Устройство для защиты электроустановок от перенапряжений

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено09.03. 73 (21) 1891251/24-7 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.09.75 Бюллетень № 35 (45) Дата опубликования описания 21.О1.7 (51) М. Кл, Н 02 1 3/20

Гоаударотаенный комитет

Совета Миннстраа СССР по делам нзооретеиий и открытий (53) УДК

621.316.925 (088.8 ) Н. Ф. Котляренко, А. С. Капуста, К. К. Намитоков, E. Л. Троицкая, H. П. Золочевский, В. Н. Потехин, А. М. Козин и Ю. Д. Гикало (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Харьковский институт инженеров железнодорожного транспорта им. С. М. Кирова (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к электротехни- 1 ке, а именно,,к устройствам для защиты электроустановок от перенапряжений.

Известны устройства для защиты электроустановок от перенапряжений, содержащие дуговой ограничитель перенапряжений, поджигаюший трансформатор, обмотки магнитного дутья. Однако такие устройства не обладают необходимой надежностью, так как срабатывают по сигналам датчика перенапряже т0 ний, который нуждается в зашите и может выходить из строя до срабатывания защитного устройства.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что для повышения на- 15 дежности, параллельно дуговому ограничителю перенапряжений дополнительно включена быстродействуюшая селективная защитная приставка, содержащая несколько 20 параллельных цепей, каждая из которых включает электрический контакт, симистор и предохранитель и соединена последова-. тельно с одной из обмоток магнитного дутья и с первичной обмоткой поджигаю- И щего трансформатора дугового ограничителя перенапряжений, а так же тем, что в качестве электрических контактов, включенных во вторую и последующие паоаллельные цепи защитной приставки, применены замыкающие контакты предохранителей, причем в каждую последующую цепь включен контакт предохранителя, установленного в предыдущей цепи, а в..первую параллельную цепь дополнительно включен контакт выключателя.

На чертеже приведена принципиальная схема предлап.аемого устройства.

Устройство содержит источник 1 питания, провода 2 и 3, по которым осуществляется питание электроустановки, быстродействующую селективнук приставку 4, дуговой ограничитель 5 перенапряжений с узлами поджига и магнитного дутья, линию 6 задержки, защищаемую электроустановку 7, цепь 8 защиты от импульсных перенапряжений, плавкие предохранители

9-13, симисторы 14-19, выключатель

20, контакты 21-24 предохранителей, замыкаюшиеся при перегорании соответст —

485519 ния плавкой вставки предохрайителя 10 (при в очередном мощном перенапряжении) его контактом 22 в работу включается следующая цепь защиты

При недостаточном мощных пенерапряжениях, для этого чтобы в течение 100 мксек

/время срабатывания ДОП/ вызвать разруше ние включенных последовательно симистора, и предохранителя, каждая параллельная цепь селективной приставки будет допускать многократные срабатывания. При этом гашение симистора будет осуществляться путем его шунтирования дуговым ограничителем при срабатывании последнего. /

Выбор симисторов и предохранителей селективной приставки осуществляется таким образом, чтобы во всех случаях разрушения симистора плавкая вставка предох« ранителя перегорала раньше, чем будет разрушена полупроводниковая структура симистора.

Поскольку электроустановки сравнитель- но редко подвергаются воздействию мощных, например,- грозовых перенапряжений, то число параллельных защитных цепей в селективной приставке 4 может быть ограниченным.

Конструкция приставки должна допус кать быструю смену вышедших из.строя симисторов и предохранителей.

Дуговой разряд в цепи симистора 14 и предохранителя 9 гаснет в цепь поджига обрывается предохранителей 9, Дуговой or 50 раничитель ограничивает амплитуду перенапряжения до заданной величины.

После исчезновения перенапряжения разряд на ДОП гаснет. При перегорании плавкой вставки предохранителя 9 замыкается 55 его контакт 21 в цепи симистора 15 и подготавливается к работе следующая защитная цепь, состоящая из элементов 21, 15, 10, 25, 27. Поджиг ДОП по этой цепи происходит аналогично изложенному. После перегора-60

I вуюших плавких вставок предохранителей

9-12, обмотки 25 и 26 магнитного дутья дугового ограничителя перенапряжений поджигающий трансформатор 27, конденсаторы 28 и 29, дуговой ограничитель 30 перенапряжений без узлов поджига и магнитного дутья, катушку 31 индуктивности, быстродействующий восстанавливаюшийся предохранитель 32 .

