PL203036B1 - Sposób eliminacji łuku elektrycznego i układ do eliminacji łuku elektrycznego - Google Patents

Sposób eliminacji łuku elektrycznego i układ do eliminacji łuku elektrycznego

Info

Publication number
PL203036B1
PL203036B1 PL357983A PL35798302A PL203036B1 PL 203036 B1 PL203036 B1 PL 203036B1 PL 357983 A PL357983 A PL 357983A PL 35798302 A PL35798302 A PL 35798302A PL 203036 B1 PL203036 B1 PL 203036B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
arc
ikp
spark gap
high voltage
voltage pulse
Prior art date
Application number
PL357983A
Other languages
English (en)
Other versions
PL357983A1 (pl
Inventor
Antoni Klajn
Henryk Markiewicz
Ireneusz Surówka
Original Assignee
Politechnika Wroclawska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Wroclawska filed Critical Politechnika Wroclawska
Priority to PL357983A priority Critical patent/PL203036B1/pl
Publication of PL357983A1 publication Critical patent/PL357983A1/pl
Publication of PL203036B1 publication Critical patent/PL203036B1/pl

Links

Landscapes

  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób eliminacji łuku elektrycznego i układ do eliminacji łuku elektrycznego w szczególności łuku zakłóceniowego gazowego, zwłaszcza powietrznego, który występuje podczas zwarć łukowych w urządzeniach elektroenergetycznych. Zwarcie łukowe jest specyficznym rodzajem zwarcia występującym wskutek pojawienia się otwartego łuku elektrycznego pomiędzy przewodami, znajdującymi się na różnych potencjałach podczas normalnej pracy sieci. Łuk taki jest zjawiskiem wysoce niepożądanym w urządzeniach elektroenergetycznych, przede wszystkim w rozdzielnicach, gdzie sporadycznie dochodzi do takich zwarć na szynach zbiorczych. Ł uk elektryczny zakłóceniowy, ze względu na swoją wysoką energię powoduje znaczne straty materialne, zwykle zniszczenie całego pola rozdzielnicy, jak również stanowi poważne zagrożenie dla życia i zdrowia personelu obsługującego urządzenia. W skutecznej eliminacji łuku zakłóceniowego istotnym czynnikiem jest czas, po jakim zostanie on wyłączony od momentu wystąpienia zwarcia. Badania wykazały, że zgaszenie łuku w czasie do ok. 3-4 ms od chwili wystąpienia zwarcia może w zasadniczy sposób przyczynić się do eliminacji negatywnych skutków łuku zakłóceniowego.
Znany ze stosowania sposób eliminacji łuku elektrycznego polega na tym, że wykonuje się dostatecznie wytrzymałą mechanicznie konstrukcję rozdzielnicy tak, aby nie nastąpiła eksplozja gazów poza jej obręb, a strefa działania łuku elektrycznego była ograniczona do możliwie niewielkiego przedziału rozdzielnicy. W tym celu instaluje się klapy bezpieczeństwa, które pozwalają na ukierunkowane, bezpieczne ujście nadmiaru gorącego gazu na zewnątrz rozdzielnicy. Zakłada się przy tym, że zwarcie łukowe wyłącza się tak jak zwarcie metaliczne, czyli wskutek zadziałania odpowiednich zabezpieczeń nadprądowych obwodu, w zwykłym czasie ich działania. Czas ten jest sumą czasu identyfikacji zakłócenia i czasu włączenia wyłącznika i zawiera się w zakresie od około 20 ms do około 60 ms lub więcej, zarówno w sieciach niskiego jak i średniego napięcia. Zmniejszenie czasu wyłączenia zwarcia łukowego elektrycznego często uzyskuje się poprzez instalowanie układów do szybkiej identyfikacji łuku zakłóceniowego, reagujących zwykle na światło łuku elektrycznego i/lub na dużą wartość prądu zwarciowego. Układy te generują impuls wyłączający podawany następnie na układ wyłączający prądy zwarciowe w analizowanym obwodzie. Całkowity czas wyłączenia zwarcia łukowego wynosi od 20 do 60 ms.
