Claims (3)
Изобретение относитс к электротехнике , более конкретно к коммутационным аппаратам, предназначенным дл защиты силовых электрических сетей , содержащих элементы, чувствительные к коммутационным перенапр жени м и токовым перегрузкам, например полупроводниковые устройства. Известны коммутационные аппараты, содержащие плавкие предохранители дл отключени нагрузки l. Такие аппараты обеспечивают достаточно быстрое отключение без дополнительных коммутационных перенапр жений , но не могут обеспечить надежную защиту полупроводниковых приборов в св зи с большим диапазоном изменени рабочих токов, что вызывает существенные затруднени в достижении соответстви защитных интервалов предохранителей и полупроводниковых приборов . Известны также коммутационные апг. параты, содержащие короткозамыкатели и позвол ющие защитить поврежденную сеть без дополнительных коммута- ционных перенапр жений (2.. Ограниченное распространение короткозамыкателей св зано с тем,что они не могут примен тьс самосто тельно и используютс только в комплекте с автоматическими выключател ми сравнительно большой мощности и быстродействи . Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс быстродействующий коммутационный аппарат , содержащий разъединитель, подключенный к входным зажимам автоматического выключател , блок защиты, вход которого соединен с клеммой дл подкгйочени нагрузки, а выход - к входу блока управлени , один выход которого через независимый расцепитель соединен с автоматическим выключателем , а другой выход подключен к входу быстродействующего коротител . В данном аппарате при перегрузках 3Э первым срабатывает автоматический выключатель, а через промежуток времени , достаточный дл образовани электрической дуги между размыкающим контактами, срабатывает быстродействующий коротитель, при этом ток короткого замыкани ограничиваетс сопротивлением дуги, а гашение дуги ускор етс за счет увеличени тока отключени . .Применение известного аппарата позвол ет быстро размыкать электрическую цепь (до 10 мс) без значительных коммутационных перенапр жений зЗОднако ускорение гашени электрической дуги за счет увеличени тока отключени до величины, близкой к току трехфазного короткого замыкани , увеличивает мощность электричес кой дуги размыкани , что оказывает отрицательное воздействие на силрвые контакты, а также может привести к по влению токопроаод щих мостиков в изол ции дугогасительной системы аппарата . Учитыва , что дл достижени максимальной скорости размыкани кон такты выполн ютс обле1 ченной конструкции . Это обсто тельство приводит к их обгоранию и сокращению срока службы отключающей системы, отказ ко торой влечет за собери отказ коммутационного аппарата в целом из-за меха нической блокировки отключающей и короткозамыкающей систем. Целью изобретени вл етс повыше ние надежности работы аппарата. Указанна цель достигаетс тем, что аппарат, содержащий разъединитель , подключенный к входным зажимам автоматического выключател , блок защиты, вход которого соединен с клеммой дл подключени нагрузки, а выход подключен к входу блока управлени , один выход которого через независимый расцепитель соединен с автоматическим выключателем, а другой выход подключен к входу быстродействующего коротител , снабжен быстродействующим прерывателем, быстродействующий коротитель выполнен с управ л емым полупроводниковым вентилем, выходы быстродействующего коротител подключены к входным зажимам автоматического выключател ,а в цепь управл емого полупроводникового вентил быстродействующего коротител включен быстродействующий прерыватель . В качестве быстродействующего прерывател может быть использован плавкий предохранитель или же он может быть выполнен в виде конденсатора , включенного последовательно с ограничительным резистором и параллельно с разр дным резистором. На чертеже изображена структурна схема быстродействующего коммутационного аппарата. Предлагаемый аппарат содержит разъединитель 1 и автоматический выключатель 2, предназначенный дл включени и выключени электрической сети, питающей полупроводниковую установку, блоки защиты 3 и управлени k, независимый расцепитель 5К входным зажимам автоматического выключател 2 подключен полупроводниковый быстродействующий коротитель 6, срабатывание которого осуществл етс при помощи тиристора 7Последовательно с тиристором 7 включен быстродействующий прерыватель 8. Принцип работы устройства с полупроводниковым коротителем заключаетс в следующем. I .-В начальный период короткого замыкани или перегрузки сети срабатывает блок защиты 3, при этом блок управлени k воздействует на независимый расцепитель 5 и открывает тиристор 7. Тиристор 7 открываетс практически мгновенно и осуществл ет кратковременное трехфазное короткое замыкание на входе отключающей системы автоматического выключател 2, которое отключаетс быстродействующим прерывателем 8. Описанна последовательность действи элементов обеспечивает получение бестоковой паузы в цепи силовых контактов автоматического выключател длительностью 1-10 мс (от момента открывани тиристора 7 до момента разрыва цепи быстродействующим прерывателем 8). В течение этой паузы под действием независимого расцепител 5 начинаетс размыкание силовых контактов автоматического выключател 2,что обеспечивает отключение без дополнительных коммутационных перенапр жений при значительно сниженной энергии электрической дуги. В рабочем режиме сети полупроводниковый коротитель 6 находитс в закрытом состо нии и токами нагрузки не обтекаетс . 