RU68194U1 - PROTECTIVE DEVICE OF TRACTION RAILWAY SUBSTATION (OPTIONS) - Google Patents
PROTECTIVE DEVICE OF TRACTION RAILWAY SUBSTATION (OPTIONS) Download PDFInfo
- Publication number
- RU68194U1 RU68194U1 RU2007121341/22U RU2007121341U RU68194U1 RU 68194 U1 RU68194 U1 RU 68194U1 RU 2007121341/22 U RU2007121341/22 U RU 2007121341/22U RU 2007121341 U RU2007121341 U RU 2007121341U RU 68194 U1 RU68194 U1 RU 68194U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- explosive
- switch
- fuse
- power
- emergency
- Prior art date
Links
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Защитное устройство тяговой железнодорожной подстанции может найти применение в системе электроснабжения железной дороги для защиты подстанции от предельных коротких замыканий. Устройство содержит блок релейной защиты, силовой коммутатор и устройство аварийного отключения. Устройство аварийного отключения включает контактное устройство с встроенным взрывным предохранителем (первый вариант) или взрывным коммутатором на основе взрывного предохранителя (второй и третий варианты) и систему их управления, которая соединена с датчиками аварийного состояния. Контактное устройство с взрывным предохранителем или с взрывным коммутатором установлено в силовую цепь контактной сети железной дороги. Взрывной предохранитель во всех вариантах выполняет функцию размыкателя при возникновении аварийных ситуаций. Чтобы исключить опасные перенапряжения, взрывной предохранитель дополнен взрывным замыкателем (второй вариант). Взрывной замыкатель встроен в нижний электрод взрывного предохранителя. Он выполнен в виде изолированной металлической трубки. Внутри трубки размещен удлиненный заряд взрывчатого вещества взрывного предохранителя, соединенный с системой управления. Трубка соединена с входной клеммой индуктивного реактора. Для быстрого восстановления электроснабжения контактной сети, взрывной предохранитель снабжен двумя взрывными замыкателями (третий вариант). Второй взрывной замыкатель встроен в верхний электрод взрывного предохранителя. Он выполнен из трубчатого изолированного контакта, соединенного с силовым шинопроводом. Внутри трубчатого контакта расположен дополнительный заряд взрывчатого вещества, соединенный с системой управления взрывным коммутатором. Технический результат заключается в надежной и быстрой защите тяговых железнодорожных подстанций при возникновении предельных аварийных режимов за счет резервирования имеющихся элементов защиты взрывным предохранителем или взрывным коммутатором. 3 н.з. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.The protective device of a traction railway substation can be used in the railway power supply system to protect the substation from extreme short circuits. The device comprises a relay protection unit, a power switch, and an emergency shutdown device. The emergency shutdown device includes a contact device with a built-in explosive fuse (first option) or an explosive switch based on an explosive fuse (second and third options) and their control system, which is connected to emergency sensors. A contact device with an explosive fuse or with an explosive switch is installed in the power circuit of the contact network of the railway. Explosive fuse in all cases performs the function of a circuit breaker in case of emergency. To exclude dangerous overvoltages, the explosive fuse is supplemented with an explosive contactor (second option). An explosive switch is integrated in the lower electrode of the explosive fuse. It is made in the form of an insulated metal tube. Inside the tube there is an elongated explosive fuse explosive charge connected to the control system. The tube is connected to the input terminal of the inductive reactor. To quickly restore power supply to the contact network, the explosive fuse is equipped with two explosive contactors (third option). A second explosive switch is integrated in the upper electrode of the explosive fuse. It is made of a tubular insulated contact connected to a power busbar. Inside the tubular contact is an additional explosive charge connected to the explosive switch control system. The technical result consists in reliable and quick protection of traction railway substations in the event of extreme emergency conditions due to the backup of existing protection elements with an explosive fuse or explosive switch. 3 n.a. and 1 z.p. f-ly, 3 ill.
Description
Полезная модель относится к области защиты тяговых железнодорожных подстанций постоянного тока от аварийных режимов.The utility model relates to the field of protection of traction railway DC substations from emergency conditions.
Известно, что тяговые подстанции постоянного тока защищаются от аварийных режимов с помощью выключателей автоматических быстродействующих - ВАБов (см. «Тяговая электроаппаратура» Кричко А.И. Госэнергоиздат 1956 г. Стр.21.), которые могут быть дополнены ограничителем перенапряжений.It is known that DC traction substations are protected from emergency conditions using automatic high-speed circuit breakers - VABs (see “Traction electrical equipment” Krichko AI Gosenergoizdat 1956, page 21.), which can be supplemented by a surge suppressor.
Известно также, что с ростом грузооборота на железных дорогах растет мощность тяговых подстанций и соответственно токи короткого замыкания (КЗ). И уже даже два ВАБа 3/4 (3КВ, 4КА - номинальные параметры) установленные последовательно не в состоянии успешно ликвидировать не удаленные КЗ. В то же время на протяженных перегонах отключение удаленных КЗ (когда несколько километров контактных проводов представляют собой значительные активное и индуктивное сопротивления и существенно ограничивают амплитуду аварийного тока) так же сложно, из-за невозможности вытеснить электрическую дугу отключения в дугогасительную камеру ВАБа. Тогда, образовавшаяся при разъединении контактов, дуга отключения горит вне дугогасительной камеры. Погасить ее нечем и она, имея высокую температуру, выжигает контакты и другие части выключателя, приводя его в негодность. Все перечисленные недостатки присущи самым современным защитным тяговым подстанциям - см. «Тяговые и трансформаторные подстанции» Прохорский А.А. изд. Транспорт Москва 1983 г. Стр.63-81, 339-343.It is also known that with an increase in freight turnover on railways, the power of traction substations and, accordingly, short-circuit currents (KZ) increase. And already even two 3/4 VABs (3KV, 4KA - rated parameters) installed sequentially are not able to successfully eliminate non-removed faults. At the same time, on long hauls, disconnecting remote faults (when several kilometers of contact wires represent significant active and inductive resistances and significantly limit the amplitude of the emergency current) is also difficult because of the inability to displace the disconnecting electric arc into the VAB arcing chamber. Then, formed during the separation of the contacts, the disconnection arc burns outside the arcing chamber. There is nothing to extinguish it and, having a high temperature, it burns out the contacts and other parts of the switch, rendering it unusable. All these shortcomings are inherent in the most modern protective traction substations - see “Traction and transformer substations” A. Prokhorsky ed. Transport Moscow 1983, pp. 63-81, 339-343.
Известна схема защиты линий электропередачи и контактных сетей от коротких замыканий (Большая энциклопедия транспорта. - СПб,: Элмор 1994 т.3, с.249-251), состоящая из проводов контактной сети, проводов линии два провода - рельс (ДПР), которые с помощью поддерживающих конструкций закрепляются на опорах, рельсовой цепи и устройств релейной защиты, расположенных на посту секционирования. При коротких замыканиях, например при попадании оборванного провода на рельс возникает цепь с малым электрическим сопротивлением, и релейная защита селективно отключает аварийный участок. К недостаткам указанной схемы можно отнести отсутствие реакции защиты на отрыв провода (без попадания его на There is a known scheme for protecting power lines and contact networks from short circuits (Big Encyclopedia of Transport. - St. Petersburg ,: Elmore 1994 t.3, p.249-251), consisting of wires of the contact network, wires of the line two wires - rail (DPR), which with the help of supporting structures they are fixed on supports, rail chains and relay protection devices located at the sectioning station. In the event of short circuits, for example, when a dangling wire enters the rail, a circuit with low electrical resistance appears, and the relay protection selectively disconnects the emergency section. The disadvantages of this scheme include the lack of a reaction of the protection to the separation of the wire (without getting it on
землю или рельс) и низкая эффективность срабатывания защиты при попадании провода на землю (не на рельс).ground or rail) and the low efficiency of the protection when the wire hits the ground (not on the rail).
