Коммутационное устройство с токовой защитой электрической цепи

 

1. КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО С ТОКОВОЙ ЗАЩИТОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ, содержащее включенные в цепь параллельно соединенные предохранитель и выключатель, отличающеес я тем, что, с целью позкаоения надежности , оно снабжено коммутационным аппаратом, за|иыкаю1вий контакт которого включен последовательно с предохранителем, и измерительным преобразователем тока включенным в зшциюаемую цепь, причем один выход последнего подключен к управл;аои1ему входу коммутационного аппарата, а другой - к расцепителю выключателя. 2.Устройство по п. 1, о т л ич а Ю щ е е. с я тем, что оно снабжено вторым коммутациомшлк аппаратом, разм:1какхций контакт которого вкпючен параллельно предохранитеша, и втоЕШм измерительным преобразователем тока, включенным последовательно сзамыкающим контактом ггервого коммутационного аппарата, причем выход второго преобразователя подключен к управляющему входу второго коммутациовного аппарата. 3.Устройство по п. 1, о т л и ч аю ,щ е е с я тем, что оно снабжено. беэразрывньй« переключатеяём и BToptiDif измерительным щ еобразователем тока, включенным последовательно с замыкающим контакте коммутационного аппарата , при замыкаювжй контакт ьд пере)слючателя включен последователь- .но с предохранителем,, а его размякающий контакт включен параллельно цепи со из предохранителя Н эагФакающего коно такта переключателя, выхОд же второ-; го измерительнохх) преобразователя vosj ка подключен к управляющему входу переключателя :

09) (10

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ШИ

РЕСПУБЛИК

3(50 Н.02 Н 3 8 й3СУДФ СТОЕННЫЙ HQMHTKT СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОИ%7ЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ % Ф Ф

% с 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 3

Фиа Ф

И АВТОРСКОМУ СВИДЕВ ЕХ1ЬСТВУ (21) 3330816/24-07 . (22) 05.08 ° 81 (46) 30.05. 83. Бюл. В 20 (72) Г. Е. Агафонов, И. S. Болотин, Ю. И. Вишневский, С. С, Гутнер, В. В. Ионов, М. Ш. Кашкет, И. В. Порохня, В. Е. Решетников, В. К. Тарасов, Ю. A. Филиппов и Л. 3. Эйдель (71) Научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт высоковольтного аппаратостроения Ленинградского производственного объединения "Электроаппарат" (53) 621.316.925(088.8) (.56) 1. Каталог фирмы Calo r - owag, lsBeg renze r, рис 3 7.

2. Патент США и 4008452, кл. 337-284, 1977 °

3. Комбинации предохранитель-выключатель нагрузки и предохранитель-выключатель высокого напряжения пере= менного тока. Рекомендация МЭК. Публикация 420. 1-е иэд., Разделы 1.1 и 2.1.2.

4. Патент США Р 3544843, кл. Н 02 Н 7/22, 1970. (54) (57) 1. КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО

С ТОКОВОЙ ЗАЩИТОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ, содержащее включенные в цепь параллельно соединенные предохранитель и выключатель, о т -л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повьааения на» дежности, оно снабжено коммутационааааа аппаратом, заьикающий контакт которого включен последовательно с предохранителем, и измерительньм преобразователем тока, включенным в защищаемую цепь, причем один выход последне о подключен к управляющему входу коммутационного аппарата, а другой - к расцепителю выключателя.

2. Устройство по л. 1, о т и и» ч а ю щ е е. с я тем, что оно снабжено вторым коммутационным аппаратом, раэьикающий контакт которого включен параллельно предохранителю, и вторым иэмерительньве преобразователем тока, включенным последовательно с эазаисающнм контактом первого коммутационного аппарата, причем выход второго преобразователя подключен к управляющему входу второго коммутационного аппарата °

3. Устройство по и. 2, о т л и ч аю.щ е е с я тем, что оио снабжено. безразрывиьак переключателем и вторЫМ Е измерительиьва преобразователем тока, включенным последовательно с замыкающим контактом коммутациоииого аппарата,— при этом замыкающий контакт переключателя включен последователь» но с предохранителем, а его раэьыкающий контакт включен параллельно цепи из предохранителя к замыкающего контакта переключателя," выход же второ- го измерительного преобразователя тока подключен к управляющему входу пе-. реключателяя .

