Устройство для многократных испытаний высоковольтных выключателей на отключающую способность

 

Я Ц/«««. «. —...(Нк -6 л "- . Г«- на {{ ъ, к.. I

ОПИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 481861 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 09.02.73(21) 1880492/24 7 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано 25,08.75Бюллетеиь № 31 (SЦ М. Кл.

С 01 тв 31/02

Гюсударотаенный иомитат

Совата Мнннстроа СССР аа делам нзобратиний н открытий (63) УДК

621.3 16.542.027, . 3.001.4 (088.8) (45) Дата опубликования описания 19.11.75 (72) Авторы изобретения

П. А. Ильин, B. В. Каплан и В. М. Нашатырь (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО Щ1Я Mt!ОГОКРАТНЫХ ИСПЫТАНИЙ

ВЫСОКОВОЛЬТИЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ НА ОТКЛ10»

ЧА10ШУЮ СПОСОЬНОСТЬ

Изобретение относится к установкам

t для испытания выключателей на отключающую способность на двухчастотных синтетических схемах и может применяться в лабораториях, оборудованных ударными 5 генераторами, и на сетевых испытательных стендах.

При сравнительном исследовании статистическим методом по двухчастотной схеме возникает необходимость в проведении по Ip меньшей мере нескольких сот опытов при токах достаточно большой величины. Это

« требуется больших затрат, длительной загрузки .испытательной установки и значитель ного количества сменных деталей дугога- 1н сительных устройств. Известно, что для воздушных выключателей условия дугогаше ния остаются близкими к тем, которые наблюдаются в цепи полной мощности, если обеспечивается производная тока при его gp подходе к нулю и такое же переходное, .сопротивление испытательной цепи, начина с момента, предшествующего переходу тоl ка через нуль, как и при испытании выклю-, чателя в цепи полной мощности или на .. 25 обычной двухчастотной синтетической схеме. но амплитуда тока имеет в несколько раэ меньшее значение .

Известны устройства для многократных испытаний высоковольтных выключателей на отключающую способность по двухчастотной синтетической схеме, содержащие контур полного тока промышленной частоты, кон тур высокого напряжения повышенной частоттт, отключающий элемент и испытуемый выключатель.

Ilenb изобретения - обеспечение надетнного гашения дуги в отключающем устротйстве синтетической схемы и, следователь;но, надежной работь1 испытательной уста- новки в целом, в случае, когда при соизме римых значениях тока отключения и тока повышенной частоты гашение дуги в отключающем устройстве черезмерно утяжеляется из-за существенного увеличения тфо-. изводной тока в отключающем устройстве при переходе тока через нуль.

Это достигается тем, что последовательI

481 861 но с отключающим элементом включен до- полнительный реактор.

Реактор может шунтироваться кон,денсатором и резистором, причем они подключаются через включающий аппарат между первым и вторым переходами через нуль тока в отключающем устройстве.

На фиг. 1 изображена схема предложенного устройства; на фиг. 2 - кривые токов, протекающих в элементах устройства при )p проведении опытов.

Источником цепи тока отключения является (см. фиг, 1) ударный синхронный генератор 1 (с напряжением IJ ), реактор

2, включающий аппарат 3, дополнительный 15 реактор 4, отключающий элемент 5 и испы туемый выключатель 6. Контур высокого напряжения содержит конденсаторную батарею

7, реактор 8 и шаровой разрядник 9.

Дополнительный реактор 4 шунтирует- 20 ся через включающий аппарат 10 конденсатором 11 и резистором 12. Индуктив

1 ность реактора 4 в несколько раз меньше ! индуктивности реактора 2, а последняя соиз, мерима с индуктивностью реактора 8.

Для регулирования формы кривой напряжения, восстанавливаюшегося на испытуемом выключателе, используются конденсаторы 1 3, 14 и резисторы 15, 16.

Работа установки осуществляется сле

30 дующим образом.

