Устройство для быстродействующей защиты

 

О П И С А Н И E 249454

ИЗОБРЕТЕНИ Я

Союз Советских

Социалистических

Реслублнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 09.XI.1965 (№ 1036887/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 05Х111.1969. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания ЗО.XII.1969

Кл. 21с, 68/01

Комитет оо делам изобретений н открытий орн Совете Министров

СССР

МПК Н 0111

УДК 621.316.578 (088.8) Автор изобретения

М. М. Глибицкий

Харьковский политехнический институт имени В. И. Ленина

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЬ1СТРОДЕЙСТВУЮЩЕЙ ЗАЩИТЫ

Известны преобразователи тока с полупроводниковыми приборами в качестве управляемых или неуправляемых вентильных элементов.

Одним из основных вопросов, возникающих при разработке и эксплуатации таких преобразователей, является вопрос быстродействующей защиты собственно вентилей от перегрузок по току. Такая необходимость возникаег вследствие ряда обстоятельств, основным из которых является высокая чувствительность р — fl-переходов к перегрузкам из-за весьма малых размеров и поэтому малой теплоемкости собственно переходов.

Из различных устройств защиты одной из наиболее надежных является быстродействующая защита с использованием короткозамыкателей-аппаратов, закорачивающих за время не более 2,5 л/сек шины источника энергии на входе преобразователя.

11есмотря на то, что такая система защи|ы полностью гарантирует сохранность вентилей выпрямителя, из-за ряда присущих ей недостатков она не всегда конкурентноспособна с быстродействующими предохранителями, которые, требуя ручной замены, не являются устройствами, поддающимися автоматизации, и поэтому менее прогрессивными. Кроме того. максимальный автомат (или масляный выключатель) вынужден отключать полный ток глухого короткого замыкания. Поэтому их ко«такты быстро приходят в негодность и требу.ют ревизии или даже замены после 3 — 5 срабатываний защиты.

5 Очевидно также, что применение двух аппаратов (короткозамыкатель и автомат) снижает надежность системы защиты по сравнению с защитой, основанной на применении, например, одного аппарата.

В предлагаемом устройстве для быстродействующей защиты с целью повышения быстродействия и надежности дугогасительные контакты подключены на линейное напряжение

15 защищаемой сети, подвижный дугогасительный контакт установлен на подвижном главном контакте, а неподвижный снабжен поджигающим электродом, возбуждающим дугу короткого замыкания между фазами питающей

20 сети, причем подвижный дугогасительный контакт установлен так, что при возникновении дуги между дугогасительными контактами возникающие электродинамические силы приводят в движение главный подвижный кон25 такт.

Ila фиг. 1 схемагически изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — электрод; на фиг. 3 — схем а поджига.

Фазы АоС сети подведены к нижним клем30 ыан аппарата, н чечен контакты и 2 напра:

249454

65 жение подается к защищаемому выпрямителю.

Контакты 1 могут поворачиваться на определенный угол на шарнирах 8. Они соединены с клеммами АВС гибкими токопроводами 1.

На каждом из контактов 1 установлены электроды 5 с дугостойкими напайками.

Параллельно с электродами 5 на определенном расстоянии а от него установлен второй неподвижный электрод б, соединенный с соседней фазой так, что между электродами 5 и б разность потенциалов всегда равна линейному напряжению АВ, ВС или СА соответственно. В каждом из электродов б расположены поджигающие электроды 7 (см. фиг. 2), которые представляют собой изолированные от тела электродов 6 металлические электроды, выполненные так, что при подаче на электрод определенного напряжения происходит перекрытие промежутка между электродами б и 7.

Индексом 8 обозначены контактные напайки, Работает предлагаемое устройство следующим образом. При возникновении перегрузки к электроду 7 прикладывается напряжение, достаточное для проооя (перекрытия по поверхности) промежутка между электродами

7 и 6. Пробой этого промежутка инициирует разряд между главными электродами 5 и 6, к которым приложено линейное напряжение.

