Устройство управления переключателем

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (;i) 545271

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительный к патенту (51) М. Кл. H 01Н47/00 (22) Заявлено 26.11.71 (21) 1718239/07 (23) Приоритет — (32) (31) (33) Опубликовано 30.01.77. Бюллетень № 4

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.542.62 (088.8) Дата опубликования описания 24.03.77 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

К" (54) УСТРОИСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕМ

Изобретение относится к области устройств управления автоматическим выключателем, применяемым в системе передачи электроэнергии.

Известны устройства, в которых электростатическая энергия, накопленная в конденсаторе, используется для приведения в действие подвижных контактов высоковольтного автоматического выключателя. Известна и операция заряда конденсатора энергией посредством каскадного соединения с трансформатором-редуктором.

В качестве действующего сигнала низкого потенциала применяют свет, распространяющийся через стержень с изоляцией. Известен, в частности автоматический выключатель, использующий эти эффекты. Принцип его действия заключается в использовании электромагнитной репульсионной силы, возникающей между подвижным контактом и катушкой передачи, расположенной против неподвижного контакта. Репульсионная сила, полученная путем разрядки электростатической энергии действующего конденсатора в катушку передачи, применяется для мгновенного приведения в действие подвижного контакта. Операция включения может осуществляться таким же образом, как и операция выключения, Однако технические условия для конденсатора, приспособленного для мгновенного приведения в действие подвижного контакта, обусловливает большую емкость и высокое на5 пряжение, поэтому требуется мното времени для перезаряда конденсатора после того, как он разрядится. Устройство для перезаряда такого конденсатора дорого и тяжеловесно. Кроме того, в нем невозможно устранить или кон10 тролпровать большие толчки тока в операции перезарядки.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства управления переключателем.

Это достигается тем, что в предлагаемом

15 устройстве управления переключателем источник питания выполнен в виде каскада высоковольтных трансформаторов.

Кроме того, устройство снабжают -трансформатором тока со средней точкой, включенным

20 последовательно с выходной обмоткой каскада трансформаторов и соединенным с разрядным пусковым конденсатором через диоды, включенные по полумостовой схеме, а также подзарядным трансформатором, вторичная

25 обмотка которого соединена с указанным пусковым конденсатором, а первичная подключена параллельно выходной обмотке каскада трансформаторов.

545271

50 г

65

Один из трансформаторов каскада имеет дополнительный отвод обмотки и элемент, поочередно подключающий к указанному отводу каждый разрядный конденсатор для его заряда.

Устройство снабжают разрядником, включенным последовательно с обмоткой управления и переключателем, замыкающим его поочередно на разрядные конденсаторы, причем разрядник выполнен из основных электродов, пускового электрода и конденсатора, включенного между пусковым электродом и одним из основных электродов.

Кроме того, предлагаемое устройство снабжают тиристором и импульсным трансформатором, первичная обмотка которого присоединена к пусковому разрядному конденсатору, а вторичная обмотка подключена к пусковому электроду и одному из основных электродов разрядника, причем управляющий электрод тиристора соединен с вторичной обмоткой дополнительного трансформатора, первичная обмотка которого связана с преобразователем, содержащим нажимной элемент и соединенным с импульсным генератором через изоляционный элемент.

На фиг. 1 показана схема электрического соединения цепи управления переключателя; на фиг. 2 — схема источника питания устройства; на фиг. 3 — схема импульсного генератора и приемника; на фиг. 4, а, б — схема разрядника; на фиг. 5 — схема цепи управления разрядником.

Устройство содержит источник 1 напряжения, подключенный к первичной обмотке каскадного трансформатора 2, выходная обмотка которого подключена к пусковым конденсаторам 3 и 4. Кроме того, в цепь выходной обмотки трансформатора 2 включен трансформатор тока 5. Между трансформаторами 6 и

7 (фиг. 2) каскадного трансформатора 2 включены дроссель 8, переключатель 9 и трансформатор тока 10, к которому подключен элемент 11 управления, переключающий переключатель 9 в зависимости от величины тока заряда конденсаторов 3 и 4 на отпайки в или г трансформатора 6.

Трансформатор тока 5 нагружен через диоды 12 и 13 на пусковой конденсатор 14. К конденсатору через диод 15 подсоединена вторичная обмотка подзарядного трансформатора

16, первичная обмотка которого подключена также к выходу каскадного трансформатора, причем параллельно конденсатору 14 для ограничения уровня его заряда подключен двухпереходный диод 17.

Пусковой конденсатор 14 через тиристор 18, управляющий переход которого соединен с импульсным трансформатором 19, нагружен на импульсный трансформатор 20. Первичная обмотка импульсного трансформатора 19 связана с преобразователем, состоящим из пьезоэлемента 21, нажимного элемента 22, изоляционного стержня 23 и сердечника 24, который обхватывает катушка 25, подключенная к ис5

45 точнику ее питания 26 через переключатель

27 (фиг. 3).

Разрядные конденсаторы 3 и 4 поочередно разряжаются на катушку 28 переключателя через разрядник 29 и подвижный контакт 30 (фиг. 1).

В цепь включения разрядника входят (фиг.

5) источники питания 31 и 32, ползуны 33 и

34, трансформаторы 35 и 36, конденсаторы 37, 38 и 39, диоды 40 и 41 и тиристор 42, причем конденсаторы 37 и 38 включены параллельно выходным обмоткам трансформаторов 35 и 36 и соответственно между основными (43 и 44) и пусковым электродом 45 разрядника 29.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что разрядные конденсаторы 3 и 4 (фиг. 1) разряжены. Тогда ток большой величины проходит по первичной обмотке каскадного трансформатора 2 и трансформатора тока 5. Поскольку этот ток передается из источника 1 питания, находящегося под низким потенциалом, он воздействует на трансформатор тока 10, который находится между трансформаторами 6 и 7 (фиг. 2). В результате срабатывает элемент 11 управления, и переключатель 9 переключается с контакта в на контакт г, а конденсаторы 3 и 4 заряжаются всем выходным напряжением трансформатора 6.

