RU75787U1

RU75787U1 - HYBRID DC COMMUNICATION DEVICE

Info

Publication number: RU75787U1
Application number: RU2008113344/22U
Authority: RU
Inventors: Эльхан Шахбаба оглы Мурадов; Виктор Васильевич Шипицын; Алексей Григорьевич Морозов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Технос"
Priority date: 2008-04-07
Filing date: 2008-04-07
Publication date: 2008-08-20

Abstract

Предлагаемая полезная модель - гибридное коммутационное устройство постоянного тока - относится к электротехнике, а именно к коммутационным электрическим аппаратам постоянного тока, и может быть использовано для коммутации электрических цепей постоянного тока в нагрузочных режимах, режимах перегрузки и аварийных режимах короткого замыкания нагрузки. Техническим результатом является увеличение надежности гибридного коммутационного устройства постоянного тока. Гибридное коммутационное устройство постоянного тока содержит первый электромеханический коммутатор с системой управления, транзистор с системой управления, реле тока, включающую и отключающую кнопки, устройство защитного отключения, второй электромеханический коммутатор с системой управления, реле контроля транзистора и блок информации, при этом первый электромеханический коммутатор соединен последовательно с реле тока и нагрузкой, второй электромеханический коммутатор и транзистор соединены последовательно и подсоединены параллельно первому электромеханическому коммутатору, устройство защитного отключения и отключающая кнопка соединены с системами управления первого и второго электромеханических коммутаторов и системой управления транзистором, реле контроля транзистора соединено с транзистором, с системой управления вторым электромеханическим коммутатором и с блоком информации. 1 п.ф., 2 фиг. черт.The proposed utility model - a hybrid DC switching device - relates to electrical engineering, namely to switching DC electric devices, and can be used for switching DC electric circuits in load modes, overload modes and emergency short-circuit load conditions. The technical result is to increase the reliability of a hybrid DC switching device. The hybrid DC switching device comprises a first electromechanical switch with a control system, a transistor with a control system, a current relay turning buttons on and off, a residual current device, a second electromechanical switch with a control system, a transistor control relay and an information block, while the first electromechanical switch is connected in series with a current relay and a load, a second electromechanical switch and a transistor are connected in series and a pair is connected Along with the first electromechanical switch, the residual current device and the trip button are connected to the control systems of the first and second electromechanical switches and the transistor control system, the transistor control relay is connected to the transistor, to the control system of the second electromechanical switch and to the information block. 1 pf, 2 fig. heck.

Description

Предлагаемая полезная модель - гибридное коммутационное устройство постоянного тока относится к электротехнике, а именно к коммутационным электрическим аппаратам постоянного тока, и может быть использовано для коммутации электрических цепей постоянного тока в нагрузочных режимах, режимах перегрузки и аварийных режимах короткого замыкания нагрузки.The proposed utility model - a hybrid DC switching device relates to electrical engineering, namely to switching DC electric devices, and can be used for switching DC electric circuits in load modes, overload modes and emergency short circuit conditions of the load.

Известно, что при отключении индуктивной нагрузки постоянного тока между главными контактами электромеханического электрического аппарата возникает электрическая дуга, которая оплавляет эти контакты, что существенно снижает коммутационную износостойкость электромеханического электрического аппарата по сравнению с его механической износостойкостью (Л.1 Чунихин А.А. Электрические аппараты: Общий курс. Учебник для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1988.).It is known that when a DC inductive load is disconnected between the main contacts of an electromechanical electrical apparatus, an electric arc arises that melts these contacts, which significantly reduces the switching wear resistance of an electromechanical electrical apparatus compared to its mechanical wear resistance (L. 1 Chunikhin A.A. General course. Textbook for high schools. - 3rd ed., Revised. And add. - M .: Energoatomizdat, 1988.).

Для повышения срока службы электрических аппаратов известно применение полупроводниковых бесконтактных электрических аппаратов, в которых отсутствует электрическая дуга и коммутационный износ (Л.2 Могилевский Г.В. и др. Полупроводниковые аппараты защиты. - М.: Энергия, 1980). Однако полупроводниковые аппараты имеют повышенное падение напряжения при пропускании прямого тока во включенном состоянии, что увеличивает их нагрев и снижает к.п.д., а также не обеспечивают гальванической развязки нагрузки от питающей сети в выключенном состоянии.To increase the service life of electrical apparatuses, it is known to use semiconductor non-contact electrical apparatuses in which there is no electric arc and switching wear (L.2 Mogilevsky GV and other semiconductor protection apparatuses. - M .: Energy, 1980). However, semiconductor devices have an increased voltage drop when direct current is transmitted in the on state, which increases their heating and reduces the efficiency, and also does not provide galvanic isolation of the load from the mains in the off state.

