Устройство для испытания выключателей переменного тока на отключающую способность

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИК

as 01) ур 4 G 01 R 31/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ фце. t

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTPM

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3920118/24-21 (22) 01.07.85 (46) 30. 11.86. Бюл. и 44 (7 1) Всесоюзный электротехнический институт нм. В.И.Ленина (72) Н.М.Черньппев и Б.П.Морозов (53) 621.316.542(088.8) (56) Патент Великобритании В 977732, кл. С 1 U, 1964.

Авторское свидетельство СССР

I 798651, кл. С 01 R 31/32, 1978, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ВЫКЛЮ-

ЧАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НА ОТКЛЮЧАЮЩУЮ СПОСОБНОСТЬ (57) Изобретение относится к электротехнике. Моиет быть использовано для испытания выключателей переменного тока на отключающую способность.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов и удешевление испытаний выключателя переменного тока достигается путем замены синтетических испытаний прямыми в схеме с источником энергии в виде индуктивного накопителя, а такие исключения из схемы испытаний ударного генератора. Для этого в устройство введенм нелинейный элемент 5, третий коммутирующий элемент 9, источник 3 униполярного тока. Устройство такие содериит источник 1 постоянного тока nepl вый коммутирующий элемент 2, второй коммутирующий элемент 4 ° индуктивный накопитель 6, испытуемый выключатель

7, блок 8 восстанавливающегося напряиения. 2 э.п..ф-лы. 3 ил.

1273854

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для испытаний выключателей переменного тока на отключающую способность.

Цель изобретения — повьппение дос- 5 товерности результатов и удешевление испытаний выключателей переменного тока путем замены синтетических испытаний прямыми в схеме с источником энергии в виде индуктивного накопителя, а также исключения ударного генератора из схемы испытаний.

На фиг.1 приведена принципиальная схема для исйытания выключателей переменного тока на отключающую способность; на фиг.2 — диаграмма, иллюстрирующая токи и напряжения; на фиг.3 а, б — варианты выполнения нелинейного элемента.

Устройство для испытания выключателей переменного тока на отключающую способность содержит источник 1 постоянного напряжения первый коммутирующий элемент 2, вспомогательный источник 3 униполярного тока, второй коммутирующий элемент 4, нелинейный элемент 5, индуктивный накопитель 6, испытуемый выключатель 7, блок 8 формирования восстанавливаю- щегося напряжения и третий коммутирующий элемент 9. Первый вывод источника 1 соединен через первый коммутирующий элемент 2 с первым выводом индуктивного накопителя 6, второй вывод — с первой клеммой для подклю- З5 чения испытуемого выключателя 7 и первым выводом блока 8 формирования восстанавливающегося напряжения, второй вывод которого соединен с второй клеммой для подключения испытуемого Ю выключателя 7. Первый вывод индуктивного накопителя 6 связан через второй коммутирующий элемент 4 с первым выводом вспомогательного источника 3 униполярного тока, второй вывод ко- 45 торого подключен к первому выводу нелинейного элемента 5, второй вывод которого через третий коммутирующий элемент 9 соединен с первым выводом индуктивного накопителя 6, вторым 50 выводом подсоединенного к второй клемме для подключения выключателя 7.

Нелинейный элемент 5 содержит блок 10 управления (БУ), п коммутируюших элементов 11.1-11.п и и после- 55 довательно соединенных нелинейных резисторов 12.1 — 12.п которые зашунтированы и коммутирующими элементами, управляющие выводы которых объединены и соединены с БУ 10. Второй вывод нелинейного элемента 5 связан с первым выводом первого нелинейного резистора 12.1 и первым выводом первого коммутирующего элемента 11.1, первый вывод — с вторым выводом п-ro нелинейного резистора 12.п и вторым выводом п-ro коммутирующего элемента 11.п.

