Блок разъединителя, имеющий электромагнитный привод

Изобретение касается механического блока разъединителя (1) для прерывания провода. Блок (1) разъединителя включает в себя систему контактов и электромагнитное средство (5, 6) привода. Система контактов имеет первый и второй неподвижные контакты (2, 3), а также направляемый подвижный контакт (4). Электромагнитное средство (5, 6) привода устроено для движения подвижного контакта (4). Блок (1) разъединителя может принимать первое и второе состояния, в первом состоянии электрическое соединение между первым и вторым неподвижными контактами (2, 3) отсутствует, а во втором состоянии подвижный контакт (4) электрически соединяет два неподвижных контакта (2, 3) друг с другом. Блок (1) разъединителя посредством движения подвижного контакта (4) может переводиться из второго в первое состояние. Второй неподвижный контакт (3) имеет выемку (31) для помещения подвижного контакта (4), подвижный контакт (4), по меньшей мере, частично вставлен в выемку (31), когда блок 1 разъединителя находится в первом состоянии. Техническим результатом является более быстрое время переключения. 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение касается механического блока разъединителя для прерывания электрического провода, имеющего систему контактов и электромагнитное средство привода. Система контактов имеет первый и второй неподвижные контакты, а также направляемый подвижный контакт, при этом термины «контакт» и «контактный элемент» в этом контексте понимаются как синонимы. Электромагнитное средство привода устроено для движения подвижного контакта. Блок разъединителя может принимать первое и второе состояния, при этом в первом состоянии электрическое соединение между первым и вторым неподвижными контактами отсутствует, в то время как втором состоянии подвижный контакт электрически соединяет два неподвижных контакта друг с другом. Блок разъединителя посредством движения подвижного контакта может переводиться из второго в первое состояние.

Системы переключения, имеющие блок разъединителя этого рода, уже известны и служат в целом в технике среднего и высокого напряжения для коммутации токов, в частности токов короткого замыкания. Они применяются, в частности, в сетях снабжения электрической энергией, где токи короткого замыкания, с одной стороны, могут приводить к разъединению потока энергии к потребителю, а с другой стороны, к высоким механическим нагрузкам на токоведущие компоненты сети.

Хэфнер и др. в своей статье «Proactive Hybrid HVDC Breakers - A key innovation for reliable HCDC grids»; Integrating supergrids and microgrids International Symposium, 2011, описывают гибридную систему переключения постоянного тока, у которой главная цепь включает в себя механический разъединитель и электронный вспомогательный выключатель. В случае короткого замыкания повышающийся ток короткого замыкания посредством вспомогательного выключателя коммутирует с главной цепи на шунтирующую цепь, при этом одновременно осуществляется размыкание разъединителя. В шунтирующей цепи расположен блок силового выключателя, который имеет последовательную схему электронных выключателей. Если разъединитель достиг необходимой диэлектрической прочности, ток короткого замыкания через силовой выключатель может прерываться. Высвобождающаяся при этом энергия теряется в нелинейных сопротивлениях силовых выключателей.

В известных механических разъединителях систем среднего и высокого напряжения для механического размыкания и замыкания системы контактов чаще всего применяются приводы с пружинным аккумулятором. Зафиксированы достижимые при этом времена переключения от нескольких 10 до 50 секунд. Для систем переключения в высоковольтных линиях передачи постоянным током (высоковольтных ЛППТ), например, эти времена переключения изначально слишком велики, так что желательны решения с более быстрыми временами переключения.

В статье Дж.-М. Майера и др. «A DC Hybrid Circuit Breaker With Ultra-Fast Contact Opening and Integrated Gate-Commutated Thyristors (IGCTs)»; IEEE Transactions on Power Delivery, Vol.21, No 2, 2006, описан механический блок разъединителя вышеназванного рода. Подвижный контакт системы контактов реализован при этом в виде массивного медного диска, который установлен с возможностью движения перпендикулярно направлению течения тока. Электромагнитное средство привода включает в себя расположенную коаксиально к медному диску катушку Томсона. Подвижный контакт может двигаться с использованием эффекта Томсона, так что блок прерывателя переводится из второго в первое состояние.