59 В качестве независимого расцепите л 5 может быть использован электродинамический расцепитель известной конструкции, например, примен емый в аппаратуре системы опережающего от ключени . В качестве быстродействующего пре рывател 8 может быть использован бы стродействующим плавкий предохранитель типа ПНБ. При использовании в качестве быстродействующего прерывате л емкости с резисторами длительност бестоковой паузы на контактах автома тического выключател определ етс временем зар да емкости, которое может регулироватьс ограничительным резистором, включенным последователь но. Дл возврата схемы после срабаты вани защиты используетс разр дный резистор, включенный параллельно. При срабатывании быстродействующего коммутационного аппарата защита поврежденной полупроводниковой установки начинаетс с энергетической изол ции ее от источника питани и определ етс практически временем открывани тиристора 6. Последующее отключение от источника питани автоматическим выключателем 2 осуществл етс при снижении выдел емой энергии на его контактах за счет создани бестоковой паузы, при этом полное врем отключени источника питани быстродействующим коммутационным |аппаратом не превышает 10 мс. Отключение силовых контактов автоматического выключател 2 в бестоковую паузу, создаваемую полупроводниковым коротителем 6 до срабатывани быстродействующего прерывател 8, поз вол ет повысить срок службы и надежность работы аппарата за счет уменьшени обгорани силовых контактов под воздействием электрической дуги размыкани . 5 Формула изобретени 1. Быстродействующий коммутационный аппарат, содержащий разъединитель, подключенный к входным зажимам автоматического выключател , блок защиты, вход которого соединен с клеммой дл подключени нагрузки, а выход подключен к входу блока управлени , один выход которого через независимый расцепитель соединен с автоматическим выключателем, а другой выход подключен к входу быстродействующего коротител , отличающийс тем,что, с целью повышени надежности работы аппарата, он снабжен быстродействующим прерывателем, быстродействующий коротитель выполнен с управл емым полупроводниковым вентилем , выходы быстродействукнцего коротител подключены к входн1 1м зажимам автоматического выключател , а в цепь управл емого полупроводникового вентил быстродействующего коротител включен быстродействующий прерыватель. 2. Аппарат по п. 1,отличающ и и с тем, что в качестве быстро действующего прерывател использован быстродействующий плавкий предохранитель. 3- Аппарат по п. 1,отличающ и и с тем, что быстродействующий прерыватель выполнен в виде конденсатора , включенного последова;гел--но с ограничительным резистором ипараллельно с разр дным резистором. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Намитоков К.К. и др. Плавкие предохранители. М., Энерги , 1979 с. 176. The invention relates to electrical engineering, more specifically to switching devices designed to protect power electrical networks containing elements sensitive to switching overvoltages and current overloads, such as semiconductor devices. Switching devices are known that contain fuses for disconnecting the load l. Such devices provide sufficiently fast disconnection without additional switching overvoltages, but they cannot provide reliable protection for semiconductor devices due to a large range of variation in operating currents, which causes significant difficulties in achieving compliance with protection intervals of fuses and semiconductor devices. Also known switching apg. Parameters containing short-circuits and allowing protection of a damaged network without additional switching overvoltages (2 .. The limited distribution of short-circuitors is due to the fact that they cannot be used independently and are used only in combination with automatic switches of relatively high power and The closest to the technical nature of the invention is a high-speed switching device containing a disconnector connected to the input terminals of the automatic circuit breaker, the protection unit, the input of which is connected to the terminal for connecting the load, and the output to the input of the control unit, one output of which through an independent release is connected to the circuit breaker, and the other output is connected to the input of the quick-acting shorting device. a circuit breaker operates, and after a period of time sufficient to form an electric arc between the opening contacts, a high-speed short circuit is triggered; The arcane is limited by the arc resistance, and the arc extinction is accelerated by increasing the trip current. The use of a known apparatus allows you to quickly open an electrical circuit (up to 10 ms) without significant switching overvoltages. The discharge of the arc is accelerated by increasing the tripping current to a value close to the three-phase short-circuit current, which increases the arc opening power, which has a negative impact on the power contacts, and also can lead to the appearance of current-passing bridges in the insulation of the arc-suppressing system of the device. Taking into account that, in order to achieve a maximum opening speed, the contacts are made of a plain construction. This circumstance leads to their burning and shortening the service life of the shut-down system, the failure of which entails collecting the failure of the switching apparatus as a whole due to the mechanical blocking of the shut-off and short-circuiting systems. The aim of the invention is to increase the reliability of the apparatus. This goal is achieved by the fact that the device containing the disconnector