При этом все фазы сети оказываются замкнутыми на небольшое сопротивление дуги разряда. Так, например, при расстоянии между электродами в 1 — 2 им (расстояние достаточное для гарантированного отсутствия самопроизвольного срабатывания при напряжении сети 380 e) падение напряжения на дуге при токе 10- — 30 ка не превышает 20 — 30 в. В результате электродинамического взаимодействия токов в электродах 5 и б электрод 5 вместе с контактом 1 поворачивается па шарнире 8. При этом шток 9 сбивает защелку максимального расцепителя 10, отключая цепь нагрузки (выпрямитель) от сети.

Отметим, что во время движения контактов 1 на электродах 5 и б горит дуга короткого замыкания, следовательно, между контактами 1 и 2 в момент их размыкания напряжение не превышает 30 в.

После освобождения расцепителя происходит полное отключение выпрямителя, а дуга на электродах 5 и 6 попадает в дугогасительную камеру и там гаснет.

Таким образом, мгновенно (полное время не превышает 500 л к/сек), после появления сигнала о пере рузке, напряжение на входе выпрямителя ограничивается до безопасной для вентилей величины.

Рабочие контакты автомата, предназначенные для длительного пропускания помина Iüного тока, не разрывают ток короткого замыкания и при аварийном отключении размыкаются почти без напряжения. Ток короткого замыкания и связанные с ним воздействия термического характера воспринимаются вспомогательными контактами, которые в нор5

40 мальном режиме токовой нагрузки не несут.

Поэтому электроды этих контактов могут быть выполнены из термостойких и дугостойких материалов и композиций и, следовательно, с большим сроком службы.

В связи с отсутствием подвижных частей быстродействие аппарата порядка сотен микросекунд.

Время размыкания рабочих контактов автомата уменьшается в связи с тем, что возникающие электродинамические силы способствуют движению контактов.

В качестве поджигающего устройства может быть применено любое устройство, вырабатывающее напряжение порядка 2,5 кв и управляемое от датчика перегрузки.

Схема поджига (см. фиг. 3) представляег собой блокинг-генератор, у которого стабилизированным напряжением закрыт триод I, При возникновении перегрузки напряжение датчика открывает триод, и блокинг-генератор возбуждается. 1-1а вторичной обмотке трансформатора возникает напряжение, которое прикладывается к электродам 7 через сопротивление. Величина поджигающего напряжения определяется напряжением питающей сети, расстоянием, окружающей средой и т. д. В качестве поджигающего устройства м ожет быть применена и любая другая схема, например на тиратроне или с использованием тиристоров и т. п.

Длительность работы и частота блокинггенератора выбираются также по условиям работы аппарата.

Для того чтобы возникновение дуги короткого замыкания имело место независимо от мгновенного напряжения одного линейного напряжения, применяется транспозиция контактов электрода б так, чтобы на каждой паре контактов электродов 5 и 6 всегда было напряжение, достаточное для поддержания дуги короткого замыкания.

Предмет изобретения

Устройство для быстродействующей защиты от перегрузок полупроводниковых преобразовательных установок, обесточивающее вентили, путем закорачивания входного напряжения с последующим отключением преобразователя от сети, содержащее главные и дугога= сительные контакты, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, дугогасительные контакты подключены на линейное напряжение защищаемой сети, подвижньш дугогасительный контакт установлен на подвижном главном контакте, а неподвижный дугогасительный контакт снабжен поджигающим электродом, возбуждающим дугу короткого замыкания между фазами питающей сети, причем подвижный дугогасительный контакт усгановлен так, что при возникновении дуги между дугогасительными контактами возникающие электродинамическпе силы приводят в движение главный подвижный контакт.

240454 нагрузне Риг 3

Сост а витель И. И вановская

Редактор В. Фельдман

Техред Л. Я. Левина Корректор С. М. Сигал

Заказ 3296/17 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва К-35, Раушская наб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2