1020907

Изобретение относится к высоковоль, тному аппаратостроению, а именно к высоковольтным коммутационным аппаратам.

Известен ограничитель тока взрывного действия, содержащий главный 5 токопровод с взрывным устройством и предохранитель, включенный параллельно ему. Прн превышении током опредЕ.ленной величины взрывное устройство взрывается и разрушает главный токо- !О провод, ток перебрасывается в цепь предохранителя, который его и отключает. укаэанный ограии юитель тока со- .. единяется последовательно с выклю чателем, который служит для комчута" I$ ции цепи при номинальных токах и токах перегрузки (1 .Недостаток указанного устройства заключается в том, что практически его невозможно создать на большие . номинальные токи, так как в этом слу» чае масса главного токопровада настолько возрастает, что для ее разрыва требуется мощное взрывное устройство, работа которого может создать аварийную ситуацию для оборудования и персонала (мощный взрыв трудно локализовать внутри ограничи теля).

Известно токоограничивана ев уот.ройство на большие токи, которое представляет собой комбинацию иэ стреляющего (СП) и токоограничивающего (TOII) предохранитеЛей, причем

ТОП подключен параллельно. СП через воздушный промежуток. При отключе-, 35 нии больших токов короткого эамыка ния также сначала срабатывает СП, образующееся при этом высокое давление газов разрывает виниловую диафрагму, вырываясь наружу, раскален- 4(} ные газы приводят к пробою воздушного промежутка и к подключению TOII

Дуга в СП гаснет, а окончательное, отклюнение цепи производится ТОП (2 )..

Недостаток такого устройства за- 45 ключается в том, что оно разового действия, Номинальный ток его ограничивается номинальным током стреля ющего предохранителя, отключаеьий ток также ограничен из-за трудности обеспечения восстановления электрической прочности СП при- больших кратностях отключаемого тока кброткого замыкания.

Известна комбинация предохранитель -. выключатель (КПВ) высокого на-55 пряжения переменного тока, содержащая высоковольтный выключатель и предохранитель, снабженный ударником, соединенные последовательно. При этом номинальный ток отключения комбина- 60 ции равен номинальному току отключения предохранителя и существенно превьиаает номинальный .ток .отключения выключателя. Отключение тока предохранителем сопровождается срабатыванием ударника, автоматически отключающего уже обесточенный выключатель ) 3 .

Недостаток КПВ заключается в, том, что номннальный ток. комбинации охраничен номинальным током предохранителя. Кроме того, укаэанная комбинация обладает принципиальным недостатком,.заключающимся в том, что при последовательном соединении предохранителя и выюпочателя существует такая. зона значений тока, отключение которых. производит выключатель, но, цри этом в предохранителе происходят, необратимые изменения, в результате чего .возможно в дальнейшем ложное срабатывание предохранителя при рабо чих токах, сопровождающееся отказом в отключении.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство .для отключения постоянного тока, выполненное в виде двух последовательно соединенных выключателей, параллельно второму выключателю включено устройство с взрывающейся проволокой,: Работа указанного устройства заключается в том, что при отключении. размыкаются сначала контакты первого выключателя, между которьаии загорается электрическая дуге. Затем развмкаются контакты второго выключателя, который переводит ток в устройство с взрывающейся проволокой. Под действием тока проволока. быстро испаряется, благодаря чему на короткое время {около 1,5 мкс) и цепь вводится веоьма большое certpoтивление, снижающее йостояниый ток в цепи практически до нуля. Ток в первом (последовательном) выключателе гасится и s нем восстанавливается прочность к напряжению сети 4 1.

