Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono:30.09.1973 Opis patentowy opublikowano: 31 ^2 1975 78241 K1.21c, 28/03 MKPH01h3/30 HOlh 21/54 CZYULNIA Urzedu Pofentowego flirtuj lacyrtfrt j| [r Twórcawynalazku: Zenon Tabaczynski Uprawniony z patentu tymczasowego: Zaklady Konstrukcyjno-Mechanizacyjne /" Przemyslu Weglowego, Gliwice (Polska) T Zalacznik zwarciowy Przedmiotem wynalazku jest zalacznik zwarciowy z zasobnikowym napedem mechanicznym, przezna¬ czony do stosowania w laboratoriach wielkopradowych do zwierania obwodów probierczych zwlaszcza na niskim napieciu.W znanych zwarciowniach transformatorowych, przy próbach niskonapieciowych urzadzen i aparatów elektrycznych, stosuje sie zalaczniki zwarciowe w obwodach wysokonapieciowych, czyli po stronie pierwotnej transformatora zwarciowego obnizajacego napiecie probiercze. Sposób ten mimo swych wad zostal powszechnie przyjety w zwiazku z trudnosciami w wykonaniu zalaczników przystosowanych do laczenia pradów probier¬ czych na niskim napieciu wynoszacych kilkadziesiat lub nawet ponad sto kiloamperów.Powodem trudnosci jest, przy znanych rozwiazaniach konstrukcyjnych koniecznosc przeplywu pradu przez polaczenie styku ruchomego zalacznika z szyna obwodu zwarciowego.Sposób zalaczania pradów zwarciowych po stronie górnego napiecia transformatora zwarciowego powo¬ duje jednak istotne niedogodnosci i niedokladnosci w przeprowadzanych próbach i pomiarach.Jedna z wad jest niemoznosc odwzorowania zwarc rzeczywiscie powstajacych w sieciach niskona¬ pieciowych znajdujacych sie pod napieciem, a tym samym tworzenia w warunkach laboratoryjnych modeli niskonapieciowych sieci i ukladów rzeczywistych.Inna niemniej istotna wada polega na tym, ze dla wywolania przeplywu pradu jest wlaczany, w obwód -transformator, którego obwód magnetyczny wskutek remanentu ma w chwili wlaczania napiecia nie okreslony stan namagnesowania, co powoduje bardzo znaczne odksztalcenia przebiegu napiecia w obwodzie niskona¬ pieciowym. To z kolei utrudnia analize oscylogramów prób zwarciowych i zaciemnia obraz przebiegu tych prób.Znane zalaczniki zwarciowe maja naped mechaniczny zasobnikowy i sa wyzwalane na ogól w dwojaki sposób. * Jednym z tych sposobów jest stosowanie jako wyzwalacza slimaka napedzanego silnikiem synchronicznym.Wada tego sposobu jest koniecznosc stosowania dodatkowej sztywnej i stabilnej konstrukcji mocujacej dla silnika i mechanizmu slimaka. Ponadto uklad oparty na tyin sposobie ma mala trwalosc mechaniczna.Drugi sposób polega na stosowaniu specjalnego elektronowego nastawnika fazowego, który impulsem pradowym dzialajacym na cewke wyzwalacza napedu zalacznika powoduje zalaczenie obwodu pierwotnego transformatora zwarciowego w odpowiedniej fazie przebiegu napiecia i pradu.2 78 241 Wada tego sposobu jest bardzo skomplikowany uklad nastawnika fazowego, w sklad którego oprócz kilku zespolów transformatorowych wchodzi kilkadziesiat elementów elektronicznych, a takze mala dokladnosc oraz zbyt wielka czulosc powodujaca przypadkowe zadzialania pod wplywem zaklóceniowych przepiec w nisko¬ napieciowej sieci zasilajacej obwody sterownicze i pomiarowe zwarciowni.