Бездуговой токоограничивающий селективный выключатель Советский патент 1982 года по МПК H01H9/30 H02H3/08 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для бездугового отключения токов короткого замыкания в распределительных сетях низкого и среднего напряжения. Известны бездуговые контактные аппараты, содержащие главный контактный разрыв, зашунтированный двумя вспомогательными контактными разрывами со встречно включенными вентилями. Включение всех трех параллельных пар контактов и удержание их в замкнутом положении осуществляет электромагнитный привод. Бездуговое отключение параллельных вспомогательных ветвей осуществляется поочерёдным обесточивание еще двух электромагнитов в паузу тока, создаваемую вентилями , Данные устройства позволяют производить практически бездуговое отключение, однако не осуществляют токоогра.ничение, . что делает тяжелым режим отключения токов КЗ, особенно . . В. случае необходимости делать выдержку времени (селективное отключение). Известно также устройство защиты распределительных щитов от коротких замыканий с последовательно установленными токоограничивающими силовыми выключателями, содержащее для выключателя быстродействующий разъединяющий узел, который связан с коммутирующим элементом и защелкой, воздействующей на механизм свободного расцепления, блок измерения крутизны нарастания тока КЗ и блок замедления, включенный между упомянутыми быстродействующими разъединяющим узлом и за.щелкой, причем время замедления в каждом последующем выключателе выбрано большим по отношению к предыдущему выключателю на время половины периода тока сети 2. В таком устройстве одновременно достигается токоограничение и селективность отключения, однако токоограничение осуществляется через сопротивления последовательно соединенных нескольких дуг. Таким образом, в полной мере проявляются отрицательные последствия дуговой коммутации - пожароопасность, эрозия контактов и др Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее блок синхронизации в коммутируемой цепи, основные размыкающие контакты, параллельно которым подключена цепочка из вспомогательных размыкающих контактов и токоогранимивающего актив ного сопротивления, причем основные контакты размыкаются от импульса блока синхронизации, а вспомогательные контакты размыкаются автоматически после введения в отключаемую цепь токоограничивающего сопротивления. Это устройство позволяет, в случае возникновения КЗ, осуществлять бездуговое и безопасное включение токоограничивающего сопротивления и отключать цепь после соответствующей выдержки времени, т.е. селективно З Недостатком известного устройства является то, что включение токоограни чивающего сопротивления после возникновения КЗ осуществляется только в момент ближайшего нуля тока, что дает возможность уменьшить падение напряжения на сопротивлении, однако зачастую приводит к тому, что нагрузка обтекается ударным током КЗ. Для осуществления бездугового синхронного отключения ограниченного тока вспомог гательными контактами надо усложнять схему управления, чтобы использовать тот же синхронизирующий блок. Кроме того, обе пары контактов требуют быст родействующих приводов с импульсными источниками энергии, так как синхронная коммутация предполагает малые вре мена срабатывания. Таким образом, необходимо предусмотреть два отдельных накопителя энергии, яапример емкостные. Это приводит к удорожанию и утяжелению устройства. Цель изобретения - повышение надежности и уменьшение стоимости устройства . Поставленная цель достигается тем что в бездуговой токоограничивающий селективный выключатель, содержащий блок синхронизации, основные размыкающие контакты, параллельно которым подключена шунтирующая цепь, состоящая из последовательно соединенных вспомогательных размыкающих контактов и токоограничивающего элемента, катушку отключения вспомогательных контактов, введены два тиристора и разделительный импульсный трансфор- матор, указанные тиристоры включены встречно-параллельно и соединены последовательно с катушкой отключения вспомогательных контактов, указанная последовательная цепь включена параллельно токоограничивающему элементу, цепь управления тиристоров соединена с импульсным выходом блока синхронизации через разделительный импульсный трансформатор, причем блок синхронизации включен в шунтирующую основные контакты цепь, а в качестве токоограничивающего элемента