Известна система аварийного отключения линии электропередачи и контактных сетей. (Фигурнов Е.П. Защита электротяговых сетей переменного тока от коротких замыканий. - М.: Транспорт, 1979 г. с.8-9), состоящая из проводов контактной сети, проводов линии ДПР, закрепленных на опорах, металлические несущие части которых электрически соединены с рельсом при помощи проводов и релейной защиты от коротких замыканий. При разрыве провод должен падать на металлические несущие части опоры или на рельс. Только в этом случае защита от короткого замыкания на посту секционирования отключит аварийный участок. Недостатком указанной конструкции является низкая эффективность аварийных срабатываний. Вероятность попадания оборванного провода контактной сети или провода ДПР на несущие части опоры или рельс менее 50%. При попадании оборванного провода на землю (не на рельс) ток растекания определяется только местным сопротивлением грунта и может быть недостаточным для срабатывания блоков релейной защиты от коротких замыканий. А при отрыве провода от изолятора, без касания земли, защита от короткого замыкания вообще никак не отреагирует на аварию.A known system for emergency shutdown of power lines and contact networks. (Figurnov EP Protection of electric traction AC networks from short circuits. - M .: Transport, 1979, pp. 8-9), consisting of wires of the contact network, wires of the DPR line, fixed on poles, the metal bearing parts of which are electrically connected to the rail using wires and relay protection against short circuits. If it breaks, the wire should fall on the metal bearing parts of the support or on the rail. Only in this case, protection against short circuit at the sectioning station will disconnect the emergency section. The disadvantage of this design is the low efficiency of emergency operations. The likelihood of a ragged contact wire or an ID wire on the bearing parts of a support or rail is less than 50%. When a dangling wire gets to the ground (not to the rail), the spreading current is determined only by the local resistance of the soil and may not be sufficient for the relay protection blocks to work against short circuits. And when the wire is disconnected from the insulator, without touching the ground, the short circuit protection will not react at all to the accident.
За прототип заявляемой полезной модели по всем вариантам принята система аварийного отключения линий электропередачи по патенту РФ на изобретение №2279170 МПК Н02Н 3/16 (20.06.01). Система аварийного отключения по патенту РФ №2279170 содержит блоки релейной защиты, силовой коммутатор для оперативного и аварийного отключения силовой цепи, установленные на тяговых железнодорожных подстанциях, а также на постах секционирования. К блокам релейной защиты подсоединены провода линии электропередачи, закрепленные на опорах. Под каждым проводом на опоре установлено устройство аварийного отключения, которое выполнено в виде металлической штанги с двумя металлическими U-образными уловителями на концах. Штанга жестко закреплена на опоре симметрично относительно точки крепления провода линии электропередачи к изолятору и электрически соединена с цепью заземления. Такая конструкция обеспечивает высокую вероятность срабатывания защиты от коротких замыканий при отрыве или разрыве провода линии электропередачи (до 99%), поскольку оба его конца падают на уловители. Таким образом, существующая защита обладает необходимой надежностью для ликвидации аварийных ситуаций, возникающих при обрыве проводов во время работы тяговых подстанций. Однако, она не защищает подстанцию от предельных КЗ, неудаленных (самых мощных), и удаленных (когда электрическая For the prototype of the claimed utility model in all cases, the emergency shutdown system for power lines according to the RF patent for the invention No. 2279170 IPC Н02Н 3/16 (06.20.01) was adopted. The emergency shutdown system according to the patent of the Russian Federation No. 2279170 contains relay protection units, a power switch for operational and emergency shutdown of the power circuit, installed at traction railway substations, as well as at sectioning posts. Power relay wires connected to supports are connected to the relay protection blocks. Under each wire, an emergency shutdown device is installed on the support, which is made in the form of a metal rod with two metal U-shaped catchers at the ends. The rod is rigidly fixed to the support symmetrically relative to the point of attachment of the wire of the power line to the insulator and is electrically connected to the ground circuit. Such a design provides a high probability of protection against short circuits when the wire of the power line is torn off or torn (up to 99%), since both ends fall on traps. Thus, the existing protection has the necessary reliability to eliminate emergency situations arising from wire breakage during operation of traction substations. However, it does not protect the substation from the limit of short-circuit, undeleted (most powerful), and remote (when electric
дуга отключения не входит в дугогасительную камеру). Отсутствие защиты от предельных аварийных режимов не обеспечивает необходимую надежность работы тяговых железнодорожных подстанций.the tripping arc is not included in the arcing chamber). The lack of protection against extreme emergency conditions does not provide the necessary reliability of traction railway substations.
Задача полезной модели для каждого из вариантов состоит в повышении надежности работы защиты тяговых железнодорожных подстанций.The objective of the utility model for each of the options is to increase the reliability of the protection of traction railway substations.
Технический результат, на достижение которого направлены все три варианта заявляемой полезной модели при решении поставленной задачи, заключается в надежном и быстром срабатывании системы защиты тяговых железнодорожных подстанций при возникновении предельных аварийных режимов путем резервирования имеющихся элементов защиты взрывным предохранителем или взрывным коммутатором. Причем ликвидация предельных аварийных режимов сопровождается снижением коммутационных перенапряжений и сокращением перерывов в электроснабжении контактной сети железной дороги.The technical result, which is achieved by all three variants of the claimed utility model in solving the problem, lies in the reliable and quick response of the traction railway substation protection system in the event of extreme emergency conditions by backing up existing protection elements with an explosive fuse or explosive switch. Moreover, the elimination of extreme emergency conditions is accompanied by a decrease in switching overvoltages and a reduction in interruptions in the power supply of the contact network of the railway.
Технический результат достигается следующим образом.The technical result is achieved as follows.
По первому варианту заявляемое в качестве полезной модели защитное устройство тяговой железнодорожной подстанции, как и в прототипе содержит блок релейной защиты, силовой коммутатор, установленные на выходе выпрямительного моста тяговой железнодорожной подстанции, и устройство аварийного отключения. В отличие от прототипа устройство аварийного отключения в полезной модели по первому варианту выполнено из контактного устройства с встроенным взрывным предохранителем и системы управления взрывным предохранителем, соединенной с одной стороны с датчиком аварийного состояния, а с другой - с зарядом взрывчатого вещества взрывного предохранителя. При этом контактное устройство с взрывным предохранителем установлено в силовую цепь контактной сети железной дороги и выполнено в виде двух силовых шинопроводов, в которые торцами опирается взрывной предохранитель. Нижний силовой шинопровод установлен через изоляцию на основании, а взрывной предохранитель стянут вместе с силовыми шинопроводами в осевом направлении, например, с помощью изолированных шпилек, одни концы которых жестко закреплены в основании, а другие соединены между собой упругой перемычкой, опирающейся через изоляционные пластины на верхний силовой шинопровод.According to the first embodiment, the safety device of the traction railway substation declared as a utility model, as in the prototype, contains a relay protection unit, a power switch installed at the output of the rectifier bridge of the traction railway substation, and an emergency shutdown device. In contrast to the prototype, the emergency shutdown device in the utility model according to the first embodiment is made of a contact device with a built-in explosive fuse and an explosive fuse control system connected to the emergency state sensor on the one hand and to the explosive fuse charge. In this case, the contact device with an explosive fuse is installed in the power circuit of the contact network of the railway and is made in the form of two power busbars, in which the explosive fuse is supported by the ends. The lower power busbar is installed through the insulation on the base, and the explosive fuse is pulled together with the power busbars in the axial direction, for example, using insulated studs, one end of which is rigidly fixed to the base, and the other is interconnected by an elastic bridge, supported through the insulating plates on the upper busbar trunking.