Стремление совместить в электрических аппаратах положительные качества контактных аппаратов - малые потери мощности во включенном состоянии и гальваническую развязку нагрузки от источника питания в The desire to combine in electric devices the positive qualities of contact devices - small power losses in the on state and galvanic isolation of the load from the power source in

выключенном состоянии - и положительные качества полупроводниковых электрических аппаратов - повышенная коммутационная износостойкость и, следовательно, меньшие эксплуатационные затраты - привело к разработке и созданию гибридных электрических аппаратов, в которых ток во включенном состоянии аппарата проходит через контакты электрического электромеханического аппарата, а коммутация этого тока выполняется силовыми полупроводниковыми приборами, включенными параллельно контактам электромеханического аппарата (Л.3 Могилевский Г.В Гибридные электрические аппараты низкого напряжения. - М: Энергоатомиздат, 1986).off state - and the positive qualities of semiconductor electrical apparatuses - increased switching wear resistance and, therefore, lower operating costs - led to the development and creation of hybrid electrical apparatuses, in which the current in the on state of the apparatus passes through the contacts of the electromechanical apparatus, and switching this current is performed by power semiconductor devices connected in parallel with the contacts of the electromechanical apparatus (L.3 Mogilevsky G.V. low voltage bridged electric apparatus. - M: Energoatomizdat, 1986).

Известно, что наибольшая длительность горения электрической дуги, а, следовательно, и наибольшее разрушение контактов имеет место при отключении постоянных индуктивных токов. Поэтому известен целый ряд гибридных коммутационных аппаратов постоянного тока, которые являются аналогами по отношению к предлагаемому гибридному коммутационному устройству постоянного тока. (Приложение 1, Л.3, стр.64, рис.1.21). Однако все они имеют недостатки, так как эти устройства выполнены на однооперационных тиристорах, которые при реализации требуют обязательного применения предварительно заряженных коммутирующих конденсаторов С, что усложняет известные аналоги, увеличивает их габариты и снижает их надежность. Поэтому в качестве прототипа выбрано гибридное коммутационное устройство постоянного тока с параллельным соединением электромеханического аппарата и транзистора (Приложение 2, Л.4 Электрические и электронные аппараты: учебник для вузов / Под ред. Ю.К.Розанова. - М.: Энергоатомиздат, 1998, стр.573, рис.11.14.).It is known that the greatest duration of burning of an electric arc, and, consequently, the greatest destruction of contacts occurs when disconnecting direct inductive currents. Therefore, a number of hybrid DC switching devices are known, which are analogous to the proposed hybrid DC switching device. (Appendix 1, L.3, p. 64, Fig. 1.21). However, they all have drawbacks, since these devices are made on single-operation thyristors, which, when implemented, require the use of pre-charged switching capacitors C, which complicates the known analogues, increases their dimensions and reduces their reliability. Therefore, a hybrid DC switching device with a parallel connection of an electromechanical apparatus and a transistor was selected as a prototype (Appendix 2, L.4 Electrical and electronic devices: a textbook for high schools / Edited by Yu.K. Rozanov. - M .: Energoatomizdat, 1998, p. 573, Fig. 11.14.).

Однако в прототипе не достигается заявленный технический результа-увеличение надежности гибридного коммутационного устройства постоянного тока, так как в прототипе имеются следующие недостатки.However, in the prototype the claimed technical result is not achieved — an increase in the reliability of the hybrid DC switching device, since the prototype has the following disadvantages.

Во-первых, в прототипе нет электротехнического коммутатора для гальванической развязки нагрузки Z_н от источника постоянного напряжения Firstly, in the prototype there is no electrical switchboard for galvanic isolation of the load Z _n from a constant voltage source

Е при выключенном транзисторе гибридного коммутационного устройства постоянного тока. Во-вторых, в прототипе нет реле контроля исправности транзистора, что также снижает надежность гибридного коммутационного устройства постоянного тока. В-третьих, в прототипе нет блока инфоормации о неисправности транзистора гибридного коммутационного устройства постоянного тока.E when the transistor of the hybrid DC switching device is turned off. Secondly, in the prototype there is no transistor health monitoring relay, which also reduces the reliability of the hybrid DC switching device. Thirdly, in the prototype there is no information block about a malfunction of a transistor of a hybrid DC switching device.

