RU191656U1

RU191656U1 - Experimental stand

Info

Publication number: RU191656U1
Application number: RU2019108018U
Authority: RU
Inventors: Юлия Сергеевна Козлова; Александр Иванович Сидоров; Игорь Николаевич Ишимов
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2019-08-15

Abstract

Экспериментальный стенд содержит блок управления, содержащий магнитный пускатель, имеющий нормально разомкнутый контакт, замыкаемый при нажатии кнопки «пуск», и нормально замкнутый контакт, размыкаемый при замыкании контакта промежуточного реле, срабатывающего при замыкании контакта реле времени по истечении заданного времени. Далее последовательно расположен регулируемый источник тока, к первому выходу которого подключен трансформатор тока, вторичная обмотка которого соединена с амперметром, расположенная за трансформатором тока медная шина с ключом, первая изолирующая рукоять с проводником, подключенная со стороны первого выхода регулируемого источника тока за медной шиной с ключом, и вторая изолирующая рукоять с проводником, подключенная к регулируемому источнику тока со стороны его второго выхода, при этом первая изолирующая рукоять закреплена на вращающейся в горизонтальной плоскости стойке, а вторая изолирующая рукоять - на неподвижной стойке.Технический результат: создание признаков короткого замыкания, возникающего при схлестывании проводов, и, как следствие, определение пожароопасности такого замыкания. 2 ил.The experimental stand contains a control unit containing a magnetic starter having a normally open contact that closes when the "start" button is pressed, and a normally closed contact that opens when the contact of the intermediate relay closes when the contact of the time relay closes after a specified time. Next, a regulated current source is located in series, the first output of which is connected to a current transformer, the secondary winding of which is connected to an ammeter, a copper bus with a key located behind the current transformer, the first insulating handle with a conductor connected from the side of the first output of the adjustable current source behind the copper bus with a key and a second insulating handle with a conductor connected to an adjustable current source from the side of its second output, while the first insulating handle is fixed to rotation horizontal stand, and the second insulating handle - on a fixed stand. Technical result: the creation of signs of a short circuit that occurs when the wires are whipped, and, as a result, the determination of the fire hazard of such a short circuit. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для экспериментального исследования влияния величины тока короткого замыкания при схлестывании проводов воздушной линии электропередачи, длительности существования этого замыкания, сечения проводов на количество и размер капель расплавленного металла, образующихся в результате этого замыкания.The utility model relates to electrical engineering and can be used to experimentally study the effect of the short-circuit current when the wires of an overhead power transmission line overlap, the duration of this short circuit, the cross-section of the wires on the number and size of molten metal droplets formed as a result of this short circuit.

Существующая защита от токов короткого замыкания не в полном объеме решает проблему предупреждения пожаров. Короткое замыкание с образованием искр и разбрызгиванием расплавленных частиц металла может привести к пожару. При выборе защиты не учитывается нагрев металлических проводников до высоких температур, который может привести к возгоранию пожароопасных веществ и материалов, расположенных вблизи проводов воздушной линии. The existing protection against short-circuit currents does not fully solve the problem of preventing fires. A short circuit with sparks and a spray of molten metal particles can cause a fire. When choosing protection, the heating of metal conductors to high temperatures, which can lead to the ignition of fire-hazardous substances and materials located near the wires of the overhead line, is not taken into account.

В настоящее время установок для исследования пожарной опасности короткого замыкания, возникающего при схлестывании проводов воздушных линий электропередачи, не существует.At present, there are no installations for investigating the fire hazard of a short circuit that occurs when the wires of electric power transmission lines are whipped together.

Из уровня техники известна экспериментальная установка (Смелков Г.И., Чешко И.Д», с.121-128, статья в научно-аналитическом журнале «Вестник Санкт-Петербургского университета государственной противопожарной службы МЧС России», Издательство: Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям, ликвидации последствий стихийных бедствий (Санкт-Петербург)), позволяющая моделировать, В.Г. Плотников, «Экспериментальное моделирование пожароопасных аварийных режимов в электрических проводах КЗ с целью установления природы оплавлений электрических проводников тока. Она содержит трансформатор, к которому через кабели подключены электроды, подсоединенные к испытательным образцам, размещенным внутри камеры, устройство контроля температуры, панель управления, устройство контроля значения тока в испытательной цепи, источник внешнего тепла.The experimental setup is known from the prior art (Smelkov G.I., Cheshko I.D., pp. 121-128, article in the scientific and analytical journal "Bulletin of the St. Petersburg University of the State Fire Service EMERCOM of Russia", Publisher: St. Petersburg University The State Fire Service of the Ministry of the Russian Federation for Civil Defense, Emergencies, Disaster Management (St. Petersburg)), which allows modeling, V.G. Plotnikov, “Experimental modeling of fire hazardous emergency modes in short-circuit electric wires with the aim of establishing the nature of the fusion of electric current conductors. It contains a transformer to which electrodes are connected via cables, connected to test samples placed inside the chamber, a temperature control device, a control panel, a current value control device in the test circuit, and an external heat source.

