Способ определения основных эксплуатационных параметров вакуумных высоковольтных выключателей
Изобретение относится к электротехнике, в частности к способу определения основных эксплуатационных параметров вакуумных высоковольтных выключателей с электромагнитным приводом. Цель изобретения - снижение стоимости и трудоемкости работ при определении основнь1х эксплуатационных параметров вакуумных высоковольтных выключателей и электромагнитного привода. Способ состоит в том, что вначале опытным путем определяют величины напряжения источника постоянногоИзобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтным вакуумным выключателям с электромагнитными приводами!Известен способ приближенного определения скорости подвижного контакта высоковольтного выключателя, заключающийся в искусственном смещении относительно друг друга на некоторый промежуток време-тока. сопротивления катушки электромагнита включения, максимальный статический момент 1на первичном валу привода, диаметр сердечника электромагнита включения и "металлический" обьем магнитопровода электромагнита, а затем используют полученные данные при определении скорости подвижного контакта в момент замыкания, силы по- . требляемого тока катушки электромагнита включения и собственного времени включения выключателя по формулам ve = AI + A2U+ + АзН+ /^М + AsD + /^V: I = В1 + B2U + ВзН + В^М * + BsD + BeV,- Т = Ci + CaU + СзН + CflM + CsD -^ +C6V; где ve - скорость подвижного контакта в момент замыкания, м/с; I - максимальная величина силы потребляемого тока катушки электромагнита включения привода. А; Т - собственное время выключателя, мс; U - напряжение источника питания постоянного тока. В; R - сопротивление катушки электромагнита включения. Ом; М - максимальный статический момент на пер-^ вичном валу привода, Нм; D -диаметр сердечника электромагнита включения, мм; V- "металлический" объем магнитопровода электромагнита включения, мм ; AI, Bi, Ci - . расчетные коэффициенты, пределы изменения которых приведены в таблице. 2 табл., 1 ил.ни моментов замыкания контактов двухили трехполюсного выключателя.Использование при этом способе цифрового миллисекундомера приводит к относительно высокой стоимости процесса определения скорости подвижного контакта в момент замыкания.Известен тдкже способ определения скорости подвижного контакта высоковоль-СП^ XI{..^ 4i.>&
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 Н 33/66
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, (21) 4804824/07 (22) 15.01.90 (46) 23.02.92.Бюл, 1ч 7 (71) Украинский институт инженеров водного хозяйства и Специальное конструкторское бюро Ровенского завода выСоковольтной аппаратуры (72) В. M. Николайчук, П. В. Карнаух, А. Н.
Багинский и Г. А, Лип4ук (53) 621.316.524(088,8) (56) Дзербицкий С. В. Испытания электрических аппаратов. — Л.: Энергия,1977 с. 19 — 20; 16 — 19, Там же, с. 12 — 13, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ВАКУУМНЫХ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к способу определения основных эксплуатационных. параметров . вакуумных высоковольтных выключателей с электромагнитным приводом, Цель изобретения — снижение стоимости и трудоемко сти работ при определении основных эксплуатационных параметров вакуумных высоковольтных выключателей и электромагнитного привода. Способ состоит в том; что вначале опытным путем определяют величины напряжения источника постоянного
Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтным вакуумным выключателям с электромагнитными приводами.
Известен способ приближенного определения скорости подвижного контакта высоковольтного выклЮчателя, заключающийся в искусственном смещении относительно друг друга на некоторый промежуток време„„ЯЦ „„1714714 А1 тока, сопротивления катушки электромагчита включения, максимальный статический момент Ha первичном валу привода, диаметр сердечника электромагнита включения и "металлический" объем магнитопровода электромагнита, а затем используют полученные данные при определении скорости подвижного контакта в момент замыкания, силы по- . требляемого тока катушки электромагнита включения и собственного времени включения выключателя по формулам ч5= А1+ А20+
+Азн+А4М+А50+А6Ч; I = В1+ В20+ BgR+ В4М+
+ В50 + В6Ч; T = С1+ C20 + СЗЯ + CnM + С50 ч.
