RU215312U1

RU215312U1 - TEMPERATURE ALARM DEVICE FOR 6-35 kV switchgear

Info

Publication number: RU215312U1
Application number: RU2022118980U
Authority: RU
Inventors: Владимир Дмитриевич Купцов
Original assignee: Владимир Дмитриевич Купцов
Filing date: 2022-07-11
Publication date: 2022-12-08

Abstract

Устройство сигнализации превышения температуры для КРУ 6-35 кВ контролирует температуру высоковольтных шин в местах контакта с ними. Корпус устройства выполнен из эпоксидного компаунда, элементы крепления выполнены также из диэлектрического материала, что предотвращает пробой и возникновение дуги. При превышении температурного порога, установленного для конкретного устройства при его изготовлении, формируется импульс напряжения в цепи: фазный проводник - устройство - емкость между устройством и нулевым проводником, нулевой проводник. Нулевой проводник гальванически соединен с корпусом ячейки КРУ. Импульсу напряжения соответствует импульс тока между фазным и нулевым проводниками, который детектируется и служит сигналом сигнализации превышения температуры в месте установки устройства на фазном проводнике.

Temperature alarm device for switchgear 6-35 kV monitors the temperature of high-voltage busbars at the points of contact with them. The body of the device is made of epoxy compound, the fastening elements are also made of dielectric material, which prevents breakdown and arcing. When the temperature threshold set for a particular device during its manufacture is exceeded, a voltage pulse is formed in the circuit: phase conductor - device - capacitance between the device and the neutral conductor, the neutral conductor. The neutral conductor is galvanically connected to the body of the switchgear cell. A voltage pulse corresponds to a current pulse between the phase and neutral conductors, which is detected and serves as an alarm signal for overtemperature at the installation site of the device on the phase conductor.

Description

Устройство сигнализации превышения температуры для КРУ (Комплектно распределительное устройство) 6-35 кВ, в дальнейшем Устройство, контролирует температуру высоковольтных шин в местах контакта с ними.Overtemperature alarm device for switchgear (Complete switchgear) 6-35 kV, hereinafter the Device, controls the temperature of high-voltage tires at the points of contact with them.

Термины и определения:Terms and Definitions:

Максимальная величина импульса тока газового разрядника для режима тлеющего разряда - определяется техническими характеристиками и для данного описания не превышает 0,5 А.The maximum value of the current pulse of the gas discharger for the glow discharge mode is determined by the technical characteristics and for this description does not exceed 0.5 A.

Напряжение срабатывания газового разрядника - определяется техническими характеристиками и для данного описания не превышает 90 В.The gas arrester actuation voltage is determined by the technical characteristics and for this description does not exceed 90 V.

Величина импульса напряжения газового разрядника до напряжения тлеющего разряда - определяется техническими характеристиками и для данного описания не превышает 40 В.The magnitude of the voltage pulse of the gas discharger to the glow discharge voltage is determined by the technical characteristics and for this description does not exceed 40 V.

Напряжение - действующее значение фазного напряжения.Voltage - effective value of the phase voltage.

Поскольку Устройства для каждой из трех фаз одинаковы, рассмотрим пример Устройства, изображенного на фиг. 1, подключенного к одному из фазных проводников 2.Since the Devices for each of the three phases are the same, consider the example of the Device shown in FIG. 1 connected to one of the phase conductors 2.

