Устройство для защиты электроустановки от перегрузки по току

 

ОП ИСАпИЕ изовреткния ""98З865

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 13.04.79(21) 2752801/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (5gj Кп 3

Н 02 Н 3/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 23.12.82. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 23.12.82.)53) УДК б21.316 °.925 (088. 8) (72) Автор изобретения

К.Н.Потапов

Таджикский республиканский совет научно-технических . обществ (71 ) 3a яв ит ель (54) УСГРОИСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ПО ТОКУ

15

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам для защиты электроустановок и электрооборудования от токовых перегрузок или коротких замыканий, и и может быть использовано при эксплуатации высоковольтных и низковольтных электрических систем.

Известно устройство для обнаружения короткого замыкания в неисправной линии, содержащее опору из магнитного материала, подвешенную к линейному проводу . На опоре закреплены с возможностью. поворачивания две пластины: индикаторная, изготовленная из немагнитного материала, и рабочая, изготовленная из магнитного материала. Верхняя часть индикаторной пластины находится в зацеплении с концом рабочей пластины. При неисправности в линии рабочая плаотнна притягивается к опоре, а индикаторная пластина расцепляется с ней и провисает под действием силы тяжести (1).

Недостатком такого устройства является недостаточно высокая эффективность в эксплуатации ввиду неоперативной индикации тока перегрузки.

Известно также устройство защиты от токовых перегрузок, содержащее датчик, включенный-последовательно в защищаемую линию. Датчик представляет собой диэлектрическую колбу, заполненную металлическим калием или натрием. Колба шунтирована электромагнитом, снабженным, втягивающимсясердечником, связанным с замыкающим контактом, который взаимодействует с целью включения обмотки возбуждения выключателя. При достижении величины тока выше критического значения металлический калий или натрий переход т в газообразное состояние, отчего увеличивается электрическое сопротивление датчика и, следовательно, увеличивается ток в обмотке электро" магнита. Сердечник последнего втягивается, контакт замыкает цепь включения выключателя, который отключает поврежденную линию 5 2 l, Общим недостатком вышеупомянутых устройств является недостаточно высокая эффективность токоограничения эа счет низкого быстродействия и невозможности о1теративного варьирования диапазона величин отключаемых токов перегрузки.

983865

Целью изобретения является повышение эффективности токоограничения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем электродинамическнй датчик,размещаемый на линейном проводе электропередачи и состоящий из металлического держателя, подвешенного к проводу и снабженного подвижной пластиной иэ магнитного материала, установленной в держателе параллельно проводу, причем датчик, функционально связан через блок управления о цепью отклю10 чения выключателя линии, пластина датПринцип работы устройства основан на явлении электродинамического взаимо-. действия двух проводников, по которым протекают сильные токи одинаковой полярности, в результате которо65 чика выполнена составной из двух частей, смежные торцы каждой части примыкают друг к другу с воэможностью их расцепления, а свободные торцы шарнирно прикреплены к держателю, 1при этом каждая часть пластины снизу снабжена регулируемой пружиной, весь датчик заключен в светонепроницаемый диэлектрический кожух, а блок управления выполнен в виде волокнистого световода с затемненной поверхностью, один торец которого введен в полость кожуха, а второй контактирует с фотоэлементом, выход которого соединен с цепью отключения выключателя.

На фиг.1 показано устройство в нормальном режиме работы; на фиг.2 — Зр то же при появлении тока перегрузки.

Устройство состоит из электродинамического датчика, размещенного на . линейном проводе 1. Датчик содержит металлический держатель 2, подвешен- 35 ный к проводу 1 и снабженный подвижной пластиной из магнитного материала,установленной в держателе 2 параллельно проводу 1. Пластина датчика выполнена составной.из двух частей 40

3 и 4, смежные торцы которых примыкают друг к другу с возможностью их расцепления. Свободные торцы частей

З.и 4 пластины датчика. прикреплены

:к держателю 2 при помощи шарниров 5 и б. 45

Части 3 и 4 снизу снабжены пружинами

7 и 8, каждая из которых связана с винтами 9 и 10, встроенными в держатель 2 ° Весь датчик заключен в светонепроницаемый диэлектрический кожух

11 н связан с блоком:12 управления обмоткой возбуждения выключателя 13.

Блок управления выполнен в виде волоконного световода 14 с затемненной поверхностью, один торец которого введен в полость кожуха 11, а второй, контактирует с фотоэлементом 15, выход которого соединен с обмоткой 12 возбуждения выключателя 13.

Ъ

Устройство работает следующим образом.

ro проводники притягиваются друг к другу (закон Ампера) . В нормальном режиме работы электроустановки рабочий ток обтекает обе части 3 и,4 пластины датчика, размещенные в держателе 2, подвешенном к проводу 1.