Опыт начинается замыканием выключаю, щего аппарата 3 по цепи: генератор 1-реактор 2- включающий аппа35 рат 3- дополнительный реактор 4- отключающий элемент 5 - испытуемый выключатель 6, в которой протекает ток (см. фиг. 2), при этом его амплитуда в несколько раз меньше амплитуды тока, условия отключения которого воспроизводятся в данной установке. В момент времени размыкаются контакты отключающего элемента 5 и испытуемого выключателя 6, а в момент времени 2 срабатывает 45 разрядник 9 и замыкается контур высокого апряжения. До момента через от;ключающий элемент 5 и испытуемый выключатель 6 протекает чок 1 . После этого оба контура схемы имеют индуктивную связь через ветвь с реакторами 4, и токи в койтурах отключающего элемента

5 зависят от обеих э.д.с. (U,,U )

1 2 и всех параметров схемы. Для качественного рассмотрения процесса в небольшой по продолжительности период времени от срабатывания разрядника 9 до гашения дуги в элементе 5, т.е. в промежутке времени

f 6 - 6 (см. фиг. 2), считают, что ток 60 4 практически мало изменяется, т.е.

Напряжение U выбирается

2 с таким расчетом, чтобы токи в ветви с отключающего элемента 5, начиная с момента 1 имели противоположное направле2 ние. Учитывая, что индуктивность реактора 4 в несколько раз меньше индуктивности реактора 2, часть тока ?, обуслонленная разрядом конденсаторной батареи

7 (если рассматривать по методу наложения раздельно состаьляюших токов, обусловлв нных э.д.с. U и зарядным напряжением

0 батареи) будет существенно превы

f шать часть тока, ответвляющуюся в контур с генератором 1. Ток в отключающем элементе 5 будет равен разности составля

° ющих токов = (— и к концу

3 1 2 небольшого промежутка времени

2 3, подойдет к нулевому значению, что вызовет гашение дуги s элементе 5 и образование одного последовательного контура: гене-. ратор 1 - реактор 2 - включающий аппарат 3 — конденсаторная батарея 7 - реактор 8 - разрядник 9 — испытуемый вы-. ключатель 6, в котором через испытуемый выключатель 6 будет протекать ток ! (спло иная кривая на фиг. 2), обусловлен-l ный суммарной э.д.с. напряжений 0 + и суммарной индуктивностью

+ L реакторов 2,8, где

1 и Ь индуктивность реакторов 2,8 co ответственно. Если эти параметры такие .т . ° — — — аже, как в цепи полной мощности, то соответствующее зйачение будет иметь и ироиааоинаи тока d < ц т Ц

dt = L<+L, при подходе тока к нулю. Как и в обычной синтетической схеме параметры цепей, опве деляюших кривую восстанавливающегося напряжения конденсатора 13, резистора 1 конденсатора 14, резистора 16, выбирают ся с таким расчетом, чтобы получить однй и те же значения переходного сопротивле- ния (Z р ) в схеме (сы. фиг. 1) и в пы-. ли полной мощности; .

Роль реактора 4 видна из рассмотрения процесса подхода к нулевому значению им ка (, в отклоняющем элементе.

Известно, что в обычной двухчастотной синтетической схеме ток = I

2 (и производная тока - (, в отключающем

481861 элементе 5 при подходе его к нулю Равна l

Ыз 8l < 2 Uf 2, фь Q

3t dt dÈ L 1 Ь так как параметры схемы выбираются с таким расчетом, чтобы ) 1 У2 р1 2

Не фиг. 1 величиив . .Й 1 лри ет3t 10 сутствии в схеме реактора 4 была бы рац

ЬР на " Ь, в то время как производLg1 ная тока в испытуемом выключателе 6 при (его подходе к нулю была бы равна

àL 01+ Ug.

