Синтетическая схема для испытания выключателей высокого напряжения

 

Изобретение относится к сильноточной электротехнике. Цель изобретения - повышение надежности работы схемы и упрощение конструкции коммутирующих устройств. В схему дополнительно введены два реактора с нелинейной индуктивностью , которые включены последовательно с управляемыми искровыми промежутками, шунтированными вентилями. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 R 31/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4790761/07 (22) 14.02.90 (46) 07.08.92. Бюл. 3Ф 29 (71) Всесоюэнйй электротехнический институт им, В,И,Ленина (72) Л.Г.Каттель и Б.П,Морозов (56) Авторское свидетельство СССР

М 525036, кл. 6 01 R 31/02; 1973.

Авторское свидетельство СССР

М 503191, кл. G 01 R 31/32, 1973.

Изобретение относится к сильноточной электротехнике и предназначено для испытания высоковольтных выключателей в синтетических схемах.

Известна синтетическая схема для испытания выключателей высокого напряжения. состоящая из конденсаторной батареи источника высокого напряжения, реакторов, цепочки формирования переходного восстанавливающегося напряжения, коммутирующих устройств и управляемого дугового замыкателя. В такой схеме предусматривается применение коммутирующих устройств с высокой скоростью восстайов- ления электрической прочности промежутка, что обеспечивается наличием дутья и синхронизирующих устройств. Это приво.дит к усложнению конструкции и уменьше- нию надежности работы схемы..

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является синтетическая схема для испытания высоковольтных выключателей, содержащая источник полного тока промышленной частоты. источник высокого напряжения с повышенной часто-

„„Я2ÄÄ 1753431 А1

2 (54) СИНТЕТИЧЕСКАЯ СХЕМА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ ВЫСОКОГО НА-, ПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к сильноточной электротехнике. Цель изобретения — повышение надежности работы схемы и упрощение конструкции коммутирующих устройств. В схему дополнительно введены два реактора с нелинейной индуктивно, стью, которые включены последовательно с управляемыми искровыми промежутками; шуйтированными вентилями. 1 ил. той тока, содержащий последовательно включенные конденсатор, реактор и коммутирующий элемент, вспомогательный выключатель, устройство, имеющее полное сопротивление для формирования восстанавливающегося напряжения, причем для увеяичения испытательной мощности и повышения эквивалентнОстИ "иСПГПаййй она снабжена подключенной параллельно ис- (Л точнику -высокого напряжения дополнительной цепочкой из последовательно включенных конденсатора, реактора и коммутирующего элемента, при этом коммутирующие элементы выполнены в виде управляемых искровых промежутков, шунтированных вентилями,-йайример полупроводниковыми диодами,"а конденсаторы и — ъ реакторы источника-высокбго напряжения и дополнительной цепочки соединены вспомогательным коммутирующим элементом.

Однако в известной синтетической схеме не обеспечивается надежная работа коммутирующих элементов (искровых промежутков, зашунтированных вентилями), так как применяемые в Качестве вентилей

1753431 которому через вспомогательный выключатель подключен испытуемый выключатель, 25

35

40 межутком, последовательно с каждым из двух управляемых искровых промежутков, 45 шунтированных вентилями, включен допол50

55 полупроводниковые диоды на высокое напряжение имеют, как правило, относительно высокое прямое падение напряжения, что затрудняет прекращение протекания тока через искровые промежутки и восстановление электрической прочности искровых промежутков в начальной стадии восстановления напряжения. Применение устройств для деионизации продуктов распада плазмы (дутье и т.п.), необходимых для ускорения процесса прекращения.протекания тока и восстановления электрической прочности искровых промежутков, приводит к усложнению конструкции коммутирующих элементов и снижению надежности работы схемы.

Цель изобретения — повышение надежности работы синтетической схемы и упрощение конструкции управляемых искровых промежутков.

Для достижения поставленной цели в синтетическую схему, содержащую источник полного тока промышленной частоты, к параллельно которому включен источник высокого напряжения, выполненный в виде двух параллельно соединенных цепочек, каждая из которых содержит последовательно соединенные конденсатор, реактор и управляемый искровой промежуток, шунтированный вентилем, причем конденсаторы и реакторы указанных параллельных ветвей соединены между собой в последовательную цепь с помощью дополнительного управляемого искрового промежутка, и устройство для формирования переходного восстанавливающего напряжения, выполненное в виде элементов с комплексным сопротивлением, один из которых включен параллельно испытуемому выключателю, а второй — последовательно с укаэанным дополнительным управляемым искровым пронительно введенный реактор с нелинейной и ндукти в ность ю.

На чертеже представлена электрическая схема предложенного решения.

Схема содержйт источник 1 тока промышленной частоты, вспомогательный 2 и испытуемый 3 выключатели, устройства 4 и

5 для формирования переходного восстанавливающего напряжения (ПВН) — это элементы цепи, имеющие полное сопротивление, которое может включать в себя активные, индуктивные и емкостные составляющие, источник высокого напряжения с повышенной частотой тока, состоящий иэ

20 конденсаторов 6 и 7, реакторов 8 и 9, управляемых искровых промежутков 10 и 11 с включенными последовательно с ними реакторами 12 с нелинейной индуктивностью и шунтированных вентилями 13 и дополнительный управляемый искровой промежуток 14.

