Способ испытания рудничного электро-оборудования b режим дугового ko-роткого замыкания

 

о и и-с-л-и-и-к

ИЗОБРЕТЕНИЯ

> 7944I8

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.11.78 (21) 2767751/24-07 (51) 11. Кл. 6 01 М 19/00 с присоединением заявии— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень ¹ 1 (45) Дата опубликования описания 12.02.81

Государственный комитет

СССР

II0 делам изобретений и открытий (53) УДК 621.3.064. .4.004.5 (088.8) (72) Авторы изобретен.ия

В. А. Ихно, Л. Б. Резник, Э. П. Островский, 1О. А. Дикий и А. А. Каймаков (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ РУДН И Ч НОГО

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ В РЕЖИМЕ ДУГОВОГО

КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано при испытании оболочек рудничного и взрывозащитного электрооборудования в режиме дугового короткого замыкания (к. з.), а также при испытании других объектов шахтной сети, например силовых колебаний, для которых существует опасность возникновения дуговых к. з.

Оболочки опытных и серийных образцов электрооборудования и используемые в них изоляционные материалы подвергаются испытаниям при других к. з. в соответствии с требованиями jl) по методике (2).

Согласно указанной методике в испытуемом электрооборудовании возбуждается луговое к. з путем подачи напряжения коммутационным аппаратам от источника пи тания на перекинутые проволочкой электроды, длительность которого должна соответствовать полному времени срабатывания защитной аппаратуры, используемой в реальных электрических сетях горных предприятий. Прн этом длительность к. з. устанавливается с помощью реле времени, контакты которого введены в цепь питания отключающей катушки коммутационного аппарата. По истечении установленного времени коммутационный аппарат отключает испытуемый объект от источника питания, в результате чего происходит погасание в нем электрической дуги (3).

До настоящего времени испытания производились в основном при длительности

5 горения дуги 0,2 с, что соответствует полному времени срабатывания находящихся в экснлуатацин автоматических фидерных выключателей (АФВ) различных типов на напряжение 380 — 660 В, пусковых агрегатов

АП на напряжение 380 — 660/127 В, комплектных распределительных устройств типа РВД-б, ЯВ-6400, УРВ-6 на напряжение

6 кВ.

В настоящее время в шахтных сетях Всс шире используется быстродействующая коммутационная аппаратура, имеющая в десятки раз меньшее полное время отключення при коротких замыканиях. Напри20 мер, время отключения автоматических выключателей типа АВ на напряжение 660—

1!40 B составляет 0,03 — 0,05 с, аппаратуры системы опережающего отключения

0,003 с, агрегатов АББК на напряжение

25 380 — 660/127 В около 0,001 с. Это вызывает необходимость проведения исследований и испытаний электрооборудования на соответствие требованиям «Правил изготовления...» при изменяемых в пределах от

0,001 до 0,05 с длительностях дуговых к. з., что значительно меньше принятой в настоящее время величины 0,2 с.

Однако проведение испытаний и исследований прп малых длительностях существования дугового короткого замыкания известными способами не позволяет получить стабильную и регулируемую длительность горения электрической дуги в испытуемом объекте. Это объясняется следующими причинами.

Возбуждение электрической дуги путем подачи напряжения коммутационным аппаратом от источника питания на предварительно перекинутые проволочкой электроды приводит и погрешностям при определении энергии дуги, так как время перегорания проволочки в значительной степени опреде ляется величиной тока короткого замыкания. Известно, что при использовании проволочки одного и того же сечения при различных величинах тока к. з. имеют место качественно различные процессы: при малых токах — плавление, а при больших— электрический взрыв проволочки. При этом длительность перехода в дуговое короткое замыкание изменяется в пределах от десятков миссисекунл до долей микросекунды.

При этом относительная погрешность в определении энергии дуги уве,чичивается с уменьшением длительности дугового короткого замыкания и при 0,02 с составляет 10—

15% 14), Наряду с этим использоваш е реальных коммутационных аппаратов в испытательпом стенде ?Ic 11Озволяе1 Лоби1 ьсч стабильност" времени отключения в опытах. если необходимое время горения .луги внутр испытуемых ооо, очек сосТВВ 1ffcT MPHI."c 0,05 с.

