RU2749212C1 - Device for preventing the formation of an arc discharge - Google Patents
Device for preventing the formation of an arc discharge Download PDFInfo
- Publication number
- RU2749212C1 RU2749212C1 RU2020137219A RU2020137219A RU2749212C1 RU 2749212 C1 RU2749212 C1 RU 2749212C1 RU 2020137219 A RU2020137219 A RU 2020137219A RU 2020137219 A RU2020137219 A RU 2020137219A RU 2749212 C1 RU2749212 C1 RU 2749212C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- arc discharge
- actuator
- bipolar transistor
- formation
- current
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/02—Details
- H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/78—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к автоматической сигнализации и предназначается для применения в помехозащищённых системах предотвращения образования дугового разряда при коротких замыканиях на шинах распределительных устройств в замкнутых пространствах электрических подстанций и энергоустановок.The invention relates to automatic signaling and is intended for use in anti-jamming systems for preventing the formation of an arc discharge during short circuits on the buses of switchgears in closed spaces of electrical substations and power plants.
Известно устройство, предназначенное для обнаружения загораний и обеспечивающее пуск автоматических систем пожаротушения, содержащее последовательно включенные фотопреобразователь, исполнительный элемент и тиристор с потенциометром в цепи управляющего электрода, катод которого подключен к исполнительному элементу, а анод тиристора подключен к фотопреобразователю (а.с. СССР №489132, МПК G 08 B 17/12, опубл. 04.04.74).A device is known for detecting fires and providing start-up of automatic fire extinguishing systems, containing a series-connected photoconverter, an actuator and a thyristor with a potentiometer in the control electrode circuit, the cathode of which is connected to the actuator, and the thyristor anode is connected to the photoconverter (USSR AS No. 489132, IPC G 08 B 17/12, publ. 04.04.74).
Недостатком известного устройства является то, что оно работает при импульсном освещении фотопреобразователя и позволяет приводить в действие исполнительные элементы небольшой мощности. The disadvantage of the known device is that it operates with pulsed illumination of the photoconverter and allows actuating elements of low power.
Известен пожарный извещатель, предназначенный для обнаружения и регистрации загораний быстрогорящих химических составов в условиях фоновых и производственных помех, а также для включения быстродействующих установок пожаротушения (а.с. СССР №542215, МПК G 08 B 17/12, опубл.14.04.75).Known fire detector designed to detect and register the ignition of fast-burning chemical compounds in background and industrial noise, as well as to turn on fast fire extinguishing installations (USSR AS No. 542215, IPC G 08 B 17/12, publ. 14.04.75) ...
Недостатком известного устройства является то, что при увеличении повышения коммутируемой мощности возрастает порог срабатывания устройства, то есть происходит снижение его чувствительности и надёжности.The disadvantage of the known device is that with an increase in the switching power, the response threshold of the device increases, that is, its sensitivity and reliability decreases.
Известно устройство и способ преобразования ультрафиолетового излучения в электрическую энергию (патент РФ № 2714838, МПК H01L 31/08 опубл. 19.02.2020 Бюл. №5). Содержит основные позиции: оптический фильтр, сцинтиллятор-люминофор, фотоэлектрический преобразователь. Недостатком известного устройства является то, что оно не может самостоятельно включать и выключать электрическую нагрузку в зависимости от наличия или отсутствия ультрафиолетового излучения.A device and method for converting ultraviolet radiation into electrical energy is known (RF patent No. 2714838, IPC H01L 31/08 publ. 19.02.2020 Bull. No. 5). Contains basic items: optical filter, phosphor scintillator, photoelectric converter. The disadvantage of the known device is that it cannot independently turn on and off the electrical load, depending on the presence or absence of ultraviolet radiation.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство автоматической сигнализации, предназначенное для применения в системах пожарной защиты объектов, где возможно воспламенение пожаровзрывоопасных сред (а.с. СССР №809273, МПК G 08 B 17/12, опубл. 03.05.79). Устройство содержит фотопреобразoватель, динистор и последовательно включенные тиристор с резистором в цепи управляющего электрода, источник питания и исполнительный элемент.The closest in technical essence to the proposed invention is an automatic alarm device designed for use in fire protection systems of objects where it is possible to ignite fire and explosion hazardous environments (AS USSR No. 809273, IPC G 08 B 17/12, publ. 03.05.79) ... The device contains a photoconverter, a dinistor and a series-connected thyristor with a resistor in the control electrode circuit, a power source and an actuator.