Поскольку в каждый момент времени токи в проводе 1 и в примыкающих друг к другу частях 3 и 4 пластины имеют одинаковую полярность, сила взаимодействия между указанными проводниками осуществляет их взаимное притягивание. Эта сила выражается соотношением а 2

I где Š— сила взаимодействия провода

1 и частей 3 и 4 пластины датчика;

Ф вЂ” коэффициент йропорциональности — длина участка провода 1 и частей 3 и 4 пластины; а — расстояние между проводом 1 и частями 3 и 4 пластины;

3 3 — токи протекающие соответст2

I венно по проводу 1 и частям

3 и 4 пластины.

В нормальном режиме работы сила

F уравновешивается силой F натяжения пружин 7 и 8, в результате чего пластины датчика остаются в сцепленном состоянии.

При появлении в линии тока перегрузки сила. Г взаимодействия между участками провода 1 и частями 3 и 4 пластины увеличивается. Как только сила F превысит силу F натяжения пружин 7 и 8, части 3 и 4 пластины, притягиваясь к проводу 1, расцепляются друг от друга, чем разрывают токовую цепь, образованную частями

3 и 4 пластины в нормальном режиме работы электроустановки. В результате расцепления частей 3 и 4 между последними возникает электрическая дуга, сопровождаемая световым излучением видимого спектра. Поскольку кожух 11 выполнен светонепроницаемым, световое излучение электрической дуги имеет выход наружу только через световод 14, торец которого введен в полость кожуха 11. Так как световод 14 имеет затемненную поверхность, световое излучение электрической дуги по световоду 14 полностю поступает на фотоэлемент 15, установленный на другом торце световода 14. Воздействуя на светочувствительный слой фотоэлемента 15, световое излучение электрической дуги способствует появлению на выходе фотоэлемента 15 электрического сигнала, который поступает на обмотку 12 возбуждения выключателя 13, после чего последний отключает поврежденную линию, Возврат час983865 тей 3 и 4 пластины датчика в исходное положение осуществляется пружинами 7 и 8.

Варьирование величины силы F уравновешивающей силу F взаимодействия провода 1 и частей 3 и 4 пластины в нормальном режиме работы производится винтами 9 и 10, встроенными в держатель .2.

В том случае, если устройство применяется для защиты от тока перегрузки большой величины, например, тока короткого замыкания, части 3 и . 4 пластины датчика выйолняют иэ магнитного материала, имеющего электрическое сопротивление, 5-20 раз превышаюшэе электрическое сопротивление провода 1, но с таким расчетом, чтобы падение напряжения- на пластине было не менее 2В. Это способствует тому, что ток, раэмыкаемый частями 3 и 4 пластины, будет иметь величину, не вызывающую возникновения электрической дуги большой мощности и опасной в эксплуатационном отношении.

Применение предлагаемого устройства для защиты электроустановки от перегрузки по току в процессе эксплуа тации электрических систем позволит обеспечить повышенную эффективность .токоограничителя эа счет отключения поврежденной линии практически без выдержки времени и расширения диапазона установок-срабатывания. Кроме того, предлагаемое УстРойство обладает расширенными функциональными возможностями, поскольку может быть использовано как первичное реле тока в различных схемах релейной защиты, как индикатор перегрузки по току и как управляющий прибор для привода высоковольтных выключателей. Устройство просто по конструкции, дешево в изготовлении и удобно в эксплуатации.

Формула изобретения

Устройство для защиты электроустановки от перегрузки по току, содержащее электродинамический датчик, размещаеьнй на линейном проводе электропередачи и состоящий -из металлического держателя, подвешенного к проводу и снабженного подвижной пластиной из магнитного материала, установ- . ленной в держателе параллельно проводу, 15 причем датчик функционально связан через блок управления- с цепью отключения выключателя линии,о т л и ч а ю щ ее с я тем,что, с целью повышения эффективности токоограничеиия, плас21ъ тина датчика выполнена составной из. двух частей, смежные торцы каждой части примыкают друг к другу с возможностью их расцепления, а свобод» ные торцы шарнирно прикреплены к держателю, при. этом каждая часть пластины снизу снабжена регулируемой пружиной, весь датчик заключен в светонепроницаемый диэлектрический кожух, а блок управления выполнен в виде волоконного световода с затемненной поверхностью, один торец которого введен в полость кожуха,-а второй контактирует с фотоэлементом, выход которого соединен с цепью отключения выключателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии — 50-18192, кл. Н 02 Н 3/08, 1975.

4О 2. Патент Великобритании

9 1.398.892, кл. Н 02 Н 3/08, 1976 °