Устройство казаряна для отключения переменного тока

 

Устройство для отключения переменного тока, содержащее два последовательно включенных механических контакта, один из которых зашунтирован вентильной цепью, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональные возможностей и повышения надежности, в него введены третий механический контакт, другая вентильная цепь и токрограничивающий резистор, причем третий механический контакт включен последовательно с первыми двумя механическими контактами, другая вентильная цепь и токоограничиваюищй резистор соединены последовательно и включены параллельно последовательно соединенным первому и второму механическим контактам . г (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1(5Н Н 01 Н 9/3 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3390821/24-07 (22) 01,02.82 (46) 30.10.83. Бюл. 9 40 (72) Д.E. Казарян (53) 621.3.064,2(088,8) (56) 1. Патент США Р 3018414, кл. Н 01 Н 9/30, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

М 375700, кл. Н 01 Н 9/30, 1970. (54) УСТРОЙСТВО КАЗАРЯНА ДЛЯ ОТКЛЮ. ЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, (57) Устройство для отключения переменного тока, содержащее два последовательно включенных механических контакта, один из которых зашунтиро„„SU„„1051604 A ван вечтильной цепью, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности, в него введены третий механический контакт, другая вентильная цепь и токоограничивающий резистор, причем третий механический контакт включен последовательно с первыми двумя механическими контактами, другая вентилъная цепь и токоограничивающий резистор соединены последовательно и включены параллельно последовательно соединенным первому и второму механическим контактам.

1051604

Изобретение относится к электротехнике, н частности к технике переменнога тока высоковольтными коммутационными аппаратами.

Известно устройство отключения переменного тока, содержащее н каждой

5 фазе вентиль с последовательно включенным механическим контактом, эашунтираванные механическим контактам (1 7.

Однако в устройстве оба механических контакта отключаются одновременно и ненадежная деионизация контактных промежутков может привести к повторному зажиганию дуги.

Наиболее близким по технической 15 сущности к предлагаемому является устройство, используемое для отключения переменного тока и содержащее н каждой фазе два последовательно эаключенных механических контакта, 20 один из которых зашунтиронан вентильной цепью (2 7.

Однако известное устройство при относительно малой коммутационной мощности довольно громоздко и нена- 25 дежно.

11ель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что н устройстве для отключения переменного тока, содержащее два по ледовательна нключенных механических контакта, один из которых эашунтирован вентильной цепью, введены третий механический контакт, другая вентильная цепь и токоограничинающий резистор, причем третий механический контакт включен последовательно с первыми двумя механическими контактами, другая вентильная цепь и токоограни- 40 чительный резистор соединены последовательно и включены параллельно, последовательно соединенным первому и второму механическим контактам.

На чертеже представлена схема 45 предлагаемого устройства.

Устройство содержит механические контакты 1 — 3, вентильные цепи 4 и 5 и токоограничивающий резистор 6.

Механические контакты 1 — 3 включены последовательно. При этом первый ме- . ханический контакт зашунтирован вентильной цепью 4. Первый и второй механические контакты эашунтированы последовательной цепью, состоящей из токоограничинающего сопротивления 6 и цепочки вентилей 5, а третий механический контакт включен последовательно с ними.

Устройство работает следующим образом, 60

В неправодящий для вентильной цепи 4 полупериад тока все механические контакты 1 — 3 аднонременно отключаются. В следующий полупериад ток течет по цепи, состоящей из вен- 65 тильной цепи 4, второго механического контакта 2 и третьего механического контакта 3. Время одного полупериода достаточна для деониэации промежутка первого механического контакта 1. В следующий полупериад так течет по цепи третьего механического контакта 3, токоограничивающего сопротивления 6 и цепочки вентилей

5. После перехода тока через ноль его протекание по данной цепи исключается из-за обратного включения цепочки вентилей 5.

Величину токаограничивающего сопротивления, 6 выбирают из условия бездугонага разрыва (повторнога пробоя) второго механического контакта

2. В общем случае токоограничивающее сопротивление 6 комплексное.

Рассмотрим восстанавливающее напряжение во втором механическом контакте 2. Для простоты не учитывают включенное последовательно с предлагаемым устройством активное сопротивление внешней сети. При относительно малой величине R токоограничивающего сопротивления можно пренебречь также емкостью, включенной параллельно второму механическому контакту 2. При этих условиях высокочастотные колебания отсутствуют.