Недостатком известного устройства является его неработоспособность при освещении фотопреобразователя ультрафиолетовым излучением. При коротком замыкании, вызывающем дуговой разряд, основным является ультрафиолетовое излучение. Возможно ложное срабатывание устройства при попадании солнечного или искусственного освещения на фотопреобразователь. Устройство потребляет электрический ток при включении силового элемента - тиристора. Техническая проблема предотвращения пожара при коротком замыкании на электрических подстанциях не может быть полностью решена по причине того, что известные устройства не обладают помехозащищённостью, не реагируют на ультрафиолетовое излучение дугового разряда при коротком замыкании на электрических подстанциях.The disadvantage of the known device is its inoperability when the photoconverter is illuminated with ultraviolet radiation. In the event of a short circuit causing an arc discharge, UV radiation is the main one. False operation of the device is possible when sunlight or artificial light hits the photoconverter. The device consumes electric current when the power element - thyristor - is turned on. The technical problem of preventing a fire during a short circuit at electrical substations cannot be completely solved due to the fact that the known devices do not have interference immunity, do not react to ultraviolet radiation of an arc discharge during a short circuit at electrical substations.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение чувствительности, помехозащищённости и расширение функциональных возможностей устройства предотвращения образования дугового разряда.The objective of the present invention is to increase the sensitivity, noise immunity and expand the functionality of the device for preventing the formation of an arc discharge.
В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность повысить чувствительность, помехозащищённость и расширить функциональные возможности устройства за счет того, что фотоэлектрический приёмник снабжен оптическим ультрафиолетовым фильтром, сцинтиллятором-люминофором и фотопреобразователем с максимальной спектральной чувствительностью в инфракрасной области спектра, что позволяет устройству быстро среагировать на появляющийся дуговой разряд и предотвратить развитие дугового разряда при коротком замыкании. As a result of using the proposed invention, it becomes possible to increase the sensitivity, noise immunity and expand the functionality of the device due to the fact that the photoelectric receiver is equipped with an optical ultraviolet filter, a phosphor scintillator and a photoconverter with maximum spectral sensitivity in the infrared region of the spectrum, which allows the device to quickly respond to an arcing discharge and prevent the development of an arc discharge in the event of a short circuit.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве предотвращения образования дугового разряда, содержащем фотоэлектрический приёмник, токоограничивающий резистор, биполярный транзистор с изолированным затвором, исполнительный механизм, согласно изобретению, фотоэлектрический приёмник снабжен оптическим ультрафиолетовым фильтром, сцинтиллятором-люминофором и фотопреобразователем с максимальной спектральной чувствительностью в инфракрасной области спектра, при этом вывод фотопреобразователя через токоограничивающий резистор подключен к базе биполярного транзистора с изолированным затвором, а исполнительный механизм подключен в цепи коллектора биполярного транзистора с изолированным затвором.The above technical result is achieved by the fact that in the proposed device for preventing the formation of an arc discharge, containing a photoelectric receiver, a current-limiting resistor, an insulated gate bipolar transistor, the actuator, according to the invention, the photoelectric receiver is equipped with an optical ultraviolet filter, a phosphor scintillator and a photoconverter with maximum in the infrared region of the spectrum, while the output of the photoconverter is connected through a current-limiting resistor to the base of the IGBT bipolar transistor, and the actuator is connected to the collector circuit of the IGBT bipolar transistor.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена общая схема устройства предотвращения образования дугового разряда, на фиг. 2 показана оптическая блок схема устройства. The essence of the invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 is a general diagram of an arc discharge prevention device; FIG. 2 shows the optical block diagram of the device.
