакуумную дугогасительную камеру протекает двойной разрядный ток, что ухудшает условия гашения в последующие паузы. Снижение тока намагничивания и увеличение времени ненасыщенного состояния

ведут к применению больших емкостей гасящего контура и дорогих спецсталей для сердечника дросселя.

Целью изобретения является увеличение отключающей способности и уменьшение

габаритов и стоимости выключателя в целом путем полного использования энергии конденсатора гасящего контура.

Это достигается тем, что вакуумная дугогасительная камера включается в одну из диагоналей выпрямительного моста, плечи которого состоят из управляемых коммутаторов, а гасящий контур подсоединен к другой диагонали моста.

ь плечи моста последовательно с коммутаторами можно включить индуктивности, а также последовательно коммутаторам и индуктивностям включить полупроводниковые диоды таким оЬразом, чтооы при разряде гасящего контура в вакуумной дугогасительнои камере протекал выпрямленный ток. Б качестве управляемых коммутаторов использованы тиристоры, управляемые вакуумные разрядники и импульсные тиратроны (возможна их комоинация).

На фиг. 1--3 показаны варианты принципиальных электрических схем выключателя; на фиг. 4 - кривые формы тока в элементах выключателя.

Ьакуумныи выключатель постоянного тока высокого напряжения содержит вакуумную дугогасительную камеру ЦЬДК, которая отключает ток во время разряда на нее гасящего контура. включена в одну из диагоналей выпрямительного моста, плечи которого состоят из управляемых коммутаторов 2-5, а гасящий контур, состоящий из индуктивности b и емкости /, включен во вторую диагональ этого моста. Параметры гасящего контура рассчитаны так, что амплитуды гасящего тока превосходят величину отключаемого тока в нескольких периодах.

при получении команды на отключение начинают расходиться контакты ЬД1Ч и между ними возникает дуга, после расхоледения контактов на заданное расстояние включают поочередно те пары коммутаторов, чтоиы в ЬА1 протекал выпрямленный ток гасящего контура навстречу основному току, включение коммутаторов производят в начале каждого полупериода колеоаний тока гасящего контура. Например, коммутаторы 2 и 4 включаются в начале нечетных полупериодов тока, а коммутаторы 3 и о в начале четных полупериодов, хаким образом, в диагонали моста, содержащей БДК., протекает выпрямленный ток гасящего контура. Причем в каждый полупериод гасящего тока iz, пока амплитуда этого тока превыщает отключаемый ток /откл, суммарный ток ii в ВДК дважды переходит через нулевое значение (фиг. 4), а броски тока tl в прямом направлении не превышают отключаемый ток 1откл- Время, в течение которого ток tl имеет переходы через нуль, выбрано достаточным для полной деионизации межконтактного промежутка ВДК, что приводит к отключению. Для снижения амплитуды и длительности бросков прямого тока через ВДК последовательно с коммутаторами в плечи моста включены индуктивности 8-11 (фиг. 2). Для надежного отключения коммутаторов в каждое плечо моста последовательно с коммутатором и индуктивностью включается один из диодов 12-15 (фиг. 3) в проводящем направлении для каждого плеча, рассчитанный на пропускание импульсного тока гасящего контура. В качестве управляемых коммутаторов можно использовать люоои приоор, способный по команде перейти из непроводящего состояния в проводящее, затем пропустить через себя ток разряда гасящего контура и выдержать напряжение, восстанавливающееся на выключателе. Наиоолее целесооОразно использовать для этой цели тиристоры, управляемые вакуумные разрядники, тиратроны.

Подключение ВдК и гасящего контура в противоположные диагонали моста, образованного из управляемых коммутаторов, позволяет полностью использовать энергию конденсатора гасящего контура и этим самым улучшить условия гашения дуги в ЬДК, что приводит к увеличению отключаемого тока и уменьшению габаритов и стоимости выключателя в целом.

Формула изобретения

1.Вакуумный выключатель постоянного тока, содержащий вакуумную дугогасительную камеру и гасящий контур, отличающийся тем, что, с целью повышения отключающей способности, оп дополнительно снабжен управляемыми коммутаторами, которые включены по мостовой схеме, в диагональ которой включена вакуумная дугогасительная камера, а в другую диагональ включен гасящий контур.

2.Выключатель по п. 1, отличающий с я тем, что в плечи мостовой схемы последовательно с управляемыми коммутаторами дополнительно включены индуктивности.

3.Выключатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в плечи мостовой схемы дополнительно включены диоды.

4.Выключатель по пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве управляемых коммутаторов использованы тиристоры.

5. 3ыключатель по пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве управляемых коммутаторов использованы управляемые вакуумные разрядники.

6.Выключатель по пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве управляемых коммутаторов использованы импульсные тиратроны.

7.Выключатель по пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве управляемых коммутаторов использована комбинация из тиристоров, управляемых разрядников и импульсных тиратронов. 56

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР2. Патент США № 3390305, кл. 317/11,

№ 158320, кл. 21с, 35/09, 1962.1968 (прототип).

828249

r

Фиг A