Предлагаемая полезная модель - гибридное коммутационное устройство постоянного тока - решает задачу разработки и создания гибридного коммутационного аппарата постоянного тока, осуществление которой позволяет достичь заявленного технического результата, заключающегося в увеличении надежности этого устройства.The proposed utility model - a hybrid DC switching device - solves the problem of developing and creating a hybrid DC switching device, the implementation of which allows us to achieve the claimed technical result, which consists in increasing the reliability of this device.

Сущность предлагаемой полезной модели - гибридного коммутационного устройства постоянного тока заключается в том, что в гибридном коммутационном устройстве, имеющем первый электромеханический коммутатор с системой управления, включающую кнопку, отключающую кнопку, устройство защитного отключения и реле тока, а также транзистор с системой управления, при этом первый электромеханический коммутатор соединен с реле тока и нагрузкой, транзистор одним силовым выводом соединен с одним силовым выводом первого электромеханического коммутатора, включающая кнопка, устройство защитного отключения и отключающая кнопка, соединены со схемой управления первым электромеханическим коммутатором, дополнительно введены второй электромеханический коммутатор с системой управления, реле контроля транзистора и блок информации, причем второй электромеханический коммутатор соединен последовательно с транзистором, при этом полученная последовательная цепь подсоединена параллельно первому электромеханическому коммутатору, включающая кнопка, устройство защитного отключения и отключающая кнопка соединены с системами управления транзистора и второго электромеханического The essence of the proposed utility model - a hybrid DC switching device is that in a hybrid switching device having a first electromechanical switch with a control system, including a button, a disconnecting button, a residual current device and a current relay, as well as a transistor with a control system, the first electromechanical switch is connected to the current relay and the load, the transistor is connected by one power output to one power output of the first electromechanical switch A switch, including a button, a residual current device and a disconnecting button, is connected to the control circuit of the first electromechanical switch, a second electromechanical switch with a control system, a transistor monitoring relay and an information block are additionally introduced, the second electromechanical switch being connected in series with the transistor, and the resulting serial circuit connected in parallel to the first electromechanical switch, including a button, a residual current device and off ayuschaya button connected to the control transistor and second electro-mechanical systems

коммутатора, а реле контроля транзистора соединено с блоком информации и системой управления вторым электромеханическим коммутатором, которая соединена с реле тока.the switch, and the transistor control relay is connected to the information block and the control system of the second electromechanical switch, which is connected to the current relay.

Заявленный технический результат достигается следующим образом. Введенные второй электромеханический коммутатор с системой управления, реле контроля транзистора и блок информации, а также соединение устройства защитного управления и отключающей кнопки с системой управления транзистором и системой управления вторым электромеханическим коммутатором, которая соединена с реле тока и реле контроля транзистора, которое соединено с блоком информации, обеспечивает оптимальный режим работы первого и второго электромеханических коммутаторов, а именно вначале при отключении цепи нагрузки включается второй электромеханический коммутатор в бестоковом режиме, что исключает его электрический износ, далее включается транзистор и отключается первый электромеханический коммутатор, при этом его ток переходит в цепь второго электромеханического коммутатора и транзистора при малом напряжении на контактах первого электромеханического коммутатора, что существенно снижает интенсивность дугообразования на этих контактах и, следовательно, снижает их электрический износ, затем выключается транзистор, если он исправен и, наконец, выключается второй электромеханический коммутатор при прекращении тока через реле тока снова в бестоковом режиме, что исключает его электрический износ. Следовательно, при исправном транзисторе оба электромеханических коммутатора практически не имеют электрического износа, что увеличивает надежность гибридного коммутационного устройства для отключения цепи постоянного тока.The claimed technical result is achieved as follows. Introduced a second electromechanical switch with a control system, a transistor control relay and an information block, as well as connecting a protective control device and a trip button with a transistor control system and a second electromechanical switch control system, which is connected to a current relay and a transistor control relay that is connected to the information block , provides the optimal mode of operation of the first and second electromechanical switches, namely, at first, when the load circuit is disconnected, the The electromechanical switch is in non-current mode, which eliminates its electrical wear, then the transistor is turned on and the first electromechanical switch is turned off, while its current passes to the circuit of the second electromechanical switch and transistor at a low voltage at the contacts of the first electromechanical switch, which significantly reduces the intensity of arcing on these contacts and, therefore, reduces their electrical wear, then turns off the transistor, if it is serviceable, and finally turns off W swarm electromechanical switch at the termination of current through current relay again currentless mode, which excludes its electric wear. Therefore, with a working transistor, both electromechanical switches have practically no electrical wear, which increases the reliability of the hybrid switching device for disconnecting the DC circuit.