2 где „того же порядка, что и (, Следовательно, производная тока в отключающем элементе 5 значительно превыша ла бы производную тока в испытуемом выключателе 6 так KQK U

Так как в качестве элемента 5 и выклк чателя 6 обычно используются отдельные разрывы одного и того же выключателя, то при указанных условиях гашение дуги в элементе 5 не обеспечивается. Благодаря . включению реактора 4 в отключающем ус тройстве уменьшается производная тока при подходе к нулю и создаются облегченные условия дугогашения, благодаря чему обеспечивается возможность работы предложенного устройства. Величина индуктивности реактора 4 выбирается с таким расчетом, чтобы производная тока . з при его ч

dt подходе к нулю в отключающем элементе

5 имела величину, близкую к значению

40 производной тока при его переходе через нуль в испытуемом выключателе. Так как при включении реактора 4 в ветвь с элементом 5 ответвляется лишь часть тока, обу:словленного разрядом конденсаторной бата45 (реи 7, -то это условие всегда может быть выполнено при соответствующем соотношении между значениями индуктивностей реакто« ров 2,8,4.

Так как при восстановлении напряженйя на элементе 5 скорость восстановления на-: пряжения определяется, в частности, измене-нием нацряжения на реакторе 4, последняя шунтируется конденсатором 11 и резистором

12, которые выбираются с таким расчетом, 55 чтобы существенно снизить частоту коле- баний составляющей падения напряженич на реакторе 4-. После гашения дуги в элементе 5 реактор 4 и шунтируюшие его элемен- . ты исключаются из испытательной цепи, и, 60 следовательно, не оказывают, влияния на, дальнейшее протекание процессов, т.е. на1 форму тока $2 (см. ф 2). и Hà.р л цечсы восстановления напряжения на испытуемом выключателе.

При рассмотрении процессов в установвке (см. фиг. 2) рассматривается их протекание при гашении дуги в элементе 5 в моментr времени 1, т.е. при первом переходе

1. тока в элементе 5 через нуль. В ряде случаев целесообразно использовать иную на»" стройку установки, например обеспечить гашение дуги в отключающем элементе 5 не в первый мамент f а при втором

j (момент t ) переходе тока в элементе

5 через нуль. Зто обеспечивается путем включения цепочки: конденсатор 11 - p зистор 12 в момент путем замыка 4 ния включающего аппарата 10. При этом в момент из-за высокой скорости

3 восстановления напряжения на элементе

5 гашение дуги,не произойдет.

В случае гашения дуги в элементе 5 i момент ь снижается затухание напряже-

5 ния на конденсаторной батарее 7, а ско- 1 рость подхода тока к нулю в испытуемом; выключателе 6 (пунктирная кривая на фиг, 2) и величина возрашаюшегося напряжения

I оказывается выше, чем в предыдущем слу-1 чае„что одновременно увеличивает . ско- рость восстановления напряжения на испь туемом выключателе. Это может оказаться необходимым при испытаниях с ограничен ной мощностью источников питания (напрйженйе конденсаторной батареи 7).

Предмет изобретения

Устройство для многократных испытаний высоковольтных выключателей на отключающую способность по двухчастотной синтетической схеме, содержащее контур . полного тока промышленной частоты и контур высокого напряжения повышенной частоты, отключающий элемент и испытуемый выключатель, о т лич а ю ш е ес я тем, что, с целью надежного гашения, дуги в отключающем элементе при соизме- римых эначениях тока промышленной частоты и тока повышенной частоты, последо вательно с отключающим элементом вклю- . чен дополнительный реактор.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью снижения скорости восстановления напряжения на от- ключающем элементе двухчастотной схемы, дополнительный реактор шунтирован конденсатором щ резистором, 3. Устройство п. п. 1 и 2, о т л и481861

Р

I ч а ю ш е е с я теы что с целью обеспечения гашения дуги в отключающем элементе при втором переходе в нем тока через нулевое значение и повышения при этом значений возрастаюшегося напряжения, 5.

8 последовательно с конденсатором и резис- тором включен включающий аппарат, контакты которого замыкаются между первым и вторым переходами тока через нуль в отключающем элементе.