Устройство предотвращения образования дугового разряда содержит фотоэлектрический приёмник 1 с высокой чувствительностью в ультрафиолетовой области спектра, токоограничивающий резистор 2, биполярный транзистор с изолированным затвором 3, исполнительный механизм 4, приводящий в действие систему предотвращения образования дугового разряда при коротких замыканиях на шинах распределительного устройства 5, который подключен к источнику питания (источник питания на чертеже не показан), излучение 6 идущее от места короткого замыкания к фотоэлектрическому приёмнику 1, оптический ультрафиолетовый фильтр 7, выделяющий ультрафиолетовое излучение при коротком замыкании, сцинтиллятор-люминофор 8, служащий для преобразования ультрафиолетового излучения в инфракрасное излучение, фотопреобразователь 9, который преобразует инфракрасное излучение в электрическую энергию.The device for preventing the formation of an arc discharge contains a
Биполярный транзистор с изолированным затвором 3 предназначен для включения исполнительного механизма 4. Фотоэлектрический приёмник 1 преобразующий излучение электрической дуги в электрическую энергию. The bipolar transistor with an insulated
Оптический ультрафиолетовый фильтр 7, выделяющий ультрафиолетовое излучение при коротком замыкании, сцинтиллятор-люминофор 8, преобразующий ультрафиолетовое излучение в инфракрасное излучение и фотопреобразователь 9, преобразующий инфракрасное излучение в электрическую энергию расположены в фотоэлектрическом приёмнике 1. Фотопреобразователь 9 через токоограничивающий резистор 2 подключен к базе биполярного транзистора с изолированным затвором 3. Исполнительный механизм 4 подключен в цепи коллектора биполярного транзистора с изолированным затвором 3. Излучение 6 электрической дуги на шинах распределительного устройства 5 воздействующее на фотоэлектрический приёмник 1. Биполярный транзистор с изолированным затвором 3 предназначен для включения исполнительного механизма 4. Исполнительный механизм 4 подключает систему предотвращения образования дугового разряда при коротких замыканиях на шинах распределительного устройства 5. An
Устройство предотвращения образования дугового разряда работает следующим образом.The arc discharge prevention device operates as follows.
В дежурном режиме электрический ток от источника питания через исполнительный механизм 4 отсутствует. При появлении дугового разряда на шинах распределительного устройства 5 возникающее излучение 6 поступает на фотоэлектрический приёмник 1 и проходит через оптический ультрафиолетовый фильтр 7, который выделяет ультрафиолетовое излучение преобразуемое сцинтиллятором-люминофором 8 в инфракрасное излучение, которое поступает на фотопреобразователь 9. Фотопреобразователь 9 преобразует инфракрасное излучение в электрическую энергию. Электрическая энергия поступает через токоограничивающий резистор 2 на базу биполярного транзистора с изолированным затвором 3. Под действием приложенного напряжения открывается биполярный транзистор 3, который включает исполнительный механизм 4, что предотвращает развитие электрической дуги при коротком замыкании на шинах распределительного устройства 5. In standby mode, there is no electric current from the power source through the
Пример.Example.
Устройство предотвращения образования дугового разряда выполнено со сцинтиллятором-люминофором в виде иттрий-алюминиевого граната диаметром 12 мм, толщиной 2 мм, оптическим ультрафиолетовым фильтром 7 365 нанометров, диаметром 25 мм, толщиной 1 мм, фотопреобразователем на основе матричного солнечного элемента размерами 10 на 10 мм, толщиной 0,5 мм, напряжением 15 Вольт, электрическим током 20 миллиампер. Полупроводниковый ключ выполнен на основе биполярного транзистора с изолированным затвором 3 с максимальным напряжением коллектор – эмиттер 1200 Вольт, максимальным непрерывным током коллектора 24 ампера, максимальное напряжение затвор – эмиттер 20 Вольт, минимальным пороговым напряжением 8,5 Вольт при токе 15 миллиампер. В качестве исполнительного механизма служит твердотельное реле с максимальным током нагрузки 150 ампер. The device for preventing the formation of an arc discharge is made with a scintillator-phosphor in the form of an yttrium-aluminum garnet with a diameter of 12 mm, a thickness of 2 mm, an
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020137219A RU2749212C1 (en) | 2020-11-12 | 2020-11-12 | Device for preventing the formation of an arc discharge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020137219A RU2749212C1 (en) | 2020-11-12 | 2020-11-12 | Device for preventing the formation of an arc discharge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2749212C1 true RU2749212C1 (en) | 2021-06-07 |