При неисправном транзисторе реле контроля транзистора выдает дублирующий сигнал для отключения второго электромеханического коммутатора, который при этом выключается не в оптимальном режиме. If the transistor is faulty, the transistor control relay generates a backup signal to turn off the second electromechanical switch, which, however, turns off not in the optimal mode.

Однако, во-первых, по статистике указанный режим происходит редко, во-вторых, в этом случае реле контроля транзистора формирует сигнал для отключения второго электромеханического коммутатора и сигнал для блока информации, то есть для оператора, о неисправности транзистора и предотвращении очередного включения неисправного гибридного коммутационного устройства для отключения цепей постоянного тока.However, firstly, according to statistics, this mode rarely occurs, and secondly, in this case, the transistor control relay generates a signal to turn off the second electromechanical switch and a signal for the information block, that is, for the operator, about the transistor malfunction and preventing the next switching on of the failed hybrid switching device for disconnecting DC circuits.

Предлагаемое гибридное коммутационное устройство постоянного тока изображено на фиг.1. Устройство содержит первый электромеханический коммутатор 1, имеющий первый 2 и второй 3 главные контакты, систему управления 4 первым электромеханическим коммутатором 1, имеющую четыре входные вывода 5, 6, 7, 8 и механически связанную с первым электромеханическим коммутатором 1, причем под каждым выводом в элементах и цепях управления подразумевается два провода, транзистор 9, имеющий два силовых вывода 10, 11, один входной вывод 12 и один выходной вывод 13, систему управления 14 транзистором 9, имеющую два входных вывода 15, 16 и один выходной вывод 17, соединенное последовательно с нагрузкой 18, реле тока 19, имеющее два силовых вывода 20, 21 и два выходных вывода 22, 23, включающую кнопку 24, имеющую один выходной вывод 25, устройство защитного отключения 26, имеющее три выходных вывода 27, 28, 29, отключающую кнопку 30, имеющую три выходных вывода 31, 32, 33, реле контроля 34 транзистора 9, имеющее один входной вывод 35 и два выходных вывода 36, 37, блок информации 38, имеющий один входной вывод 39, второй электромеханический коммутатор 40, имеющий первый 41 и второй 42 главные контакты, систему управления 43 вторым электромеханическим коммутатором 40, имеющую четыре входных вывода 44, 45, 46, 47 и механически связанную с вторым электромеханическим коммутатором 40. Первый главный контакт 2 первого электромеханического коммутатора 1 соединен с первым положительным полюсом источника питания Е The proposed hybrid DC switching device is shown in figure 1. The device comprises a first electromechanical switch 1, having first 2 and second 3 main contacts, a control system 4 of the first electromechanical switch 1, having four input terminals 5, 6, 7, 8 and mechanically connected to the first electromechanical switch 1, and under each output in the elements and control circuits means two wires, a transistor 9 having two power terminals 10, 11, one input terminal 12 and one output terminal 13, a control system 14 of the transistor 9 having two input terminals 15, 16 and one output terminal 17, Connected in series with the load 18, the current relay 19, having two power terminals 20, 21 and two output terminals 22, 23, including a button 24, having one output terminal 25, a residual current device 26, having three output terminals 27, 28, 29, a disconnecting button 30 having three output terminals 31, 32, 33, a control relay 34 of the transistor 9, having one input terminal 35 and two output terminals 36, 37, an information unit 38 having one input terminal 39, a second electromechanical switch 40 having a first 41 and second 42 main contacts, control system 43 of the second electronic omehanicheskim switch 40 having four input terminals 44, 45, 46, 47 and mechanically connected to the second electromechanical switch 40. The first main contact 2 of the first electromechanical switch 1 is connected to a first positive pole of the power source E

