SK16622000A3 - Pomôcka na zhášanie elektrického oblúka - Google Patents

Description

Pomôcka na zhášanie elektrického oblúka

Oblasť techniky

Predložený vynález sa týka pomôcky na zhášanie elektrického oblúka s magnetickou zhášajúcou cievkou s cudzím napájaním na spínanie malých prúdov.

Doterajší stav techniky

Výkonové jednosmerné spínače, ako spojovacie spínače, traťové spínače a jednosmerné spínače sú nasadzované v jednosmerných sieťach elektrických tratí a podobne na rozličné úlohy, pričom sa udáva rozličný profil požiadaviek vzhľadom na vedenie a spínanie v dvoch smeroch prúdu. Spojovacie spínače musia viesť a spínať prúdy v obidvoch smeroch prúdu, traťové spínače a jednosmerné spínače môžu byť v prípade rekuperácie elektrickej energie pretečené oproti normálnemu smeru prúdu a musia byť preto v stave spínať určitú intenzitu prúdu do 5 kA v obidvoch smeroch prúdu.

Pri veľkých výkonových jednosmerných spínačoch sa môžu vyskytnúť extrémne dlhé vypínacie časy pri spínaní kritických alebo malých prúdoch v rozsahu od 0 do 400 A. Tieto extréntne dlhé vypínacie časy vznikajú pri prevádzkovom spínaní nad zhášajúcou pomôckou a spôsobujú dlhé trvanie horenia oblúka, čím sa opätovne silne opotrebováva systém kontaktov spínacieho prístroja a môže sa poškodiť samotný spínací prístroj.

Príčina dlhých vypínacích časov tkvie okrem iného v nízkej elektromagnetickej sile pri malých veľkostiach prúdu, ktorá vyháňa elektrický oblúk nahor a predlžuje ho. Elektrický oblúk možno považovať za vodič, ktorým preteká prúd, v tomto vodiči v spojení s magnetickým poľom sa vytvára sila. Pri malom vlastnom poli vodiča, ktorým preteká prúd, môže byť pridané vonkajšie magnetické pole na zosilnenie pohybu elektrického oblúka. Toto pole môže byť realizované napríklad prostredníctvom do série zapojených magnetických zhášajúcich cievok. Týmito cievkami alebo trvalo preteká hlavný prúd, alebo nimi preteká prúd počas vypínacieho pochodu, keď sú napríklad sondy na cievkach spojené s hlavným prúdovým obvodom.

·· ·· • · · • ··· ···· ·· • · · ·· · · · • · · ··· ·· ·

Tieto riešenia však majú nevýhodu, že do hlavného prúdového obvodu zapojené cievky musia mať schopnosť prenosu veľkých prúdov a dynamickú pevnosť, lebo nimi preteká hlavný prúd.

Iné alternatívy, to znamená pole realizované s použitím trvalého magnetu, alebo pole realizované s použitím cievky s cudzím budením, môžu byť účinné len v dopredu stanovenom smere prúdu. Pri opačnom smere by tlačili elektrický oblúk do spínača a tým by ho zničili. Nakoľko ako bolo už vyššie uvedené, je potrebné spínať prúdy v obidvoch smeroch, nie sú tieto alternatívy ako možné riešenia vhodné.

Podstata vynálezu

Úlohou vynálezu je preto riešiť vyššie uvedené problémy a vytvoriť cenovo výhodnú a univerzálne použiteľnú pomôcku na zhášanie elektrického oblúka.

Táto úloha je podľa vynálezu vyriešená pomôckou na zhášanie elektrického oblúka, ako je to uvedené v patentovom nároku 1.

Podľa vynálezu ide zjavne o cievku, napájanú zo siete riadiaceho napätia, ktorá vytvára magnetické pole, ktorého siločiary zvisle prenikajú elektrickým oblúkom a smer jeho poľa sa mení v závislosti na riadení prostredníctvom zapojenia na rozpoznanie smeru prúdu. Magnetické pole spôsobuje v súhre s prúdom elektrického oblúka predĺženie elektrického oblúka a tlačí ho od kontaktov výkonového jednosmerného spínača do zhášajúcej komory.

V závislých nárokoch sú vyznačené výhodné rozšírenia vynálezu.

