RU2020682C1

RU2020682C1 - Device indicating high voltage across busbars of factory assembled switchgears

Info

Publication number: RU2020682C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Игоревич Гуревич
Original assignee: Владимир Игоревич Гуревич
Priority date: 1992-07-01
Filing date: 1992-07-01
Publication date: 1994-09-30

Abstract

FIELD: factory-assembled switchgears; indication of high voltage across 3 - 35 kV busbars of switchgears. SUBSTANCE: device has indicating units, converting unit with three-phase rectifier bridge employing diodes and hermetically sealed reed relays, neon lamps, capacitors, diodes, resistor, detachable jumper, sensors consisting of current-carrying bus, support insulator, earthed metal structure, dielectric gasket, attachment bolt, dielectric bushing and metal washer. EFFECT: enhanced reliability of operation. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, конкретно - к системам релейной защиты и предназначено для сигнализации о наличии высокого напряжения на шинах 6-35 кВ комплектных распределительных устройств (КРУ). The invention relates to electrical engineering, specifically to relay protection systems, and is intended for signaling the presence of high voltage on 6-35 kV buses of complete switchgears.

Наиболее близким устройством, выбранным в качестве прототипа, является устройство для сигнализации о наличии высокого напряжения на шинах 6-45 кВ, содержащее опорный изолятор специальной конструкции с металлическим кольцом, заделанным в кольцевой паз в теле изолятора, и индикаторный блок, содержащий три конденсатора, каждый из которых включен между металлическим кольцом и землей, три разрядника, включенных параллельно конденсаторам, три неоновые лампочки, три резистора и ручной коммутационный элемент. Недостатком данного устройства является его сложность из-за необходимости изготовления опорных изоляторов специальной конструкции, наличия специальных разрядников, а также недостаточная надежность работы, обусловленная возможностью ложной сигнализации при поломке переключателя. The closest device selected as a prototype is a device for signaling the presence of high voltage on 6-45 kV buses, containing a special-purpose support insulator with a metal ring embedded in an annular groove in the insulator body, and an indicator unit containing three capacitors, each of which is connected between the metal ring and the ground, three arresters connected in parallel with capacitors, three neon bulbs, three resistors and a manual switching element. The disadvantage of this device is its complexity due to the need to manufacture support insulators of a special design, the presence of special arresters, as well as insufficient reliability due to the possibility of a false alarm when the switch breaks.

Целью изобретения является повышение электробезопасности при эксплуатации устройства. The aim of the invention is to increase electrical safety during operation of the device.