connected to the input terminals of the circuit breaker, the protection unit, the input of which is connected to the terminal for connecting the load, and the output connected to the input of the control unit, one output of which is connected to the automatic switch through the independent release the other output is connected to the input of the fast-acting short-circuitor, equipped with a high-speed interrupter, the high-speed shorting device is made with a controlled semiconductor gate, the outputs are fast A short circuit breaker is connected to the input terminals of the circuit breaker, and a high speed breaker is connected to the circuit of the controlled semiconductor gate of the high speed short circuit. A fuse can be used as a high-speed chopper or it can be made in the form of a capacitor connected in series with the limiting resistor and in parallel with the discharge resistor. The drawing shows a block diagram of a high-speed switching device. The proposed apparatus includes a disconnector 1 and a circuit breaker 2 for switching on and off the electrical network supplying the semiconductor unit, protection and control units k, an independent release 5K. 7The high-speed interrupter 8 is connected in series with the thyristor 7. The principle of operation of the device with a semiconductor short circuit breaker klyuchaets next. I. -In the initial period of a short circuit or network overload, the protection unit 3 operates, while the control unit k acts on the independent release 5 and opens the thyristor 7. The thyristor 7 opens almost instantly and performs a short three-phase short circuit at the input of the shutdown system of the circuit breaker 2 which is turned off by the high-speed interrupter 8. The described sequence of action of the elements ensures that there is a current-free pause in the circuit of the power contacts of the automatic you a switch with a duration of 1-10 ms (from the moment of opening the thyristor 7 to the moment of breaking the circuit with a high-speed interrupter 8). During this pause, under the action of an independent release 5, the opening of the power contacts of the circuit breaker 2 begins, which ensures disconnection without additional switching overvoltages at a significantly reduced energy of the electric arc. In the operating mode of the network, the semiconductor short circuit 6 is in the closed state and does not flow around the load currents. 59 As an independent release, the l 5 can be used as an electrodynamic release of a known construction, for example, used in the equipment of an advanced disconnection system. As a high-speed interrupter 8, a quick-release fuse of the type PPB can be used. When used as a high-speed capacitor breaker with resistors, the duration of the dead-time pause at the contacts of the automatic switch is determined by the capacitance charging time, which can be regulated by a limiting resistor connected in series. A discharge resistor connected in parallel is used to return the circuit after the protection has been activated. When a high-speed switching device is triggered, the protection of a damaged semiconductor installation begins with its energy isolation from the power source and is determined practically by the opening time of the thyristor 6. The subsequent disconnection from the power source by the automatic switch 2 is performed by reducing the energy released at its contacts by creating a dead time. while the total time of switching off the power source by the high-speed switching device does not exceed 10 ms. The disconnection of the power contacts of the circuit breaker 2 in the current-free pause created by the semiconductor shortener 6 before the action of the high-speed interrupter 8 enables the service life and reliability of the device to be increased by reducing the burning of the power contacts under the influence of the opening arc. 5 claims 1. A fast switching device containing a disconnector connected to the input terminals of a circuit breaker, a protection unit, the input of which is connected to the terminal for connecting the load, and the output connected to the input of the control unit, one output of which through an independent release is connected to the automatic switch, and the other output is connected to the input of a high-speed short-circuit, characterized in that, in order to increase the reliability of the apparatus, it is equipped with a high-speed interrupter, trodeystvuyuschy korotitel adapted controllable semiconductor valve outputs bystrodeystvukntsego korotitel vhodn1 1m are connected to terminals of a circuit breaker and a circuit controllable semiconductor valve included korotitel fast-speed chopper. 2. The apparatus according to claim 1, is also distinguished by the fact that a high-speed fuse is used as a fast-acting interrupter. 3- The apparatus according to claim 1, is also distinguished by the fact that the high-speed interrupter is made in the form of a capacitor connected in series, with a limiting resistor and in parallel with the discharge resistor. Sources of information taken into account in the examination 1.Kamitokov K.K. and others. Fuses. M., Energie, 1979 p. 176.
2.Глух Е.М. и др. Защита полупроводниковых преобразователей. М., Энерги , 1970, с. 152. 2. Glukh E.M. et al. Protection of semiconductor converters. M., Energie, 1970, p. 152.
3.Авторское свидетельство СССР № 119908, кл. Н 01 Н 33/1, 1958.3. USSR author's certificate number 119908, cl. H 01 H 33/1, 1958.