Защитное устройство тяговой железнодорожной подстанции по второму варианту содержит, как и прототип, блок релейной защиты, силовой коммутатор установленные на выходе выпрямительного моста тяговой железнодорожной подстанции, и устройство аварийного отключения. В отличие от прототипа The protective device of the traction railway substation according to the second embodiment contains, like the prototype, a relay protection unit, a power switch installed at the output of the rectifier bridge of the traction railway substation, and an emergency shutdown device. Unlike the prototype
устройство аварийного отключения в полезной модели по второму варианту выполнено из контактного устройства с встроенным взрывным коммутатором, системы управления взрывным коммутатором, соединенной с датчиками аварийного состояния, причем взрывной коммутатор выполнен в виде взрывного предохранителя, нижний электрод которого снабжен взрывным замыкателем в виде изолированной металлической трубки, внутри которой размещен удлиненный заряд взрывчатого вещества взрывного предохранителя, соединенный через герметичную пробку и проводник с системой управления взрывным коммутатором, а сама изолированная металлическая трубка соединена с входной клеммой индуктивного реактора, установленного в силовой цепи постоянного тока тяговой железнодорожной подстанции. При этом контактное устройство с взрывным коммутатором включено в силовую цепь на выходе выпрямительного моста последовательно с силовым коммутатором и выполнено в виде двух силовых шинопроводов, о которые торцами опирается взрывной коммутатор, причем нижний силовой шинопровод установлен через изоляцию на основании, а взрывной коммутатор стянут вместе с силовым шинопроводами в осевом направлении, например, с помощью изолированных шпилек, одни концы которых жестко закреплены в основании, а другие соединены между собой упругой перемычкой, опирающиеся через изолированную пластину на верхний силовой шинопровод.The emergency shutdown device in the utility model according to the second embodiment is made of a contact device with an integrated explosive switch, an explosive switch control system connected to emergency sensors, the explosive switch being made in the form of an explosive fuse, the lower electrode of which is equipped with an explosive contactor in the form of an insulated metal tube, inside of which there is an elongated explosive fuse explosive charge connected through an airtight plug and conductors a switch control blasting system, and insulated metal tube itself is connected to the input terminal of an inductive reactor is installed in the main circuit DC traction railway substation. In this case, the contact device with the explosive switch is included in the power circuit at the output of the rectifier bridge in series with the power switch and is made in the form of two power busbars, on which the explosive switch is supported by the ends, the lower power bus being installed through the insulation on the base, and the explosive switch is pulled together with axial power busbars, for example, using insulated studs, some ends of which are rigidly fixed at the base, while others are interconnected by an elastic bridge second, through an insulated plate resting on the upper power busbar.
Защитное устройство тяговой железнодорожной подстанции по третьему варианту содержит, как и прототип, блок релейной защиты, силовой коммутатор, установленные на выходе выпрямительного моста тяговой железнодорожной подстанции, и устройство аварийного отключения. В отличие от прототипа устройство аварийного отключения в полезной модели по третьему варианту выполнено из контактного устройства с встроенным взрывным коммутатором, системы управления взрывным коммутатором, соединенной с датчиками аварийного состояния. Причем взрывной коммутатор выполнен в виде взрывного предохранителя, снабженного взрывным замыкателем, установленным в нижнем электроде взрывного предохранителя и выполненным в виде изолированной металлической трубки, внутри которой размещен удлиненный заряд взрывчатого вещества взрывного предохранителя, соединенный через герметичную пробку и проводник с системой управления взрывным коммутатором, а сама изолированная металлическая трубка соединена с входной клеммой индуктивного реактора установленного в силовой цепи постоянного тока тяговой железнодорожной подстанции. Кроме этого, в верхнем электроде взрывного предохранителя установлен дополнительный взрывной замыкатель, выполненный из The protective device of the traction railway substation according to the third embodiment contains, like the prototype, a relay protection unit, a power switch installed at the output of the rectifier bridge of the traction railway substation, and an emergency shutdown device. Unlike the prototype, the emergency shutdown device in the utility model according to the third embodiment is made of a contact device with a built-in explosive switch, an explosive switch control system connected to emergency sensors. Moreover, the explosive switch is made in the form of an explosive fuse, equipped with an explosive switch installed in the lower electrode of the explosive fuse and made in the form of an insulated metal tube, inside of which there is an elongated explosive fuse charge connected through an airtight plug and conductor to the explosive switch control system, and the insulated metal tube itself is connected to the input terminal of the inductive reactor installed in the power circuit about current traction railway substation. In addition, an additional explosive contactor made of
трубчатого изолированного контакта с утолщением в средней части, которая электрически соединена с силовым шинопроводом, а внутри трубчатого контакта расположен дополнительный заряд взрывчатого вещества, соединенный проводником с системой управления взрывным коммутатором, при этом контактное устройство с взрывным коммутатором включено в силовую цепь на выходе выпрямительного моста последовательно с силовым коммутатором и выполнено в виде двух силовых шинопроводов, о которые торцами опирается взрывной коммутатор. Нижний силовой шинопровод установлен через изоляцию на основании, а взрывной коммутатор стянут вместе с силовыми шинопроводами в осевом направлении, например, с помощью изолированных шпилек, одни концы которых жестко закреплены в основании, а другие соединены между собой упругой перемычкой, опирающиеся через изолированную пластину на верхний силовой шинопровод.insulated tubular contact with a thickening in the middle part, which is electrically connected to the busbar, and inside the tubular contact there is an additional explosive charge connected by a conductor to the explosive switch control system, while the contact device with the explosive switch is connected in series to the power circuit at the output of the rectifier bridge in series with a power switch and is made in the form of two power busbars, on which the explosive switch is supported by the ends. The lower power busbar is installed through the insulation on the base, and the explosive switch is pulled together with the power busbars in the axial direction, for example, using insulated studs, some ends of which are rigidly fixed to the base, and the others are interconnected by an elastic bridge, supported through the insulated plate on the upper busbar trunking.
