SU843017A1 - Способ защиты мощных цепей токоограничи-ВАющиМи ВыКлючАТЕл Ми - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к защите ни ковольтных мощных цепей электрически ми коммутационными аппаратами, в час ности токоограничивающими выключател ми . Известны способы запщты -мощных низковольтных цепей токоограничивающими выключател ми, снабженными тог коограничивающими элементами,которы срабатывают пхэд действием протекающего тока короткого замыкани (КЗ) и ввод т в цепь электрическую дугу раньше, чем происходит размыкание контактов выключател  под действием механизма свободного расцеплени  при воздействии на него максимальньтх рас цепителей тока.. При таком способе защиты вследствие того, что возмущающее воздействи напр жени  дуги между контактами выКлючател  на цепь происходит до того как ожидаемый ток цепи возрастет до своего максимального значени , происходит ограничение тока. Врезультате зтого уменьшаетс , по сравнению со случаем защиты той же цетги нетокоограничивающим выключателем, термическое и электрическое воздействие пропускаемого (ограниченного) тока на защищаемый объект и всю цепь в целом , а также уменьшаетс  действие тока и энергии дуги отключени  на выключатель. Это позвол ет существенно снизить требовани  к устойчивости заищщаемых объектов к токам КЗ и обеспечить высокую предельную коммутационную способность выключателей при их малых габаритах. Такой спогсоб защиты цепей токоограничивающию выключател ми широко используетс  особенно при. защите мощных низковольтных цепей jjlj. Однако, в р де случаев, например при защите тиристорных преобразователей и други}с объектов с полупроводниковыми элементами, требовани  к снижению значени  аварийных токов предъ вл ютс  более жесткие, чем может обеспечить известный способ. Трудности повышени  токоограничивающих свойств токоограничивающих выключателей заключаютс  в том, что после разведени  токоограничивающим элементом . контактов и по влени  на них электрической дуги ток в цепи продолжает-, возрастать до тех пор, пока дуга не выйдет из межконтактного промежутка в дугогасительную камеру. Величина зазора, при котором дуга может выйти из межконтактного промежутка, составл ет не менее от 3 до 5 мм, а дл  прохождени  расход щимис  контактами .такого пути требуетс  сравнительно большое врем . В результате - максимальное значе1ше пропускаемого- тока при защите мощных цепей токоограничивающими выключател ми в несколько раз превышает значение тока уставки токоограничивающего элемента. Заметно увеличить скорость рас5 :ождени  контактов и снизить значение пропускаемого тока за счет повьшени  мощности и размеров токоограничивающих элементов, как показывает анализ, нельз .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ отключени  токов КЗ выключател ми серии A3700 1. , - ,/

Однако при увеличении размеров взаимодействующих шин токоограничителей в -6 раз, максимальное зна-, чение пропускаемого тока снижаетс  лишь на 15-20%. Кроме того, недостатками способа  вл ютс  невозможность защиты объектов с низкой усТОЙЧИВОСТЫР5 к токам КЗ, снижение рересурса выключателей при отключении непредельных токов КЗ.

Цель изобретени  - повьшение ресурсов токограничиваю111 1х выключателей и расширение их функциональных возможностей за счет снижени  нагрузок на защищаемый объект.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в способе защиты мощных цепей то ко о гр аничивающими выключат ел ми, снабженными токоогра1шчивающими элементами , путем введени  в цепь элек-в рической дуги за счет срабатыва1-ш  токоограничивающих элементов под действием протекающего тока короткого замыкани  раньше, чем производ т размыкание контактов выключател  под действием механизма свободного расцеплени  при воздействии на него максимальных расцепителей тока.

при возникновении на защищаемом объекте короткого замыкани  обеспечивают металлическое короткое замыкание отвод щих зажимов выключателей раньше, чем начинают ограничение тока токоограничивающими элементами этих выключателей.

На фиг. 1 схематично показана защищаема  цепь; на фиг. 2 - вариант

0 осуществлени  способа; на фиг. 3 эпюры токов через вьпслючатель и нагрузку .

Предлагаемый способ осуществл ют следующим образом.

5 Имеетс  цепь, например, посто нного тока с мощным источником тока (генератором), индуктивность и активное сопротивление которого вместе с подвод щими питание к выключателю шинами имеет значение L и R и отвод щую линию. Последн   может быть представлена в виде нескольких п участков с сосредоточенными значени ми индуктивности и активного сопротивлени , равным L и R . На фиг. 1 представлено два таких участка. I

При возникновении КЗ на защищаемой токоограничивающим. выключателем линии , например в точке А, ток в цепи начинает возрастать. После достижени  током определенной величины, например двух или трехкратной по отношению к значению номинального тока производитс  металлическое перемыкание отвод щих зажимов выключател , т.е. место КЗ переноситс  в точку В. Этим ограничиваетс  поступление энергии в защищаемую цепь от источника тока и в защищаемой цепи с полулроводниковыми элементами или другими, чувствительными к амплитуде и импульсу тока , значение протекающего тока не возрастает. В то же врем  через вы , ключатель ток начинает возрастать