Podľa vynálezu je výška magnetického poľa vytvoreného cievkou s cudzím napájaním nezávislá od výšky prúdu hlavného prúdového obvodu. Takto je aj pri veľmi malých prúdoch, napríklad 1 A, k dispozícii na predĺženie oblúka postačujúce magnetické pole. Nie sú potrebné žiadne cievky, ktoré majú vysokú schopnosť prenosu prúdu a sú nákladné, a nevznikajú okrem toho žiadne tepelné straty prostredníctvom prvkov zapojených do hlavného prúdového obvodu.

Prehľad obrázkov na výkrese

Vynález je v ďalšom bližšie opísaný pomocou príkladu uskutočnenia s odvolaním na výkres. Obrázky znázorňujú: obr. 1 usporiadanie spínača pre pomôcku na zhášanie ·· ·· • · · * ··· ···· ·· ·· ··· ·· · elektrického oblúka podľa vynálezu; obr. 2 výkonový jednosmerný spínač, pri ktorom je použitá pomôcka na zhášanie elektrického oblúka podľa vynálezu; obr. 3 blokovú schému zapojenia na obr. 1 zobrazeného vyhodnocujúceho spínača.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Ďalej bude, s odvolaním sa na obrázky 1 až 3, bližšie podľa vynálezu opísaný príklad uskutočnenia pomôcky na zhášanie elektrického oblúka pri spínaní malých prúdov.

Na obrázku 1 znázorňuje vzťažná značka 2 prepínač, resp. krížový spínač, vzťažná značka 3 magnetickú zhášajúcu cievku, 5 - spínač, 6 - kapacitu a 7 - vyhodnocujúci spínač na zapnutie krížového spínača 2.

Na obr. 2 sú znázornené Hallove snímače 1, magnetická zhášajúca cievka 3, feromagnetický obvod 4, pohyblivý kontakt 8 a pevný kontakt 9 výkonového jednosmerného spínača hlavná napájacia koľajnica 10 hlavného prúdového obvodu 10. Vzťahová značka 11 označuje pevnú stranu opaľovacieho vodiča, 12 - izoláciu feromagnetického obvodu, 13 - izoláciu cievky, 14 - bočnú stenu zhášajúceho plechu, 15 pohyblivú stranu opaľovacieho vodiča, 16 - predkontakt a 17 - ohybný pás výkonového spínača jednosmerného prúdu.

Citlivé Hallove snímače 1 na rozpoznanie smeru prúdu sú na meranie prúdu usporiadané v hlavnom prúdovom obvode výkonového jednosmerného spínača. Na zníženie rušivých vplyvov je účelné umiestniť Hallove snímače 1 v malých vzájomných odstupoch. Pre ďalšie zvýšenie ich necitlivosti voči rušeniu sú Hallove snímače tak umiestnené, že funkčné polia obidvoch snímačov sú z hľadiska veľkosti rovnaké, ale z hľadiska smeru opačné. Takto sú pri subtrakcii signálov z Hallových snímačov 1 v ďalej bližšie opísanom vyhodnocujúcom spínači 7 odfiltrované rušivé signály. Nakoľko vodiče hlavného prúdového obvodu majú na základe svojej schopnosti prenášať prúd (viac kA) stanovený veľký prierez, môžu byť Hallove snímače I zapustené do hlavnej prúdovej koľajnice 10, ako je znázornené na obr. 2, čím sa dosiahne minimalizácia objemu zapojenia.

Na obr. 3 je znázornená bloková schéma zapojenia vyhodnocujúceho spínača 7.

Vyhodnocujúci spínač 7 pozostáva z Hallových snímačov 1 a 2, za každým je zapojený zosilňovač a vyrovnávač. Výstupné signály z vyrovnávačov sú privádzané do odčítača, ktorý signály odčíta a privedie do porovnávacieho obvodu. Porovnávací obvod pomocou ·· ·· • · · • ··· • · ···· ·· ·· • · ·· • · · • · prahovej hodnoty preverí, či do neho privedený signál je väčší ako nula alebo nie a podľa výsledku previerky dá signál ďalej zapojenému zosilňovaču.

Zosilňovač takto vyšle signál, ktorý zodpovedá zaregistrovanému smeru prúdu. Tento signál riadi krížový spínač 2, ktorý zmení polaritu, prípadne smer prúdového toku v magnetickej zhášajúcej cievke 3 tým, že príde k prepojeniu medzi kontaktmi a a b na obr. 1.