В частном случае защитное устройство по третьему варианту содержит два или более взрывных коммутаторов, установленных параллельно между двумя силовыми шинопроводами, и дополнительно содержит плавкий предохранитель, установленный в цепь проводника, соединяющего каждую изолированную металлическую трубку с входной клеммой индуктивного реактора тяговой железнодорожной подстанции. Наличие двух или более взрывных коммутаторов необходимо для того, чтобы электроснабжение контактной сети осуществлялось через один из них (тот у которого имеется сработавший дополнительный взрывной замыкатель, электрически соединивший верхний контакт контактного устройства с верхним электродом взрывного коммутатора). В случае возникновения предельного аварийного режима он ликвидируется взрывным предохранителем того же взрывного коммутатора, а электроснабжение контактной сети может быть быстро восстановленным (продолжительность без токовой паузы заданная) срабатыванием дополнительного взрывного замыкателя в очередном взрывном коммутаторе.In the particular case, the protective device according to the third embodiment contains two or more explosive switches installed in parallel between two power busbars, and further comprises a fuse installed in the conductor circuit connecting each insulated metal tube with the input terminal of the inductive reactor of the traction railway substation. The presence of two or more explosive switches is necessary in order for the power supply of the contact network to be carried out through one of them (the one that has an additional explosive switch that has tripped, electrically connecting the upper contact of the contact device with the upper electrode of the explosive switch). In the event of an emergency emergency mode, it is eliminated by the explosive fuse of the same explosive switch, and the power supply to the contact network can be quickly restored (the duration without a current pause is set) by the operation of an additional explosive switch in the next explosive switch.
Отличия заявляемого защитного устройства тяговых подстанций от прототипа по всем вариантам подтверждают новизну каждого заявляемого устройства из группы полезных моделей.The differences of the claimed protective device of traction substations from the prototype in all cases confirm the novelty of each of the claimed device from the group of utility models.
В защитном устройстве по первому варианту наличие взрывного предохранителя за счет имеющихся у него преимуществ, управляемости и практически неограниченной отключающей способности, позволяет абсолютно надежно защитить тяговые подстанции от предельных аварийных режимов, которые не в состоянии ликвидировать существующая релейная защита. Система управления с помощью датчика аварийного состояния регистрирует возникновения аварийного режима In the protective device according to the first embodiment, the presence of an explosive fuse due to its advantages, controllability and almost unlimited breaking capacity allows absolutely reliable protection of traction substations from extreme emergency conditions that the existing relay protection is not able to eliminate. The control system uses an emergency sensor to detect the occurrence of an emergency
оценивает его и, если отключение его затруднительно имеющимся силовым коммутатором (ВАБом), подается команда на срабатывание взрывного предохранителя, который производит окончательное отключение.evaluates it and, if it is difficult to disconnect it with an existing power switch (PSA), a command is given to operate the explosive fuse, which performs a final shutdown.
По второму варианту за счет применения взрывного коммутатора с увеличенными функциональными возможностями вследствие дополнения имеющегося взрывного предохранителя (размыкателя) взрывным замыкателем, который позволяет шунтировать индуктивный реактор тяговой железнодорожной подстанции, полезная модель наряду с выше перечисленными защитными преимуществами снижает коммутационные перенапряжения и повышает надежность срабатывания защиты от аварий.According to the second option, due to the use of an explosive switch with increased functionality due to the addition of an existing explosive fuse (breaker) with an explosive closure, which allows the induction reactor of a traction railway substation to be shunted, the utility model along with the above-listed protective advantages reduces switching overvoltages and increases the reliability of emergency protection operation .
По третьему варианту взрывной коммутатор обладает еще более увеличенными функциональными возможностями, поскольку к уже имеющимся взрывному предохранителю (размыкателю) и взрывному замыкателю (во втором варианте), который позволяет шунтировать индуктивный реактор, добавлен еще один взрывной замыкатель, который встроен в верхний электрод взрывного предохранителя со своими зарядом взрывчатого вещества. Полезная модель по третьему варианту наряду с выше перечисленными защитными преимуществами и снижением коммутационных перенапряжений по первому и второму вариантам позволяет еще очень быстро, повторно включать прерванное питание контактной сети, что повышает надежность работы защиты от аварий.According to the third option, the explosive switch has even more increased functionality, since another explosive contact is added to the existing explosive fuse (disconnector) and the explosive switch (in the second option), which allows you to bypass the inductive reactor, which is built into the upper electrode of the explosive fuse with their explosive charge. The utility model according to the third option, along with the protective advantages listed above and the reduction of switching overvoltages according to the first and second options, allows you to switch on the interrupted power supply of the contact network very quickly, which increases the reliability of protection against accidents.
Все три варианта защитного устройства имеют одно и то же назначение: защитить тяговые железнодорожные подстанции постоянного тока от аварийных режимов. Кроме этого, они направлены на достижение одного и того же технического результата. А именно, при реализации любого защитного устройства из заявляемой группы полезных моделей за счет наличия взрывного предохранителя или взрывного коммутатора обеспечивается надежная и быстрая резервная защита тяговой железнодорожной подстанции от возникших предельных аварийных ситуаций. Следовательно заявляемая группа полезных моделей объединена единым творческим замыслом и соответствует требованию единства полезной модели.All three versions of the protective device have the same purpose: to protect traction railway DC substations from emergency conditions. In addition, they are aimed at achieving the same technical result. Namely, when implementing any protective device from the claimed group of utility models, due to the presence of an explosive fuse or an explosive switch, reliable and quick backup protection of a traction railway substation from emergency situations arises. Therefore, the claimed group of utility models is united by a single creative concept and meets the requirement of the unity of the utility model.
Заявляемая группа полезных моделей поясняется чертежами.The inventive group of utility models is illustrated by drawings.
На фиг.1. представлено защитное устройство тяговой железнодорожной подстанции по первому варианту.In figure 1. a protective device of a traction railway substation according to the first embodiment is presented.
На фиг.2 - защитное устройство тяговой железнодорожной подстанции по второму варианту.Figure 2 - protective device traction railway substation according to the second embodiment.
На фиг.3 - защитное устройство тяговой железнодорожной подстанции по третьему варианту.Figure 3 - protective device traction railway substation in the third embodiment.
На фиг.1 изображен выпрямительный мост 1 с индуктивным реактором 2 и силовой коммутатор 3 тяговой железнодорожной подстанции. Силовой коммутатор 3, в качестве которого, как правило, применяется выключатель автоматический быстродействующий (ВАБ), коммутирует номинальные токи и обычные аварийные режимы. Последовательно с силовым коммутатором 3 включено устройство аварийного отключения по первому варианту (фиг.1), состоящее из контактного устройства, в котором укреплен взрывной предохранитель. Контактное устройство состоит из силовых контактных шинопроводов - нижнего 4 и верхнего 5, отделенных от металлических частей изоляционными пластинами верхней 6, и нижней 7, установленной на основание 8, в котором укреплены изолированные шпильки 9, 10, соединенные между собой упругой перемычкой 11, опирающейся на упор 12. Взрывной предохранитель 13, установлен между нижним 4 и верхним 5 силовыми контактными шинопроводами, и состоит: - из прочного корпуса 14, внутри которого встроен металлический токовод с верхним 15, и нижним 16 электродами, соединенными, трубчатым разрушаемым тоководом 17, с зарядом взрывчатого вещества внутри 18, соединенным электрически со схемой управления (на фиг 1 не показана), которая в свою очередь соединена с датчиком или датчиками аварийного состояния. Датчики аварийного состояния могут быть установлены непосредственно в силовую цепь, например совместно с шунтом, либо около силового шинопровода используя электромагнитную связь (трансформатор тока, датчик Холла) и т.п.Figure 1 shows a rectifier bridge 1 with an inductive reactor 2 and a power switch 3 traction railway substation. The power switch 3, as a rule, which uses an automatic high-speed circuit breaker (PSA), switches the rated currents and normal emergency modes. In series with the power switch 3, an emergency shutdown device according to the first embodiment (Fig. 1) is turned on, consisting of a contact device in which an explosive fuse is mounted. The contact device consists of power contact busbars - lower 4 and upper 5, separated from the metal parts by insulating plates of the upper 6, and lower 7, mounted on the base 8, in which insulated studs 9, 10 are connected, interconnected by an elastic jumper 11, based on emphasis 12. An explosive fuse 13, is installed between the lower 4 and upper 5 power contact busbars, and consists of: - a robust housing 14, inside which a metal current lead with an upper 15 and a lower 16 electrodes is integrated, connected E tubular breakable tokovodom 17, an explosive charge within 18 connected electrically to the control circuit (in Figure 1 not shown), which in turn is connected to the sensor or sensors emergency condition. Emergency sensors can be installed directly in the power circuit, for example in conjunction with a shunt, or near the busbar using electromagnetic coupling (current transformer, Hall sensor), etc.