+C5V; где ч6 — скорость подвижного контакта в момент замыкания, м/с; I — максимальная величина силы потребляемого така катушки электромагнита включения привода. А; Т— собственное время выключателя, мс; 0— напряжение источника питания постоянного тока, В; R — сопротивление катушки электромагнита включения. Ом; M максимальный статический момент на первичном валу привода, Нм; Π—.диаметр сердечника электромагнита включения, мм; V—
"металлический" обьем магнитопровода электромагнита включения, мм; Аь Вь С1—
3, расчетные коэффициенты, пределы изменения которых приведены в таблице. 2 табл., 1 ил. ни моментов замыкания контактов двух- или трехполюсного выключателя.
Использование при этом спосо е цифрового миллисекундомера приводит к относительно высокой стоимости процесса определения скорости подвижного контакта в момент замыкания.
Известен также способ определения скорости подвижного контакта высоковоль1714714 тного выключателя при помощи регистрирующего прибора, состоящего из барабана, на котором закрепляется бумага, синхронного двигателя, вращающего барабан и: движущегося в направляющих пера, связанного непосредственно с помощью передачи с исследуемой частью выключателя (Ц.
Этот способ не обладает высокой точностью измерения, имеет относительно большую стоимость.
Приведенные способы определения скорости подвижного контакта высоковольтного выключателя не позволяют определить кроме скорости включения другие такие важные эксплуатационные параметры выключателя, как силу потребляемого тока катушки электромагнита включения привода и собственное время включения вы кл ючател я.
Известен также способ определения основных эксплуатационных параметров высоковольтныхх выключателей, основанный на применении косвенных методов, которые базируются на записи в функции време-ни хода процессов, характеризующих исследуемое явление, и последующем определении на основе этой записи продолжительности явления. При этом запись различных процессов осуществляется на одной ленте с помощью электрических регистрирующих приборов.— магнитоэлектрических или электронных осциллографов. Измерение скорости подвижного контакта в момент замыкания, силы потребляемого тока катушки электромагнита включения привода и собственного времени включения выключателя при помощи шлейфного осциллографа обладает высокой точностью (2).
Однако наличие шлейфного осциллографа приводит к удорожанию этого способа. Кроме того, подключение осциллографа, его настройка, обработка результатов осциллографирования отличаются высокой трудоемкостью и стоимостью.
B связи с этим обработка результатов измерений косвенным методом, как правило, непригодна при статических измерениях, с которыми чаще всего приходится иметь дело при исследовании высоковольтных выкл ючателей.
Особенно ценным является данный метод при проектировании новых конструкций выключателей, когда возникает необходимость варьирования эксплуатационных параметров для достижения необходимых, задаваемых техническими условиями, Целью изобретения является снижение стоимости и трудоемкости работ при определении таких основных эксплуатационных параметров высоковольтного выключателя
Таблица 1
50 и электромагнитного привода, как скорость подвижного контакта в момент замыкания, силы потребляемого тока катушки электромагнита включения привода и собственного
5 времени включения выключателя.
Поставленная цель достигается тем; что определяют величины напряжений источника питания постоянного тока, сопротивление катушки электромагнита включения
10 привода, максимальный статический момент на первичном валу привода, диаметр сердечника электромагнита включения привода vl "металлический" объем магнитопровода, определение скорости подвижного
15 контакта в момент замыкания, силы потреб- ляемого тока катушки электромагнита включения привода и собственного времени включения выключателя осуществляют по формулам
20 ч6 А1+А20+Азй+AqM+AgD+А6Ч: (1)
1 = 8> + 8 0 + Взй + 84М + Вь0+ 86Ч; (2}
Т С1+ С20+ Сзй+ C4M+ СвО+ СвЧ, (3) где чв — скорость подвижного контакта в момент замыкания, м/с;
25 — максимальная величина силы потребляемого тока катушки электромагнита включения привода, А;
Т вЂ” собственное время включения вы- . ключателя, мс;
30 Π— напряжение источника питания постоянного тока, 8;
R — сопротивление катушки электромагнита включения, Ом;
M — максимальный статический момент
35 на первичном валу привода, H-м;
Π— диаметр сердечника элект ромагнита включения привода, мм;
V — "металлический" объем магнитопро- . вода, мм;
40 А, В, С вЂ” расчетные коэффициенты, полученные путем обработки результатов экс- периментов.