После зарядки конденсаторов ток трансформатора 10 постепенно уменьшается. Когда величина этого тока становится ниже определенной величины, контрольное устройство восстанавливается до своего первоначального состояния вследствие переключения переключателя 9, и конденсаторы заряжаются вновь номинальным напряжением.

Дроссель, соединенный последовательно с трансформатором тока 8, ограничивает ток, проходящий во время зарядки конденсаторов.

Дроссель включают между трансформаторами 6 и 7 (фиг. 2) или со стороны заземления каскадного трансформатора 2. Если дроссель установить на стороне трансформатора с высоким потенциалом, то потери в железе и потери в меди дросселя должны покрываться каскадным трансформатором 2.

Пусковой конденсатор 14 всегда заряжается через подзарядный трансформатор 16, однако падение напряжения из-за индуктивного сопротивления каскадного трансформатора 2 приводит к тому, что напряжение на входе трансформатора 16 сильно понижается, вследствие чего конденсатор 14 не может быть заряжен до поминальной величины. Ток заряда проходит через трансформатор тока 5 в конденсатор 14 через диоды 12 и 13. По мере заряда конденсатора 14 напряжение на двухпереходном диоде 17 поднимается и когда оно достигает определенной величины, диод 17 пробивается.

Когда переключатель 27 включается действующим сигналом, катушка 25 возбуждается током источника 26.

545271

Подвижный железный сердечник 24 притягивается к центральной части катушки 25, сообщая стержню 23 ударный импульс. Компрессионное давление распространяется как волна в стержне 23 с изоляцией. Когда волна достигает верхнего конца стержня, пьезоэлектрическому элементу 21 передается компрессионное усилие. Элемент 21 имеет собственную массу и располагается на верхней части пьезоэлектрического элемента. Высокое напряжение, создаваемое пьезоэлектрическим элементом 21 идет в дополпитель трансформатор 19, тиристор 18 становится проводящим, и ток пускового конденсатора 14 проходит в импульсный трансформатор 20, в результате чего возникает разряд между электродами разрядника 29 и разряд конденсатора 3 или 4 на катушку 28 (фиг. 1).

Основным элементом разрядника 29 является конденсатор 37, расположенный между пусковым электродом и одной стороной основных электродов. Цепь управления разрядника состоит из ползуна 33, трансформатора 35, диода

40 и конденсатора 38, выводы которого подсоединены к электродам 43 и 45 разрядника.

Пусковой трансформатор 36 находится между пусковым электродом 45 и электродом 44, а источник 32 напряжения ползун 34, диод 41, конденсатор 39 и тиристор 42 присоединены к первичной стороне трансформатора 36.

После того, как конденсаторы 38 и 39 заряжаются, тиристор 42 подключается с помощью специального устройства управления.

Котда напряжение трансформируется на вторичную обмотку трансформатора 36 при разряде конденсатора 4, происходит разряд между пусковым электродом 45 и электродом 43 разрядника, и конденсатор 3 разряжается, конденсатор 37 (показанный пунктирной линией) соединяется с пусковым электродом 45 и электродом 44. Когда в ответ на сигнал между электродами разрядника разряжается конденсатор 3 или конденсатор 4 и подвижньш контакт 30 приводится в движение таким разрядом, переключатель меняет положение, и разрядная цепь готова для разряда другого конденсатора 4.

Ф рму 1л изобретения

1. Устройство управления переключателем, содержащее источник питания, разрядные кон5 денсаторы и обмотку управления, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, источник питания выполнен в виде каскада ш- соковольтных трансформаторов.

2. Устройство по п, 1. отл и чаю шее ся

10 тем, что оно снабжено трансформатором тока со средней точкой, включенным последовательно с выходной обмоткой каскада трансформаторов и соединенным с разрядным пусковым конденсатором через диоды, включенные по

15 полумостовой схеме, а также подзарядным трансформатором, вторичная обмотка которого соединена с указанным пусковым разрядным конденсатором, а первичная обмотка подключена параллельно выходной обмотке каскада

20 трансформаторов.

3. Устройство по п. 1, отл ич а ющееся тем. что один из трансформаторов каскада имеет дополнительный отвод обмотки и элемент, поочередно подключающий к указанно25 Mv отводу каждый разрядный конденсатор для его заряда.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено разрядником, включенным последовательно с обмоткой управления и

30 переключателем, замыкающим его поочередно на разрядные конденсаторы, причем разрядник выполнен из основных электродов, пускового электрода и конденсатора, включенного между пусковым электродом и одним из ос35 новных электродов.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено тнристором и импульсным трансформатором, первичная обмотка Которого присоединена к пусковому разрядному конденсатору а вторичная обмотка подключена к пусковому электроду и одному из основных электродов разрядника, причем управляющий электпод тпрнстора соединен с вторич™ой обмоткой дополнительного трансформато45 ра, псрвпчпля обмотка которого связана с преобрлзовлтслсм. содержащим нажнмной элемент и соединенным с импульсным генератором и через изоляционный элемент.

545271

Р з —,7

Р г Х

Составитель Е. Калинкин

Редактор Т. Рыбалова Техред И. Карандашова Корректоры: Т. Добровольская и Л. Котова

Заказ 800/4 Изд. № 216 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2