Недостаток известного устройства состоит в том, что первый выключатель предназначен отключать любые токи, в том числе и предельные токи короткого замыкания, поэтому работает в исключительно тяжелых условиях: на его контактах довольно длительное время горит электрическая дуга пол4 ного .отключаемого тока, а затем, за весьма короткий интервал паузы тока (всего 1,5 мкс) он должен деионизировать свой дуговой промежуток, т.е. удалить продукты горения дуги большого тока, накопившиеся эа время ее горения..

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что коммутационнее устройство с токовой защитой электрической цепи, содержащее включенные в цепь параллельно соединенные предохранитель и выключатель, снабжено коммутационным аппаратом, заьикающий контакт . которого включен последовательно с предохранителем, и измерительным

1реобразователем тока, включенным

1020907 и защищаемую цель, причем один выход последнего подключен к управляющему входу кою утационного аппарата, а другой к расцелителю вйключателя.

При. этой устройство может быть снабжено вторым коммутационным аппаратом, размыкающий-контакт которого.включен параллельно предохраните5

10 увеличение номинального тока и отклюлю, и. вторыю измерительным преобразоВихсщ .второго преобразователя подключен к управляющему входу. второго коммутационного аппарата.

Кроме того, устройстве может быть также .снабжено беэраэрывным переключателем и вторьва измерительным преобразователем тока, включенным поаледовательно с замыкающим контактом коммутационного аппарата, при этом зиныкающий контакт переключателя включен 20 последовательно с предохранителем, а его"размыкающий: кантакт включен . параллельно цели иэ- предохранителя и замыкающего контакта переключателя, выход же второго измерительного преобраэователя- тока подклюяен к управляющему входу переключателя.

На фиг. -1 приведена электрическая схема устройствами на фиг. 2-5 — варианты устройства, обеспечивающие .. 80

4 нителем 2, а размыкающий контакт включен параллельно цепи иэ предо-. хранителя..и эаьыкающего.:контакта переключателя, команда на нереключе-. ние беэраэрывного переключателя по» дается от,,дополнительного. измеритель" ного. преобразователя б тока, Устройство (фиг. 1) работает сле-. дующим образом.

В рабочих режимах КОнтактное-устройство 3 разомкнуто, коымутация целн осуществляется выключателем 1.

При появлении короткого зампсания ток к.з. протекает ла цепиг. 5««1-4-5.

-Измерительный преобразователь 4 тока . анализирует -величийу тока к.э., если она не превышает номинального тока отключения выключателя 3„. j команда подается только на .отключение выключателя 1, который и .размыкает. цепь. Если ток к.э. превыаает . номинальный ток отключения выключателя.3кз. > . заноз, команда пОДается как на отключеййе выключателя 1, так и на замыкание замыкающего контакта

3 коммутационного аппарата, причем устройство настроено таким образом, что сначала происходит эаьыкание 3, а затем полностью размыкает контакты выключатель 1, переводя ток на лредохранитель 2, т.е. в цепь: 5-2-3-4-, 5. Предохранитель 2 выбран такйм, чтобы отключение им тока происходичаемого тока к.з.

УЫройатво (фиг. 1) содержит выключатель 1, предохранитель 2, замыка-.

iiggN контакт 3 коммутационного аппа- 35 рата, измерительный преобразователь .

4 ток@, подающий командЫ на срабатывание элементов 1 и 3, и выводы 5.

В устройстве (фиг. 2) используетci дополнительный измерительный пре-" образователь:б тока.и предохранитель

"взрйвного действия с пиропатроном"7, срабатывающий от управяякщего сиг-нала-, получаемого Ьт преобразователя б.

Устройство .{фиг. 3): отличается от устройства,(фиг.. 1) .тем, что в нем используется второй измерительный

-:йре©6раэователь 6„ а предохранитель

:2 ыунтирован размыкающим контактом 8 второГо KoMMyòaöé(æíîão аппарата, ...который может быть бйстродействующим и дугогаайтельиым, срабатывающим от управляющего сигнала, получаемого

-от. преобразователя б.