«¦ Celem wynalazku jest wyeliminowanie tych niedokladnosci, uchybien i niedogodnosci w przeprowadzaniu prób zwarciowych w laboratoriach wielkopradowych. Dla osiagniecia tego celu wytyczono sobie zadanie takiego rozwiazania zalacznika i ukladu nastawnika fazowego wyzwalajacego naped tego zalacznika, które pozwalaloby wykonywac zwarcia w dowolnym miejscu nieskonapieciowego obwodu probierczego modelujacego siec rze¬ czywista i eliminowalo odksztalcenia w przebiegu napiecia wywolane stanem nieustalonym transformatora, a przy tym bylo proste, niezawodne i dokladne.Cel ten zostal osiagniety wedlug wynalazku przez zastosowanie w kazdym biegunie zalacznika dwu styków szczekpwych, zwiernych ruchomym stykiem nozowym przy zamykaniu zalacznika oraz wyposazenie napedu zalacznika w elektromagnetyczny wyzwalacz, którego cewka jest zasilana z trójfazowej sieci pradu przemiennego-poprzez wielopolozeniowy przelacznik umozliwiajacy wybór dowolnego napiecia z dwunastowek- torowej gwiazdy napiec skojarzonych i poprzez pólokresowy prostownik polaczony szeregowo z opornikiem nastawczym. W obwodzie tym znajduje sie ponadto zestyk zwiemy przekaznika, którego cewka jest przylaczona do obwodu zasilajacego poprzez pólokresowy prostownik równolegle z obwodem cewki wyzwalacza zalacznika.W galezi ukladu laczacej jeden ze styków przelacznika z punktem polaczenia obwodów cewki wyzwalacza i cewki przekaznika jest zestyk zwiemy nastawnika czasowego zwarciowni. Przerywanie przeplywu pradu w cewce wyzwalacza po wyzwoleniu napedu zalacznika zapewnia rozwiemy zestyk pomocniczy zalacznika w obwodzie cewki wyzwalacza. Do regulacji momentu bezwladnosci mechanizmu napedowego styków zalacz¬ nika, a tym samym czasu wlasnego jego zamykania sluza wymienne tarcze kolowe nalozone na walek tego mechanizmu.Przez zastosowanie zestyków zalacznika z dwoma stykami szczekowymi w kazdym biegunie uniknieto koniecznosci przeplywu pradu zwarcia przez styk przegubowy, dzieki czemu obciazalnosc pradowa zalacznika jest praktycznienieograniczona. j Wykorzystanie napiec skojarzonych z sieci trójfazowej pradu przemiennego pozwala na uzyskanie za pomoca przelacznika skokowej regulacji fazy rozpoczecia zwarcia w odstepach katowych trzydziestostop¬ niowych. Dokladniejsza regulacje kata fazowego w chwili zalaczenia uzyskuje sie w prosty sposób przez regulacje oporu w obwodzie cewki wyzwalacza za pomoca opornika nastawczego, polaczonego szeregowo z prostownikiem. Dodatkowa regulacje fazy rozpoczecia zwarcia umozliwia zmiana momentu bezwladnosci mechanizmu zalacznika.Zalacznik wedlug wynalazku odznacza sie prostota rozwiazania konstrukcyjnego i ukladu sterujacego.Dzieki temu moze byc wykonany jako przenosny, co ulatwia wlaczanie go w niskonapieciowe obwody probiercze. Dzialanie jego jest dostatecznie dokladne, a mozliwosc niezamierzonego zalaczenia wykluczona.