Opublikowano dnia 20 grudnia 1997 r.BI EL l O 4« POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 40376 KL 21 cf 72 Janusz Lesiowski Laziska Górne, Polska Antoni Roguski Warszawa, Polska Urzadzenie ochronne od przepiec laczeniowych powstajacych przy wylaczaniu nie obciazonych transformatorów, linii, silników i baterii kondensatorów Patent trwa od dnia 1 marca 1957 r.Przy wylaczaniu nie obciazonych transforma¬ torów, linii oraz silników i baterii kondensato¬ rów powstaja przepiecia laczeniowe. Przepiecia te osiagaja znaczne wartosci i moga byc grozne dla izolacji urzadzen sieciowych.Istniejaca w sieciach ochrona odgromowa nie stanowi dostatecznego zabezpieczenia od tych przepiec, gdyz stosowane odgromniki nie sa do¬ stosowane do ich ksztaltu i czasu trwania.Nizej opisane urzadzenie ochronne ogranicza wysokosc przepiec laczeniowych do zadanych wartosci odpowiednio do napiecia znamionowe¬ go izolacji sieci, w której jest zastosowane.Urzadzenie to, ustawione w poblizu obiektu podlegajacego wylaczaniu, ogranicza przepiecia w miejscu ich powstawania i uniemozliwia ich przenoszenie do dalszych czesci sieci. Opisane urzadzenie ochronne mozna stosowac obok wszystkich istniejacych dotychczas systemów ochrony sieci bez naruszenia ich sposobu pracy i skutecznosci dzialania.Urzadzenie ochronne, bedace przedmiotem wynalazku, mozna stosowac w sieciach jedno- lub wielofazowych i w zaleznosci od tego po¬ siada ono odpowiednia liczbe elementów ochron¬ nych, które wlacza sie miedzy przewody po¬ szczególnych faz chronionej sieci i ziemie tuz za wylacznikiem wywolujacym przepiecia lacze¬ niowe. Urzadzenie to nalezy instalowac po stro¬ nie odlaczanego wylacznikiem obiektu. Urzadze¬ nie jest odlaczane od sieci wraz z tym obiek¬ tem.latate* flJamuptu cnthcoojjjegp. uczaffeenia' stano¬ wi iskiernik o zmienaej wytrzymalosci przerwy iskrowe}. Wytrzymalosc ta ulega zmianie tylko na krótki czas dzialania urzadzenia, tj. na czas, rozpoczynajacy sie tuz przed czasem wylaczania wylacznika, konczacy sie zas tuz po uplywia tego czasu. Przed dzialaniem urzadzenia wy- -irzymalosc -przerwy iskrowej kazdego iskiemi- ka jest dostatecznie wysoka, aby napiecie za¬ plonu bylo zawsze wyzsze od napiecia przesko¬ ku wzgledem ziemi w dowolnym punkcie sieci.W czasie dzjatemaj urzadzenia wytrzymalosc przerwy ulega obnizeniu do takiej wartosci, przy której napiecie przeskakuj odpowiadac ba- dzie najwyzszej dopuszczalnej wartosci* przepiejc laczeniowych. Po zadzialaniu urzadzenia wy¬ trzymalosc przerwy iskrowej ulega podwyzsze¬ niu do. piacwotnai wartoscL • Zmiennosc wytrzymalosci przerwy iskrowej moze byc osiagnieta droga dokonywania zmian alfto odsfetpu elektrod iskiernika przy zacho¬ waniu stalej wytrzymalosci dielektrycznej osrodka, w którym umieszczono iskiernik, albo wytrzymalosci dielektrycznej osrodka, w którym umieszczono iskiernik (np. przez zmiane, cisnie* nia gazu) przy stalym odstepie elektrod.Fig. 1 uwidacznia przyklady realizacji powyz¬ szych sposobów obnizania wytrzymalosci przerw iskrowych iskierników elementów ochronnych.Fig. 1 i 2 przedstawiaja elementy ochronne z iskiernifcami o, zblizanych elektrodach E. Jed¬ na z elektrod' jest ruchoma? h sprzezona- z* ncm^ nten* ekkiromagnesuj R luft. ttofetam 77. Przy przeplywie pradu przez cewke elektromagnesu C lub doplywie powietrza do cylindra Z ruchoma elektroda zostaje przyblizona db niggmrttoniej] na czas odpowiadajacy dzialaniu urzadzenia.Fig. 3 przedstawia element ochronny, którego fchtecnik posiada staft odlegloic oUfetead $ nieruchomych wzgladem siebie; Obie* etektaody aa umteeecwm* w zfrfconriJou Z m^elnJmflpii &*" wietezem pod eisntenteBfc W czasia? dgtelania urzadzenia zbiornik oputeiia- sja. GUniania por wietrza malej* h wytrzymalosc przerwy iskro¬ wej; spada o zadanai wautoici, po, czym* zbipr- ntft uinga ponownemu napelnieniu. Obnizenie Tttytaymftlosgj pjozecw iakrow^ch iakiaroików musi; hjfA zaynchtoniaowane z dzialaniem wy- lacznika w obtwodzii& Osiaga sia to psze*. sprza,- zroift urzadzenia oeimonne** z wylacznikiem pnzy uiycim opi wspotoswh rojtczadów napadów ltafe dwoJiwA ssafcemfe* proehafaiikfrw powor cfttdejcycj* odj|owi«Hiia( toolfcinoik iol* dgiatenia* Przy powstawaniu nadmiernych wartosci