Znany jest również sposób eliminacji łuku elektrycznego polegający na tym, że układ do szybkiej identyfikacji łuku zakłóceniowego, reagujący na światło łuku elektrycznego i/lub na dużą wartość prądu zwarciowego rozpoznaje i identyfikuje łuk elektryczny zakłóceniowy, po czym uruchamia się urządzenie powodujące metaliczne zwarcie szyn zbiorczych w rozdzielnicy dotkniętej zwarciem łukowym. Zwarcie metaliczne gasi elektryczny łuk zakłóceniowy, przy pomocy zwykłego zabezpieczenia nadprądowego obwodu. W sposobie tym, czas identyfikacji łuku i spowodowania zwarcia metalicznego jest na tyle krótki, że powstały łuk elektryczny nie dokona jeszcze zniszczeń rozdzielnicy ani nie zagraża bezpieczeństwu ludzi. Trwające dalej zwarcie metaliczne, aż do chwili wyłączenia go przez urządzenia zabezpieczające, nie stwarza już takich zagrożeń. Zasadniczym problemem technicznokonstrukcyjnym w tym systemie, jest budowa urządzenia powodującego szybkie zwarcie metaliczne. Ograniczenia techniczne sprawiają, że urządzenia takie pracują w zakresie napięć znamionowych do 1000 V a czasy eliminacji elektrycznego łuku zakłóceniowego jest rzędu 4 ms, co zapewnia dostateczną ochronę przed skutkami zwarcia łukowego.
Znany ze stosowania układ do eliminacji łuku elektrycznego ma trzy przewody układu elektrycznego podłączone do wyłącznika, który jest sterowany układem logicznym. Do układu logicznego podłączony jest układ czujników wzrostu prądu i/lub zespół czujników błysku oraz urządzenie zwierające metalicznie przewody.
Istota sposobu polega na tym, że po rozpoznaniu oraz identyfikacji łuku zakłóceniowego, generuje się impuls wysokiego napięcia i zapala się łuk pomocniczy, od łuku pomocniczego zapala się łuk próżniowy, który bocznikuje i wygasza łuk zakłóceniowy. Łuk próżniowy gaśnie w chwili przejścia prądu przez zero.
Korzystnie łuk zakłóceniowy bocznikuje się za pomocą iskiernikowej komory próżniowej, przy czym impuls wysokiego napięcia z układu generacji impulsu wysokiego napięcia, zapala łuk pomocniczy pomiędzy elektrodą iskiernikową a stykiem odniesienia, który to łuk pomocniczy zapala łuk próżniowy pomiędzy stykiem odniesienia a stykiem głównym.
Istota układu polega na tym, że trzy przewody układu elektrycznego znajdujące się na różnych napięciach fazowych, są ze sobą połączone poprzez iskiernikowe komory próżniowe pierwszą i drugą, przy czym styk główny pierwszej iskiernikowej komory próżniowej podłączony jest do pierwszego
PL 203 036 B1 przewodu a jej styk odniesienia do drugiego przewodu. Styk główny drugiej iskiernikowej komory próżniowej połączony jest do drugiego przewodu a jej styk odniesienia do trzeciego przewodu, natomiast pomiędzy elektrodę iskiernikową a styk odniesienia każdej z iskiernikowych komór próżniowych jest włączony układ generacji impulsu wysokiego napięcia.
Korzystnie ma jeden układ generacji impulsu wysokiego napięcia, który jest włączony pomiędzy elektrody iskiernikowe obu iskiernikowych komór próżniowych i jeden styk odniesienia.
Korzystnym jest również to, że do układu generacji impulsu wysokiego napięcia jest podłączony, co najmniej jeden czujnik błysku i/lub, co najmniej jeden czujnik prądu zwarciowego.
Korzyścią techniczną układu do eliminacji łuku elektrycznego według wynalazku jest to, że zwarcie łukowe jest wyłączane w czasie na tyle krótkim, że zarówno zagrożenie dla życia i zdrowia ludzkiego jak i straty materialne powodowane zwarciem łukowym są niemal całkowicie wyeliminowane. W chwili pojawienia się łuku zakłóceniowego następuje jego identyfikacja przez układ generacji impulsu i podanie impulsu wysokiego napięcia pomiędzy styk odniesienia a elektrodę iskiernikową. Przebicie przerwy izolacyjnej w próżni pomiędzy elektrodą iskiernikową a stykiem odniesienia powoduje zapłon łuku elektrycznego próżniowego pomiędzy stykami głównymi iskiernikowej komory próżniowej. W tej sytuacji łuk zakłóceniowy jest zbocznikowany łukiem próżniowym. Ze względu na odmienne parametry fizyczne łuku próżniowego, przede wszystkim ze względu na znacznie mniejsze jego napięcie i energię w porównaniu z parametrami łuku gazowego, łuk zakłóceniowy gaśnie z chwilą zapłonu łuku próżniowego. Łuk próżniowy pali się dalej podtrzymując zwarcie, do chwili naturalnego przejścia prądu przez zero, gdy gaśnie zgodnie z zasadami gaszenia łuku próżniowego. Kontynuacja zwarcia poprzez łuk próżniowy nie jest jednak groźna dla otoczenia, gdyż jest on całkowicie od otoczenia odseparowany. Zaletą układu jest również bardzo krótki czas upływający od chwili powstania zwarcia łukowego do chwili zgaszenia łuku zakłóceniowego. Ten krótki czas jest istotnym parametrem układu, gdyż pozwala na eliminację negatywnych skutków łuku zakłóceniowego.
Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest objaśniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ do eliminacji łuku elektrycznego wyposażony w jeden układ generacji impulsu a fig. 2 - układ do eliminacji łuku elektrycznego wyposażony w dwa układy generacji impulsu.
P r z y k ł a d 1.
Sposób eliminacji łuku zakłóceniowego polegający na tym, że odczytuje się światło łuku elektrycznego i wartość prądu zwarciowego, następnie po rozpoznaniu oraz identyfikacji łuku zakłóceniowego, generuje się impuls wysokiego napięcia i zapala się łuk pomocniczy, od łuku pomocniczego zapala się łuk próżniowy, który bocznikuje i wygasza łuk zakłóceniowy. Łuk próżniowy gaśnie w chwili przejścia prądu przez zero. Łuk zakłóceniowy bocznikuje się za pomocą iskiernikowej komory próżniowej IKPi przy czym impuls wysokiego napięcia z układu generacji impulsu wysokiego napięcia UGk zapala łuk pomocniczy pomiędzy elektrodą iskiernikową Eli a stykiem odniesienia SOi który to łuk pomocniczy zapala łuk próżniowy pomiędzy stykiem odniesienia SOi a stykiem głównym SGi
P r z y k ł a d 2.
Układ do eliminacji łuku zakłóceniowego ma trzy przewody układu elektrycznego Li, L?, L3 znajdujące się na różnych napięciach fazowych, połączone ze sobą poprzez iskiernikowe komory próżniowe pierwszą IKPi i drugą IKP?. Styk główny SGi pierwszej iskiernikowej komory próżniowej IKP4 podłączony jest do pierwszego przewodu Li a styk odniesienia SOi do drugiego przewodu L?, a styk główny SG? drugiej iskiernikowej komory próżniowej IKP2 połączony jest do trzeciego przewodu L3 a jej styk odniesienia SO2 do drugiego przewodu L2. Pomiędzy elektrody iskiernikowe EL, EI? obu iskiernikowych komór próżniowych IKPi, IKP? i styk odniesienia SOi, SO? jest włączony układ generacji impulsu wysokiego napięcia UGIi Do układu generacji impulsu wysokiego napięcia UGIi są podłączone trzy czujniki błysku_S.
P r z y k ł a d 3.
Układ do eliminacji łuku zakłóceniowego wykonany jak w przykładzie drugim z tą różnicą, że do układu generacji impulsu wysokiego napięcia UGIi są podłączone trzy czujniki prądu zwarciowego l>.
P r z y k ł a d 4.
Układ do eliminacji łuku zakłóceniowego wykonany jak w przykładzie drugim z tą różnicą, że do układu generacji impulsu wysokiego napięcia UGIi są podłączone dwa czujniki błysku_S i dwa czujniki prądu zwarciowego l>.
Identyfikacja łuku zakłóceniowego następuje za pomocą czujników błysku S i czujników prądu zwarciowego I>, które powodują wygenerowanie impulsu wysokiego napięcia przez układ generacji
PL 203 036 B1 impulsu wysokiego napięcia UGI. a następnie inicjację łuku pomocniczego i łuku próżniowego w jednej z dwóch iskiernikowych komór próżniowych IKP., IKP?.
P r z y k ł a d 4.
Układ do eliminacji łuku zakłóceniowego ma trzy przewody układu elektrycznego L., L?, L3 znajdujące się na różnych napięciach fazowych, są ze sobą połączone poprzez iskiernikowe komory próżniowe pierwszą IKP1 i drugą IKP?. Styk główny SG. pierwszej iskiernikowej komory próżniowej IKP. podłączony jest do pierwszego przewodu L. a styk odniesienia SO. do drugiego przewodu L?, a styk główny SG? drugiej iskiernikowej komory próżniowej IKP? połączony jest do drugiego przewodu L? a jej styk odniesienia SO? do trzeciego przewodu L3, natomiast pomiędzy elektrody iskiernikowe EI., EI? a styk odniesienia SO., SO? każdej z iskiernikowych komór próżniowych IKP., TKP? jest włączony układ generacji impulsu wysokiego napięcia UGI. i UGI?. Do każdego układu generacji impulsu wysokiego napięcia UGI. i UGI? połączone są trzy czujniki błysku S oraz trzy czujniki prądu zwarciowego J>.
Identyfikacja łuku zakłóceniowego następuje za pomocą czujników błysku S i czujników prądu zwarciowego J>, które powodują wygenerowanie impulsu wysokiego napięcia, przez co najmniej jeden z układów generacji impulsu wysokiego napięcia UGI. i UGI? a następnie inicjację łuku pomocniczego i łuku próżniowego w odpowiadającej mu iskiernikowej komorze próżniowej IKP. i/lub IKP?.