Значения коэффициентов приведены в табл. 1.
1714714
Продолжение табл,1.
П р и м е ч а н и е. Меньшее значение коэффициентов следует отнести к выключателям меньшей мощности, Использование значений величин U, й, 15
М, О и V для определения скоростй подвижного контакта в момент замыкания, максимальной силы потребляемого тока катушки электромагнйта включения и собственного 20 времени включения выключателя стало воз-. можным, благодаря выявлению зависимостей (1) — (3). Эти зависимости основываются на экспериментальных данных, которые получены в результате исследования вы- 25 ключателей с помощью пятифакторного активного эксперимента.
На чертеже показана схема реализации. способа.
Вначале катушку 1 электромагнита 30 включения подключают к электрическому мосту или тестеру и измеряют ее сопротивление. Параллельно с этим измерением „ производят при помощи штангенциркуля замер диаметра сердечника 2 электромаг- 35 нита включения привода и определяют металлический объем магнитопровода .3, измеряют длину, ширину и толщину нижней и верхней плиты, скобы магнитопровода.
Полный "металлический" объем магнито- 40 провода состоит из суммы "металлических" объемов составных его частей: верхней и нижней плиты и скобы. Далее на первичный вал привода 4 надевают рычаг 5 длиной 1 м, к второму концу рычага прикрепляют дина- 45 мометр 6 и при его помощи определяют максимальный статический момент íà первичном валу привода 4, соблюдая при этом обязательное условие: угол между осью рычага и линией действия силы, приложенной к динамометру, равен 90О.
Собрав. магнитопровод 3 и вставив в него катушку 1 с сердечником 2, который кинематически связан с вакуумными камерами 7, замыкая ключ К1, производят замер напряжения на полюсах источника питания постоякноготока при помощи вольтметра 8.
Затем, замыкая ключ К2, подключают электромагнит включения к источнику питания постоянного тока. При этом сердечник 2 и подвижные контакты 9 вакуумных камер 7 перемещаются вверх и происходит срабатывание выключателя. Зная величины напряжения источника питания постоянного тока, сопротивление катушки электромаг.нита включения привода, максимальный статический момент на первичном валу привода, диаметр сердечника электромагнита включения привода и "металлический" обьем магнитопровода, вычисляют основные эксплуатационные параметры вакуумного высоковольтного выключателя по приведенным эмпирическим зависимостям.
Предлагаемый способ позволяет по сравнению с известным значительно сократить стоимость процесса определения основных эксплуатационных параметров вакуумного высоковольтного выключателя, так как для его реализации используется . оборудование, стоимость которого в сумме значительно ниже стоимости шлейфного осциллографа. При реализации предлагаемого способа трудоемкость работ по определению основных эксплуатационных параметров снижается на 15-20 ) по сравнению с известным, так как не требуется расшифровка и обработка результатов осциллографирования.
В табл. 2 приведены результаты исследования выключателя ВБЭ-10-20-1000 и определены основные эксплуатационные параметры выключателя, а также относительная погрешность результатов, получен-. ных экспериментально и вычисленных по предлагаемому способу.
1714714
I - 83+ BEAU+ Взй+ ВаМ+ BgD+ В6Ч; ! - С1+ C2U + Сзй+ C4M + С50+ С6Ч, где 3/в — скорость подвижного контакта в момент замыкания, м/с: °
5 . I — максимальная величина силы потребляемого тока катушки электромагнита включения, А;
Т вЂ” собственное время включения аппарата, мс;
10 U — напряжение источника постоянного тока, В:
Я вЂ” сопротивление катушки электромагнита включения, Ом;
М вЂ” максимальный статический момент
1е3 на первичном валу привода, Н м;
D — диаметр сердечника электромагнита включения, мм;
V — "металлический" объем магнитопровода, мм ;
20 А, В, С вЂ” расчетные коэффициенты, пределы изменения которых приведены в таблице.