Цель достигается тем, что в устройство для сигнализации о высокаом напряжении на шинах комплектных распределительных устройств, содержащее опорный изолятор и индикаторный блок, состоящий из двух конденсаторов, двух неоновых ламп и резистора, в первый индикаторный блок введены два диода и счетная перемычка, а в устройство введены второй индикаторный блок, идентичный первому индикаторному блоку, преобразовательный блок, состоящий из шести диодов, образующих трехфазный выпрямительный мост, и трех герконов, и первый, второй и третий датчики, причем входы трехфазного выпрямительного моста соединены с датчиками трех фаз и герконами, включенными между соответствующими входами трехфазного выпрямительного моста и "землей", первый и второй индикаторные блоки соединены между собой последовательно и включены между выводами постоянного тока трехфазного выпрямительного моста, в каждом индикаторном блоке между положительным и отрицательными выводами включены первая неоновая лампа непосредственно и вторая неоновая лампа - последовательно с седьмым диодом, включенным в проводящем направлении, причем первая неоновая лампа зашунтирована цепочкой, состоящей из параллельно включенных резистора и восьмого диода, соединенных последовательно с первым конденсатором, а вторая неоновая лампа зашунтирована вторым конденсатором, счетная перемычка включена между входом и выходом первого и второго индикаторных блоков, общая точка соединения первого и второго индикаторных блоков заземлена, при этом один из индикаторных блоков размещен на фасаде шкафа распределительного устройства, а второй - со стороны задней объемной панели (на фиг.1,2 не показано), каждый датчик состоит из диэлектрической пластины, установленной между опорным изолятором каждой фазы и заземленной металлической конструкцией, и металлической шайбы с выводным лепестком, установленной непосредственно под головкой болта крепления опорного изолятора и соединенной с соответствующим входом трехфазного выпрямительного моста и диэлектрической втулки, изолирующей болт крепления опорного изолятора. The goal is achieved by the fact that in the device for signaling high voltage on the tires of complete switchgears, containing a reference insulator and an indicator unit consisting of two capacitors, two neon lamps and a resistor, two diodes and a counting jumper are introduced into the first indicator unit, and into the device a second indicator block identical to the first indicator block, a converter block consisting of six diodes forming a three-phase rectifier bridge, and three reed switches, and the first, second and third sensors were introduced moreover, the inputs of the three-phase rectifier bridge are connected to the sensors of the three phases and the reed switches connected between the corresponding inputs of the three-phase rectifier bridge and the ground, the first and second indicator blocks are connected in series and connected between the DC terminals of the three-phase rectifier bridge, in each indicator block between the positive and negative terminals included the first neon lamp directly and the second neon lamp - in series with the seventh diode included in the conductive m direction, and the first neon lamp is shunted by a chain consisting of a parallel-connected resistor and an eighth diode connected in series with the first capacitor, and the second neon lamp is shunted by the second capacitor, a counting jumper is connected between the input and output of the first and second indicator blocks, a common connection point of the first and the second indicator blocks are grounded, while one of the indicator blocks is placed on the front of the switchgear cabinet, and the second from the back of the surround spruce (not shown in Fig. 1.2), each sensor consists of a dielectric plate installed between the support insulator of each phase and a grounded metal structure, and a metal washer with an output tab mounted directly under the head of the support insulator bolt and connected to the corresponding input a three-phase rectifier bridge and a dielectric sleeve insulating the mounting bolt of the supporting insulator.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема устройства для сигнализации о высоком напряжении на шинах комплектных распределительных устройств; на фиг.2 приведена конструктивная схема датчика. Figure 1 presents a schematic electrical diagram of a device for signaling a high voltage on the tires of complete switchgears; figure 2 shows the structural diagram of the sensor.

Устройство для сигнализации о высоком напряжении на шинах распределительных устройств содержит индикаторные блоки 1,2 и преобразовательный блок 3, состоящий из трехфазного выпрямительного моста на диодах 4-9 и герконах 10-12, а каждый из индикаторных блоков состоит из неоновых ламп 13,14, конденсаторов 15,16, диодов 17,18, резистора 19, съемной перемычки 20. A device for signaling a high voltage on the busbars of switchgear contains indicator blocks 1,2 and a converter block 3, consisting of a three-phase rectifier bridge on diodes 4-9 and reed switches 10-12, and each of the indicator blocks consists of neon lamps 13,14, capacitors 15.16, diodes 17.18, resistor 19, removable jumper 20.