В FR 1441239 A раскрыт электрический выключатель с контактным штифтом, выполненным и виде подвижного контакта, который может создавать электрический контакт между двумя трубчатыми жесткими контактами за счет осевого перемещения.

В FR 2375710 A1 описан газовый выключатель с дугогасительным устройством. Газовый выключатель имеет два перемещающихся друг относительно друга контакта, которые образуют систему контактов длительного тока и систему дугогасительный контактов. При выключении газового выключателя ток из системы контактов длительного тока коммутируется на систему дугогасительных контактов. Дополнительный электромагнитный привод обеспечивает размыкание контактов в системе дугогасительных контактов, причем дополнительный электромагнитный привод приводится в действие автоматически, как только сила тока превышает заданное значение

Исходя из этого уровня техники, задачей настоящего изобретения является предложить альтернативный блок разъединителя вышеназванного рода.

Эта задача решается таким образом, что второй неподвижный контакт системы контактов имеет выемку для помещения подвижного контакта, и что подвижный контакт по меньшей мере частично вставлен в выемку, когда блок разъединителя находится в первом состоянии, причем электромагнитное средство привода включает в себя множество катушек, причем подвижный контакт выполнен с возможностью движения за счет соответствующего управления течением тока через катушки.

Предлагаемый изобретением блок разъединителя компактнее, чем известные до сих пор блоки разъединителей. Другими преимуществами являются: очень короткое время реакции, так как электромагнитное поле проявляет свое действие непосредственно на подвижном контакте; очень короткие времена движения, потому что не должны двигаться никакие дополнительные механические части; простое управление движением направляемого подвижного контакта, включая ускорение и затормаживание посредством магнитного поля; достижение частот повторения с очень короткими временами между двумя состояниями блока разъединителя; устранение дополнительных масс в системе. Кроме того, электромагнитный привод, например, в противоположность взрывному приводу, может активироваться сколь угодно часто. К тому же благодаря электромагнитному приводу не нужно учитывать изоляцию между частями, проводящими высокое напряжение, и статором привода.

Выемка второго неподвижного контакта предпочтительно устроена для направления подвижного контакта. При этом подвижный контакт во втором состоянии блока разъединителя создает электрическое соединение между двумя неподвижными контактами таким образом, что он располагается, одновременно контактируя с двумя неподвижными контактами. Когда подвижный контакт, вследствие электромагнитного взаимодействия с электромагнитным средством привода, движется, чтобы перевести блок разъединителя в первое состояние, то контакт между подвижным контактом и первым неподвижным контактом разъединен. В отличие от этого, контактирование между подвижным контактом и вторым неподвижным контактом существует даже тогда, когда блок разъединителя находится в первом состоянии.

По одному из вариантов осуществления изобретения первый неподвижный контакт тоже имеет выемку. Подвижный контакт по меньшей мере частично вставлен в выемку первого неподвижного контакта, когда блок разъединителя находится во втором состоянии.

Благодаря вставлению подвижного контакта в выемки первого или, соответственно, второго неподвижного контакта может реализовываться особенно стабильная конфигурация блока разъединителя.

Кроме того, возможно, чтобы подвижный контакт вставлялся как в выемку первого неподвижного контакта, так и в выемку второго неподвижного контакта, когда блок разъединителя находится во втором состоянии. При движении подвижного контакта он может, например, высвобождаться из выемки в первом неподвижном контакте, чтобы соответственно глубже вставляться в выемку во втором неподвижном контакте. Выемки предпочтительно должны выполняться таким образом, чтобы вставление подвижного контакта в данную выемку обеспечивало надежное электрическое соединение между данным неподвижным контактом и подвижным контактом.

Предпочтительно, если подвижный контакт после его ускорения затормаживается с помощью надлежащих мер, во избежание так называемого «подергивания», то есть, в определенных обстоятельствах многократного, обратного смещения подвижного контакта. Это обратное смещение может приводить к тому, что разъединенное электрическое соединение между двумя неподвижными контактами может непреднамеренно восстанавливаться. Для этого размер выемок должен выбираться надлежащим образом так, чтобы всегда отдельная область выемки могла использоваться в качестве демпферной камеры.