постоянного напряжения и механически связан с системой управления 4 первого электромеханического коммутатора 1, второй главный контакт 3 которого соединен с первым силовым выводом 20 реле тока 19, второй силовой вывод 21 которого соединен с нагрузкой 18, соединенной с вторым отрицательным полюсом источника питания Е постоянного напряжения, второй силовой вывод 11 транзистора 9, включенного в прямом направлении по отношению к полярности питающего постоянного напряжения, соединен с вторым главным контактом 3 первого электромеханического коммутатора 1, первый главный контакт 41 второго электромеханического коммутатора 40 соединен с первым главным контактом 2 первого электромеханического коммутатора 1, второй главный контакт 42 второго электромеханического коммутатора 40 соединен с первым силовым выводом 10 транзистора 9, первый выходной вывод 22 реле тока 19 соединен с первым входным выводом 8 системы управления первым электромеханическим коммутатором 1, выходной вывод 25 включающей кнопки 24, первый выходной вывод 27 устройства защитного отключения 26, первый выходной вывод 31 отключающей кнопки 30 соединены соответственно с вторым входным выводом 5, с третьим входным выводом бис четвертым входным выводом 7 системы управления 4 первым электромеханическим коммутатором 1, второй выходной вывод 28 устройства защитного отключения 26, второй выходной вывод 32 отключающей кнопки 30 соединены соответственно с первым входным выводом 15, с вторым входным выводом 16 системы управления 14 транзистора 9, третий выходной вывод 29 устройства защитного отключения 26, третий выходной вывод 33 отключающей кнопки 30, второй выходной вывод 23 реле тока 19, первый выходной вывод 36 реле контроля 34 транзистора 9 соединены соответственно с первым входным выводом 44, с вторым входным выводом 45, с третьим входным выводом 46, с четвертым входным выводом 47 системы управления 43 вторым электромеханическим коммутатором 40, выходной вывод 17 системы управления 14 транзистором DC voltage and is mechanically connected to the control system 4 of the first electromechanical switch 1, the second main contact 3 of which is connected to the first power terminal 20 of the current relay 19, the second power terminal 21 of which is connected to the load 18 connected to the second negative pole of the DC voltage source E, the second power terminal 11 of the transistor 9, connected in the forward direction with respect to the polarity of the supply DC voltage, is connected to the second main contact 3 of the first electromechanical comm 1, the first main contact 41 of the second electromechanical switch 40 is connected to the first main contact 2 of the first electromechanical switch 1, the second main contact 42 of the second electromechanical switch 40 is connected to the first power terminal 10 of the transistor 9, the first output terminal 22 of the current relay 19 is connected to the first input terminal 8 of the control system of the first electromechanical switch 1, the output terminal 25 of the enable button 24, the first output terminal 27 of the residual current device 26, the first output terminal 31 the buttons 30 are connected respectively to the second input terminal 5, to the third input terminal bis the fourth input terminal 7 of the control system 4 of the first electromechanical switch 1, the second output terminal 28 of the residual current device 26, the second output terminal 32 of the disconnecting button 30 are connected respectively to the first input terminal 15, with a second input terminal 16 of the control system 14 of the transistor 9, a third output terminal 29 of the residual current circuit breaker 26, a third output terminal 33 of the trip button 30, a second current output terminal 23 of the relay 19, the first output terminal 36 of the monitoring relay 34 of the transistor 9 is connected respectively to the first input terminal 44, to the second input terminal 45, to the third input terminal 46, to the fourth input terminal 47 of the control system 43 of the second electromechanical switch 40, the output terminal 17 of the control system 14 transistor

9, входной вывод 35 реле контроля 34 транзистора 9, соединены соответственно с входным выводом 12, с выходным выводом 13 транзистора 9, выходной вывод 37 реле контроля 34 транзистора 9 соединен с входным выводом 39 блока информации 38.9, the input terminal 35 of the monitoring relay 34 of the transistor 9, respectively connected to the input terminal 12, with the output terminal 13 of the transistor 9, the output terminal 37 of the monitoring relay 34 of the transistor 9 is connected to the input terminal 39 of the information block 38.

Предлагаемое гибридное коммутационное устройство постоянного тока работает следующим образом. Поскольку предлагается устройство отключения постоянного тока, процесс подключения нагрузки к сети постоянного напряжения рассматривать не будем, полагая, что в некоторый момент времени t₀ в соответствии с фиг.2 нагрузка 18 с помощью включающей кнопки 24 по каналу 25,5 включена и через нее и первый электромеханический коммутатор 1 протекает постоянный ток I_нагр по контуру: «+» - 1-19-18 - «-».The proposed hybrid DC switching device operates as follows. Since a DC disconnecting device is proposed, we will not consider the process of connecting the load to the DC voltage network, assuming that at some point in time t ₀ in accordance with FIG. 2, load 18 is switched on and through channel 25.5 through and through it and the first electromechanical switch 1 flows direct current I _load along the circuit: "+" - 1-19-18 - "-".

Процесс отключения постоянного тока может иметь два варианта. Первый вариант имеет место при отключении токов перегрузки или токов короткого замыкания. Второй вариант имеет место при отключении малых токов и всех токов, не превосходящих номинального значения тока нагрузки.The process of turning off the direct current can have two options. The first option occurs when disconnecting overload currents or short circuit currents. The second option occurs when disconnecting small currents and all currents that do not exceed the rated value of the load current.

Процесс отключения постоянного тока по первому варианту происходит следующим образом. При появлении в цепи нагрузки 18 тока перегрузки или при возникновении короткого замыкания нагрузки 18 информация об этом от реле тока 19 по каналу 22, 8 поступает в систему управления 4 первого электромеханического коммутатора 1, который в соответствии со своим назначением обеспечивает отключение постоянного тока в рассматриваемом режиме, при этом конечно возникает усиленное дугообразование и усиленный электрический износ главных контактов 2, 3 первого электромеханического коммутатора. Однако по статистике рассматриваемый режим возникает крайне редко и на общий срок службы электромеханического коммутатора влияет незначительно.The process of turning off the DC current in the first embodiment is as follows. When an overload current appears in the load circuit 18 or when a load 18 short-circuit occurs, information about this from the current relay 19 through channel 22, 8 enters the control system 4 of the first electromechanical switch 1, which, in accordance with its purpose, provides DC shutdown in the considered mode In this case, of course, there arises enhanced arcing and increased electrical wear of the main contacts 2, 3 of the first electromechanical switch. However, according to statistics, the considered mode arises extremely rarely and does not significantly affect the overall service life of the electromechanical switch.

Гораздо чаще возникает второй вариант отключения постоянного тока, а именно отключение малых постоянных токов, не превосходящих Much more often, the second option arises for disconnecting direct current, namely, shutting down small direct currents not exceeding

номинального значения тока нагрузки 18. Рассмотрим более подробно этот процесс отключения постоянного тока, когда сигнал об отключении появляется от устройства защитного отключения 26 или от отключающей кнопки 30. В этом случае в момент времени t₁ от устройства защитного отключения 26 или от отключающей кнопки 30 появляется сигнал об отключении нагрузки 18, информация об этом подается от устройства защитного отключения 26 по каналу 27, 6 к системе управления 4 первым электромеханическим коммутатором 1 и по каналу 29, 44 к системе управления 43 вторым электромеханическим коммутатором 40 или от отключающей кнопки 30 по каналу 31, 7 к системе управления 4 первым электромеханическим коммутатором 1 и по каналу 33, 45 к системе управления 43 вторым электромеханическим коммутатором 40, от устройства защитного отключения 26 по каналу 28, 15 или от отключающей кнопки 30 по каналу 32, 16 к системе управления 14 транзистором 9, от системы управления 14 транзистором 9 по каналу 17, 12 к транзистору 9, при этом логическая часть систем управления 4, 14 и 43 обеспечивает следующую последовательность операций. В момент времени t₁ включается второй электромеханический коммутатор 40, при этом через нагрузку 18 и через первый электромеханический коммутатор 1 протекает тот же самый ток I_нагр. В момент времени t₂включается транзистор 9 и отключается первый электромеханический коммутатор 1, при этом ток нагрузки 18 протекает по контурамnominal value of the load current 18. Let us consider in more detail this process of disconnecting the direct current when the trip signal appears from the residual current device 26 or from the tripping button 30. In this case, at time t ₁ from the residual current device 26 or from the tripping button 30 appears a signal to disconnect the load 18, information about this is supplied from the protective shutdown device 26 via channel 27, 6 to the control system 4 of the first electromechanical switch 1 and via channel 29, 44 to the control system 43 of the second an electromechanical switch 40 or from a trip button 30 via a channel 31, 7 to a control system 4 of a first electromechanical switch 1 and a channel 33, 45 to a control system 43 of a second electromechanical switch 40 from a residual current device 26 via a channel 28, 15 or from a trip button 30 through the channel 32, 16 to the control system 14 of the transistor 9, from the control system 14 of the transistor 9 through the channel 17, 12 to the transistor 9, while the logical part of the control systems 4, 14 and 43 provides the following sequence of operations. At time t _{1, the} second electromechanical switch 40 is turned _on , while the same current I load flows through the load 18 and through the first electromechanical switch 1 _. At time t _{2, the} transistor 9 is turned on and the first electromechanical switch 1 is turned off, while the load current 18 flows along the contours

, ,

причем в момент времени t₃ ток первого электромеханического коммутатора 1 становится равным нулевому значению, а ток второго электромеханического коммутатора 43 и транзистора 9 становится равным току нагрузки I_нагр. В момент времени t₄ с некоторой задержкой по отношению к моменту времени t₃ выключается транзистор 9, при этом ток moreover, at time t _{3, the} current of the first electromechanical switch 1 becomes equal to zero, and the current of the second electromechanical switch 43 and transistor 9 becomes equal to the load current I load _. At time t ₄ with some delay relative to time t _{3 the} transistor 9 is turned off, while the current

транзистора 9 и второго электромеханического коммутатора 40 становится равным нулевому значению, эта информация от реле тока 19 по каналу 23, 46 подается на систему управления 43 вторым электромеханическим коммутатором 40. Напряжение на транзисторе 9 и на первом электромеханическом коммутаторе 1 становится равным питающему постоянному напряжению Е. В момент времени t₅ с некоторой задержкой по отношению к моменту времени t₄ выключается второй электромеханический коммутатор 40, при этом напряжение на транзисторе 9 становится равным нулевому значению, а напряжение на втором электромеханическом коммутаторе 40 становится равным питающему постоянному напряжению Е.the transistor 9 and the second electromechanical switch 40 becomes equal to zero, this information from the current relay 19 through the channel 23, 46 is supplied to the control system 43 of the second electromechanical switch 40. The voltage on the transistor 9 and on the first electromechanical switch 1 becomes equal to the supply constant voltage E. At time t ₅ with a certain delay with respect to time t _{4, the} second electromechanical switch 40 is turned off, while the voltage on the transistor 9 becomes equal to zero voltage, and the voltage at the second electromechanical switch 40 becomes equal to the supply constant voltage E.

Таким образом, при исправном транзисторе 9 выключение первого электромеханического коммутатора 1 происходит в бестоковом режиме в момент времени t₄, а выключение второго электромеханического коммутатора 40 происходит также в бестоковом режиме в момент времени t₅, в результате чего существенно возрастает электрическая износостойкость первого 1 и второго 40 электромеханических коммутаторов и возрастает надежность предлагаемого гибридного коммутационного устройства постоянного тока, то есть достигается заявленный технический результат.Thus, when the transistor 9 is operational, the first electromechanical switch 1 is turned off at a time at time t ₄ , and the second electromechanical switch 40 is turned off at a time at t ₅ , as a result of which the electrical wear resistance of the first 1 and second 40 electromechanical switches and the reliability of the proposed hybrid switching DC device is increased, that is, the claimed technical result is achieved .

Если транзистор 9 выходит из строя, то эта информация по каналу 13, 35 поступает к реле контроля 34 транзистора 9, которое по каналу 36, 47 для системы управления 43 вторым электромеханическим коммутатором 40 формирует дублирующий сигнал на выключение второго электромеханического коммутатора 40, так как основной сигнал от реле тока 19 по каналу 23, 46 для системы управления 43 вторым электромеханическим коммутатором 40 при вышедшем из строя транзисторе 9 не формируется. В этом режиме второй электромеханический коммутатор 40 выключается с током, что вызывает его электрический износ. Однако, во-первых, по статистике вероятность разрушения транзистора 9 достаточно мала, во-вторых, при этом реле контроля 34 транзистора 9 формирует сигнал по If the transistor 9 fails, then this information on the channel 13, 35 goes to the control relay 34 of the transistor 9, which on the channel 36, 47 for the control system 43 of the second electromechanical switch 40 generates a backup signal to turn off the second electromechanical switch 40, since the main the signal from the current relay 19 through the channel 23, 46 for the control system 43 of the second electromechanical switch 40 with the failed transistor 9 is not formed. In this mode, the second electromechanical switch 40 is turned off with current, which causes its electrical wear. However, firstly, according to statistics, the probability of destruction of the transistor 9 is quite small, and secondly, while the control relay 34 of the transistor 9 generates a signal

каналу 37, 39 для блока информации 38, который предупреждает оператора о неисправности транзистора и недопущении включения коммутирующего устройства, либо автоматически за счет дополнительной связи с включающей кнопкой 24 запрещает это включение. В результате электрическая износостойкость первого и второго электромеханических коммутаторов практически не снижается.channel 37, 39 for the information block 38, which warns the operator of a transistor malfunction and the switching device is not allowed to turn on, or automatically prevents this switching on due to additional communication with the switching button 24. As a result, the electrical wear resistance of the first and second electromechanical switches is practically not reduced.