Корпус 13 выполнен из эпоксидного компаунда в виде шайбы с закругленными краями, в которую помещены электронные компоненты. Устройство крепится к фазному проводнику 2 при помощи гайки 16 и винта 7, который залит в корпусе 13. Материал гайки 16 и винта 7 - диэлектрик. Металлическая шайба 6 также залита в корпусе 13 и имеет гальваническое соединение с вторичной обмоткой 18 импульсного трансформатора 8. Также шайба 6 имеет гальваническое соединение с фазным проводником 2. Термореле 3 не имеет гальванического контакта с фазным проводником 2, но расположено на минимально допустимом от него расстоянии для контроля температуры фазного проводника 2. При температуре, не превышающей порог срабатывания термореле 3, его контакты находятся в положении 5, конденсатор 9 не заряжается. При превышении температурного порога термореле 3, контакты переключаются в положение 1, и конденсатор 9 начинает заряжаться. Величина емкости 15 между плоским проводником 14, выполненным в виде диска, и нулевым проводником 1 зависит от места установки Устройства и его геометрии. Для данного описания будем считать значение емкости С15=0,5 пФ. При напряжении 5400 В, амплитуда напряжения будет равна 7600 В. Реактивное сопротивление емкости 0,5 пФ при частоте сети 50 Гц будет равно 6370 МОм и соответственно ток через емкость 15 будет иметь амплитуду равную 7600/6370000000 = 1,2 мкА. Соответственно параметры диодного моста 12, разрядника 10, термореле 3 (положение контактов 1) и конденсатора 9 должны обеспечить суммарный ток утечки не более 1 мкА. Пусть емкость конденсатора 9 равна 100 нФ, тогда время заряда до напряжения 90 В током в 1,2 мкА составит приблизительно 0,8 с. При срабатывании газового разрядника 10 импульс напряжения амплитудой 40 В формируется на первичной обмотке 17 импульсного трансформатора 8. При коэффициенте трансформации 1:20 на вторичной обмотке 18 импульсного трансформатора 8 формируется импульс напряжения амплитудой 800 В, что соответствует разряду в цепи фазный проводник 2 - вторичная обмотка 18-диодный мост 12 - емкость 15 - нулевой проводник 1, равному 800 В×0,5 пФ=400 пК. Увеличивая коэффициент трансформации импульсного трансформатор 8, можно увеличивать величину разряда. Сформированный импульс может быть детектирован и служить сигналом сигнализации превышения температуры в месте установки Устройства. Следует отметить, что Устройство имеет корпус 13 и элементы крепления 7 и 16 изготовленные из диэлектрического материала, а также скругленные формы для предотвращения высоковольтного пробоя и образования дугового разряда межу корпусом 13 Устройства и нулевым проводником 1. Устройство, выполненное в виде шайбы, может иметь размеры: диаметр шайбы 40 мм, высота шайбы 20 мм, что позволяет его разместить в пределах плоскости высоковольтных шин и как можно ближе к точке контроля.The case 13 is made of epoxy compound in the form of a washer with rounded edges, in which the electronic components are placed. The device is attached to the phase conductor 2 with a nut 16 and a screw 7, which is embedded in the body 13. The material of the nut 16 and screw 7 is a dielectric. The metal washer 6 is also cast in the housing 13 and has a galvanic connection with the secondary winding 18 of the pulse transformer 8. Also, the washer 6 has a galvanic connection with the phase conductor 2. Thermal relay 3 does not have a galvanic contact with the phase conductor 2, but is located at the minimum allowable distance from it to control the temperature of the phase conductor 2. At a temperature not exceeding the threshold of operation of the thermal relay 3, its contacts are in position 5, the capacitor 9 is not charged. When the temperature threshold of the thermal relay 3 is exceeded, the contacts switch to position 1, and the capacitor 9 starts charging. The value of the capacitance 15 between the flat conductor 14, made in the form of a disk, and the neutral conductor 1 depends on the location of the Device and its geometry. For this description, we will consider the capacitance value C15=0.5 pF. At a voltage of 5400 V, the voltage amplitude will be equal to 7600 V. The capacitance reactance of 0.5 pF at a network frequency of 50 Hz will be equal to 6370 MΩ and, accordingly, the current through capacitance 15 will have an amplitude equal to 7600/6370000000 = 1.2 μA. Accordingly, the parameters of the diode bridge 12, spark gap 10, thermal relay 3 (position of contacts 1) and capacitor 9 must provide a total leakage current of not more than 1 μA. Let the capacitance of capacitor 9 be 100 nF, then the charge time to a voltage of 90 V with a current of 1.2 μA will be approximately 0.8 s. When the gas discharger 10 is triggered, a voltage pulse with an amplitude of 40 V is formed on the primary winding 17 of the pulse transformer 8. At a transformation ratio of 1:20, a voltage pulse with an amplitude of 800 V is formed on the secondary winding 18 of the pulse transformer 8, which corresponds to a discharge in the circuit phase conductor 2 - secondary winding 18-diode bridge 12 - capacitance 15 - neutral conductor 1, equal to 800 V×0.5 pF=400 pK. By increasing the transformation ratio of the pulse transformer 8, you can increase the magnitude of the discharge. The generated pulse can be detected and serve as an alarm signal for overtemperature at the Device installation site. It should be noted that the Device has a body 13 and fastening elements 7 and 16 made of a dielectric material, as well as rounded shapes to prevent high-voltage breakdown and the formation of an arc discharge between the body 13 of the Device and the neutral conductor 1. The device, made in the form of a washer, may have dimensions : washer diameter 40 mm, washer height 20 mm, which allows it to be placed within the plane of high-voltage busbars and as close as possible to the control point.

Рассмотренный вариант описания Устройства сигнализации превышения температуры для ячеек КРУ 6-35 кВ не исчерпывает все возможные варианты его использования и технического исполнения.The considered variant of the description of the Temperature alarm device for 6-35 kV switchgear cells does not exhaust all possible options for its use and technical design.

Claims

Overtemperature alarm device for switchgear 6-35 kV, containing a housing made of epoxy compound, designed to be installed on the phase conductor by means of a dielectric nut and screw, as well as a metal washer in such a way that the washer has a galvanic connection with the phase conductor and the secondary winding of the pulse transformer , located in the case, also in the case there is a thermal relay at the minimum allowable distance from the phase conductor, the contacts of which, at a temperature not exceeding the threshold of the thermal relay, are in such a position that the capacitor is not charged, also in the case there is a diode bridge, one output of which is connected with a flat conductor made in the form of a disk, between which and the neutral conductor there is a parasitic capacitance, the other output of the diode bridge is connected to the secondary winding of a pulse transformer, the primary winding of the transformer is connected to a gas discharger.