Кроме того, может быть предпочтительно, если выемка второго неподвижного контакта устроена для направления подвижного контакта с движением в продольном направлении. Это упрощает геометрию системы и позволяет обойтись без предполагаемых дополнительных направляющих средств для движения подвижного контакта. Подвижный контакт обладает возможностью движения внутри выемки вдоль продольной оси, при этом он глубже вводится в выемку или выводится из выемки.

По одному из примеров осуществления подвижный контакт представляет собой штифтовой выводной контакт. Выводной контакт может, например, иметь приблизительно круглоцилиндрическую геометрию. Также возможно, чтобы выемка во втором неподвижном контакте была выполнена комплементарно по форме с выводным контактом, так чтобы эта выемка была особенно хорошо пригодна для направления выводного контакта.

Предпочтительно подвижный контакт включает в себя ферромагнитную сердцевину и по меньшей мере частично охватывающую ее электропроводящую наружную оболочку. При этом предпочтительно, если наружная оболочка обладает высокой проводимостью. Например, наружная оболочка может быть изготовлена из меди или алюминия. Проводимость наружной оболочки составляет предпочтительно больше 107 А/Вм. Кроме того, возможно, чтобы сердцевина представляла собой постоянный магнит.

Чем легче подвижный контакт, чем меньше электромагнитные силы, необходимые для его ускорения. Это, в свою очередь, позволяет уменьшить размер блока разъединителя, а также энергию, необходимую для эксплуатации электромагнитного средства привода. Надлежащим образом вес подвижного контакта составляет от 1 г до 10 кг, особенно подходящим является вес от 10 г до 1 кг.

По другому варианту осуществления изобретения первый и второй неподвижные контакты выполнены в виде электропроводящих контактов с отогнутой концевой частью. Неподвижные контакты с отогнутой концевой частью могут, например, особенно хорошо взаимодействовать со штифтовым вводным контактом для создания электрического соединения.

Предпочтительно система контактов имеет круглоцилиндрическую геометрию. При этом подвижный контакт и оба неподвижных контакта выполнены круглоцилиндрически симметрично. Подвижный контакт обладает возможностью смещения вдоль оси цилиндра. Выемка второго неподвижного контакта может быть при этом выполнена таким образом, чтобы подвижный контакт посредством выемки мог направляться вдоль оси цилиндра. Диаметр подвижного контакта не больше, чем внутренний диаметр выемки.

Блок разъединителя может также включать в себя корпус. При этом корпус наполнен изоляционным газом. Предпочтительно корпус выполнен газонепроницаемо и таким образом, что система контактов в области контактирования между первым неподвижным контактом и подвижным контактом, а также между подвижным контактом и вторым неподвижным контактом омывается изоляционным газом.

Изоляционный газ должен обладать как можно более высокой пробивной прочностью. Поэтому, в частности, в качестве изоляционного газа пригоден газ SF6. Но можно также применять другой надлежащий газ или газовую смесь, такую как, например, смесь из N2 и SF6, при этом доля SF6 может составлять от 10% до 50%. Предпочтительно, если изоляционный газ может выполнять функцию газа для гашения для устранения электрических дуг. Однако так как блок разъединителя при размыкании контактов в случае короткого замыкания по существу проводит только небольшие токи, эта функция изоляционного газа не имеет решающего значения для настоящего изобретения.

Предпочтительно изоляционный газ находится в корпусе под давлением от 1 бар до 10 бар, особенно предпочтительно от 7 до 9 бар.

Электромагнитное средство привода может включать в себя катушку. При этом катушка предпочтительно расположена концентрично вокруг подвижного контакта.

По одному из вариантов осуществления изобретения катушка расположена внутри корпуса.

Но катушка может быть также расположена вне корпуса.

Блок разъединителя может также включать в себя две катушки, при этом первая катушка предназначена для первого неподвижного контакта, а вторая катушка предназначена для второго неподвижного контакта.

Для движения подвижного контакта могут использоваться два физических эффекта.