prze¬ piec laczeniowych w czasie dzialania wylacz¬ nika pomiedzy elektrodami iskierników elemen¬ tów ochronnych powstaja zaplony luku. Dla obnizenia pradu luku oraz dla obnizenia stro- mosci uciecia przepiec moga byc przewidziane w szereg z iskiernikami oporniki o dostatecz- ntjwh wartosciach opornosci, która moze byc stala Jub zmjnna w funkcji przeplywajacego pradu. Oporniki moga byc umieszczone po stro¬ nie elektrod przyuczonych do sieci, badz po stronie elektrod uziemionych. Moga przy tym b#6 umieszczone w doprowadzeniach do elektrod.Elementy ochronne nie wymagaja stosowania sztucznego gaszenia luku w iskiernikach. Luk gasnie^ samoczynnie wskutek przerwania jego pradu przez otwierajacy sie wylacznik.FJg. 4 przedstawia przykladowo urzadzenie ochronne trójfazowe zastosowane przy wylacza¬ niu trójfazowego obiektu w sieci trójfazowej.Urzadzenie sklada sie z trzech elementów ochronnych A, wlaczonych miedzy trzy fazy sieci i ziemie. Kazdy element sklada sie* z iskier¬ nika o zmiennej wytrzymalosci przerwy iskro-^ wej B i- ewentualnie opornika szeregowego C, umieszczonego np. po stronie elektrody uzie¬ mionej. Urzadzenie jest ustawione w sieci tuz przy wylaczniku W, odlaczajacym obiekt O.Wlaczone jest ono po stronie tego obiektu i od¬ laczane jest od zródla Z wraz z tym obiektem.Obiektem O moze byc nie obciazony transfor¬ mator lub silnik, badz nie obciazona linia lub fattate taondanaasorow: Hylka w ty«h przypad¬ kach) otwienanie wylacznika W moze byc przy¬ czyna powstawania przepiec, gdyz sa to przy- pacBfeft obiektów jednostronnie zasilanych po¬ przez wylacznik W. Przy dwustronnym zasila¬ niu jednoczesnie od strony wylacznika W i od strony S lub przy obciazeniu po stronie S, jezeli obiektem jest transformator lub linia, przepie¬ cia laczeniowe nie powstaja i urzadzenie ochron¬ ne, dzialajace przy jednostronnym zasilaniu; nie* powinno dzialac: Mozna; to osiagnac przez zainstalowanie odpowiedniej blokady.Dzialanie urzadzenia ochronnego w sieci opi¬ sano ponizej.Pozy wylaczaniu* obiektu O, impuls powodu¬ jacy otwierania si£ wylacznika W jest poprze¬ dzony impulsem powodujacym zmniejszenie wytrzymalosci przerwy iskrowej elementów A urzaplzenia, ochronnego, co moi^ byc osiagniete np. przez uzgoie pomocniczych przekazników w obwodach pradów sterujacych ich napedy.Elziaki temu. proces wylaczania w wylaczniku W rozpoczyna; sie przy obnizonym napieciu zaplo-nu lakierników £ w tych elementach. Przery¬ wanie pradu doplywajacego ze zródla napiecia w sieci Z powoduje wzrost napiec wzgledem ziemi w czesci sieci zawartej miedzy wylaczni¬ kiem W i obiektem O oraz na tym obiekcie.Czesc ta jest zródlem przepiec z punktu widze¬ nia reszty sieci i zródla Z. Przy wlaczonym urza¬ dzeniu ochronnym oraz przy obnizonej., wytrzy¬ malosci przerw jego elementów ochronnych w czasie wylaczania, mozliwe sa ponizej opisane dwa przypadki powstawania przepiec.Jezeli powstajace przepiecia beda nizsze od napiecia zaplonu iskierników B pomimo obni¬ zenia wytrzymalosci przerw iskrowych przy wylaczaniu, to przepiecia te nie spowoduja za¬ plonów iskierników i bedzie to oznaczac, ze ich wartosci nie osiagaja nawet wartosci- granicz¬ nych dopuszczalnych. Przepiecia te beda mogly przedostac sie do pozostalej czesci sieci. Po za¬ konczeniu procesu wylaczania wytrzymalosc przerw iskrowych urzadzenia ochronnego pod¬ wyzszy sie do pierwotnej wartosci. Urzadzenie pozostaje odlaczone od sieci wraz z obiektem O.Jezeli przepiecia powstajace przy wylaczaniu beda wyzsze od napiecia zaplonu iskierników B po obnizeniu wytrzymalosci ich przerw iskro¬ wych tuz przed wylaczeniem, to zaplony iskier¬ ników w elementach ochronnych spowoduja rozladowanie pojemnosci odlaczanej czesci sie¬ ci oraz uciecie przepiec. Luk, w iskiernikach bedzie podtrzymywany pradem plynacym ze zródla Z poprzez wylacznik W tylko w trakcie rozchodzenia sie styków. Przez calkowite otwar¬ cie wylacznika prad ten ulegnie przerwaniu przy jednoczesnym odlaczeniu od zródla obiektu O.Po wylaczeniu wytrzymalosc przerw iskrowych urzadzenia ochronnego podwyzszy sie do pier¬ wotnej wartosci. Urzadzenie ochronne bedzie zatem gotowe do ponownego zalaczenia wraz z obiektem O oraz do ponownej pracy przy na¬ stepnym wylaczaniu. PL