Формула изобретения
Способ определения основных эксплуатационных параметров вакуумных высоковольтных выключателей на номинальное напряжение 6-10 кВ, заключающийся в измерении величины напряжения источника постоянноготока, отл ича ющийся тем, что. с целью снижения стоимости и трудоемкости работ при определении основных эксплуатационных параметров вакуумных высоковольтных выключателей, определяют величины сопротивления катушки электромагнита включения, максимальный статический момент на первичном валу привода, диаметр сердечника электромагнита включения и "металлический" объем магнитопровода, а определение скорости подвижного контакте в момент замыкания, силы потребляемого тока катушки электромагнита включения и собственного времени включения аппарата осуществляют по формулам
3/В - А1 + А20 + АЗЙ + A4M + A>3D + ASV;
Табпмцаг лг,г а г, 2 л 3«па> 2
Ti uc г,л уе,м/с
0> мма О,ми
It, «ьм орпмаф о, в по предпа>аемоиу способу по епс.перм» менту
»3> ПРЕД» расее>п>» му clio» себу ло предласаемому способу по апсперм" менту
113,3
111
I35,5
113,2
92,2
clo
94,5
92
tt3,2
lll
3,3 112
387
144403
З,ь
2,5
t,3
0,»
0.7
I>3
4,5
З,г
9,7
3,6
З,Ь г
4,9.й66967 .
220
0,5
1,7
l,3
2 ° 8
0,1
0,2
744403
1
3
5
7
Ы
11
«г
«Э
34
16
37
38
° 19
23
23
24
26
27
28
29
31 зг
19
200 1,1
1>9
220 3,7
1>9
200 1>1
68 . 19
220 1 7
1>9
7о
1,9
1,9
200 ьь
220 1 7
19
19
1,9 гоо
1,9 гго
1,9
- гго
1>9
19
220 о,67
Р,ВЗ
o,S
0,6
1,3
I 34
1>1
1> 35
0,82
0,93
0,55
0,15
3>3
1,42
1,18
1,24
1,0
l°, 1 о,8 о,95
1,61
1,71
1 ° 4
1,5
t,36
l,27
0 86
1>1
3,63
3,75
1,45
1,69
0,69
6.82
0,Ь9
0,62
t 26
1,39
1,01
1,19
0,18
О. 91
0,5&
О.71
3,36
1,46
«,36
3,28
1>02
1>14
D ° 83 о,94
1,59
1,72
1 39
l,52
1 ° 31
1,23
e,ól
1,04
1 ° 69
1 ° 61
1,4&
«,61
239
2,5
3 ° 3
3,2
3.7 г,а
3,5
2,2
5 5
S,6
4,6 ь,г
1,7
3 г
61,2 56,9
62 ° 1
60,2
64
64,4
13.З . 6S, 7
69,7
60.6
64>5
62
66
Ь 6 1o
67,6
71,4
61,8
71,6
69
73
67,6
11.2
74,7
78,6
69,5
73 4
11
14,В
79
76,5 во,з
57>5
63
62,5 ь9
Ь2>5
70 бг
63
65 ьв
71
71
69
66,3
1о
71
79.
72,5
8е
68
12,5
12, 5
11,5
72 5
9
4,6 ь,7
6>2
52
0 3
2,2
2 3
3,2
t,3
I,Ы
1,2
З>9
e„2
1,6
8,1
1>3
4 2
4,7
2,3 з
1 ° 2
2,2
3,2
1,3
0,3
3>6
2 5
54
112
t33
94
69
92
317
«о9
t36
90 вь
93
92
«ОЗ
le6
108
6е,5
62
66,5
301
104
«о9
В7
86
68
ll5,5
113
92 ° 2
94,4
52,2
«о7
1о9
107
66
03,6 вв,г
86
«о7
l04,Ь
109
lo1
&6
83,6
Ыа,г
85,&
3,1
1 о,4
0,2
1>9
0,9 . 0,5
o,t
3.3
1,1 о,4
1,6
2,4
2,1
1,4
0 1.
Э,В
1,5
1,1 г,в
3 3
1 ° 9
0,3
1714714
Составитель В.Николайчук
Техред М,Моргентал Корректор Л. Бескид
Редактор С.Пекарь
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101
Заказ 699 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