Повышающийся ток в катушке посредством соответственно возникающего магнитного поля катушки индуцирует круговое течение тока в наружной оболочке подвижного контакта, вследствие чего, в свою очередь, вокруг подвижного контакта создается магнитное поле, полярность которого противоположна магнитному полю катушки. Получается результирующая сила (сила Лоренца) на подвижном контакте, которой этот подвижный контакт отодвигается от катушки. Если катушка расположена на первом неподвижном контакте, то подвижный контакт может двигаться от первого неподвижного контакта в направлении второго неподвижного контакта, вследствие чего блок разъединителя может переводиться в первое состояние. На основе этого переходного эффекта могут достигаться очень быстрые времена переключения в пределах нескольких миллисекунд (например, меньше 10 мс). Соответствующее относится к затухающему току в катушке. Изменение тока в катушке всегда должно быть выбрано соответственно прилагаемой силе.

Если в катушке течет постоянный ток, то подвижный контакт, например, ферромагнитная сердцевина подвижного контакта, может намагничиваться. В этом случае магнитное поле катушки и магнитное поле подвижного контакта имеют одинаковую полярность (эффект магнитного сопротивления). Если катушка расположена на втором неподвижном контакте, то подвижный контакт может отодвигаться от первого неподвижного контакта в направлении второго неподвижного контакта. Тем самым блок разъединителя может переводиться из второго в первое состояние. Время переключения зависит в этом случае от индуктивности катушки. Ток катушки должен адаптироваться к прилагаемой силе и может, например, находиться в пределах от 10 А до 500 А, предпочтительно от 20 А до 200 А.

Согласно изобретению электромагнитное средство привода включает в себя больше одной катушки, оба эффекта для движения подвижного контакта путем надлежащего управления течением тока через катушки могут комбинироваться.

Блок разъединителя, имеющий комбинацию описанных выше признаков, может быть интегрирован в гибридную систему переключения постоянного тока для установок среднего и высокого напряжения. Предпочтительно при этом гибридная система переключения должна применяться при напряжениях в области больше 1 кВ, предпочтительно больше 70 кВ.

Гибридная система переключения включает в себя при этом проводящую рабочий ток главную цепь, включающую в себя механический блок разъединителя, и параллельную ей шунтирующую цепь, включающую в себя электронный силовой выключатель. Кроме того, гибридная система переключения может также включать в себя вспомогательные выключатели и другие элементы, а также другие цепи, которые, например, включены параллельно главной цепи. Блок разъединителя может при этом обладать одним или комбинацией нескольких вышеописанных признаков.

По другому примеру осуществления применения предлагаемый изобретением блок разъединителя может применяться в сети постоянного напряжения (сети постоянного тока) или многотерминальной системе, включающей в себя несколько преобразовательных установок.

В многотерминальной системе по уровню техники при неисправности, например, коротком замыкании, часто необходимо отсоединять от сети всю систему, при этом преобразовательные установки должны останавливаться. Только после устранения неисправности система может снова запускаться и вводиться в эксплуатацию.

В этой связи блок разъединителя может применяться для того, чтобы в случае неисправности разъединять соединение между преобразовательными установками системы, чтобы отсоединять затронутую неисправностью часть системы. Благодаря быстрому времени переключения блока разъединителя может предотвращаться обрушение всей системы.

По меньшей мере одна из преобразовательных установок может, например, представлять собой самоуправляемую высоковольтную линию передачи постоянным током (высоковольтную ЛППТ). Она может, например, включать в себя многоступенчатый преобразователь, который имеет фазовые модули с последовательно включенными подмодулями, при этом биполярные подмодули выполнены в виде схем полного моста или схем полумоста. В случае неисправности высоковольтная ЛППТ может отключать ток и напряжение в размыкаемом соединении, так что после этого блок разъединителя может разъединять соединение.

Ниже изобретение поясняется подробнее с помощью фигур 1-5.

На фиг. 1 показан один из вариантов осуществления предлагаемого изобретением блока разъединителя на схематичном изображении в поперечном сечении;

на фиг. 2 показан другой вариант осуществления предлагаемого изобретением блока разъединителя на схематичном изображении в поперечном сечении;

на фиг. 3 показан один из вариантов осуществления подвижного контакта на схематичном изображении в поперечном сечении;

на фиг. 4 показан первый пример применения предлагаемого изобретением блока разъединителя в схематичном изображении;

на фиг. 5 показан второй пример применения предлагаемого изобретением блока разъединителя в схематичном изображении.