используется конденсатор. На чертеже изобрах ен бездуговой токоограничивающий селективный выключатель . Выключатель содержит основные размыкающие контакты 1, в защищаемой цепи, которые зашунтированы цепочкой, состоящей из последовательно соединенных нормально замкнутых вспомогательных контактов 2, блока синхронизации 3 и конденсатора i, который, в свою очередь, зашунтирован цепью, состоящей из двух встречно-параллельно включенных тиристоров 5 и 6, а также катушки отключения 7 вспомогательных контактов 2. Цепи управления тиристоров 5 и 6 соединены с импульсным выходом блока синхронизации 3 и разделены посредством импульсного разделительного трансформатора 8. Устройство работает следующим образом. В нормальном состоянии контакты 1 и 2 замкнуты. Ввиду наличия в шунтирующей контакты 1 цепи емкостного сопротивления основной ток проходит через контакты 1. Небольшой ток, перетекающий в шунтирующую цепь, заряжает конденсатор до напряжения, равного падению напряжения на замкнутых контактах 1 (единицы вольт). В момент возникновения в цепи короткого замыкания реле защиты подает сигнал на размыкание основных контактов 1 без выдержки времени. На размыкающихся контактах 1 горит слабая кратковременная дуга. Под действием падения напряжения на этой дуге ток перетекает в шунтирующую цепь со вспомогательными контактами 2 и емкостным токоогранимивеющим сопротивлением. После соответствующей выдержки времени подается сигнал на замыкание выходной цепи блока синхронизации 3 (на черте же не показано) и синхронизирующий т ковый импульс с выхода блока синхронизации 3 поступает в цепь управления тиристора 5. Через разделительны импульсный трансформатор 8 этот же импульс поступает в цепь управления тиристора 6. В зависимости от полярности напряжения заряда емкости i отпирается один из тиристоров 5 или 6. Поскольку синхронизирующий им пульс предшествует нулю тока, то напряжение заряда конденсатора практи чески максимальное, а значит, и энер гия, запасенная в емкости, максималь ная. . Таким образом, емкость разряжается через один из тиристоров 5 или 6 на катушку отключения 7 вспомогательных контактов 2. Эти контакты размыкают цепь тока КЗ, огран иченного по величине емкостнымiсопротивлением непосредственно в нуле тока, т.е. синхронно. Этим самым заканчивается процесс отключения тока КЗ бездуговым токоограничивающим селективным вы- . ключателем. Предлагаемый выключатель осуществляет практически бездуговое, селек- . тивное отключение тока КЗ с токоограничением. В отличие от известных устройств токоограничение осуществляется емкостным сопротивлением, энергия заряда которого используется для синхронного отключения вспомогательных контактов. Такое схемное решение не позволяет проходить ударному току КЗ через нагрузку, уменьшает стоимость устройства, так как исключается отдельный импульсный источник энергии для вспомогательных контактов. Применение емкости в качестве токоограничивающего сопротивления снижает перенапряжения при отключении основных контактов, а также исключает не98 обходимость интенсивного охлаждения активного токоограничивающего сопротивления или контактов в случае токоограничения через дугу в сильноточных цепях. Формула изобретения Бездуговой токоограничивающий селективный выключатель, содержащий блок синхронизации, основные размыкающие контакты, параллельно которым подключена шунтирующая цепь, состоящая из последовательно .соединенных вспомогательных размыкающих контактов и токоограничивающего элемента, катушку отключения вспомогательных контактов, отличающийся тем, что , с целью упрощения и повышения надежности, в него введены два тиристора и разделительный импульсный трансформатор, указанные тиристоры включены встречно-параллельно и соединены последовательно с катушкой отключения вспомогательных контактов, указанная последовательная цепь включена параллельно токоограничивающему элементу, цепи управления тиристоров соединены с импульсным выходом блока синхронизации через раз елительный импульсный трансформатор, причем блок синхронизации включен в шунтирующую основные размыкающие контакты цепь, а в качестве токоограничивающего элемента используется конденсатор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 197713, кл. 21с 35/07, 19б7. 2.Патент СССР Vf 621050, кл. Н 02 Н 3/Оа, Н 02 Н 7/26, 1978. 3 Буткевич Г.В. Дуговые процессы при коммутации электрических цепей. М., Энергия J973, с. 11.