Способ отключения тока гибридным аппаратом

 

Изобретение касается низковольтного аппаратостроения и относится к способам отключения тока гибридными аппаратами. Цель изобретения - повышение быстродействия отключения тока при сваривании силовых контактов. При отключении одновременно размыкают силовые контакты и включают симметричный бесконтактный ключ, шунтирующий указанные контакты. После восстановления электрической прочности межконтактного промежутка производят принудительное запирание указанного бесконтактного ключа. В процессе отключения тока при сваривании контактов производят увеличение тока в цепи указанных контактов до значения, превышающего ток плавления металлических игл, образующихся на контактах при их сваривании. Указанное увеличение тока производят до момента размыкания контактов и заканчивают не позже начала принудительного запирания бесконтактного ключа. Исключение появления указанных металлических игл снижает время восстановления электрической прочности межконтактного промежутка и тем самым повышает быстродействие гибридного аппарата. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„яО„„152231О (51) 4 11 01 Н 9/30

6 ":Ю

11Ис TI!i;

Б ББ!-1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4310788/24-07 (22) 30,09,87 (46) 15.11.89. Бюл. N- 42 (71) Харьковский институт инженеров коммунального строительства (72) К.К.Намитоков, В.В.Колосов, Л.И.Дик и С.В.Дикань (53) 621.316 544.027.2 (088.8) (5á) Колосов В.В. Повышение быстродействия и устойчивости к токам короткого замыкания. автоматических переключателей питания. Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук, ХПИ им. В.И.Ленина, Харьков, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N 989675, кл. Н 02 J 9/06, 1983. (54) СПОСОБ ОТКЛЮЧЕНИЯ ТОКА ГИБРИДHbIN АППАРАТОИ (57) Изобретение касается низковольтного аппаратостроения и относится к способам отключения тока гибридными аппаратами. Цель изобретения— повышение быстродействия отключения

Изобретение относится к низко.вольтному аппаратостроению, а именно к способам отключения тока гибридными апп ар а тами .

Цель изобретения — повышение быстродействия отключения тока при сваривании силовых контактов.

На фиг.1 показана функциональная схема устройства, осуществляющего ртключение тока гибридным аппаратом по предложенному способу; на фиг,2схема узла 2 контроля тока; на фиг.3

2 тока при сваривании силовых контактов. При отключении одновременно размыкают силовые контакты и включают симметричный бесконтактный ключ, шунтирующий указанные контакты. После восстановления электрической прочности межконтактного промежутка l1poизводят принудительное запирание указанного бесконтактного ключа. В процессе отключения тока при сваривании контактов производят увеличение тока в пепи указанных контактов до значения, пре=-ышающего ток плавления металлических игл, образующихся на контактах при их сваривании.

Указанное увеличение тока производят до момента раэмыкания контактов и заканчивают не позже начала принудительного эапирания бесконтактного ключа ° Исключение появления указанных металлических игл снижает время восстановления электрической прочности межконтактного промежутка и тем самым повышает быстродействие гибридного аппарата, 4 ил, и 4 — функциональная схема и временная диаграмма, поясняющая работу блока управления устройством, Устройство содержит силовые контакты 1,. узел 2 контроля тока в цепи нагрузки, выход которого соединен с одним иэ входов блока 3 управления.

П аллельно электрическому контакту

1 включен симметричный бесконтактный ключ,4, входы которого соединены с выходами узла 5 принудительной коммутации и блока 3 управления, и им)5223)0 пульсный источник б тока. Выходы блока управления подключены. также ко входам узла 5 принудительной коммутации, механического привода контакта

7 и импульсного, источника 6 тока, Отключение тока по предложенному способу происходит следующим образом.

Ток, протекающий в цепи нагрузки контролируется узлом 2 контроля тока. 10

В случае протекания сверхтока (например, при коротком замыкании) узел

2 контроля тока фиксирует факт протекания сверхтока и направляет сигнал в блок 3 управления, который запоминает факт протекания сверхтока через контакт 1. После устранения короткого замыкания (например, отключение короткозамкнутого участка цепи с помощью,. автоматического выключателя в системе селективной защиты ) узел 2 контроля тока информирует блок 3 управления о снижении тока в цепи силового контакта 1 до номинальной рабочей величины, т.е. до величины, не превышающей допустимый ток отключения гибридным аппаратом, При поступлении сигнала отключения блок 3 управления одновременно направляет сигналы на привод 7 контактов 1 и

) если ток в цепи контакта 1 меньше тока плавления металлических игл,, образующихся при разведении сварен ных контактов, то и на вход импульсного источника 6 тока. При этом им пульсный источника 6 тока формирует импульс тока через контакт 1, увели, чивающий коммутируемый контактом )

; ток. С некоторой задержкой по време, ни, необходимой для предотвращения шунтирования контакта 1 бесконтакт40 ным ключом 4 при Формировании импульса тока, с блока 3 управления

Подается сигнал включения бесконтактного ключа 4. После восстановле45 ния электрической прочности межконтактного промежутка блок 3 управления направляет сигнал в узел 5 принудительной коммутации, который выйолняет принудительное запирание

50 бесконтактного ключа. Параметры дополнительного тока через контакт

1 определяются характеристиками импульсного источника 6 тока, которые выбраны таким образом, чтобы длительность импульса была равна вы55 держке времени, отводимой блоком управления для восстановления электрической прочности межконтакт« ного промежутка, а амплитуда импульса обеспечивала ток через контакт, равный току плавления металлических игл, при минимально возможном, токе потребителя. При выполнении импульсного источника в виде последовательно соединенных предварительно заряженного конденсатора, индуктивности и тиристора, длительность и амплитуда импульса тока определяются выбором величины индуктивности, емкости конденсатора и напряжения предварительного заряда.