Датчик выполнен следующим образом. Токоведущая шина 21 укреплена на опорном изоляторе 22, между опорным изолятором каждой фазы и заземленной металлической конструкцией 23 установлена диэлектрическая прокладка 24, болт 25 крепления опорного изолятора 22 изолирован диэлектрической втулкой 26, металлическая шайба 27 с выводным лепестком, установленная непосредственно под головкой болта крепления 25 опорного изолятора 22 и соединенная с соответствующим входом трехфазного выпрямительного моста. The sensor is made as follows. The current-carrying bus 21 is mounted on the support insulator 22, a dielectric gasket 24 is installed between the support insulator of each phase and the grounded metal structure 23, the bolt 25 of the support of the support insulator 22 is insulated by a dielectric sleeve 26, the metal washer 27 with the lead tab mounted directly under the head of the support bolt 25 of the support insulator 22 and connected to the corresponding input of a three-phase rectifier bridge.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В нерабочем положении перемычки 20 вставлены в соответствующие гнезда в обоих индикаторных блоках 1,2. При этом все неоновые лампочки, все конденсаторы и выходы выпрямительного моста оказываются закороченными. Для контроля наличия напряжения на шинах распределительного устройства извлекают из гнезда любую из перемычек 20. При этом дешунтируются элементы соответствующего индикаторного блока 1 или 2, а также соответственно конденсаторы 15 и 16. При включении индикаторного блока 1, например, дешунтируются конденсаторы 15.1. и 16.1, а конденсаторы 15.2 и 16.2 остаются закороченными перемычкой 20.2. При такой схеме соединения элементов закорачивание части элементов не сказывается на работоспособности остальных элементов. Таким образом, все напряжение, наведенное на выходе трехфазного выпрямительного моста, оказывается приложенным к индикаторному блоку 1. Начинается заряд конденсаторов 15.1 и 16.1. Последний заряжается быстрее из-за отсутствия в его зарядной цепи резистора, ограничивающего ток заряда. При достижении на этом конденсаторе напряжения зажигания неоновой лампы 14.1 (около 80% ) последняя зажигается и ее внутреннее сопротивление резко уменьшается. Конденсатор 16.1 разряжается на лампу 14.1 непосредственно, а конденсатор 15.1 - через диоды 17.1 и 18.1, формируя хорошо видимую вспышку света. При снижении напряжения на конденсаторах газовый разряд в лампе 14.1 погасает, а ток через нее прекращается и начинается опять заряд конденсаторов 15.1 и 16.1. In the idle position, jumpers 20 are inserted into the respective sockets in both indicator blocks 1,2. In this case, all neon bulbs, all capacitors and outputs of the rectifier bridge are shorted. To control the presence of voltage on the busbars of the switchgear, any of the jumpers 20 is removed from the socket 20. In this case, the elements of the corresponding indicator unit 1 or 2, as well as the capacitors 15 and 16, respectively, are disconnected. When the indicator unit 1 is turned on, for example, the capacitors 15.1 are removed. and 16.1, and capacitors 15.2 and 16.2 remain shorted by jumper 20.2. With this scheme of connecting elements, shorting a part of the elements does not affect the operability of the remaining elements. Thus, all the voltage induced at the output of the three-phase rectifier bridge is applied to the indicator unit 1. The charge of the capacitors 15.1 and 16.1 begins. The latter charges faster due to the absence of a resistor in its charging circuit that limits the charge current. When the ignition voltage of neon lamp 14.1 (about 80%) is reached on this capacitor, the latter ignites and its internal resistance decreases sharply. The capacitor 16.1 is discharged directly to the lamp 14.1, and the capacitor 15.1 through the diodes 17.1 and 18.1, forming a well-visible flash of light. When the voltage across the capacitors decreases, the gas discharge in the lamp 14.1 goes out, and the current through it stops and the charge of the capacitors 15.1 and 16.1 starts again.

Описанный процесс периодически повторяется до тех пор, пока съемная перемычка не будет вставлена в свое гнездо. При выходе их строя лампы 14.1 конденсатор 16.1 не может разрядиться до тех пор, пока не произойдет пробой газового промежутка в лампе 13.1. Лампа 13.1 кратковременно зажигается, конденсатор 15.1 разряжается, лампа 13.1 погасает и процесс повторяется в той же последовательности. The described process is periodically repeated until a removable jumper is inserted into its socket. With the failure of the lamp 14.1, the capacitor 16.1 cannot be discharged until a breakdown of the gas gap in the lamp 13.1 occurs. The lamp 13.1 briefly lights up, the capacitor 15.1 discharges, the lamp 13.1 goes out and the process repeats in the same sequence.

Индикаторный блок 2 работает в той же последовательности. Indicator unit 2 operates in the same sequence.

При извлечении из гнезд обоих индикаторных блоков, съемных перемычек оба блока оказываются включенными последовательно и оба работают одновременно. When removing both indicator blocks and removable jumpers from the sockets, both blocks turn on in series and both work simultaneously.

Обрыв или заземление одной фазы не приводит к потере работоспособности устройства, так как для питания одной (или двух) лампочки на выходах выпрямительного моста остается достаточно мощный сигнал с двух фаз. A break or grounding of one phase does not lead to a loss of operability of the device, since a sufficiently powerful signal from two phases remains at the outputs of the rectifier bridge to power one (or two) bulbs.