На фиг 2. показаны: выпрямительный агрегат 1 с индуктивным реактором 2 и выключатель автоматический быстродействующий (ВАБ) 3, который коммутирует номинальные и обычные аварийные режимы. Последовательно с ним включено устройство аварийного отключения, выполненное по второму варианту и состоящее из контактного устройства, в котором укреплен взрывной коммутатор. Контактное устройство состоит из силовых контактных шинопроводов - нижнего 4 и верхнего 5, отделенных от металлических частей изоляционными пластинами верхней 6, и нижней 7, установленной на основание 8, в котором укреплены изолированные шпильки 9, 10, соединенные между собой упругой перемычкой 11, опирающейся на упор 12.Figure 2 shows: a rectifier unit 1 with an inductive reactor 2 and an automatic high-speed circuit breaker (PSA) 3, which commutes the nominal and normal emergency modes. In series with it, an emergency shutdown device is made, made according to the second embodiment and consisting of a contact device in which the explosive switch is mounted. The contact device consists of power contact busbars - lower 4 and upper 5, separated from the metal parts by insulating plates of the upper 6, and lower 7, mounted on the base 8, in which insulated studs 9, 10 are connected, interconnected by an elastic jumper 11, based on emphasis 12.
Взрывной коммутатор 13, установлен между нижним 4 и верхним 5 силовыми контактными шинопроводами, состоит: - из прочного корпуса 14, внутри которого встроен металлический токовод с верхним 15, и нижним 16 электродами, соединенными, трубчатым разрушаемым тоководом 17, с зарядом взрывчатого The explosive switch 13, installed between the lower 4 and upper 5 power contact busbars, consists of: - a robust housing 14, inside which a metal current lead with an upper 15 is integrated, and a lower 16 electrodes connected by a tubular destructible current lead 17, with an explosive charge
вещества внутри 18, соединенным электрически с системой управления (на фиг 2 не показана), которая в свою очередь соединена с датчиком или датчиками аварийного состояния.substances inside 18, connected electrically to a control system (not shown in FIG. 2), which in turn is connected to a sensor or sensors of an emergency state.
В нижний электрод 16 взрывного коммутатора 13, встроен взрывной замыкатель, состоящий из трубчатого контакта 19, который электрически соединен проводником 20 с входной клеммой индуктивного реактора 2 и в котором располагается часть удлиненного заряда взрывчатого вещества 18. С внешней стороны трубчатый контакт 19 покрыт изоляцией 21, а внутренняя поверхность нижнего электрода 16, выполнена зубчатой 22. Трубчатый контакт 19 имеет герметичную пробку 23, а заряд взрывчатого вещества 18 электрически соединен проводником 24 с системой управления (на Фиг.2 не показана).In the lower electrode 16 of the explosive switch 13, an explosive contactor is built up, consisting of a tubular contact 19, which is electrically connected by a conductor 20 to the input terminal of the inductive reactor 2 and in which a portion of the elongated explosive charge 18 is located. On the outside, the tubular contact 19 is coated with insulation 21, and the inner surface of the lower electrode 16 is made of a toothed 22. The tubular contact 19 has an airtight plug 23, and the explosive charge 18 is electrically connected by a conductor 24 to the control system (in FIG. 2 not shown).
На фиг 3. показаны - выпрямительный мост 1 с реактором 2 и выключатель автоматический быстродействующий (ВАБ) 3, который коммутирует номинальные токи и обычные аварийные режимы. Последовательно с ним включено устройство аварийного отключения, выполненное по третьему варианту и состоящее из контактного устройства, в котором укреплен взрывной коммутатор. Контактное устройство состоит из силовых контактных шинопроводов - нижнего 4 и верхнего 5, отделенных от металлических частей изоляционными пластинами верхней 6, и нижней 7, установленной на основание 8 в котором укреплены изолированные шпильки 9, 10, соединенные между собой упругой перемычкой 11, опирающейся на упор 12.Fig. 3 shows a rectifier bridge 1 with a reactor 2 and an automatic high-speed circuit breaker (PSA) 3, which switches the rated currents and normal emergency modes. In series with it, an emergency shutdown device is made, made according to the third embodiment and consisting of a contact device in which the explosive switch is mounted. The contact device consists of power contact busbars - the lower 4 and upper 5, separated from the metal parts by insulating plates of the upper 6, and the lower 7, mounted on the base 8 in which the insulated studs 9, 10 are connected, interconnected by an elastic jumper 11, supported by a stop 12.
Взрывной коммутатор 13 установлен между нижним 4 и верхним 5 силовыми контактными шинопроводами, состоит из прочного корпуса 14 с металлическим тоководом внутри, подразделяющийся на верхний электрод 15 и нижний 16, соединенными трубчатым разрушаемым тоководом 17 с зарядом взрывчатого вещества внутри 18.The explosive switch 13 is installed between the lower 4 and upper 5 power contact busbars, consists of a strong housing 14 with a metal current lead inside, subdivided into an upper electrode 15 and a lower 16 connected by a tubular destructible current lead 17 with an explosive charge inside 18.
В нижний электрод 16 взрывного коммутатора 13 встроен взрывной замыкатель, состоящий из трубчатого контакта 19, который электрически соединен проводником 20 с входной клеммой индуктивного реактора 2 и в котором располагается часть удлиненного заряда ВВ 18. С внешней стороны трубчатый контакт 19 покрыт изоляцией 21, а внутренняя поверхность нижнего электрода 16, выполнена зубчатой 22. Трубчатый контакт 19 герметично закрыт пробкой 23 через которую проводником 24 заряд взрывчатого вещества 18 соединен со схемой управления (на Фиг.2 не показана), а в цепь трубчатый контакт 19 - реактор 2 включен плавкий предохранитель 25.An explosive contactor is built into the lower electrode 16 of the explosive switch 13, consisting of a tubular contact 19, which is electrically connected by a conductor 20 to the input terminal of the inductive reactor 2 and in which a part of the elongated charge BB 18 is located. On the outside, the tubular contact 19 is covered with insulation 21, and the inside the surface of the lower electrode 16 is made of a toothed 22. The tubular contact 19 is hermetically closed by a plug 23 through which the charge of the explosive 18 is connected by a conductor 24 to a control circuit (not shown in FIG. 2), but to the circuit tubular contact 19 - reactor 2 includes a fuse 25.