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia widok z boku zalacznika, a fig. 2 uklad jego obwodów glównych i sterowniczych.W stanie otwarcia zestyków glównych zalacznika, napedowa sprezyna spiralna 1 jest napieta, a mechanizm napedowy 2 zalacznika zablokowany zapadka 3 wyzwalacza 4. Styki szczekowe 5 zamocowane na plycie montazowo-izolacyjnej 6 sa od siebie odizolowane elektrycznie, a ruchome styki nozowe 7, odizolowane od mechanizmu napedowego 2 wstawkami izolacyjnymi 8, pozostaja w maksymalnej odleglosci od styków szczeko¬ wych 5. Cewka 9 wyzwalacza 4 znajdujaca sie w stanie bezpradowym nie przyciaga zwory 10 elektromagnesu wyzwalacza 4, która naciskana plaska sprezyna 11 utrzymuje stan zablokowania mechanizmu napedowego 2.Równiez cewka 12 przekaznika jest w stanie bezpradowym.Po ustawieniu styków ruchomych 13 przelacznika w wybrana pozycje czyli zalaczenie ukladu sterujacego na jedno z dwunastu napiec skojarzonych sieci trójfazowych oraz po uruchomieniu nastawnika czasowego zwarciowni powoduje sie zamkniecie zestyku zwiernego 14 tego nastawnika czasowego. Zanikniecie tego zestyku 14 doprowadza do przeplywu przez cewke 12 przekaznika pradu wyprostowanego jednopolówkowo prostownikiem 15, powodujac zamkniecie zestyku zwiernego 16 przekaznika przyczym czas wlasny przekaznika jest tak ustalony, ze zamkniecie jego zestyku 16 nastepuje po dziesieciu lub nieco wiecej milisekundach od chwili rozpoczecia przeplywu pradu przez jego cewke 12. W ten sposób zamkniecie obwodu cewki 9 wyzwalacza 4 przez zestyk 16 przekaznika przypada na polówke okresu przebiegu napiecia, w której ma ono kierunek przeciwny do kierunku przewodzenia prostownika 17 w obwodzie cewki 9 wyzwalacza 4. Zatem rozpoczecie przeplywu pradu przez cewke 9 nastapi dopiero po zmianie kierunku napiecia.Poniewaz dla przyciagniecia zwory 10 elektromagnesu przez cewke 9 trzeba dostarczyc do niej okreslona ilosc energii wyrazajacej sie calka iloczynu napiecia i pradu wzgledem czasu, dlatego szybkosc zadzialania wyzwalacza 4 mozna regulowac w granicach jednej polówki okresu poprzez regulacje opornosci w obwodzie cewki 9 opornikiem nastawczym 18.78 241 3 Z uwagi na to, ze czas wlasny zamykania zestyków zalacznika jest wartoscia stala, zalezna jedynie od sily sprezyny napedowej 1 i momentu bezwladnosci czesci ruchomych zalacznika, mozna poprzez odpowiedni wybór pozycji styków 13 przelacznika i regulacje oporu opornika nastawczego 18, z duza dokladnoscia nasta¬ wiac chwile rozpoczecia zwarcia przypadajaca w zadanym punkcie przebiegu napiecia probierczego, na przyklad przy przechodzeniu wartosci tego napiecia w jednej faz przez zero.Tarcze wymienne 19 nakladane na walek 20 mechanizmu ruchomego zalacznika pozwalaja na odpowiedni dobór momentu bezwladnosci tego mechanizmu^ a wiec na dodatkowa regulacje czasu zalaczania.Po wyzwoleniu napedu, oprócz zamkniecia zestyków glównych zalacznika, nastepuje otwarcie jego pomocniczego zestyku rozwiernego 21 w obwodzie cewki 9 wyzwalacza 4, dzieki czemu wstanie zamkniecia zalacznika cewka ta nie jest obciazona pradem. vasada wynalazku nie ogranicza sie do podanego przykladowo rozwiazania konstrukcyjnego. Zalacznik moze miec naped zlozony z wiecej niz jednej sprezyny lub inny rodzaj napedu zasobnikowego, na przyklad pneumatyczny, zamiast przelacznika dwunastopolozeniowego, moze miec przelacznik dwustopniowy z mniejsza iloscia polozen itd. y PL PL