Claims (1)

1. быстрее и при достижении им величины установки максимального тока расцепител  (7-10 1ц)происходит расцепление механизма выключател . При значении тока, равного току уставки токоограничивакщего элемента, начинаетс  расхождение контактЬв под действием развиваемых токоограничивающим элементом сил, вводитс  в цепь электрическа  дуга и происходит отключение цепи с ограничением тока КЗ. так как энерги  от источника после премыкани  отвод щих заж1{мов выключател  не поступает в индуктивность отвод щей линии и нагрузка не накапливаетс  в ней и в дальнейшем не выдел етс  в дуге отключени , а резкое возрастание тока через выключатель приводит к быстрому срабатыванию его токоограничивающего элемента и эффективному ограничению тока, зна чение энергии отключени  в выключателе сравнительно, невелико. Указанное значение меньше, или, по крайней мере, не больше того значени , которое было бы при отключении выключателем цепи с первоначальным (до перемыкани  отвод щих зажимо выключател ) местом КЗ, Ток в цепи между нагрузкой и перемкнутыми отвод щими зажимами выключател  после отключени  выключателем цепи от источника тока может некоторое вре протекать, но величина этого тока не велика и поэтому не опасна дл  нагрузки (полупроводниковых элементов). Предлагаемый способ осуществл ют следующим образом. Имеетс  однофазный источник 1 переменного тока и токоограничивающий автоматический выключатель 2, подвод щими зажимами подключейньш к источнику тока. К отвод щим зажимам вы ключателл подключены токовые катушки 3, в.которые-помещен составной стержень 4 из ферромагнитного и неферромагнитного материалов. Этот стержень удерживаетс  пружиной 5 в таком положении, чтобы в исходном по ложении в каждую из катушек 3 входила только часть ферромагнитной встав ки стержн  4 (они показаны заштрнхованньм ). На стержне закреплен мостиковый контакт 6, против которого рас положены контакты 7, каждый из которых соединен с одной из шин отвод ще линии. Индуктивность и омическое сопротивление линии представлены в вид сосредоточенных индуктивностей 8 и резисторов 9. Нагрузкой  вл етс  полупроводниковый выпр митель 10 с отвод щими зажимами 11. При КЗ на ОТВОДЯ1ДИХ зажимах 11 вы пр мител  10 через выпр митель начинает протекать ток КЗ. При заданном значении тока ферромагнитные части стержн  4 вт гиваютс  в катушки 3 и замыкаютс  контакты 6 и 7. До замыкани  этих контактов ток через выключатель и нагрузку протекает одинаковый (эпюры на фиг. З). После замыкани  контактов 6 и 7 ток, протекающий через выключатель, начинает резко возрастать, а ток через нагрузку - уменьшаетс . При этом мостиковый контакт 6, лод действием электродинамических сил, обусловленных его взаимодействием с отвод щими токонесущими шинами (образуетс  П-образный контур), прижимаетс  к контактам 7, чем и обеспечиваетс  электродинамическа  устойчивость указанных контактов при протекании пропускаемого тока выключателем. Под действием нарастающего протекаемого тока срабатывают максимальные расцепители тока выключател , его тЬкограничивающие элементы, в результате чего происходит ограничение тока и полное его отключение в цепи между источником тока и местом расположени  контактов6 и 7, В короткозамкнутой цепи, включающей выпр мит.ель 10, сопротивле ше 9, индуктивность 8 и мостиковый контакт 6, затухание тока после замыкани  контактов 6 и 7 определ етс  электромаг- / нитной посто нной этой цепио В момент времени, когда ток через выключатель снижаетс  настолько, что электродинамических (со стороны П-образногО контура) и электромагнитных (со стороны катушек З) сил на мостиковый контакт 6 стает меньше усилий пружины 5, контакты б и 7 расход тс  и ток в нагрузке 10 прерван. Формула изобретени  Способ защиты мощных цепей токо- ограничивающими выключател ми, снабженными токоограничивамщими элементами , путем введени  в цепь электрической дуги за счет срабатывани  токоограничивающих элементов под действием протекающего тока короткого замыкани  прежде, чем производ т раз- р 1кание контактов выключател  под действием механизма свободного расцеплени  при воздействии на него максимальных расцепителей тока, о т л и- чающийс  тем, что, с целью повьш1ени  ресурса вы1слючателей и рас ширени  их функциональных возможностей , при возникновении на защищаемом объекте короткого замыкани  обеспечнвают металлическое короткое замы (сание отвод щих зажимов выключателей раньше, чем начинают ограничение то-:,

   78430178

   ка токоограничивающими элементами 1, Авторскоесвидетельство СССР

   этих выключателей, 277915, л. Н01 Н 77/10, 1968.

   Источники информации, 2, Авторскоесвидетельство СССР

   прин тые во внимание при экспертизе № 296172, кл. Н01 Н 73/38, 1969.

   L

   /

   J

   игЛ