В верхний электрод взрывного защитного коммутатора 15 встроен дополнительный взрывной замыкатель, состоящий из трубчатого токовода 26, с утолщением 27, который электрически соединен с тоководом 5. Токовод 26 покрыт изоляцией 28, а у него внутри размещен заряд взрывчатого вещества 29, электрически соединенный с системой управления (на Фиг.3 не показана). Внутренняя поверхность верхнего электрода 15 выполнена зубчатой, а его торец отделен от шинопровода 5 изоляционной пластиной 30. Шинопроводы 4, 5 электрически изолированы от металлических деталей устройства изоляционными пластинами 6 и 7, которая расположена на основании 8, в которую укреплены изолированные шпильки 9, 10, соединенные между собой упругой перемычкой 11, которая через упор 12 обеспечивает надежное соединение всех контактных поверхностей.An additional explosive contactor is built into the upper electrode of the explosive protective switch 15, consisting of a tubular current lead 26 with a bulge 27, which is electrically connected to the current lead 5. The current lead 26 is coated with insulation 28, and an explosive charge 29 is placed inside it, electrically connected to the control system (not shown in FIG. 3). The inner surface of the upper electrode 15 is toothed, and its end is separated from the busbar 5 by an insulating plate 30. The busbars 4, 5 are electrically isolated from the metal parts of the device by insulating plates 6 and 7, which is located on the base 8, into which the insulated studs 9, 10, are mounted interconnected by an elastic jumper 11, which through the stop 12 provides a reliable connection of all contact surfaces.
Защитное устройство тяговой подстанции по первому варианту работает следующим образом. В исходном состоянии выпрямительный мост работает в номинальном режиме, взрывной предохранитель с зарядом взрывчатого вещества (ВВ) в норме, схема управления работоспособна, и на нее подано напряжение. В номинальном режиме работы тяговой подстанции и в случае возникновения обычных аварийных режимов работает только ВАБ. В случае возникновения предельных аварийных ситуаций, например, КЗ между контактным проводом и рельсом около подстанции ток в силовом шинопроводе начинает очень быстро нарастать. Скорость нарастания тока регистрируется и оценивается датчиком аварийного состояния. В случае, когда скорость нарастания тока соответствует неудаленному КЗ, срабатывает система управления взрывного предохранителя. Датчик аварийного состояния по производной тока может быть дополнен, например, датчиком максимального тока и тогда система управления будет срабатывать по наличию сигналов от двух датчиков. Применение нескольких датчиков аварийного состояния исключает возможность ложного срабатывания защиты. Тогда система управления запускается только при одновременном наличии двух или более сигналов, система управления формирует инициирующий импульс для подрыва заряда ВВ 18. Взрыв заряда ВВ создает в трубчатом разрушаемом тоководе 17 взрывного предохранителя высокое давление, под действием которого он увеличивается в диаметре и.электрически разъединяется с верхним 15 и нижним 16 электродами, возникающая при этом электрическая дуга отключения гаснет под действием высокого давления от взрыва. Происходит отключение тока и ликвидация аварийного режима.The protective device of the traction substation according to the first embodiment works as follows. In the initial state, the rectifier bridge operates in nominal mode, an explosive fuse with an explosive charge is normal, the control circuit is operational, and voltage is applied to it. In the nominal operating mode of the traction substation and in the event of normal emergency conditions, only the PSA operates. In the event of extreme emergency situations, for example, a short circuit between the contact wire and the rail near the substation, the current in the power busbar starts to increase very quickly. The slew rate is recorded and evaluated by the alarm sensor. In the case when the current rise rate corresponds to an undeleted fault, the explosive fuse control system is activated. The emergency state detector for the derivative of the current can be supplemented, for example, with a maximum current sensor and then the control system will be triggered by the presence of signals from two sensors. The use of several emergency sensors eliminates the possibility of a false alarm. Then the control system is started only when there are two or more signals at the same time, the control system generates an initiating pulse to detonate the explosive charge 18. The explosion of the explosive charge creates a high pressure in the tube destructible current lead 17 of the explosive fuse, under which it increases in diameter and is electrically disconnected from the upper 15 and lower 16 electrodes, the resulting arcing arc goes out under the action of high pressure from the explosion. There is a shutdown of current and emergency response.
Известно, что в период отключения в электрической дуге должна выделится вся электромагнитная энергия запасенная в контуре. В рассматриваемом случае основная It is known that during the period of shutdown in the electric arc all electromagnetic energy stored in the circuit should be released. In the case under consideration, the main
часть электромагнитной энергии запасается в реакторе 2 (см. фиг.1) и в этой связи отключение даже номинальных режимов тяговых подстанций ВАБом сопровождаются большими перенапряжениями. Это снижает надежность работы защиты тяговых подстанций, так как ликвидация опасного воздействия большого тока сопровождается появлением опасного перенапряжения, которое также не желательно. Поэтому в устройстве защиты тяговых подстанций применяются ограничители перенапряжений, которые из-за своих конструктивных особенностей не обеспечивают надежную защиту от перенапряжений.part of the electromagnetic energy is stored in the reactor 2 (see Fig. 1) and in this regard, the shutdown of even the nominal modes of the traction substations of the PSA are accompanied by large overvoltages. This reduces the reliability of the protection of traction substations, since the elimination of the dangerous effects of high current is accompanied by the appearance of dangerous overvoltage, which is also not desirable. Therefore, surge protection devices are used in the traction substation protection device, which, due to their design features, do not provide reliable surge protection.
Следует отметить, что индуктивный реактор 2 решает две задачи - сглаживает пульсацию и ограничивает ток КЗ. Следовательно, его наличие в электрической схеме обязательно, а сопутствующие ему неприятности (перенапряжения) нужно решать специальными мерами и в частности применением взрывного предохранителя с одним из его достоинств - не ограниченной отключающей способностью. Тогда ограничение аварийного тока становится не актуальна, а если учесть еще, что в период аварийного состояния сглаживание пульсации не требуется, то исключается необходимость наличия в цепи индуктивного реактора. А если реактор в период аварии не нужен, то его следует исключить на время аварии из цепи, например, путем его закорачивания и делать это нужно синхронно с отключением тока. Причем делать это нужно очень быстро, то есть также взрывным замыкателем. Эту функцию позволяет выполнить защитное устройство по второму варианту.It should be noted that inductive reactor 2 solves two problems - it smooths the ripple and limits the short-circuit current. Therefore, its presence in the electric circuit is necessary, and the accompanying troubles (overvoltage) must be solved by special measures and in particular by the use of an explosive fuse with one of its advantages - unlimited breaking capacity. Then the limitation of the emergency current becomes irrelevant, and if we also take into account that during the period of the emergency state smoothing of the ripple is not required, then the need for an inductive reactor in the circuit is eliminated. And if the reactor is not needed during the accident, then it should be excluded from the circuit for the time of the accident, for example, by shorting it and this should be done simultaneously with the disconnection of the current. Moreover, this must be done very quickly, that is, also with an explosive contactor. This function allows you to perform a protective device according to the second embodiment.
Защитное устройство по второму варианту в сравнении с первым вариантом тяговой железнодорожной подстанции еще более повышает надежность защиты устройства мощного выпрямительного моста за счет снижения перенапряжений путем шунтирования индуктивного реактора 2 при отключении предельных аварийных токов. Это происходит благодаря тому, что размыкатель и замыкатель взрывного коммутатора которые срабатывают от взрыва одного заряда ВВ. Причем, конструктивное исполнение коммутатора таково, что при взрыве заряда ВВ вначале срабатывает замыкатель, а за тем предохранитель (размыкатель). Контакты замыкателя включены в силовой контур таким образом, что при его срабатывании происходит закорачивание индуктивного реактора 2 (см. ФИГ 2), и энергия в нем запасенная выводится из дугового промежутка.The protective device according to the second option, in comparison with the first version of the traction railway substation, further increases the reliability of protecting the device of a powerful rectifier bridge by reducing overvoltages by shunting the inductive reactor 2 when the emergency currents are disconnected. This is due to the fact that the breaker and contactor of the explosive switch that are triggered by the explosion of a single explosive charge. Moreover, the design of the switch is such that, in the event of an explosion of the explosive charge, the contactor first trips, and then the fuse (circuit breaker). The contacts of the contactor are included in the power circuit so that when it is triggered, the inductive reactor 2 is shorted (see FIG. 2), and the energy stored in it is removed from the arc gap.