Нелинейный элемент 5 может содержать БУ 10 и и коммутирующих элементов 11.1 — 11.п причем первый вывод нелинейного элемента 5 через последовательно соединенные дугогасительные разрывы и-коммутирующих элементов 11.1 — 11.п соединен с вторым выводом нелинейного элемента 5, управляющие выводы г. коммутирующих элементов объединены и соединены с БУ 10.

Нелинейный элемент 5 должен обладать следующими свойствами: потреблять активную мощность в течение четверти периода промьппленной частоты; при протекании через него косинусоидального тока напряжение на нем должно изменяться по синусоидальному закону.

При этих условиях кривая тока на участке от t до t является косиt 2 нусоидой (фиг.2). Такой нелинейный элемент может быть реализован следующим образом:

Нелинейный элемент 5 выполняется в виде последовательно включенных нелинейных резисторов, например, сверхлинейных оксидно-цинковых ре зисторов, зашунтированных коммутирующими элементами (фиг.За), принудительно отключающими ток до его естественного прохода через нуль (такие коммутаторы используются в электрофизических установках с индуктивными накопителями). Величина резисторов 12.1 — 12.п и моменты размыкания коммутирующих элементов 11.1 — 11.п выбирается таким образом, чтобы напряжение на нелинейном элементе 5 изменялось по синусоидальному закону (при протекании косинусоидального тока) . Управление коммутирующими элементами 11.1 — 11.п осуществляется от БУ 10. Напряжение на нелинейном элементе 5 не является строго синусоидальным, но огибающая этого напряжения должна быть синусоидой.

1273854

Нелинейный элемент можно выполнить в виде коммутирующего элемента с последовательно соединенными дугогасительными разрывами (фиг.3б) . Электрическая дуга, возникающая между кон- S тактами обладает нелинейными свойствами, заключающимися в том, что напряжение на ней остается практически постоянным при изменении величины тока в достаточно широком диапазоне. Моменты размыкания контактов выбираются таким образом, чтобы напряжение на всем нелинейном элементе изменялось по синусоидальному закону (строго говоря не кривая напряже- 15 ния, а ее огибающая).

Если для целей испытаний допустимо заменить косинусоидальный подход тока к нулю линейным, то указанные на фиг.3а,б элементы могут состоять только из одного звена.

Схема работает следующим образом.

В начальный момент времени коммутирующие элементы 2,4 и 9 находятся в разомкнутом состоянии. При включении коммутирующего элемента 2 источник 1 через испытуемый выключатель 7 (контакты которого находятся в замкнутом состоянии) подключается к индуктивному накопителю 6. Происходит ЗО процесс запитки индуктивного накопителя 6. После достижения требуемой величины тока i, (фиг.2), протекающего через испытуемый выключатель 7, происходит включение коммутирующего элемента 9 и последующее отключение коммутирующего элемента 2. При этом ток i поддерживающийся за счет энергии, запасенной в индуктивном накопителе 6, начинает протекать но 40 цепи: индуктивный накопитель 6 — испытуемый выключатель 7 — нелинейный элемент 5 — коммутирующий элемент 9.

Величина этого тока соответствует максимальному значению эквивалентно- 45 го переменного тока i< (фиг.2).

Следующим этапом работы схемы является размыкание контактов испытуемого выключателя 7 и появление между кими дуги, на которой падает напряжение Uy. В момент времени t npouct ходит нарастание напряжения на нелинейном элементе 5 по определенному закону (в данном случае — четверть синусоиды) ° Повышение напряжения íà SS нелинейном элементе 5 определяет закон спада тока текущего через испытуемый выключатель 7 (в данном случае спад тока происходит по закону, близкому к косинусоидальному) . Вели-й Ьы чина производной - = - (где Ь—

dt L индуктивность накопителя 6 U-н.э значение этого напряжения при нуле тока i ) при подходе тока i к нулю

1 1 выбирается из условий равенства со

di значением производной -- (эквиваdt лентного отключаемого переменного тока при подходе к нулю). Величина

U равна амплитудному значению возвращающегося напряжения испытуемого выключателя 7.