Напряжение, появляющееся на промежутке второго механического контакта 2 после перехода тока через нуль, зависит только от отношения вЂ, (где х

R — величина токоограничивающего сопротивления, а Х вЂ” индуктивное сопротинление сети).

При †= 1 напряжение, появляющеR х еся на данном промежутке, растет медленно и его максимум составляет только 12-15Ъ от напряжения сети.

Однако токоограничивающее сопротивление 6 увеличивает полное сопротивление цепи только на 0,5Ъ и, следовательно,не может заметно влиять на так, проходящий через цепочку вентилей 5. По мере увеличения отношения — напряжение на втором механическом р

Х контакте растет относительно быстрее и максимум его унеличивается.

Вместе с этим ограничивается ток, отключаемый третьим механическим контактом 3.

При — = 10 напряжение на втором

X механическом контакте 2 растет QTносительно быстро, его максимум достигает приблизительно 90Ъ от напряжения сети. Полное сопротивление при этом увеличивается приблизительно н 10 раз, следовательно, ток короткога замыкания уменьшается до 10% полного тока короткого замыкания °

Когда — превышает критическое

R х значение, процесс принимает колеба1051604

Составитель А, Каретников

Редактор А. Курах Техред И.Асталош Корректор A Дэятко

Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8677/51

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4 тельный характер и максимум восстанавливающегося напряжения превышает амплитуду напряжения сети. Токоограничивающее сопротивление такого порядка не оказывает желаемого действия, и его оптимальная величина ограничивает кратность внутренних перенапряжений. Когда ток переходит через нуль и течет через третий механический контакт 3, токоограничивающее сопротивление 6 и цепочку вентилей 5, на 10 токоограничивающем сопротивлении 6 напряжение растет приблизительно экспоненциально (в зависимости от . отношения — ). Это же напряжение

R приложено к вентильной цепи 4 и вто- f5 рому механическому контакту 2 (промежуток первого механического контакта 1 окончательно упрочнился) . Вентильная цепь 4 с вторым контактом .2 как бы перекидывает ток на цепь токоограничивающего сопротивления 6 и цепочку вентилей 5 (в последней цепи сопротивление намного меньше, чеМ в параллельной) . Обратное сопротивление вентильной цепи 4 постоянно и оценивается десятками кОм (для сетей 110 кВ). Сопротивление промежутка второго механического контакта

2 в течение 5 — 20 мкс после перехода тока через нуль сравнительно мало и растет приблизительно от 0,05 до

0,73 кОм.

Интервал времени в 20 мкс достаточен для того, чтобы промежуток упрочнился. Далее сопротивление промежутка растет приблизительно экспо- 35 ненциально по известному закону др где Rz-- 100 Ом; 8 =10;

0 время, мкс. При 1 = 60 мкс, К = 40 кОм, т.е. в 4 раза больше, чем сопротивление вентильной цепи 4.

Поэтому напряжение на вентильной цепи 4 в дальнейшем уменьшается.

Например, при = 80 мкс на диод падает — часть напряжения а при

1 зо

Р

= 100 мкс - „6 часть. Исходя из этого, вентильйую цепь по обратному напряжению выбирают порядка 2-3,2 кВ, Этим существенно повышается надежность работы схемы и улучшаются ее параметры (отключаемый ток, напряжение). Затем, когда ток течет по цепи токоогцаничивающего сопротивления 6, сдвиг фаэ между напряжением и током в сети уменьшается до 6

В последнем цикле отключения все напряжение сети прикладывается к цепочке вентилей 5 и, когда. ток переходит через нуль на цепочке вентилей 5, напряжение в течение всего процесса коммутации не превышает

16 кВ. Приблизительно через 20 мкс упрочняется промежуток третьего механического контакта 3. Обратное сопротивление цепочки вентилей 5 приблизительно сотни и тысячи кОм.

После упрочнения промежутка третьего механического контакта 3 напряжение сети прикладывается к третьему механическому контакту 3.

Ограничение тока и использование вентилей только в момент коммутации позволяет при данном токе короткого замыкания коммутировать значительно большие мощности, Использование предлагаемого устройства позволяет существенно повысить износоустойчивость контактов и устройства в целом.