Защитное устройство тяговой подстанции по второму варианту работает следующим образом. В исходном состоянии выпрямительный мост 1 работает в номинальном режиме, взрывной предохранитель 13 с зарядом взрывчатого вещества (ВВ) 18 в норме, схема управления работоспособна, и на нее подано напряжение. В The protective device of the traction substation according to the second embodiment works as follows. In the initial state, the rectifier bridge 1 operates in the nominal mode, the explosive fuse 13 with the explosive charge 18 is normal, the control circuit is operational, and voltage is applied to it. AT
номинальном режиме и в случае возникновения обычных аварийных режимов работает ВАБ. В случае возникновения предельных аварийных ситуаций, например, КЗ между силовым контактным шинопроводом 5 (далее контактным проводом) и рельсом вблизи подстанции. Тогда ток начинает нарастать очень быстро. Скорость нарастания регистрируется датчиком аварийного состояния и, если она превышает отключающую способность ВАБа, то срабатывает система управления взрывного коммутатора 13 и подрывает заряд ВВ 18, т.е. запускает взрывной коммутатор в работу. При необходимости может быть применены два и более датчика аварийного состояния, причем как принципиально одинаковые, так и разнотипные. Например, датчик, регистрирующий производную тока и датчик реагирующей на максимальное значение тока. Применение нескольких датчиков аварийного состояния повышает надежность срабатывания защиты. Тогда схема управления запускается только при одновременном наличии двух или более сигналов от датчиков. Схема управления формирует инициирующий импульс и подает его на заряд ВВ 18. Взрыв заряда ВВ создает в трубчатом контакте 19 высокое давление, под действием которого происходит электрическое соединение трубчатого контакта 19 с внутренней зубчатой поверхностью нижнего электрода 16, и шунтирование индуктивного реактора 2. При этом индуктивная энергия, запасенная в реакторе 2, выводится из дугового промежутка, что исключает возникновения опасных коммутационных перенапряжений. Одновременно взрыв заряда ВВ 18 создает в разрушаемом тоководе 17 высокое давление, под действием которого он увеличивается в диаметре и электрически разъединяется с верхним 15 и нижним 16 электродами. Возникающая при этом электрическая дуга отключения гаснет в прочном корпусе предохранителя под действием высокого давления от взрыва. Происходит отключение тока без опасных перенапряжений. Отключение предельных аварийных режимов за счет встроенного взрывного замыкателя и шунтирования им индуктивного реактора происходит без перенапряжений, что повышает надежность работы защиты тяговых подстанций.nominal mode and in the event of a normal emergency operation PSA. In the event of extreme emergency situations, for example, short circuit between the power contact busbar 5 (hereinafter contact wire) and the rail near the substation. Then the current begins to increase very quickly. The slew rate is recorded by the emergency state sensor and, if it exceeds the disconnecting ability of the VAB, the control system of the explosive switch 13 is activated and undermines the explosive charge 18, i.e. launches an explosive switch to work. If necessary, two or more emergency sensors can be used, both fundamentally the same and heterogeneous. For example, a sensor that registers the derivative of the current and a sensor that responds to the maximum current value. The use of several emergency sensors increases the reliability of the protection. Then the control circuit is started only if there are two or more signals from the sensors at the same time. The control circuit generates an initiating pulse and delivers it to the explosive charge 18. The explosion of the explosive charge creates a high pressure in the tubular contact 19, under the influence of which the tubular contact 19 is electrically connected to the internal gear surface of the lower electrode 16, and the inductive reactor 2 is shunted. the energy stored in the reactor 2 is removed from the arc gap, which eliminates the occurrence of dangerous switching overvoltages. At the same time, the explosion of the explosive charge 18 creates a high pressure in the destructible current lead 17, under the influence of which it increases in diameter and is electrically disconnected from the upper 15 and lower 16 electrodes. The arcing electric arc arising at the same time goes out in the robust fuse case under the action of high pressure from the explosion. The current is cut off without dangerous overvoltages. Disabling extreme emergency conditions due to the built-in explosive contactor and bypassing the inductive reactor by it occurs without overvoltage, which increases the reliability of the protection of traction substations.
Срабатывание взрывного предохранителя обесточивает контактную сеть, а для того, чтобы электровоз продолжал движение, необходимо вновь подать напряжение на контактный провод, а это возможно только при замене сработавшего взрывного предохранителя на новый. Следовательно, существующее защитное устройство надежно отключает предельные аварийные токи с ограничением перенапряжений, однако оно еще имеет один существенный недостаток - большой перерыв в питании контактной сети после ликвидации предельных аварийных режимов.The operation of the explosive fuse de-energizes the contact network, and in order for the electric locomotive to continue to move, it is necessary to re-apply voltage to the contact wire, and this is possible only when replacing the blown fuse with a new one. Consequently, the existing protective device reliably disconnects the emergency emergency currents with the limitation of overvoltage, however, it still has one significant drawback - a large interruption in the supply of the contact network after the emergency emergency conditions are eliminated.
Полезная модель по третьему варианту повышает надежность работы защитного устройства путем устранения больших перерывов в электроснабжении контактной сети. Это достигается снабжением известного защитного устройства дополнительным взрывным замыкателем со своим зарядом ВВ. По сути это взрывное коммутационное устройство с тремя функциями: замыкание, размыкание и замыкание. Если установить несколько таких защитных коммутационных устройств параллельно, то можно осуществлять автоматическое повторное включение (АПВ) контактной сети таким образом, чтобы каждое срабатывание защитного устройства и последующее за ним отключение тока в контактной сети сопровождалась заданной выдержкой времени с последующей подачей схемой управления сигнала на срабатывание дополнительного замыкателя на следующем параллельно установленном взрывном защитном коммутационном устройстве. Срабатывание дополнительного замыкателя на следующем защитном коммутационном устройстве включает его в цепь и контактная сеть получает питание.The utility model according to the third embodiment increases the reliability of the protective device by eliminating large interruptions in the power supply of the contact network. This is achieved by supplying a known protective device with an additional explosive contact with its explosive charge. In fact, it is an explosive switching device with three functions: short circuit, open and short circuit. If several such protective switching devices are installed in parallel, then it is possible to automatically reconnect (AR) the contact network in such a way that each trip of the protective device and subsequent disconnection of the current in the contact network is accompanied by a predetermined time delay, followed by an additional signal to the control circuit to trigger contactor on the next parallel mounted explosive protective switching device. The operation of the additional contactor on the next protective switching device includes it in the circuit and the contact network receives power.