Для поддержания восстанавливающегося напряжения после погасания дуги в испытуемом выключателе 7 необходимо в течение некоторого времени удерживать напряжение на нелинейном элементе 5, равное амплитудному значению возвращающегося напряжения. Этой цели служит вспомогательный источник

3 униполярного тока, подсоединяемый коммутирующим элементом 4 незадолго до прохождения тока 1 через нуль к нелинейному элементу 5 и действующий до завершения процесса восстановления напряжения. Блок 8 формирования восстанавливающегося напряжения (состоящий в простейшем случае из цепочки последовательно включенных сопротивления и емкости) служит для воспроизведения параметров реальной цепи и не отличается от известных цепей, Проводимые в предлагаемом устройстве испытания могут быть отнесены к разряду прямых испытаний, так как: индуктивность накопителя 6 выбирается равной индуктивности реальной цепи с данным током короткого замыкания; напряжение источника питания (в данном случае напряжение на нелинейном элементе 5) равно ЭДС реальной цепи; параметры блока 8 формирования напряжения соответствуют параметрам реальной цепи (если выполняется условие а и б, искажающее влияние дуги в испытуемом выключателе 7 на отключаемый ток в точности соответствует искажающему влиянию дуги этого выключателя на ток в реальной цепи (при соблюдении условия а); деформация кривой восстанавливающегося напряжения вследствие остаточных токов в испытуемом выключателе 7, а также из-за влияния .нуштирующих резисторов в исS 12738 . пытуемом выключателе (если таковые имеются) будет такой же, как в соответствующей реальной цепи.

Формула изобретения

1. Устройство для испытания выключателей переменного тока на отключающую способность, содержащее источник постоянного напряжения, первый 1О и второй коммутирующие элементы, ин, дуктивный накопитель, блок формирования восстанавливающегося напряжения, первый вывод источника постоянного напряжения соединен через первый ком- 15 мутирующий элемент с первым выводом индуктивного накопителя, второй вывод источника постоянного напряжения соединен с первой клеммой для подключения объекта испытания и с первым 20 выводом блока формирования восстанавливающегося напряжения, второй вывод которого соединен с второй клеммой для подключения объекта испытания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,,25

1 с целью повыщения достоверности н удешевления испытаний, в него введены нелинейный элемент, третий коммутирующий элемент, источник униполярного тока, первый вывод индуктивного,ЗО накопителя соединен через второй коммутирующий элемент с первым выводом источника униполярного тока, второй вывод которого соединен с первым выводом нелинейного элемента, второй вывод которого через третий коммути54 б рующий элемент соединен с первым выt водом индуктивного накопителя, второй, вывод которого соединен с второй клеммой для подключения объекта испытания.

2. Устройство по п.1 ° о т л и ч аю щ е е с я тем, что нелинейный элемент содержит блок управления, а последовательно соединенных нелинейных резисторов, и коммутирующих элементов с последовательно соединенными дугогасительными разрывами, которые пгунтируютп нелинейных резисторов, управляющие выводы и коммутирующих элементов объединены и соединены с блоком управления, второй вывод нелинейного элемента соединен с первым выводом первого нелинейного резистора и первым выводом первого коммутирующего элемента, первый вывод и-го нелинейного элемента соединен с вторым выводом п-го нелинейного резистора и с вторым выводом n-ro коммутирующего элемента.

3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что нелинейный элемент содержит блок управления и пкоимутирующих элементов, первый вывод нелинейного элемента через последовательно соединенные дугогасительные разрывы и коммутирующих элементов соединен с вторым выводом нелинейного элемента, управляющие выводы и коммутирующих элементов объединены; и соединены с блоком управления.

ВНИИПИ Заказ 6472/43 " Тираж 728 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4