В частности, на фиг. 1 изображено схематичное поперечное сечение предлагаемого изобретением механического блока 1 разъединителя. Блок 1 разъединителя включает в себя систему контактов, которая имеет первый неподвижный контакт 2, второй неподвижный контакт 3, а также подвижный контакт 4. Кроме того, блок 1 разъединителя включает в себя электромагнитное средство привода, которое имеет две катушки 5, 6.

Блок 1 разъединителя через эти два неподвижных контакта 2, 3 подключен к токоведущей цепи системы переключения.

В показанном на фиг. 1 примере осуществления блок 1 разъединителя обладает цилиндрической симметрией. Подвижный контакт 1 соответственно выполнен в виде штифтового вводного контакта. Неподвижные контакты 2, 3 имеют форму (кругло-) цилиндрически симметричных контактов с отогнутой концевой частью. Катушки 5, 6 имеют каждая кольцевую форму и концентрично уложены вокруг неподвижных контактов 2, 3, при этом катушка 5 предназначена для первого неподвижного контакта 2, а катушка 6 - для второго неподвижного контакта 3. Ось симметрии блока 1 разъединителя обозначена линией 9.

Первый неподвижный контакт 2 имеет выемку 21. Размеры выемки 21 выбраны таким образом, чтобы отдельная область выемки 21 могла служить демпферной камерой.

Второй неподвижный контакт 3 тоже имеет выемку 31.

На фиг. 1 показан блок 1 разъединителя во втором состоянии, в котором создано электрическое соединение между первым неподвижным контактом 2 и вторым неподвижным контактом 3. В изображенном на фиг. 1 положении подвижный контакт 4 вставлен как в выемку 21, так и в выемку 31. При этом поверхность подвижного контакта 4 и первого неподвижного контакта 2 или, соответственно, подвижного контакта 4 и второго неподвижного контакта 3 контактируют друг с другом для создания электрического соединения. Однако возможно также, чтобы контактирование осуществлялось через электропроводящий промежуточный материал, расположенный между подвижным контактом и данным неподвижным контактом. Таким промежуточным материалом является, например, электропроводящее смазочное средство.

Вся область, в которое осуществляется контактирование, газонепроницаемо охвачена корпусом 7. Корпус в его внутренней области 8 наполнен изоляционным газом. В соответствии с показанным на фиг. 1 примером осуществления изоляционный газ представляет собой SF6.

Течение тока в катушке 6 создает магнитное поле, которое вследствие результирующей силы магнитного сопротивления, на подвижном контакте вызывает его движение в направлении второго неподвижного контакта 3. Вследствие этого подвижный контакт 4 глубже вставлен в выемку 31, при этом контакт между подвижным контактом 4 и первым неподвижным контактом 2 разъединяется. При этом блок 1 разъединителя приводится в первое состояние, в котором электрическое соединение между двумя неподвижными контактами 2, 3 отсутствует.

Чтобы снова (частично) вывести подвижный контакт 4 из выемки 31, в катушке 5 создается течение тока (при этом катушка 6 не проводит ток), вследствие чего соответствующая сила магнитного сопротивления вызывает движение подвижного контакта 4 в направлении катушки 5, при этом подвижный контакт 4 вставлен в выемку 21 в первом неподвижном контакте 2 и осуществляет контактирование первого неподвижного контакта 2 с подвижным контактом 4. При этом длина подвижного контакта 4 выбрана таким образом, что подвижный контакт 4 в конечном положении (которое по существу соответствует положению подвижного контакта, изображенному на фиг. 1) может создавать электрическое соединение между двумя неподвижными контактами 2, 3, так что блок 1 разъединителя находится во втором состоянии.

Повышающееся течение тока в катушке 5 может при использовании силы Лоренца вызывать движение подвижного контакта 4 в направлении второго неподвижного контакта 3, при этом блок 1 разъединителя может переводиться из второго в первое состояние. Соответствующее повышение тока в катушке 6 может вызывать движение подвижного контакта 4 снова в положение, показанное на фиг. 1.

По примеру осуществления фиг. 1 катушки 5, 6 расположены внутри корпуса 7. Подводящие провода (не изображены) к катушкам 5, 6 соответственно оснащены газонепроницаемыми вводами (не изображены).