Защитное устройство тяговой железнодорожной подстанции по третьему варианту работает следующим образом. В исходном состоянии выпрямительный мост работает в номинальном режиме, взрывной коммутатор с зарядами взрывчатого вещества (ВВ) 18, 29 в норме, система управления работоспособна, и на нее подано напряжение. В силовую цепь параллельно установлено два, три, или более взрывных коммутаторов, причем в первом дополнительный замыкатель сработавший и по нему протекает ток в контактную цепь. В номинальном режиме работы тяговой подстанции и в случае возникновения обычных аварийных режимов работает только ВАБ. В случае возникновения предельных аварийных ситуаций, например КЗ, между контактным проводом и рельсом около подстанции ток в силовом шинопроводе начинает очень быстро нарастать. Скорость нарастания тока регистрируется и оценивается датчиком аварийного состояния. В случае, когда скорость нарастания тока соответствует неудаленному КЗ, срабатывает система управления взрывного предохранителя. Датчик аварийного состояния по производной тока может быть дополнен, например, датчиком максимального тока и тогда система управления будет срабатывать по наличию сигналов от двух датчиков. Применение нескольких датчиков аварийного состояния исключает возможность ложного срабатывания защиты. Тогда система управления запускается только при одновременном наличии двух или более сигналов. Система управления формирует инициирующий импульс для подрыва заряда ВВ 18. Взрыв заряда ВВ создает в трубчатом контакте 19 разрушаемом тоководе высокое давление, под действием которого он увеличивается в диаметре и The protective device of the traction railway substation according to the third embodiment works as follows. In the initial state, the rectifier bridge operates in nominal mode, the explosive switch with explosive charges 18, 29 is normal, the control system is operational, and voltage is applied to it. Two, three, or more explosive switches are installed in parallel in the power circuit, and in the first an additional contactor has tripped and current flows through it to the contact circuit. In the nominal operating mode of the traction substation and in the event of normal emergency conditions, only the PSA operates. In the event of extreme emergency situations, for example short circuit, between the contact wire and the rail near the substation, the current in the power busbar starts to increase very quickly. The slew rate is recorded and evaluated by the alarm sensor. In the case when the current rise rate corresponds to an undeleted fault, the explosive fuse control system is activated. The emergency state detector for the derivative of the current can be supplemented, for example, with a maximum current sensor and then the control system will be triggered by the presence of signals from two sensors. The use of several emergency sensors eliminates the possibility of a false alarm. Then the control system is launched only when there are two or more signals at the same time. The control system generates an initiating pulse to detonate the explosive charge 18. The explosion of the explosive charge creates a high pressure in the tubular contact 19 of the destructible current lead, under which it increases in diameter and
электрически соединяется с нижним электродом 16. Реактор 2 оказывается закороченным, запасенная в нем индуктивная энергия выводится из дугового промежутка и отключение происходит без перенапряжений. При этом плавкий предохранитель 25 перегорает и электрически разъединяет силовую цепь с замыкателем в нижнем электроде 16. Взрыв заряда 18 создает высокое давление и в трубчатом разрушаемом тоководе 17, который также увеличивается в диаметре, разъединяется с электродами 15 и 16, возникающая при этом электрическая дуга отключения гаснет под действием высокого давления от взрыва. Происходит отключение тока и ликвидация аварийного режима без перенапряжений.electrically connected to the lower electrode 16. The reactor 2 is shorted, the inductive energy stored in it is removed from the arc gap and the shutdown occurs without overvoltage. In this case, the fuse 25 blows and electrically disconnects the power circuit with the contactor in the lower electrode 16. An explosion of charge 18 creates high pressure in the tubular destructible current lead 17, which also increases in diameter, disconnects with the electrodes 15 and 16, resulting in an electric arc goes out under high pressure from an explosion. The current is cut off and the emergency mode is eliminated without overvoltage.
Через заданный промежуток времени системой управления подается импульс на подрыв заряда 29 в следующим взрывном коммутаторе. В нем срабатывает дополнительный взрывной замыкатель и ток вновь поступает в контактную сеть.After a specified period of time, the control system provides an impulse to undermine the charge 29 in the next explosive switch. An additional explosive contactor is triggered in it and the current again enters the contact network.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007121341/22U RU68194U1 (en) | 2007-06-06 | 2007-06-06 | PROTECTIVE DEVICE OF TRACTION RAILWAY SUBSTATION (OPTIONS) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007121341/22U RU68194U1 (en) | 2007-06-06 | 2007-06-06 | PROTECTIVE DEVICE OF TRACTION RAILWAY SUBSTATION (OPTIONS) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU68194U1 true RU68194U1 (en) | 2007-11-10 |
Family
ID=38958789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007121341/22U RU68194U1 (en) | 2007-06-06 | 2007-06-06 | PROTECTIVE DEVICE OF TRACTION RAILWAY SUBSTATION (OPTIONS) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU68194U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2466486C2 (en) * | 2009-10-09 | 2012-11-10 | Открытое акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы" | Device to control explosive closing switch |
| RU2664621C1 (en) * | 2014-11-07 | 2018-08-21 | Саутвэст Цзяотун Юниверсити | Distributed protection system for the segmented power network on the electrified railway |
| RU189288U1 (en) * | 2018-12-24 | 2019-05-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" | Disconnector contact network on floating rail bridge MLH-VF-VT |
-
2007
- 2007-06-06 RU RU2007121341/22U patent/RU68194U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2466486C2 (en) * | 2009-10-09 | 2012-11-10 | Открытое акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы" | Device to control explosive closing switch |
| RU2664621C1 (en) * | 2014-11-07 | 2018-08-21 | Саутвэст Цзяотун Юниверсити | Distributed protection system for the segmented power network on the electrified railway |
| RU189288U1 (en) * | 2018-12-24 | 2019-05-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" | Disconnector contact network on floating rail bridge MLH-VF-VT |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103855699B (en) | A kind of new surge protector | |
| US7035066B2 (en) | Arc-default detecting circuit breaker system | |
| US9054557B2 (en) | Voltage balancing of symmetric HVDC monopole transmission lines after earth faults | |
| CN201846069U (en) | Arc light protector | |
| CN102332699A (en) | Ground wire safety voltage control system | |
| EP3614513B1 (en) | Dc ground fault detection system and dc ground fault detection method for dc electric railway | |
| TWI617106B (en) | Apparatus with circuit breaker and disconnector switch and method of configuring a power delivery system | |
| CN110892600B (en) | Charging system | |
| CN104934950B (en) | A kind of guard method of multistage DC distribution feeder line | |
| CN202159961U (en) | Ground wire safe voltage control system | |
| RU68194U1 (en) | PROTECTIVE DEVICE OF TRACTION RAILWAY SUBSTATION (OPTIONS) | |
| CN103855697A (en) | Novel SPD backup protection device | |
| US4314300A (en) | Fused short circuit and grounding switch | |
| CN106451370A (en) | On-load disjunction control method for high-voltage contactor | |
| CN102064528A (en) | Transformer neutral point earth protection device | |
| CN105071363A (en) | SPD backup protector | |
| CN104022498A (en) | Device for arc discharging protecting in switch cabinet | |
| US6525917B1 (en) | Power transforming system and method | |
| CN206148938U (en) | Distribution system restraines protection device of overvoltage | |
| CN102707206A (en) | Reclosure device for insulation detection | |
| RU172397U1 (en) | Non-selective protection circuit breaker for traction substation AC | |
| CN206595703U (en) | A kind of SPD back-up protection structures for protecting power-frequency overvoltage | |
| CN202495745U (en) | Novel voltage transformer overcurrent protector | |
| CN201946964U (en) | Arc extinguishing and earth connection device for fault phase through impedance | |
| CN202870238U (en) | Reclosing device with insulation detection function |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20080607 |