Это обьясняется тем, что полное время от ключения в значительной степени опрелеляется длительностью горения дуги на контактах коммутационного аппарата, которая в свою очередь зависит от фазы отключения, величины отключасмого тока, состояния контактной системы, параметров испытательной установки и т. д. Например, лля выключателей типа АВ время горения дуги меняется в пределах от 0,002 до 0,02 с. При этом с уменьшением требуемой длительности испытаний возрастает влияние разброса времени горения дуги на результаты испытаний. Так, при требуемой длительности испытаний 0,2 с максимальная относительная погрешность из-за разбросов времени горения дуги составляет 10%, а при требуемой длительности испытаний 0,05 с относительная погрешность в тех же условиях достигает 40%.

Для получения достоверных средних результатов с учетом вышеперечисленного требуется многократное повторение опытов, результаты большинства из которых в дальнейшем отбраковываются. Это сопряжено с ускоренным износом источника питания, испытательной установки н испытуемого г ! О

2О

3О

65 объекта, повышенным расходом электроэнергии и материалов, снижением пропускной способности установки, дополнительных затрат труда. При этом затраты времени на одну перестройку установки составляют

5 — -6 ч, в то время как длительность самого опыта не превышает 15 мин 15).

Целью изобретения является повышение качества испытаний путем достижения стабильной и регулируемой длительности дугового короткого замыкания в испытуемом объекте, Поставленная цель достигается тем, что в известном способе испытания рудничного электрооборудования в режиме дугового короткого замыкания, включающем возбужлеине на подсоединенных к источнику питания электродах электрической дуги внутри испытуемого объекта и гашение ее черсз заданный промежуток времени, электрическую дугу возбуждают от вспомогательного источника питания и через заданный промежуток времени осуществляют короткое замыкание цепи питания вне испытуемого объекта до момента погасання в нем электрической, луги с последующим отключением источника питания.

Отключение коммутационного аппарата производят пол действием какого-либо импульса, например от максимального токового реле.

Прн этом длительность дугового короткого замыкания внутри испытуемого объекта уже не зависит от длительности перегоренпя проволочек и времени отключения коммутационного аппарата, а задается блоком задержки между моментом создания лугового разряда от вспомогательного ис1очипка и осуществляется короткозамыкателем короткого замыкания вблизи испытуемого объекта.

Создание дугового разряда, возбуждающего дуговое короткое замыкание на электродах внутри испытуемого объекта может осуществ. яться, например путем кратковременной подачи напряжения постоянного тока на вспомогательные угольные электроль. или разрядной скорости.

Учитывая, что при испытаниях оболочек электроизоляционных материалов в режиме дугового короткого замыкания электрическая дуга горит в замкнутом объекте в оболочках кабеля, характер ее горения та кже неустойчивый, появляется возможность гашения луги путем кратковременного создания вблизи испытуемого объекта короткого замыкания при помощи короткозамыкателя. Это позволит предохранить источник питания от коротких замыканий большой длительности.

На чертеже изображена блок-схема, реализ, ющая предлагаемый способ.

При включении коммутационного аппарата 1 напряжение От источника 2 питания подается на электроды, расположенные вну794418

Зо

65 три испытуемого объекта 8. Затем включается вспомогательный коммутационный аппарат 4 и подает кратковременно напряжение от вспомогательного источника 5 питания на вспомогательные э.чектроды, распо.-,о:кенные также внутри испытуемого объекта 8, в результате чего на этих электродах возникает дуговой разряд, переходящий в трехфазное дуговое короткое замыкание на основных электродах внутри объекта 8.

Время перехода дугового разряда в дуговое трехфазное короткое замыкание составляет микросекунды и почти не зависит от мощности источника 2 и тока короткого замыкания. При включении аппарата 4 подастся сигнал через блок задержки на срабатывание короткозамыкателя 7, установленного вблизи объекта 8. По истечении заанного времени, устанавливаемого блоком

6 срабатывает короткозамыкатель 7 и осущсстВляет короткое замыкание вблизи объекта 8. В результате этого происходит погасание электрической дуги (дугового короткого замыкания) внутри объекта 8, так как электрическая дуга в испытуемом объ екте 8 оказывается замкнутой накоротко через сравнительно небольшое сопротивлеи:.-;е короткозамыкателя 7. Так как время срабатывания короткозамыкателя стабильно и закорачивание трех фаз происходит и ра етпчески одновременно, это позВОляет

Обеспечить требуемую длительность горения дуги в испытуемом объекте в заданном диапазоне времени. Короткозамыкатель 7 в ряде случаев может срабатывать кратковременно только до момента погасани я электрической дуги в объекте 8. Затем под действием, например, максимального токового реле, происходит отключение коммутационного аппарата 1, в результате чего снижается напряжение с объекта 8.