При перекрытии изолятора 22 разряд с шины 21 будет перемещаться по поверхности диэлектрической прокладки 24 в сторону открытой поверхности заземленной металлоконструкции 23. Вывод 27, включенный на вход схемы, оказывается защищенным от попадания высокого потенциала с шины заземленной металлоконструкции 23, выполняющей функцию экрана. В случае непредвиденной ситуации, когда высоковольтный потенциал все же попадает на вход преобразовательного блока 3, в действие вступает один из герконов 10-12. When the insulator 22 is closed, the discharge from the bus 21 will move along the surface of the dielectric strip 24 towards the open surface of the grounded metal structure 23. The terminal 27, which is connected to the input of the circuit, is protected from high potential from the bus of the grounded metal structure 23, which acts as a screen. In the event of an unforeseen situation, when the high-voltage potential still enters the input of the converter unit 3, one of the reed switches 10-12 comes into effect.

Герконы на входе устройства осуществляют дополнительную защиту от выноса высокого потенциала, пробиваясь и свариваясь при перекрытии изоляторов. При этом они могут пропускать через себя ток однофазного замыкания на землю в течение длительного времени. Повышению электробезопасности способствует также заземление гнезд выемных вилок. В данном устройстве электробезопасность повышается благодаря наличию двух индикаторных блоков, работающих независимо друг от друга, один из которых размещен на фасаде шкафа распределительного устройства, а другой - со стороны задней съемной панели. Reed switches at the input of the device provide additional protection against the removal of high potential, breaking through and welding when overlapping insulators. At the same time, they can pass a single-phase earth fault current through themselves for a long time. Improving electrical safety also contributes to the grounding of the sockets of the forks. In this device, electrical safety is increased due to the presence of two indicator units operating independently of each other, one of which is located on the front of the switchgear cabinet, and the other from the back of the removable panel.

Кроме того, в данном устройстве три датчика работают на одну неоновую лампочку, что позволило значительно увеличить подводимую к ней мощность и устранить влияние повышенной влажности воздуха и загрязнение изоляторов на надежность индикации наличия напряжения. Устройство обладает высокой надежностью за счет того, что при выходе из строя основной неоновой лампочки в каждом из индикаторных блоков автоматически начинают мигать аварийные лампочки, а датчик защищен от попадания высокого потенциала, так как место съема сигнала находится под заземленной металлоконструкцией шкафа КРУ и при повреждении изолятора высокий потенциал попадает на "землю", а не на элементы схемы устройства. In addition, in this device, three sensors work on one neon bulb, which significantly increased the power supplied to it and eliminated the effect of increased air humidity and pollution of insulators on the reliability of the indication of the presence of voltage. The device is highly reliable due to the fact that when the main neon bulb fails, emergency lights automatically start flashing in each of the indicator blocks and the sensor is protected from high potential since the signal pick-up location is under the grounded metal structure of the switchgear cabinet and if the insulator is damaged high potential falls on the ground, and not on the elements of the device circuit.

Claims

HIGH VOLTAGE ALARM DEVICE FOR TIRES OF COMPLETE DISTRIBUTION DEVICES, comprising a reference insulator and an indicator unit consisting of two capacitors, two neon lamps and a resistor, characterized in that two diodes and a removable jumper are inserted into the first indicator unit and the second is inserted into the device an indicator unit identical to the first indicator unit, a conversion unit consisting of six diodes forming a three-phase rectifier bridge, and three reed switches, and the first, second and third sensors, the inputs of the three-phase rectifier bridge are connected to the sensors of three phases and reed switches connected between the corresponding inputs of the three-phase rectifier bridge and ground, the first and second indicator blocks are connected between the DC terminals of the three-phase rectifier bridge, in each indicator block between the positive and negative terminals the first a neon lamp — directly and a second neon lamp — in series with a seventh diode turned on in the conductive direction, the first neon lamp being shunted by a chain consisting of a parallel-made resistor and an eighth diode connected in series with the first capacitor, and the second neon lamp is shunted by the second capacitor, and a removable jumper is connected between the input and output of the first and second indicator blocks, the common connection point of the first and second indicator blocks is grounded, in this case, one of the indicator blocks is located on the front of the switchgear cabinet, and the second from the back of the removable panel, each sensor consists of a dielectric th plate mounted between the support insulator for each phase and the grounded metal structure, a metal washer with outcoupling petal installed directly under the head of the bolt fastening the support insulator and connected to the corresponding input of the three-phase rectifier bridge, and a dielectric sleeve bolt insulating support insulator.