На фиг. 2 показан другой пример осуществления предлагаемого изобретением блока 1 разъединителя в схематичном изображении.

Одинаковые и однотипные части на фиг. 1 и 2 снабжены одинаковыми ссылочными обозначениями, что относится также к остальным фиг. 3 и 4. Во избежание повторов в описании варианта осуществления фиг. 2 остановимся подробно только на отличиях от варианта осуществления фиг. 1.

Пример осуществления фиг. 2 по существу соответствует примеру осуществления фиг. 1 с тем отличием, что выполненный в цилиндрической форме корпус 7 имеет меньший диаметр. Катушки 5, 6 соответственно расположены вне корпуса 7. Таким образом, в этом примере осуществления можно обойтись без газонепроницаемых вводов подводящих проводов к катушкам 5, 6.

На фиг. 3 показан один из примеров осуществления подвижного контакта 4 на схематичном изображении в поперечном сечении. Подвижный контакт 4 имеет (кругло-) цилиндрически симметричную геометрию, при этом ось симметрии обозначена линией 9.

Подвижный контакт 4 включает в себя ферромагнитную сердцевину 41 из железа и хорошо проводящую наружную оболочку 42 из алюминия. Ферромагнитная сердцевина 31 имеет при этом функцию создания и/или усиления магнитного поля подвижного контакта 4, взаимодействующего с магнитным полем катушек 5, 6.

Показанный на фиг. 3 диаметр сердечника 41 (по отношению к диаметру подвижного контакта 4) может варьироваться в зависимости от применения.

На фиг. 4 показан один из примеров применения блока 1 разъединителя в схематичном изображении. На фиг. 4 изображена гибридная система 10 переключения, причем эта гибридная система 10 переключения включает в себя блок 1 разъединителя.

Гибридная система 10 переключения имеет главную цепь 12 и шунтирующую цепь 13. Главная цепь 12 и шунтирующая цепь 13 включены параллельно друг другу. Главная цепь 12 включает в себя блок 1 разъединителя и вспомогательный выключатель 11. Шунтирующая цепь 13 включает в себя силовой выключатель 14.

Вспомогательный выключатель 11 включает в себя некоторое количество электронных выключателей, которые выполнены в виде IGBT-модулей (англ. insulated-gate bipolar transistor, биполярный транзистор с изолированным затвором, БТИЗ).

Силовой выключатель 14 включает в себя множество последовательно включенных электронных выключателей, которые выполнены в виде IGBT-модулей. Это множество электронных выключателей силового выключателя 14 в несколько раз больше, чем количество электронных выключателей вспомогательного выключателя 11. Например, вспомогательный выключатель 11 может иметь два IGBT-модуля, в то время как силовой выключатель 14 может включать в себя до нескольких сотен IGBT-модулей.

В нормальном режиме установки, в которую интегрирована гибридная система 10 переключения, рабочий ток течет по существу по главной цепи 12, так как сопротивление силового выключателя 14 намного выше, чем сопротивление блока 1 разъединителя и вспомогательного выключателя 11.

В случае короткого замыкания ток в главной цепи повышается сначала приблизительно экспоненциально. Вспомогательный выключатель 11 предназначен для того, чтобы в таком случае осуществлять отключение с наименьшим возможным отставанием по времени, предпочтительно в микросекундном диапазоне, вследствие чего продолжающий повышаться ток коммутируется в шунтирующей цепи 13. Тогда блок 1 разъединителя переводится в первое состояние, так что вспомогательный выключатель 11 не повреждается высоким подаваемым напряжением (до нескольких сотен киловольт).

После этого посредством силового выключателя 14 может ограничиваться ток, коммутированный в шунтирующей цепи.

В зависимости от расположения электронных выключателей в силовом выключателе 14 и во вспомогательном выключателе 11 гибридная система 10 переключения может быть выполнена в виде одно- или двунаправленного выключателя. В примере осуществления фиг. 4 гибридная система 10 переключения устроена в виде двунаправленного выключателя, что обозначено графически соответствующими символами.

На фиг. 5 показан один из простых примеров многотерминальной системы 22, имеющей три преобразовательных станции 15, 16, 17, которые выполнены в виде самоуправляемых многоступенчатых преобразователей.