Claims (5)

  1. .. Sposób eliminacji łuku zakłóceniowego polegający na tym, że odczytuje się światło łuku elektrycznego i/lub wartość prądu zwarciowego, następnie rozpoznaje się i identyfikuje łuk zakłóceniowy, po czym gasi się go, znamienny tym, że po rozpoznaniu oraz identyfikacji łuku zakłóceniowego, generuje się impuls wysokiego napięcia i zapala się łuk pomocniczy, od łuku pomocniczego zapala się łuk próżniowy, który bocznikuje i wygasza łuk zakłóceniowy, przy czym łuk próżniowy gaśnie w chwili przejścia prądu przez zero.
    ?. Sposób, według zastrz. ., znamienny tym, że łuk zakłóceniowy bocznikuje się za pomocą iskiernikowej komory próżniowej (IKP.), przy czym impuls wysokiego napięcia z układu generacji impulsu wysokiego napięcia (UGI.), zapala łuk pomocniczy pomiędzy elektrodą iskiernikową (SI.) a stykiem odniesienia (SO.), który to łuk pomocniczy zapala łuk próżniowy pomiędzy stykiem odniesienia (SO.) a stykiem głównym (SG.).
  2. 3. Układ do eliminacji łuku zakłóceniowego wyposażony w czujniki błysku i/lub czujnik prądu zwarciowego, znamienny tym, że trzy przewody układu elektrycznego (L., L?, L3) znajdujące się na różnych napięciach fazowych, są ze sobą połączone poprzez iskiernikowe komory próżniowe pierwszą (IKP.) i drugą (IKP?), przy czym styk główny (SG.) pierwszej iskiernikowej komory próżniowej (IKP1) podłączony jest do pierwszego przewodu (L.) a jej styk odniesienia (SO.) do drugiego przewodu (L?), zaś styk główny (SG?) drugiej iskiernikowej komory próżniowej (IKP?) połączony jest do drugiego przewodu (L?) a jej styk odniesienia (SO?) do trzeciego przewodu (L3), natomiast pomiędzy elektrody iskiernikowe (Ej. El?) a styk odniesienia (SO., SO?) każdej z iskiernikowych komór próżniowych (IKP., IKP?) jest włączony układ generacji impulsu wysokiego napięcia (UGI. i UGI?).
  3. 4. Układ, według zastrz. 3, znamienny tym, że ma jeden układ generacji impulsu wysokiego napięcia (UGI.), który jest włączony pomiędzy elektrody iskiernikowe (El., EI?) obu iskiernikowych komór próżniowych (IKP., IKP?) i ich styki odniesienia (SO., SO?), przy czym styk główny (SG.) pierwszej iskiernikowej komory próżniowej (IKP.) podłączony jest do pierwszego przewodu (L.) a jej styk odniesienia (SO.) do drugiego przewodu (L?), zaś styk główny (SG?) drugiej iskiernikowej komory próżniowej (IKP?) połączony jest do trzeciego przewodu (L3) a jej styk odniesienia (SO?) do drugiego przewodu (L?).
  4. 5. Układ, według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że do układu generacji impulsu wysokiego napięcia (UGI. i UGI?) jest podłączony, co najmniej jeden czujnik błysku (S).
  5. 6. Układ, według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że do układu generacji impulsu wysokiego napięcia (UGI. i UGI?) jest podłączony, co najmniej jeden czujnik prądu zwarciowego (I>).
PL357983A 2002-12-23 2002-12-23 Sposób eliminacji łuku elektrycznego i układ do eliminacji łuku elektrycznego PL203036B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL357983A PL203036B1 (pl) 2002-12-23 2002-12-23 Sposób eliminacji łuku elektrycznego i układ do eliminacji łuku elektrycznego

