Устройство для ограничения токов короткого замыкания

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 211279 (21) 2879029/24-07 ®)М. КЛ. с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Н 02 Н 9/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 300881 Бюллетень Но 32 (53) УДК 021. 318. .. 99 (088. 8) Дата опубликования описания 300881 (72) Автор. изобретения

О.Ю, Мелешко (71) заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ТОКОВ КОРОТКОГО

3 АИЫКАНИЯ

Изобретение относится к электро технической промышленности, в част-, ности к защитным устройствам ограничения токов короткого замыкания.

Известно устройство для ограничения токов короткого замыкания в электрических сетях, содержащее выпрямительный мост, реактор, дополнительный выпрямительный мост и трансформа- 1О тор тока. Реактор включен на выход выпрямительного моста, а последовательно с указанным реактором включен дополнительный выпрямительный мост, к выходу которого подсоединен трансформатор тока, включенный последовательно с выпрямительным мостом (11 .

Недостатками данного устройства являются потери энергии на выпрямлейие и на пассивных элементах,невозможность его применения в сильноточных цепях.

Известно устройство для ограничения токов короткого замыкания в высоКовольтных цепях переменного тока, содержащее последовательно соединенные индуктивность и емкость, находящиеся в последовательном резонансе, и цепь шунтирования конденсатора,состоящую из последовательно включенных дросселя насыщения с нелинейным сопротивлением 12) .

Однако в известном устройстве большие потери энергии на пассивных элементах, малая надежность при длительной работе, низкое быстродействие (порядка 10 c) .

Цель изобретения — уменьшение потерь энергии, увеличение быстродействия и надежности работы устройства. указанная цель достигается тем, что в устройстве для ограничения токов короткого замыкания, содержащем цепь из последовательно включенных конденсаторной батареи и индуктивного элемента, причем параллельно конденсатору подсоединена шунтирующая цепь с узлом с переменными электрическими параметрами, узел с переменными электрическими параметрами шунтирующей цепи содержит охватывающий элемент, подвижный и неподвижный контакты, ферромагнитный элемент, два магнитострикционных элемента и изолирующую прокладку, при этом магнитострикционные элементы размещены один в полости другого и выполнены с магнитострикционными полями противоположного направления, при этом внеш ний магнитострикционныи элемент уста860205

1О

15 новлен на охватывающем элементе че— рез изолирующую грокладк у, в нутри охватывающего элемента установлен неподвижный контакт, а подвижный контакт .с-ановлен вдоль продольной оси магHHrocrpHKUHQHHbIx элементов, а концентрично ему размещен ферромагнитныи элемент.

На фиг. 1 показана схема устройст ва для ограничения токов короткого замыкания, на фиг. 2 — шунтирук1щий

1 элемент с переменными параметрами.

Устройство для ограничения токов короткого замыкания содержит последовательно соединенные индуктивный .элемент 1 и конденсаторную батарею 2, параллельно которой подсоединена шунтирующая цепь с узлом 3 с переменными электрическими параметрами.

Узел 3 представляет собой переменную емкость и состоит из охватываемого 4 и охватывающего 5 элементов, контактирующих между собой. Охватываемый элемент 4 представляет собой усеченный конус, состоящии из подвижного контакта б, подключенного одним торцом к силовой высоковольтной цепи, концентрично расположенных ферромагнитного 7 и магнитострикционного 8 колец (элементов), отделенных от подвижного контакта 6 и друг от друга изолирующей прокладкой

9. Охватывающий элемент 5 шунтирующего элемента 1 содержит неподвижный контакт 10 и магнитострикционное кольцо (элемент 11),отделенные друг от друга изолирующей прокладкой 12.

Кроме того, устройство содержит пружину 13.

Устройство работает следующим образом.

При протекании номинального тока через подвижный контакт б и неподвижный контакт 10 в ферромагнитном кольце 7 наводится магнитное поле.

В процессе короткого замыкания как только ток, протекающий через подвижный 6 и неподвижный 10 контакты,стаыет выше номинального, ферромагнитное кольцо 7 насыщается и силовые линии магнитного поля достигают магнитострикционных колец 8 и 11. Под воздействием магнитного поля магнитострикционное кольцо 8 расширяется, а кольцо 11 сжимается (противоположная по направлению магнитострикция) и создавшиеся усилия перемещают кольца 8 и 11 друг относительно друга.

Соответственно охватываемый элемент

4 перемещается относительно охватывающего 5 и при этом подвижный контакт б отходит от неподвижного контакта 10 и закрепляется в этом положении механически или электродинамически, происходит изменение емкости от максимума до минимума, причем достигнутый промежуток обеспечивает отсутствие пробоя для цепи, а быстродействие, достигаемое за счет приме— нения магнитострикционного эффекта и постоянной емкости обеспечивает не возникновение дуги. После прекраще— ния короткого замыкания система воз— вращается в исходное состояние под действием, например, пружины 13 и емкость становится максимальной.

Так как контактирование охватываемого и охватывающего элементов происходит по плоскости, наклонной к оси их вращения под некоторым углом, Т0 перемещение по аксиальной коорцинате усиливается на коэффициент,равный тангенсу упомянутого угла, и достигаемое путем усиления и наложения двух разнозначных магнитострикционных эффектов перемещение обеспечивает достаточный промежуток между неподвижным 10 и подвижным б контактами.

Возможна установка не только магнитострикционных колец, а и других магнитострикционных элементов (oaa> лов эллипсов и др.), Предлагаемое устройство может заменить устройства токовой защиты в устройствах автоматики и управления, а также может быть использовано в качестве спускового механизма в релейных устройствах. Кроке того,устройство позволит в значительной мере уменьшить потери энергии на пассивных элементах, обеспечить увеличение бвстродействия (менее 1 мс) и надежности в работе.

Формула изобретения

Устройство для ограничения токов короткого замыкания, содержащее цепь из последовательно включенных конденсаторной батареи и индуктивного элемента, причем параллельно конденсатору подсоединена шунтирующая цепь с узлом с переменными электрическими параметрами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения потерь энергии, увеличения быстродействия и надежности, узел с переменными электрическими параметрами шунтирующеи цепи содержит охватывающий элемент, подвижный и неподвижный контакты, ферромагнитный элемент, два магнитострикционных элемента и изолирующую прокладку, при этом магнитострикционные элементы размещены один в полости другого и выполнены с магнитострикционньмн полями противоположного направления, при этом внешний магнитострикционный элемент установлен на охватывающем элементе через изолирующую прокладку, внутри охватывающего элемента установлен неподвижный контакт, а подвижный контакт установлен вдоль продольной оси маг,нитострикционных элементов, а кон860205 фиг 1

Äèã. 2

Составитель Л.Дементьева

Редактор В. Матюхина Техред М.Табакович Корректор С. Шекмар

Заказ 7566/32 Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР па делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 центрично ему размещен ферромагнитный элемент.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 279761, кл. Н 02 Н 9/02, 1965.

2. Патент Великобритании

М 1146676, кл. Н 2 Н, 1969.