Схема работает следующим образом.

После подключения к цепочке из вспомогательного 2 и испытуемого 3 выключателей источника 1 тока промышленной частоты подается команда на отключение выключателей и за требуемое время до по- следнего по условиям испытаний перехода тока промышленной частоты через нуль запускаются (одновременно) искровые промежутки 10 и 11, В этот момент через дугу испытываемого выключателя 3 начинает протекать синусоидальный ток повышенной частоты (накладываемый на ток промышленной частоты), определяемый параметрами параллельно включенных частей источника высокого напряжения, каждая из которых состоит из последовательно включенных конденсатора 6 (7). реактора 8 (9), управляемого искрового промежутка 10 (11) и реактора 12 с нелинейной индуктивностью. Практически величина тока наложения составляет 5-25 кА. Реакторы 8 и 9 рассчитываются таким образом, чтобы обеспечить заданную скорость подхода к нулю тока короткого замыкания в испытуемом выключателе, В стадии наложения тока, ток повышенной частоты после срабатывания промежутков 10 и 11 протекает через реакторы 12. Для исключения влияния индуктивности реакторов 12 на ток наложения, последние приняты с нелинейной индуктивностью, входящей в насыщение после достижения током наложения определенной величины, не влияющей на заданный режим работы схемы. После протекания одного полупериода тока наложения, т,е, после перехода через нуль тока в испытуемом выключателе (вспомогательный выключатель отключается раньше), начинается первая стадия восстановления напряжения, определяемая сопротивлением устройства 4 и индуктивностью соединенных параллельно реакторов 8 и 9, в котором заряд конденсаторов 6 и 7 приобрел (после протекания одного полупериода тока наложения) противоположную полярность. При этом, ток зарядки емкостных составляющих формирующего устройства 4 протекает через открытые в этой стадии восстановления напряжения на испытуемом выключателе диоды 13 и включенные параллельно им цепочки из последовательно соединенных искровых промежутков 10 и 11 и реакторов 12.

1753431

Практически указанный ток зарядки, протекающий через реакторы 12 составляет десятки ампер. В этих условиях реакторы на насыщены, их индуктивность имеет знаЧительную величину, полное сопротивление 5 последовательной цепи, состоящей из реактора 12 и искрового промежутка 10 (11) значительно превышает сопротивление открытого диода 13, В результате ток зарядки практически полностью протекает через 10 диоды, а искровые промежутки быстро восстанавливают электрическую прочность, Полная величина ПВН вЂ” вторая стадия восстановления — обеспечивается запуском искрового промежутка 14 в момент времени, 15 когда ток зарядки емкостных составляющих устройства 4 через диоды 13 подошел к нулю, а искровые промежутки 10 и 11 восстановили электрическую прочность, Во вновь образованном контуре процесс 20 восстановления определяется полными сопротивлениями устройств 4 и 5, индуктивностью последовательно включенных реакторов 8 и 9 и напряжением заряда последовательно включенных конденсаторов 25 . 6 и 7. Этим. достигается возможность значительно снизить емкость емкостной составляющей устройства 4 формирования и, как следствие, энергию заряда конденсаторных батарей 6 и 7. 30

По сравнению с известным предлагаемое решение значительно увеличивают на- . дежность работы схемы, так как благодаря введению реакторов с нелинейной индуктивностью в цепь управляемых искровых 35 промежутков обеспечивается полный перевод тока в диоды и быстрое восстановление электрической прочности искровых промежутков в начальной стадии формирования

ПВН на контактах испытываемого выключа- 40 теля.

Достижение такого же эффекта путем усложнения конструкции искровых промежутков (например, применением дутья, помещением электродов промежутков в дугогасительную среду и т.п.) приводит к увеличению стоимости коммутирующих устройств в несколько раз.

Формула изобретения

Синтетическая схема для испытания выключателей высокого напряжения, содержащая источник полного тока промышленной частоты, к которому через вспомогательный выключатель подключен испытуемый выключатель, параллельно которому включен источник высокого напряжения, выполненный в виде двух параллельно соединенных цепочек, каждая из которых содержит последовательно соединенные конденсатор, реактор и управляемый искровой промежуток, шунтированный вентилем, причем конденсаторы и реакторы " параллельных цепочек соединены между собой в последовательную цепь с помощью дополнительного управляемого искрового промежутка, и устройства формирования переходного восстанавливающегося напряжения, выполненные в виде элементов с комплексным сопротивлением, один иэ которых включен параллельно испытуемому выключателю, а второй — последовательно с дополнительным управляемым искровым промежутком, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности в работе и упрощения конструкции управляемых искровых промежутков, последовательно с каждым из двух управляемых искровых промежутков, шунтированных вентилями, включен реактор с нелинейной индуктивностью.