Таким образом, длительность дугового короткого замыкания в испытуемом объекте не зависит ни от величины тока короткого замыкания, ни от разброса времени отк,-.ючения коммутационного аппарата.

В качестве короткозамыкателя 7 наиболее целесообразно использование быстродействующего полупроводникового коротко

=-амыкателя, срабатывающего практически мгновенно 1 не более, чем за 0,0005 с), однако вследствие малой перегрузочной способности полупроводников он должен защищаться от воздействия больших токов дополнительным механическим короткозамыкателем (на чертеже не показан).

Предлагаемый способ может использоваться для испытания объектов в режиме дугового короткого замыкания на напряже нне от 127 В до 1140 В и 6 — 10 кВ. При этом в зависимости от напряжения схем", реализующая предлагаемый способ, может

r.ретерпевать некоторые изменения.

Так, при напряжении 127 и 220 В и небольших токах к. з. не требуется защита полупроводникового короткозамыкателя 7 механическим.

Для сетей напряжением 6 — 10 кВ в качестве коммутационного аппарата может быть использован любой выключатель, соответствующий напряжению сети, например РВД-В, ЯВ-6400.. Шахтная коммутационная аппаратура, используемая в сетях

6 кВ, имеет значительно меньшее быстродействие, чем аппаратура на напряжение до 1140 В, и испытания на дуговые к. з. в сети 6 кВ должны иметь большую длительность. Поэтому при испытаниях напряжением 6 кВ необходимость в полупроводниковом короткозамыкателе отпадает. В качестве короткозамыкателя мохкно использовать выпускаемый серийно вакуумный контактор с дугогасительными камерами типа КДВ, выходные токоведущие зажимы которого за корочены.

Применение предлагаемого способа взамен существующи; позволит осуществить плавное регулирование времени горения дуги в пределах от 0,001 с и более, значительно сократпть длительность If повысить точность испытаний рудничного электрооборудования, а также снизить затраты на их проведенге. При этом стянет Возмохкным применение математических методов плаиирован я экспсриментоз.

Предлагаемый способ может найти применение птf проведении госконтрочьных

HCflbl73HlfЙ В РЕЯ;lfМC ченип сВОйств электрической дуги, няпpflпожаробезопасных свойств кабелей, влияния быстродействия защитной аппаратуры на стойкость элсктроизоляциоиных материалов к действию мощной дуги и т. д.

Формула изобретения

Способ испытания рудничного электрооборудования в 1)ежиме дугового короткого замыкания, Включающий ВОзб ждение HB подсоединенных к источнику питания электродах электрпческой дуги внутри испытуемого объекта и ее гашение, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества испытаний, путем достижения стабильной и регулируемой длительности дугового короткого замыкания, электрическую дугу возбуждают от вспомогательного источника питания, осуществляют короткое замыкание цепи питания вне испытуемого объекта до момента погасания в нем электрической дуги с последующим отключением источника питания.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе:

1. Правила изготовления взрь1возащпщенного и рудничного электрооборудования, 794418

Соста в и тел ь E. Сафонов а

Текред А. Камышникова корректор С. Файн

Редак гор Г. Петрова

Заказ 1759/132 Изд. № 133 Тираж 926 Подписное

1)гПС) «Поиск» Государственного комитета СССР ио делам изобретений н открытий

)13035, Москва, 7К-35, Ра,|нская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред, 11атент»

ОЛА, 684.053-67, М., «Энерги я», 1969, с. 223.

2. Оборудование электротехническое взрывобезопасное и рудничное, Методы иси ы та и и и О АЛ. 688.913-71, с. 80 — 90.

3. Отчет МакНИИ по теме № 17.0601.0300 «11ровести исследования и разработать нормы на фланцевую взрывозащиту при напряжении 1840 В». ¹ гос. регистрации 72020700. Макеегка †Донба, )973 51 (прототип).

4. То же, с. 7, 10.

=.. Отчет ВостНИИ по теме № 1610.05.00.

5 «Разработать нормы изготовления оболочек рудничного электрооборудования напряжением 6 кВ с фланцевой взрывозащитой, ¹ гос. регистрации 72062382, Кемерово.

1973, с. 76.