Преобразовательная станция 15 соединена с не изображенной подробно на фиг. 5 трехфазной сетью 201 переменного напряжения. Преобразовательные станции 16 и 17 тоже соединены с сетями 202 или, соответственно, 203 переменного напряжения.

Со стороны постоянного напряжения преобразовательные станции 15, 16, 17 соединены друг с другом двумя имеющими разную полярность линиями 18 и 19 постоянного тока.

Предоставленная в сети 201 переменного напряжения энергия преобразуется в преобразовательной станции 15 в постоянное напряжение. По линиям 18, 19 постоянного тока от преобразовательной станции 15 энергия транспортируется к двум преобразовательным станциям 16, 17, где эта энергия снова преобразуется в переменный ток и запитывается в сети 202 и 203 переменного напряжения. Блок 1 разъединителя расположен в линии 18 постоянного тока.

Если теперь, например, в преобразовательной станции 17 возникает неисправность, то в линии постоянного напряжения отключается напряжение и ток, так что блок 1 разъединителя может переводиться в его размыкающее (первое) состояние. При этом линия 18 постоянного тока может прерываться, и неисправная преобразовательная станция 17 отсоединяться от исправной части системы. После этого исправная часть системы, включающая в себя преобразовательные станции 15, 16, может снова вводиться в эксплуатацию. Весь процесс может заканчиваться менее чем через 300 мс, так что время возможного прекращения подачи энергии, предоставляемой системой, может сводиться к минимуму.

Разумеется, предлагаемый изобретением блок разъединителя может также применяться в более крупных системах и сетях постоянного тока, имеющих больше количество преобразовательных станций. Особенно предпочтительным может быть его применение, например, в многоконтурных сетях постоянного тока.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 Блок разъединителя

2 Первый неподвижный контакт

21 Выемка

3 Второй неподвижный контакт

31 Выемка

4 Подвижный контакт

41 Сердцевина

42 Наружная оболочка

5, 6 Катушка

7 Корпус

8 Внутреннее пространство корпуса

9 Линия

10 Гибридная система переключения

11 Вспомогательный выключатель

12 Главная цепь

13 Шунтирующая цепь

14 Силовой выключатель

15, 16, 17 Высоковольтная ЛППТ

18, 19 Линия постоянного тока

201, 202, 203 Сеть переменного напряжения

22 Многотерминальная система

1. Блок (1) разъединителя для прерывания электрической линии, включающий в себя

- систему контактов, имеющую первый и второй неподвижные контакты (2, 3), а также направляемый подвижный контакт (4), и

- электромагнитное средство (5, 6) привода для движения подвижного контакта (4),

при этом в первом состоянии блока (1) разъединителя электрическое соединение между первым и вторым неподвижными контактами (2, 3) отсутствует, а во втором состоянии блока (1) разъединителя подвижный контакт (4) электрически соединяет друг с другом два неподвижных контакта (2, 3), при этом блок (1) разъединителя посредством движения подвижного контакта (4) имеет возможность перевода из второго в первое состояние, отличающийся тем, что второй неподвижный контакт (3) имеет выемку (31) для помещения подвижного контакта (4) и что подвижный контакт (4) по меньшей мере частично вставлен в выемку (31), когда блок (1) разъединителя находится в первом состоянии, причем электромагнитное средство привода включает в себя множество катушек, причем подвижный контакт выполнен с возможностью движения за счет соответствующего управления течением тока через катушки.

2. Блок (1) разъединителя по п.1, отличающийся тем, что первый неподвижный контакт (2) имеет выемку (21) и подвижный контакт (4) по меньшей мере частично вставлен в выемку (210 первого подвижного контакта (2), когда блок (1) разъединителя находится во втором состоянии.

3. Блок (1) разъединителя по п.2, отличающийся тем, что выемка (31) второго неподвижного контакта (3) устроена для направления подвижного контакта (4) с движением в продольном направлении.

4. Блок (1) разъединителя по п.3, отличающийся тем, что подвижный контакт (4) выполнен в виде штифтового вводного контакта.

5. Блок (1) разъединителя по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что подвижный контакт (4) имеет ферромагнитную сердцевину (41) и проводящую наружную оболочку (42).