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL357983A PL203036B1 (pl) 2002-12-23 2002-12-23 Sposób eliminacji łuku elektrycznego i układ do eliminacji łuku elektrycznego

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL357983A1 PL357983A1 (pl) 2004-06-28
PL203036B1 true PL203036B1 (pl) 2009-08-31

Family

ID=32733501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL357983A PL203036B1 (pl) 2002-12-23 2002-12-23 Sposób eliminacji łuku elektrycznego i układ do eliminacji łuku elektrycznego

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL203036B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL357983A1 (pl) 2004-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8319136B2 (en) Arcing fault and arc flash protection system having a high-speed switch
JP5719202B2 (ja) プラズマ発生装置
CN101454859B (zh) 短路开关装置
US11764570B2 (en) Lightning protection spark gap assembly and method for operating a lightning protection spark gap assembly
CN112189290B (zh) 具有位于壳体中的带有用于熄弧的腔室的角火花隙的过压保护装置
KR20140003328A (ko) 전기적 결함으로부터 에너지를 방출하기 위한 방법 및 시스템
RU2410788C2 (ru) Электрический коммутационный аппарат
EP2624396A2 (en) Arc control in a fuse protected system
US9088155B2 (en) Surge protection device
WO2011014325A1 (en) Circuit protection device and system
US7295416B2 (en) Device and method for triggering a spark gap
Rubini et al. A review on arc flash analysis and calculation methods
PL203036B1 (pl) Sposób eliminacji łuku elektrycznego i układ do eliminacji łuku elektrycznego
PL203035B1 (pl) Sposób eliminacji łuku elektrycznego i układ do eliminacji łuku elektrycznego
US4266258A (en) Current limiting device for high voltage switching mechanisms
CN110383413B (zh) 用于低压应用的熔断保险装置
Mishra et al. Detection of arcing in low voltage distribution systems
JP2011078247A (ja) サージ防護装置
US20240266824A1 (en) Surge arrester for dc mains and method of operating such a surge arrester
RU2755021C1 (ru) Генераторный гибридный выключатель
Ahn et al. Development of Arc Eliminator for 7.2/12 kV switchgear
SU734840A1 (ru) Устройство дл защиты от токовой перегрузки электроаппарата
SU271648A1 (ru) УСТРОЙСТВО дл ИСПЫТАНИЯ высоковольтных
Vähämäki Arc Protection as Integrated Part of Line Protection Relays
Ueng et al. Arc-Flash Hazard and Protection for Electric Switchboard at NSRRC