Family
ID=76301379
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020137219A RU2749212C1 (en) | 2020-11-12 | 2020-11-12 | Device for preventing the formation of an arc discharge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2749212C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1288930A1 (en) * | 1985-09-16 | 1987-02-07 | Рижское Производственное Объединение Вэф Им.В.И.Ленина | Device for automatic disabling of call signal |
RU2072602C1 (en) * | 1994-07-25 | 1997-01-27 | Николай Иванович Филиппов | Circuit breaker for electric device |
EP0996227A2 (en) * | 1998-10-24 | 2000-04-26 | ABB Daimler-Benz Transportation (Technology) GmbH | Method of controlling the switching state of a IGBT and device for carrying out the method |
CN202443083U (en) * | 2012-02-24 | 2012-09-19 | 四川省科学城帝威电气有限公司 | Arc light protection module |
JP6558676B2 (en) * | 2015-02-20 | 2019-08-14 | 国立大学法人岩手大学 | Radiation detection element and radiation detection apparatus |
RU2714838C1 (en) * | 2019-08-09 | 2020-02-19 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Apparatus and method of converting ultraviolet radiation into electrical energy |
-
2020
- 2020-11-12 RU RU2020137219A patent/RU2749212C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1288930A1 (en) * | 1985-09-16 | 1987-02-07 | Рижское Производственное Объединение Вэф Им.В.И.Ленина | Device for automatic disabling of call signal |
RU2072602C1 (en) * | 1994-07-25 | 1997-01-27 | Николай Иванович Филиппов | Circuit breaker for electric device |
EP0996227A2 (en) * | 1998-10-24 | 2000-04-26 | ABB Daimler-Benz Transportation (Technology) GmbH | Method of controlling the switching state of a IGBT and device for carrying out the method |
CN202443083U (en) * | 2012-02-24 | 2012-09-19 | 四川省科学城帝威电气有限公司 | Arc light protection module |
JP6558676B2 (en) * | 2015-02-20 | 2019-08-14 | 国立大学法人岩手大学 | Radiation detection element and radiation detection apparatus |
RU2714838C1 (en) * | 2019-08-09 | 2020-02-19 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Apparatus and method of converting ultraviolet radiation into electrical energy |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
http://web.archive.org/web/20200924145615/https://circuitdigest.com/electronic-circuits/automatic-room-lights-using-pir-sensor-and-relay, 24.09.2020. * |
Joseph Abiodun Amusan "Construction of Sensor Based Dark Detector for Lighting Purpose on a Stair Case" // International Journal of Engineering Science and Computing, Volume 8 Issue No.6, June 2018 (фиг. 9). * |
Schematic of the shadow sensor circuit with LDR URL: http://web.archive.org/web/20200929202206/https://xtronic.org/circuit/sensor-shadow-twilight-with-ldr/ 29.09.2020. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11349296B2 (en) | Solid-state circuit interrupters | |
KR20210064372A (en) | Solid-state circuit breakers | |
US9893057B2 (en) | Monolithically integrated semiconductor switch, particularly circuit breaker | |
KR20120021293A (en) | Branch circuit protection with in-line solid state device | |
CN110214359B (en) | Low voltage protection device | |
US3511999A (en) | Light responsive continuously tested tripping device for electric circuit breaker | |
RU2749212C1 (en) | Device for preventing the formation of an arc discharge | |
US3621262A (en) | Alarm device gas discharge tube | |
RU177139U1 (en) | Arc Sensor | |
RU2629958C1 (en) | Device for current protection of electrical installation | |
US3483430A (en) | Control circuit with voltage sensitive photoelectric gaseous discharge tube | |
Zhao et al. | Hybrid DC switch for solar array fault protection | |
KR102095037B1 (en) | bi-directional DC circuit breaker | |
RU2294042C2 (en) | Arc protection pickup with enhanced noise immunity | |
RU177138U1 (en) | Arc Sensor | |
KR102234244B1 (en) | Dc circuit breaker | |
RU2162271C2 (en) | Metalclad switchgear arc protection device | |
US20240266824A1 (en) | Surge arrester for dc mains and method of operating such a surge arrester | |
RU2015599C1 (en) | Apparatus for protecting electric network portions from short-circuit currents | |
RU2160952C2 (en) | Fast-response arcing-fault protective gear for metalclad switchgear | |
SU918897A1 (en) | Bloking device for checking insulation resistange | |
CN115986673A (en) | Electrical switching apparatus and related switching systems and methods | |
Jakob et al. | A new, intelligent digital arc detection system for air-and gas-insulated switchgear | |
SU1157607A1 (en) | Device for current protection against short circuit and overload | |
US3483394A (en) | Thermal switch heated by a light sensitive gas tube |