6. Блок (1) разъединителя по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что вес подвижного контакта (4) составляет от 1 г до 10 кг.

7. Блок (1) разъединителя по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что первый и второй неподвижные контакты (2, 3) выполнены в виде электропроводящих контактов с отогнутой концевой частью.

8. Блок (1) разъединителя по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что подвижный контакт (4) и оба неподвижных контакта (2, 3) выполнены круглоцилиндрическими и что подвижный контакт (4) обладает возможностью смещения вдоль оси цилиндра подвижного контакта (4).

9. Блок (1) разъединителя по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что блок (1) разъединителя включает в себя также корпус (7), причем этот корпус (7) наполнен изоляционным газом.

10. Блок (1) разъединителя по п.9, отличающийся тем, что изоляционный газ в корпусе (7) находится под давлением от 1 бар до 10 бар.

11. Блок (1) разъединителя по п.5, отличающийся тем, что электромагнитное средство привода включает в себя катушку (5, 6), расположенную концентрично вокруг подвижного контакта (4).

12. Блок (1) разъединителя по п.9, отличающийся тем, что электромагнитное средство привода включает в себя концентрично расположенную вокруг подвижного контакта (4) катушку (5, 6), причем эта катушка (5, 6) расположена внутри корпуса (7).

13. Блок (1) разъединителя по п.9, отличающийся тем, что электромагнитное средство привода включает в себя концентрично расположенную вокруг подвижного контакта (4) катушку (5, 6), причем эта катушка (5, 6) расположена вне корпуса (7).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике. Коммутационное устройство, содержащее первый комплект (3) контактов и второй комплект (4) контактов, подвижный относительно первого комплекта (3) контактов, имеет изоляционное сопловое устройство (12).

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для установки на распределительном устройстве, содержащем автоматический выключатель выкатного или выдвижного типа.

Изобретение относится к двойной токовой цепи больших номинальных токов. Прерыватель (100) цепи содержит первую секцию (102а) токовой цепи и вторую секцию (102b) токовой цепи.

Изобретение относится к электрическому контактному элементу. Электрический контактный элемент имеет главную ось (2).

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано в авиационном приборостроении и машиностроении. .

Изобретение относится к области электротехники. .

Изобретение относится к электротехнике. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к газоизолированным высоковольтным распределительным устройствам, и предназначено для усовершенствования размыкающего устройства измерительного преобразователя. Газоизолированный измерительный преобразователь (1) для измерения высоких напряжений имеет несколько преобразовательных систем, расположенных в непроницаемом для текучих сред корпусе (2), для преобразования высокого напряжения в измерительное напряжение, каждая из которых включает в себя активную часть (9), проведенный через корпус (2) высоковольтный контакт (6), электрически соединенный с активной частью (9) неподвижный контакт (10) и электрически соединенный с неподвижным контактом (10) подвижный контакт (11), и приводимое в действие снаружи корпуса (2) размыкающее устройство для создания или размыкания соединения подвижных контактов (11) с высоковольтными контактами (6), которое включает в себя соединительный элемент (15), соединяющий друг с другом подвижные контакты (11), и средства перестановки для перемещения соединительного элемента (15) в направлении (41) перестановки, при этом неподвижный контакт (10) выполнен в виде направляющей для подвижного контакта (11) в направлении (41) перестановки. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение касается механического блока разъединителя для прерывания провода. Блок разъединителя включает в себя систему контактов и электромагнитное средство привода. Система контактов имеет первый и второй неподвижные контакты, а также направляемый подвижный контакт. Электромагнитное средство привода устроено для движения подвижного контакта. Блок разъединителя может принимать первое и второе состояния, в первом состоянии электрическое соединение между первым и вторым неподвижными контактами отсутствует, а во втором состоянии подвижный контакт электрически соединяет два неподвижных контакта друг с другом. Блок разъединителя посредством движения подвижного контакта может переводиться из второго в первое состояние. Второй неподвижный контакт имеет выемку для помещения подвижного контакта, подвижный контакт, по меньшей мере, частично вставлен в выемку, когда блок 1 разъединителя находится в первом состоянии. Техническим результатом является более быстрое время переключения. 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх