SE447184B - Effektbrytarsystem - Google Patents

Description

447 184 J' 2 selektiva brytningen kan ej erhållas fastän stöd från matnings- brytaren skulle kunna förväntas.

Föreliggande'uppfinning avser att övervinna nämnda nack- delar och att erbjuda ett effektbrytarsystem som innefattar en strömbegränsningskrets som pålägger en strömbegränsningsfunk- tion i ett onormalt tillstånd och är ansluten i serie med en huvudbrytare med en kort tidsfördröjningsfunktion.

De för uppfinningen kännetecknande särdragen framgår av de bifogade patentkraven. (1) (2) (3) (4) (5) fig. fig. fig. fig. fig. fig. fig.

I effektbrytarsystemet utgöres alkalimetallen av natrium, kalium eller natrium- kaliummetall, har effektbrytaren en shuntutlösningsspole för manövrering av brytmekanismen, överför shuntutlösningsspolen i huvudbrytaren ström genom den linjära strömresistorn i strömbegränsningskretsen, utgöres huvudbrytaren av ett korttídsfördröjningsorgan, och regleras strömvärdet i strömbegränsningstillståndet till ett önskat värde genom val av resistansen av den linjära strömresistorn i strömbegränsningskretsen.

På de bifogade ritningarna visar 1 ett principschema för ett konventionellt effektbrytar- system utnyttjande en huvudbrytare, 2 ett principschema för ett konventionellt effektbrytar- system utnyttjande en strömbegränsningssäkring i en huvudkrets, (H säkringens karakteristiska kurva, 4 den generella principen för ett effektbrytarsystem en- ligt föreliggande uppfinning, 5 strömvågformen för ström som passerar genom en icke-lin- jär strömresistor R och en linjär resistor N i effekt- brytarsystemet enligt föreliggande uppfinning, 6 ett principschema för en utföringsform av effektbrytar- systemet enligt föreliggande uppfinning, 7 ett principschema för en styrkrets för manövrering av effektbrytaren, och 447 184 J 3 fig. 8 ett principschema för en annan utföringsform av styr- kretsen. I Utföringsformer av föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas i detalj under hänvisning till dessa bifogade ritnin- gar.

I fig. 4 innefattar en huvudbrytare M en korttidsfördröj- ningsmekanism, och en strömbegränsningskrets 3 är ansluten mel- lan huvudbrytaren M och grenbelastningskretsarna 21 till 2n- Strömbegränsningskretsen innefattar en icke-linjär strömresis- tor N ansluten parallellt med en linjär strömresistor R. Den icke-linjära strömresistorn N är sådan att dess egenresistivi- tet ökar vid hög nivå genom självuppvärmning när en stark ström överföres eller är sådan att dess självresistivitet ökar vid hög nivå genom en reversibel fasändring alstrad genom självupp- värmning, exempelvis fasändringen i det inneslutna materialet från fast form till gasform, såsom för en permanentsäkring innehållande en alkalimetall såsom natrium, kalium, natrium- kaliummetall eller kvicksilver såsom strömbegränsande material.

Resistorn R är en linjär strömresistor.

I det normala tillståndet är resistiviteten för den icke- linjära strömresistorn N avsevärt lägre än resistiviteten för resistorn R, varigenom strömmen i huvudsak överföres genom den icke-linjära resistorn N.

Vid det onormala tillståndet, exempelvis vid kortslutning, ökar resistiviteten hos den icke-linjära strömresistorn N till en nivå avsevärt högre än den för resistorn R varigenom ström- men överföres till resistorn R. Strömnivån vid omkastningen kan inställas genom val av resistorn R.

Ett effektbrytarsystem med den beskrivna konstruktionen kommer att illustreras nedan.

När ett fel uppstår vid punkten F2 i fig. 4 överföres fel- strömmen i fig. 5(a) om ingen effektbrytare föreligger.

I enlighet med föreliggande uppfinning överföres felström~ men via den icke-linjära strömresistorn N och denna ändras icke -linjärt av värmen som alstras av felströmmen för väsentlig be- gränsning av felströmmen, varvid strömmen vid punkten P1 och vågformen i fig. 5(b) erhålles.

Felströmmen omkastas från punkten Pl till den linjära 447 184 J 4 strömresistorn N ansluten parallellt med den icke-linjära strömresistorn N, varvid vågformen enligt fig. 5(c) erhålles.

När följaktligen ett fel uppkommer vid punkten Fl startas strömbegränsningsdriften för felströmmen genom den icke-linjära strömresistorn N och matas effekten genom resistorn R till de andra kretsarna i normalt tillstånd tills felkretsen Fl brytas av brytaren MCCBl. Huvudbrytaren M är ansluten mellan effekt- källan och en parallellkrets av den icke-linjära strömresistorn N och resistorn R och huvudbrytaren utför brytfunktionen i ett stort strömområde och har en tidsfunktion till brytfunktionen för att erbjuda en selektiv brytfunktion.

Vid ett fel på en gemensam bussledning vid punkten F2 avbryts strömmen av huvudbrytaren under strömbegränsning efter en förutbestämd tidsperiod. Éig. 6 visar den elektriska korttidsfördröjningsfunktio- nen för effektbrytaren M.

Huvudbrytaren M innefattar en shuntutlösningsspole T för utförande av brytfunktionen genom excitation av shuntutlös- ningsspolen T. Utlösningsspolen T manövreras av en utsignal från en styrkrets CC, som visas i detalj i fig. 7 och 8. I Fig. 7 visar funktionen av styrkretsen CC, vilken skall beskrivas nedan.

När den icke-linjära strömresistorns N resistivitet ökas av felströmmen detekteras strömmen som passerar genom resistorn R av en strömtransformator CT (fig. 6). Strömvågformen omvand- las till rektangulär pulsvågform genom att strömmen passerar genom en vågformsomvandlingskrets Pl- En vippa FF triggas av den rektantulära pulsen för att öppna en grindkrets GC med hjälp av vippans utsignal.Å andra sidan överföres spänningen från en transformator PT (fig.6) genom vågformsomvandlings- kretsen P2 för erhållande av en rektangulär pulsvågform. Pulsen överföres genom grindkretsen GC genom en signal från ström- transformatorn CT under den tidsperiod grindkretsen GC är öppen.Pulsen sonxpasserar genom grindkretsen GC räknas av en räknarkrets CR. När räknarställningen nått ett värde som in- ställts av en tidinställningskrets TS matas en utsignal till en utgångskrets DC. Utgångskretsen DC som mottager utsignalen exciterar utlösningsspolen T i huvudbrytaren M för att utföra 447 184 huvudbrytarens M brytfunktion.

I systemet inställes tiden med hjälp av en tid som är proportionell mot effektkällans frekvens (ungefär flera cykler i sådana system) för utförande av huvudbrytarens fördröjnings- funktion.

Vippan FF återställes sålunda genom utsignalen från en ELLER-krets OR genom huvudbrytarens M brytfunktion, matarbryta- rens Mccßn verkan eller en manuell återställning av brytaren, och räknarkretsen CR återställes genom signalen för återställ- ning av vippan FF.

Fig. 8 visar den andra utföringsformen av styrkretsen CC.

Strömtransformatorns CT detekteringsström likriktas till lik- spänning genom en likriktarkrets REC och utgångsspänningen matas in till en resistor-kondensator-integreringskrets INT.

Spänningsförindringen i integreringskretsen INT matas in till en spänningskomparatorkrets COM och jämföres med en inställd spänning i komparatorkretsen COM. §är ingångssignalen från integreringskretsen INT blir högre än det förutbestämda värdet matas en signal till en ut- gångskrets DC efter en tidsfördröjning inställd genom en tid- inställningskrets TS. Sedan aktiverar utgångskretsen DC utlös- ningsspolen T i huvudbrytaren M för start av driften av huvud- kretsen M.

Styrkretsen CC kan även bildas av andra kretsar av annan konstruktion.

När effektbrytarsystemet enligt föreliggande uppfinning som beskrivits ovan är anslutet till effektreglaget i ett kopp- lingsbord eller ett centraliserat kontrollbord kan kapaciteten av matarbrytaren som används i varje grenkrets minskas på grund av strömbegränsningsfunktionen och kan matarbrytarna i gren- kretsarna i normalt tillstånd (alla utom felkretsen) skyddas.

Den selektiva brytfunktionen kan erhållas på grund av att till- räcklig fördröjningstid skapas för huvudbrytaren genom strömbe- gränsningsfunktionen.

Claims (3)

447 184 1 e PATENTKRAV

1. l . Effektbrytarsys tem, innefattande en huvudbrytare (M) med en kort tidsfördröjningsfunktion och ansluten till en effektkälla, varvid huvudbrytaren innefattar en utlösningsspole (T) för manövrering av brytarmekanismen, en strömbegränsningskrets (3) för begränsning av felström an- sluten till huvudbrytaren (M), vilken strömbegränsníngskrets (3) innefattar ett linjärt strömmotstånd (R) parallellkopplat med ett icke-linjärt kretsmotstånd (N), ett flertal grenbelastningskretsar (21, Zn), vilka var och en består av en matningsbrytare och en belastning (L1, Ln). vilka är anslutna till strömbegränsningskretsen (3), k ä n n e t e c k n a t av att huvudbrytarens (M) utlösningsspole (T) styrs av en detektor (CT) för detekteríng av en ström som passerar genom det linjära motståndet (R) i strömbegränsningskretsen (3) och av en anord- ning (CC) för alstring av en utsignal för manövrering av utlös- ningsspolen (T) med kort tidsfördröjning efter mottagande av en signal från detektorn (CT).

2. System enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att det icke-linjära strömmotståndet (N) i strömbegränsningskretsen (3) är en permanent effektsäkring innehållande inkapslat natrium.

3. System enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att strömmen i den strömbegränsande funktionen inställs till ett förutbestämt värde genom val av resistiviteten av motståndet (R) i strömbegränsningskretsen (3).