Следует заметить, что при изменении полярности питающего постоянного напряжения полярность включения транзистора необходимо поменять на противоположную. Если нагрузка может работать в режиме рекуперации избыточной энергии в питающую сеть постоянного тока, как это имеет место при питании электротранспорта, то транзистор 9 необходимо включать по известной схеме к диагонали постоянного тока четырехдиодного моста, который диагональю переменного тока соединяется последовательно с вторым электромеханическим коммутатором 40 (см. например. Приложение 3, Л.4, стр.643, рис.12.11). Транзистор может быть заменен двухоперационным тиристором.It should be noted that when changing the polarity of the supply DC voltage, the polarity of the transistor must be reversed. If the load can work in the mode of recovery of excess energy into the DC supply network, as is the case with electric vehicles, then the transistor 9 must be connected according to the known scheme to the DC diagonal of the four-diode bridge, which is connected in series with the second electromechanical switch 40 ( see, for example, Appendix 3, L.4, p. 643, Fig. 12.11). The transistor can be replaced by a dual-operation thyristor.

При последовательном соединении транзисторов реле контроля неисправностей транзисторов должно подключаться к каждому транзистору отдельно.When the transistors are connected in series, the transistor fault monitoring relay must be connected to each transistor separately.

Необходимо также добавить, что для защиты полупроводниковых приборов - транзисторов и диодов можно использовать известные различные защитные шунтирующие цепи: резистивные, конденсаторные, диодные, варисторные.It should also be added that for the protection of semiconductor devices - transistors and diodes, you can use various known protective shunt circuits: resistive, capacitor, diode, varistor.

Для реализации предложенного изобретения необходимо в известное устройство ввести второй электромеханический коммутатор и систему управления этим коммутатором, а также реле контроля исправности транзистора и блок информации. Все это будет реализовано в OOO «Технос».To implement the proposed invention, it is necessary to introduce a second electromechanical switch and a control system for this switch into a known device, as well as a transistor health monitoring relay and an information block. All this will be implemented at Technos LLC.

Claims

A hybrid DC switching device for implementing a direct current disconnecting method, comprising a first electromechanical switch having first and second main contacts, a first electromechanical switch control system having four input terminals and mechanically connected to the first electromechanical switch, and under each terminal in the elements and circuits control means two wires, a transistor having two power terminals, one input and one output terminals, and the transistor OP is turned on in the forward direction with respect to the polarity of the DC power supply network, a transistor control system having two input and one output terminal, a current relay having two power and two output terminals, including a button having one output terminal, a residual current device having three output terminals, and a trip button having three output terminals, while the first main contact of the first electromechanical switch is connected to the first pole of the DC voltage source and mechanically connected the control system of the first electromechanical switch, the second main contact of which is connected to the first power terminal of the current relay, the second power terminal of which is connected to the load connected to the second pole of the DC voltage source, the second power terminal of the transistor is connected to the second main contact of the first electromechanical switch, the first output terminal the current relay is connected to the first input terminal of the control system of the first electromechanical switch, the output terminal of the enable button is connected with the second input terminal of the control system of the first electromechanical switch, the first output terminal of the protective shutdown device is connected to the third input terminal of the control system of the first electromechanical switch, the first output terminal of the disconnecting button is connected to the fourth input terminal of the control system of the first electromechanical switch, the output terminal of the transistor control system is connected to the input terminal of the transistor, characterized in that the second electromechanical a mutator having first and second main contacts, a control system of the second electromechanical switch, having four input terminals and mechanically connected to the second electromechanical switch, a transistor control relay having one input and two output terminals and an information block having one input terminal, while the first main contact of the first electromechanical switch is connected to the first main contact of the second electromechanical switch, the second main contact of which is connected to the first power the output of the transistor, the second output terminal of the residual current device connected to the first input terminal of the transistor control system, the third output terminal of the residual current device connected to the first input terminal of the control system of the second electromechanical switch, the second output terminal of the disconnecting button connected to the second input terminal of the transistor control system , the third output terminal of the trip button is connected to the second input terminal of the control system of the second electromechanical comm Ator, the second output terminal of the switch current and the first output terminal of the transistor control relay are connected respectively to the third and fourth input terminals of the second electromechanical switch management system, a transistor output terminal connected to the input terminal of the transistor control relay, the second output terminal is connected to the input terminal of the information block.