Устройство для защиты распределительных щитов от электрической дуги короткого замыкания Советский патент 1983 года по МПК H02H7/22 

Изобретение относится к релейной защите и противоаварийной автоматике и может быть использовано для защиты от электрической дуги короткого замыкания Ск.з.) распределительных щитов электроэнергетических систем переменного и постоянного тока, например судовых.

Известны устройства для защиты распределительных щитов от электрической дуги к.э.,содержащие фотодатчик и логический элемент ИЛИ, реагирующий и выходной органы 1.

Недостатком известных устройств является низкая селективность, обусловленная ложными срабатываниями от излучения электрических дуг отключений, образующихся между контактами выключателей, установленных внутри защищаемого распределительного щита, при отключении внешних по отношению к щиту к.3.

Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности является устройство, содержащее рабочий и тормозной фотодатчики, датчик проводимости плазмы, подключенные к входам схемы сравнения, реагирующий и выходной органы 2,

Однако этому устройству присуща недостаточно высокая селективнрсть, связанная с ложными срабатываниями от излучения раскаленных газов, которые образуются в зоне выброса плазмы электрических дуг отключений из дугогасительных камер выключателей защищаемого щита после прохождения плазмы сквозь датчик проводимости плазмы.

Цель изобретения заключается в повышении селективности устройства для защиты распределительных щитов от электрической дуги к.з. путем исклю15чения ложных срабатываний при отключении внешних к.з.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты, распреде-. лительных щитов от электрической

20 дуги короткого замыкания, содержащее рабочий и тормозной фотодатчики,подключенные к входам элемента сравнения, и выходной орган, Дополнительно снабжено фильтром верхних частот,

25 включенным на выходе рабочего фотодатчика, и логическим элементом И, один вход которого соединен с выходом элемента сравнения, другой - с выходом фильтра верхних частот, а вы

30 ход подключен к выходному органу.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, на фиг. 2 Графики оценки функции спектральной .плотности5f (tw) колебаний мощности теплового излучения электрической дуги к.з. (А), представляющей собой стационарную случайную функцию,и спектральной плотности .SCt) мощности злучения дуги отключения и раскаленных газов (.в), мощность излучения представляет собой в этом случае импульс треугольной формы, для наихудших условий распознавания.

Устройство состоит из рабочего 1 и тормозного 2 фртодатчиков, подключенных к входам элемента 3 сравнени фильтра 4 верхних частот соединенного с выходом фотодатчика 1 и первым входом элемента И 5, к второму входу которого подключен выход элемента 3 сравнения, и выходного органа 6.

Р.абочий фотодатчик 1 размещается внутри защищаемого щита и ориентируется на излучение электрических дуг К.З., тормозной фотодатчик 2 размещается вне защищаемого распределительного щита и ориентируется на излучение внешних источников помех.

Принцип действия устройства, основан на контроле мощности теплового излучения электрических дуг. В отличие от прототипа в данном устройстве наряду с величиной мощнЬсти тепловогр излучения контролируется и ее частотный спектр.

Как видно из графиков (фиг. 2),

при tt 2 значения 5(и))сущейтС

венно превышают значения функции , поэтому по величине сигнала на выходе фильтра верхних частот с граничной частотой (tj-p 2 22& можно распознавать электрическую дугу к.з. и электрическую дугу отключения, вклюЧсшщая излучак щие раскаленные газы.

Работа устройства происходит следующим образом.

При возникновении внутри защищаемого распределительного щита электрической дуги к.з. на выходе рабочего фотодатчика 1, элемента 3 сравнения и фильтра 4 верхних частот появляются сигналы, логический элемент И 5 переходит в состояние логической единицы, срабатывает выходной орган

6 и на его выходе формируется сигнал на отключение питания от защищаемого распределительного щита. Устройство срабатывает.

При возникновении электрической дуги отключения сигнал появляется на выходе только рабочего фотодатчика, на выходе фильтра верхних частот сигнал отсутствует. Поэтому выходной сигнал логического элемента И 5 соответствует логическому нулю, выходной орган не включается, устройство не срабатывает. Срабатывания устройства не происходит ни от излучения электрической дуги отключения, ни от излучения раскаленных газов после угасания дуги отключения, поскольку и в первом, и во втором случаях сигнал на выходе фильтра частот отсутствует.

Таким образом, использование в . устройстве новых элементов и связей обеспечивает повьадение его. селекти эности путем исключения ложных срабатываний от излучения раскаленных газов. Использование данного устройства позволяет снизить ущербы от аварий, обусловленных неселективной работой устройств защиты.

Формула изобретения

Устройство дпя защиты распределительных щитов от электрической дуги короткого замыкания, содержащее рабочий и тормозной фотодатчики,подключенные к входам элемента рравиенкя, и выходной орган, отличающ е ее я тем, что, с целью повышения селективности путем исключения ложных срабатываний при отключении внешних коротких замыканий, оно дополнительно снабжено фильтром верхних частот, включенным на выходе рабочего фотодатчика, и элементом И, один вход которого соединен с выходом элемента сравнения, другой - с выходом фильтра верхних частот, а выход подключен к выходному органу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент. Франции I 2087348, кл. Н 02 В 1/00, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР W 752604, кл. Н 02 Н 7/22, 1977 (прототип),