Устройство работает следующим образом,, ®

Линия 6 задержки задерживает воздействие переднего фронта волны перенапряжения на защищаемую аппаратуру на время, достаточное для открытия анодной цепи симисто- ра 14. Симимстор 14 кр ается и по це 15 пи, состоящей из контакта выключателя 20, симистора 14, предохранителя 9 обмотки

26 магнитного дутья и первичной обмотки поджигающего трансформатора 27 создает короткое замыкание источника питания и шунтирует электроустановку, исключая воз-, можность попадания на нее повышенного напряжения, По поджигающему трансформатору 27 дугового ограничителя переналряжений /ДОП/ протекает ток и начинается поджиг ограничителя 30. До тех пор, пока не будет включен

ДОП, защиту осуществляет селективная приставка 4.

Поскольку для срабатывания ДОП требуется значительное время /до 100 мксек/, при мощных перенапряжений большого амплитуды и длительности предохранитель 9 перегорает, а симистор 14 разрушается протекаю- щим по нему током до того, как сработает

ДОП, Однако цепь протекания тока через симистор 14 и предохранитель 9 не обры вается, так как при большой амплитуде перенапряжения дуговые разряды, возникающие на месте разрушенной полупроводниковой

40 структуры симистора и плавкой вставки предохранителя, не могут погасить до тех пор, пока с ним не будет снято питающее разряд перенапряжение. Срабатывая ElOH шунтирует з

45 электроустановку в цепь поджига, снимая с них перенапряжение.

Каждая из параллельных цепей в селективной приставке 4 работает в режиме разрядника. Симисторы являются ключевыми элементами, пЕреходяшими в проводящее состояние при заданной амплитуде перенапряжения. Подбором соответствующих симисторов может быть обеспечено срабатывание защитной цепи при любом заданном напряжении, чем обеспечивается высокая селективность защиты. Предохранители работают в качестве коммутационных элементов, отключающих использс ванную защитную цепь и подключающих резервную.

Применение в селективной приставке симисторов и предохранителей для их разового использования является оправданным, благодаря редкому иэ выходу из строя и потому, что затраты на их замену с избытком окупаются, благодаря эффективной защите дорогостоящего о6орудования.

К выбору симисторов и предохранителей предъявляются два требования: они должны беэ механического разрушения корпуса выдерживать в течение 100 мксек ток, вызванный перенапряжением, и ток короткого замыкания источников питания

485519 и допускать подсоединение проводников, способных выдерживать тот.же ток в течение того же времени.

По напряжению предохранители должны выбираться на максимально допустимую амплитуду перенапряжения на электроустановке.

Наиболее часто электроустановки подвер- гаются воздействию импульсных /например, коммутационных/ перенапряжений, защита от 10 них осуществляется целью 8, которая предназначена для многократного поворотного использования и поэтому не резервируется.

Цепь 8 состоит из симистора 19 и быст-, :.родействующего восстанавливающегося пре- 15 дохранителя 32. Импульсом перенапряжения семистор 19 открывается по анодной и щун-. тирует электроустановку, искпючая возможность попадания на нее перенапряжения. Цепь

8 осуществляет лишь защиту от импульсов 20

-перенапряжения, длительность которых менее времени срабатывания предохранителя 32.

Защита от импульсов перенапряжения большей длительности осуществляется селективной приставкой и дуговым ограничителем. 25

Предмет изобретения.

1. Устройство для защиты электроустановок от перенапряжений, содержащее ли30

6 нию задержки, включенную последователь- ) но с электроустановкои, дуговой ограничитель перенапряжений, в котором имеется поджигающий трансформатор и обмотки магнитного дутья и цепь зашиты от импуюпсных перенапряжений, включенные между питающими проводами, о т л и ч а ю ш е ес я тем, чго, с целью повышения надежности, параллельно упомянутому дуговому ограничителю перенапряжений дополнительно, включена быстродействующая селективная защитная приставка, содержащая несколько параллельных цепей, каждая из которых включает электрический контакт, симистор и предохранитель и соединена пос- ледовательно с одной из обмоток магнитЧ ного дутья и с первичной обмоткой поди<цгаюшего трансформатора дугового ограничителя перенапряжений.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в качестве электрических контактов, включенных во вторую и последующие параллельные цепи защитной приставки, применены замыкающие контакI ты предохранителей, причем в каждую последующую цепь включен контакт предохранителя, установленного в пр дыдушей цепи, а в первую параллельную цепь дополнительно включен контакт выключателя.

Составитель Корнеегза

Редактор А.Морозова Техред H.Õàèååâà Корректор

Заказ 3/, Изд, М 36SS

Тираж 782 Подписное

Ц11ИИПИ Государственного комитега Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24