Недостатком указанной установки является то, что она позволяет лишь установить природу оплавлений по изменению микроструктуры проводников, но не предназначена для исследования процесса образования капель расплава и их пожарной опасности при коротком замыкании.The disadvantage of this installation is that it only allows you to establish the nature of the reflows by changing the microstructure of the conductors, but is not intended to study the process of formation of melt droplets and their fire hazard during a short circuit.

Также известна экспериментальная установка (патент на полезную модель РФ №181195, «Экспериментальный стенд», МПК G01R 31/02, опубл. 05.07.2018), позволяющая исследовать влияние времени отключения короткого замыкания в электрических проводниках на изменение их микроструктуры. Она содержит силовой трансформатор, блок регулирования напряжения, амперметр, два ключа, проводники, размещенные в испытательном коробе, источник открытого пламени, контактный термометр, электрический секундомер, блок защиты от короткого замыкания с набором плавких вставок и автоматических выключателей.An experimental setup is also known (patent for a utility model of the Russian Federation No. 181195, “Experimental bench”, IPC G01R 31/02, published July 5, 2018), which allows one to study the effect of short circuit time in electrical conductors on the change in their microstructure. It contains a power transformer, a voltage control unit, an ammeter, two keys, conductors located in the test box, an open flame source, a contact thermometer, an electric stopwatch, a short circuit protection unit with a set of fuse links and circuit breakers.

Недостаток этой установки заключается в том, что она также служит для исследований, связанных с микроструктурой проводников.The disadvantage of this installation is that it also serves for research related to the microstructure of conductors.

Известен стенд (патент на изобретение РФ №2249826, «Устройство для исследования пережигающего действия электрической дуги при коротком замыкании», МПК G01R 31/02, опубл. 10.04.2005), содержащий трансформатор, проводник, зону образования искусственного короткого замыкания.A well-known stand (patent for the invention of the Russian Federation No. 22989826, "A device for studying the burning effect of an electric arc during a short circuit", IPC G01R 31/02, publ. 04/10/2005) containing a transformer, conductor, zone of formation of an artificial short circuit.

Недостатком стенда является то, что он направлен на исследование пережигающего действия электрической дуги, а исследование влияния времени существования короткого замыкания и других параметров на количество капель расплава в нем не предусмотрено.The disadvantage of the stand is that it is aimed at studying the burning effect of an electric arc, and there is no study of the influence of the short-circuit lifetime and other parameters on the number of melt drops.

Технический результат заявляемой полезной модели заключается в создании признаков короткого замыкания, возникающего при схлестывании проводов, и, как следствие, определении пожароопасности такого замыкания.The technical result of the claimed utility model is to create signs of a short circuit that occurs when the wires are whipped together, and, as a result, determine the fire hazard of such a short circuit.

Пожароопасность короткого замыкания может зависеть от различных величин: величины тока короткого замыкания, длительности такого замыкания, сечения проводов, площади их контакта.The fire hazard of a short circuit can depend on various quantities: the magnitude of the short circuit current, the duration of such a short circuit, the cross section of the wires, the area of their contact.