Узел контроля тока работает следующим образом, При протекании тока в контролируемой цепи на шунте 8 происходит падение напряжения, которое через резистор 9 прикладывается к прямым входам операционных усилителей 11-)3.

Очевицно, что это падение напряжения прямо пропорционаньно величине тока в цепи. К инверсным входам операционных усилителей 11-13 приложены опорные напряжения П п в Uоп ю Г а„», равные падениям напряжения на шунте

8 при токе в контролируемой цепи, равном соответственно току короткого замыкания (уставкн по току короткого замыкания, номинальному рабочему току (т.е., величине, не превышающей допустимый ток отключения гибридным аппаратом) и минимальному току, обеспечивающему плавление металлических игл. На выходах 1-3 формируются сигналы, соответствующие величине тока в контролируемой цепи: иа выходе ")" .сигнал лог. "1" при токе больше уставки по КЗ и лог. "0" при токе меньше уставки короткого замыкания; — на выходе 2 сигнал лог. "1" при токе больше номинального рабочего тока и лог. "0" при токе меньше иоминального рабочего тока; на выходе 3 сигнал лог. "1" при токе больше тока плавления металлических игл и .лог, "0" при токе меньше тока плавления металлических игл.

Стабилитрон 10 и резистор 9 предназначены для защиты входов 3 операционных усилителей 11-13 при больших токах в контролируемой церн, резисторы 14-16 и стабилитроны

17"19 обеспечивают преобразование биполярного выходного сигнала операционных усилителей в логические сиг5 15223 калы (питающие напряжения операционных усилителей на схеме не показаны).

Выходы 1-3 узла контроля тока соединены соответственно со входами 1-3 блока управления, 5

На фиг.4 приняты следующие условные обозначения: t, — момент формирования сигнала о возникновении короткого замыкания; t — момент формирования сигнала об окончании короткого замыкания; t — момент поступления сигнала отключения; t д - момент формирования сигнала включения бесконтактного ключа 4; t 4 — момент форми- 15 рования сигнала включения. узла 5; принудительной коммутации; С промежуток времени от момента йоступления сигнала отключения до момента формирования сигнала включения бес- 20 контактного ключа 4; - промежуток времени от момента поступления сигнала отключения до момента формирования сигнала включения узла 5 принудительной коммутации. 2S

Блок управления работает следующим образом.

При протекании тока короткого замыкания в цепи контакта сигнал лог. "1" поступает в момент t о, из 30 узла контроля тока на вход 1 блока управления и запоминается элементом

20 памяти. В качестве элемента памяти может быть использован RS-триггер. В момент 1.„ поступает сигнал отключения. При этом на входах 2 и 3 могут быть сигналы лог. "0" или "1" в зависимости от величины тока в цепи контакта в момент t„. Эти сигналы, инвертированные с помощью 40 инверторов 21 и 22 подаются на входы схем И 23 и 24, Из функциональной схемы видно, что сигнал иа выходе схемы И 23 формируется при приходе сигнала отключения при токе в цеци 45 контакта, не превышающем допустимый ток отключения гибридным аппаратом, а на выходе схемы И 24 — также при условиях, что ток в цепи контакта меньше тока, обеспечивающего плавленне металлических игл и до отключения тока в цепи контакта протекал ток короткого замыкания. Выходные сигналы схем И 23 и 24 поступают

10 6 соответственно через формирователи

28 и 30 на привод контакта 7 и включение импульсного источника 6.

Сигнал с выхода схемы И 23 подается также на входы узлов задержки, обеспечивающих задержки сигналов по времени соответственно на 7

Задержка включения бескойтактного ключа 4 предотвращает ответвление тока в цепь бесконтактного ключа до - начала движения подвижного контакта, при этом, выбирается равной л времени трогания контакта, Задержка времени ", равна времени гарантированного восстановления электрической прочности межконтактного промежутка. С выходов узлов задержки

25 и 26 сигналы через формирователи

27 и 29 поступают соответственно иа включение бесконтактного ключа 4 и узла принудительной коммутации 5 и иа "Сброс" элемента 20 памяти.

Исключение образования металлических игл на контактах снижает время восстановления электрической прочности в межконтактном промежутке, что повышает быстродействие гибридных аппаратов. формула изс бретения

Способ отключения тока гибридным аппаратом, со гласно ко то рому одновременно размыкают силовые контакты и включают симметричный бесконтактный ключ, шунтирующий указанные контакты, .после восстановления электрической прочности межконтактного промежутка производят принудительное запирание укаэанного бесконтактного ключа,отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия отключения тока.при сваривании силовых контактов, увеличивают ток в цепи указанных контактов до значения, превьппающего ток плавления металлических игл, образующихся на размыкающихся силовых контактах при их сваривании, причем указанное увеличение тока производят до момента раэмыкания силовых контактов и заканчивают не позже начала принудительного запирания укаэанного симметричного бесконтактного ключа, 1522310

ЮЖНЫЙ мч4

npugui 7

&иУ 1

&юР1 (ива отнлючения

2 /, с2

4 фиа4

Составитель А.Колядин

Редактор М.Недолухеико Техред А.Кравчук Корректор Л.Бескид

Заказ 6972/51 Тиран 696 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобр ениям и открытиям при ГКНТ СССР .113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4)5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ухгород, ул. Гагарина, 101