Vyhodnocujúci spínač 7 musí byť takto aktívny pred aktivovaním vypínacej pomôcky na vypnutie výkonového jednosmerného spínača. Vyhodnocujúci spínač 7 sa môže stať aktívnym len pri príkaze na vypnutie, keď otvorenie výkonového jednosmerného spínača nastane s malým časovým oneskorením za zaregistrovaním smeru prúdu.

Ak je aktivovaná vypínacia pomôcka výkonového jednosmerného spínača, čo je znázornené na obr. 1 prostredníctvom bloku „PRÍKAZ NA VYPNUTIE“, súčasne sa zatvorí spínač 5. Tým sa začne vybíjanie kondenzátora 6 cez magnetickú zhášajúcu cievku

3. Magnetické pole, ktoré sa tým v cievke vytvorí, je vedené cez feromagnetický obvod 4 smerom do oblasti oblúka na kontaktoch 8_ a 9 výkonového jednosmerného spínača, najmä do oblasti päty oblúka. Z rôznych pokusov vyplynulo, že fúkanie magnetického poľa v tejto oblasti spôsobuje veľmi efektívne premiestňovanie, resp. behanie elektrického oblúka.

Kapacita 6 slúži ďalej ako tlmič nabíjania, ktorý sa vybíja pri otvorenom spínači 5, takže tento predtým opísaný systém je funkčný aj pri výpadku pomocného napätia, resp. cudzieho napájania.

Výhody vynálezu spočívajú okrem iného vtom, že výška v magnetickej zhášajúcej cievke vznikajúceho magnetického poľa je nezávislá od výšky prúdu hlavného prúdového obvodu a tým pri veľmi malých prúdoch napríklad 1 A je k dispozícii na predĺženie dostatočné magnetické pole. Na to nie sú potrebné žiadne cievky, ktoré musia mať krátkodobo vysokú schopnosť vedenia prúdu (100 000 A) a sú nákladné a nevznikajú žiadne tepelné straty následkom prvkov zapojených do hlavného prúdového obvodu.

Podľa vynálezu je pomôcka na zhášanie oblúka s malou magnetickou zhášajúcou cievkou s cudzím napájaním určená na spínanie malých prúdov, pri ktorej smer prúdu je spínaný v magnetickej zhášajúcej cievke s cudzím napájaním a je založený na rozpoznaní smeru prúdu v hlavnom prúdovom obvode výkonového jednosmerného spínača.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Pomôcka na zhášanie oblúka s rozpoznávacím zariadením (1, 7) na rozpoznanie smeru prúdu v hlavnom prúdovom obvode, s cievkou s cudzím napájaním (3), ktorá je uspôsobená na vytvorenie elektromagnetickej sily, keď je uzatvorený zhášajúci prúdový obvod obsahujúci túto cievku (3), a spínacie zariadenie (2) na spínanie smeru prúdu v zhášajúcom prúdovom obvode, založené na prostredníctvom rozpoznávacieho zariadenia (1, 7) privádzaného signálu.
2. 2. Pomôcka na zhášanie oblúka podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že rozpoznávacie zariadenie má dva snímače (1) a odčítač na odčítanie výstupných signálov snímačov.
3. 3. Pomôcka na zhášanie oblúka podľa nároku 2, vyznačujúca sa tým, že rozpoznávacie zariadenie má ďalej za každým snímačom zosilňovač a vyrovnávač výstupných signálov.
4. 4. Pomôcka na zhášanie oblúka podľa nároku 2, vyznačujúca sa tým, že rozpoznávacie zariadenie má ďalej porovnávač na porovnávanie výstupného signálu odčítača s prahovou hodnotou a zosilňovač na zosilnenie výstupného signálu porovnávača.
5. 5. Pomôcka na zhášanie oblúka podľa nároku 2, vyznačujúca sa rým, že snímače sú Hallovými snímačmi, ktoré sú zapustené oproti sebe do vodiča hlavného prúdového obvodu.
6. 6. Pomôcka na zhášanie oblúka podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že má ďalej kapacitu (6), ktorá je paralelne zapojená s prúdovým obvodom obsahujúcim cievku a ktorej nabíjanie nie je ovplyvňované spínacím zariadením (2).