Указанный технический результат достигается за счет того, что экспериментальный стенд содержит блок управления источником тока с реле времени для задания длительности существования замыкания, промежуточным реле и магнитным пускателем для включения и отключения питания стенда, последовательно подключенный к блоку управления регулируемый источник тока, к первому выходу которого подключен трансформатор тока, вторичная обмотка которого соединена с амперметром, расположенную за трансформатором тока медную шину с ключом, первую изолирующую рукоять с проводником, подключенную со стороны первого выхода регулируемого источника тока за медной шиной с ключом, и вторую изолирующую рукоять с проводником, подключенную крегулируемому источнику тока со стороны его второго выхода, при этом первая изолирующая рукоять закреплена на вращающейся в горизонтальной плоскости стойке, а вторая изолирующая рукоять - на неподвижной стойке.The specified technical result is achieved due to the fact that the experimental stand contains a current source control unit with a time relay for setting the duration of the circuit, an intermediate relay and a magnetic starter for turning the stand on and off, and an adjustable current source connected to the control unit, to the first output of which a current transformer is connected, the secondary winding of which is connected to an ammeter, a copper bus with a key located behind the current transformer, the first isolator a handle with a conductor connected from the side of the first output of the adjustable current source behind the copper bus with a key, and a second insulating handle with a conductor connected to the regulated source of power from the side of its second output, while the first insulating handle is mounted on a rack rotating in a horizontal plane, and the second insulating handle is on a fixed rack.

Применение вертикальных стоек обеспечит возможность исследования влияния площади контакта проводов при замыкании на процесс образования капель расплавленного металла.The use of vertical racks will provide the opportunity to study the influence of the contact area of the wires when a short circuit on the process of formation of drops of molten metal.

Использование двух проводников позволит смоделировать однофазное короткое замыкание при их схлестывании.The use of two conductors will allow simulating a single-phase short circuit when they are whipped.

Использование реле времени позволит задавать время короткого замыкания.Using a time relay allows you to set the short circuit time.

Применение трансформатора тока совместно с амперметром обеспечит регулирование и контроль величины тока короткого замыкания.The use of a current transformer together with an ammeter will provide regulation and control of the magnitude of the short circuit current.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид установки для исследования влияния различных величин, характеризующих короткое замыкание проводов на количество и размер образующихся капель расплавленного металла, на фиг.2 представлена электрическая схема блока управления источником тока.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of an apparatus for studying the influence of various quantities characterizing a short circuit of wires on the number and size of molten metal droplets formed, and FIG. 2 shows an electrical diagram of a current source control unit.

Экспериментальный стенд (на фиг. 1) содержит блок управления 1, содержащий магнитный пускатель КМ1.1, имеющий нормально разомкнутый контакт, замыкаемый при нажатии кнопки «пуск», и нормально замкнутый контакт, размыкаемый при замыкании контакта KL промежуточного реле KL, срабатывающего при замыкании контакта КТ реле времени КТ по истечении заданного времени, последовательно подключенный к блоку управления регулируемый источник тока 2, к первому выходу которого подключен трансформатор тока 3, амперметр 4, вертикальные стойки 10 и 11, одна из которых неподвижная (11), а вторая (10) вращается в горизонтальной плоскости, изолирующие рукояти 6 и 7, размещенные на стойках и на которых закреплены проводники 8 и 9, медную шину с ключом 5 для настройки стенда на определенную величину тока замыкания.The experimental stand (in Fig. 1) contains a control unit 1, containing a magnetic starter KM1.1, with a normally open contact, closed when the "start" button is pressed, and a normally closed contact, opened when the contact KL of the intermediate relay KL, which is activated when closed, is closed CT contact of the CT time relay after a specified time, an adjustable current source 2 connected in series to the control unit, to the first output of which a current transformer 3, ammeter 4, vertical racks 10 and 11, one of which rykh stationary (11), and the second (10) rotates in a horizontal plane, insulating arms 6 and 7, placed on racks and on which conductors 8 and 9 are fixed, a copper bus with a key 5 for setting the stand to a certain amount of fault current.

Экспериментальный стенд работает следующим образом.The experimental stand works as follows.

До проведения исследований осуществляется установка экспериментального тока короткого замыкания: при замкнутом ключе 5 медной шины и с установленной выдержкой времени на реле времени, равной 10 с, нажатием кнопки «пуск» магнитного пускателя блока управления 1 подается переменное напряжение. Постепенно увеличивая напряжение на вторичной обмотке силового трансформатора 3, устанавливаем требуемую величину тока короткого замыкания, (контролируем по амперметру 4). По истечении заданного времени контакт реле времени КТ замыкается, подавая сигнал на размыкание нормально замкнутого контакта «стоп» магнитного пускателя КМ1.1 через промежуточное реле KL, отключая установку. Ключ 5 на медной шине размыкается.Prior to research, an experimental short-circuit current is set: with a closed key 5 of the copper bus and with a set time delay on the time relay equal to 10 s, an alternating voltage is applied by pressing the "start" button of the magnetic starter of control unit 1. Gradually increasing the voltage on the secondary winding of the power transformer 3, set the required value of the short circuit current (control by ammeter 4). After the set time has passed, the contact of the CT time relay closes, giving a signal to open the normally closed “stop” contact of the KM1.1 magnetic starter through an intermediate relay KL, turning off the unit. Key 5 on the copper bus opens.