Устройство - (фиг. 4) отличаетая от устройства (фиг. 1) тем., что в 55 йвм предохранитель 2 щунтирован раэ. масателем со взрывным устройством 9, срабатйвающим от сигнала, получаемого от измерительного преобразователя б. 60

Устройство (фиг. 5) отличается от устройства (фиг. 1) тем, что в.нем используется безраэрывный переключа тель 10, замыкакнщий контакт которого включен последовательно. а предохрало в момент, когда контакты выключателя раэсжшись на расстояние, обеспечивающее необходимую электрическую прочность. Последующее размыкание контакта 3 осуществляется после отключения тока предохранителем, например, от его ударника..

В устройстве (фиг. 2) элементы 1, .

3 и 4 взаимодействуют так же, как . на фиг. 1. При Зк,З, ) 3н.о в .акже сначала замыкается контакт 3, затем размыкается выключатель 1 и начинает протекать ток ло цели 5-7-3-б-4-5.

Дополнительный измерительный преобразователь б тока подает команду на поджиг пиропатрона предохранителя 7 в момент, когда контакты выключателя 1 разошлись на заданное рассто-.. яние. Благодаря быатротесрабатывания, взрывного устройства улучшается взаимная координация механической характеристики отключения выключателя с. характеристикой отключения предохранителя лри отключении токов короткого заьыкания.

В устройстве (фиг.3) элементы 1, .

3 и 4 взаимодействуют так.же, как на фиг. 1. После замыкания 3 и раз " махания 1 ток к.з. протекает по цепиг 5-8-3-б-4-5, а через предохранитель 2 протекает лишь небольшая часть тока к.з. Измерительный преобразователь б тока подает команду на срабатывание раэвыкающего контакта 8 .(контакт В может быть быстродействующим, 1020907 гI

I !

1

I

I . Э

I

Pve 2

Составитель A. Обяэуев

ТехРеД О. Неце Корректор A. Дзятко

Редактор A. Мотыль

Заказ 3909/45 Тираж. 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 дугогасительным), развеюкание которого переводит ток в цепь предохранителя 2, который и отключает ток к.з. в момент, когда контакты 1 и 8 разошлись на заданное расстояние . Та-. кая схема существенно облегчает работу предохранителя, который подвергается только кратковременному ,воздействию большого ток@, что дает возможность повысить отключаемый ток.

В устройстве (фиг. 4) элементы 1, 10

3, 4 и 6 взаимодействуют так же, как иа фиг. 3. Команда от измерительного преобразователя 6 тока подается на взрывное устройство токопровода, которое срабатывает в заданный мо- 15 мент времени, переводя ток к.э. в цепь предохранителя 2. Далее работа происходит так же, как на фиг. 3.

Наличие взрывного устройства повыаает быстродействие раэмыкающего кон- 2р такта.

В устройстве (фиг. 5) элементы 1, 3, 4 и 6 взаимодействуют так же,,как на фиг. 3. Однако здесь предохранитель 2 вначале не подключен к цепи. После замыкания 3 и разьыкания

1 ток протекает по цепи: 5-10-3-6-45, измерительный преобразователь 6 тока подает команду на срабатываиие беэразрывного переключателя 10, который беэ размакания цепи 5-3-6 переключает ток к.з. на предохранитель

2, отключающий этот ток. В этой схеме существенно облегчаются условия работы предохранителя и благодаря этому повышается отключаеьый ток короткого замыкания.

В устройстве (фиг. 2-5) измерительный преобразователь 6 тока может быть снабжен блоком, осуществляющим срабатывание элементов 7-10 в заданную фазу тока к.э., что также способствует повиаению отключаемого тока.

Устройство (фиг. 1-5) может быть снабжено контуром главных контактов, по которым длительно протекает ток в номинальном режиме и которые раэьыкаются до размыкания контактов выключателя 1, тем саьым повьыается номинальный ток.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в том, что оно позволит увеличить значение номинального тока цепи, коммутируемой и защищаемой устройством, поскольку этот ток не протекает через прецохранитель и не ограничен его номиналь.ным током, и соответственно увеличить .отключаемый ток короткого замыкания.