Для проведения исследований проводники 8 и 9 выбранного сечения закрепляют на изолирующих рукоятях 6 и 7, отрегулировав площадь контакта.For research, conductors 8 and 9 of the selected cross section are fixed on insulating arms 6 and 7, adjusting the contact area.

Сечение проводников выбирается исходя из того, провода какого сечения эксплуатируются в линиях того или иного класса напряжений.The cross-section of the conductors is selected based on which wires of which cross-section are operated in the lines of a particular voltage class.

Задав выдержку по времени для реле времени КТ, кнопкой «пуск» замыкается нормально разомкнутый контакт магнитного пускателя КМ1.1. Проводники 8 и 9, размещенные на стойках 10 и 11, обеспечивают короткое замыкание. По истечении заданного времени контакт реле времени КТ замыкается, подавая сигнал на размыкание нормально замкнутого контакта «стоп» магнитного пускателя КМ1.1 через промежуточное реле KL, отключая установку. Цепь разрывается. Осуществляется подсчет образовавшихся капель расплавленного металла.After setting the time delay for the CT time relay, the “start” button closes the normally open contact of the KM1.1 magnetic starter. Conductors 8 and 9, placed on racks 10 and 11, provide a short circuit. After the set time has passed, the contact of the CT time relay closes, giving a signal to open the normally closed “stop” contact of the KM1.1 magnetic starter through an intermediate relay KL, turning off the unit. The chain is breaking. The resulting droplets of molten metal are counted.

После проведения каждого эксперимента проводится его повторение с размещенной под проводниками горючей нагрузкой, и определяется возможность ее возгорания от полученных расплавленных капель. В случае если горючая нагрузка воспламеняется, то смоделированное замыкание проводов (при заданных величинах, тока короткого замыкания, длительности этого замыкания, сечения проводов и площади их контакта), считается пожароопасным.After each experiment, it is repeated with a combustible load placed under the conductors, and the possibility of its ignition from the molten droplets obtained is determined. If the combustible load is ignited, then the simulated short circuit of the wires (for given values, short circuit current, the duration of this short circuit, the cross section of the wires and their contact area) is considered to be fire hazard.

Изменяя величину того или иного параметра (тока замыкания, длительности замыкания, сечения провода, площади контакта проводников) проводим необходимое число испытаний.Changing the value of a parameter (fault current, fault duration, wire cross-section, contact area of conductors) we carry out the required number of tests.

Использование указанного экспериментального стенда обеспечит возможность исследования влияния различных параметров короткого замыкания проводников на количество и размер капель расплавленного металла, образующихся в результате этого замыкания. По полученным результатам (подсчету количества и определению размера капель) определяется вероятность возникновения пожара при заданных условиях короткого замыкания при схлестывании проводов воздушной линии электропередачи, а по значению вероятности определяется пожароопасность этих условий.Using the specified experimental stand will provide an opportunity to study the effect of various parameters of the short circuit of conductors on the number and size of drops of molten metal resulting from this short circuit. Based on the results obtained (counting the number and determining the size of the drops), the probability of a fire under the specified short circuit conditions when the wires of the overhead power line are whipped together is determined, and the fire hazard of these conditions is determined by the probability value.

Claims

An experimental bench containing a current source control unit with a time relay for setting the duration of the circuit, an intermediate relay and a magnetic starter to turn the stand on and off, an adjustable current source connected in series to the control unit, to the first output of which a current transformer is connected, the secondary winding of which is connected with an ammeter, a copper bus with a key located behind the current transformer, the first insulating handle with a conductor connected from the side of the first an output of an adjustable current source behind a copper bus with a key, and a second insulating handle with a conductor connected to an adjustable current source from the side of its second output, while the first insulating handle is mounted on a rack rotating in a horizontal plane, and the second insulating handle is fixed on a stationary rack.