Устройство для испытания высоковольтных

253927

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Свез Советскик

Социалистическик

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Кл. 21е, 37/03

Заявлено 19.1.1968 (№ 1211239/24-7) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет

Опубликовано 07.Х.1969. Бюллетень М 31

Дата опубликования описания 4.III.1970

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК G Olr

УДК 621.316.542.027.3. .001.4 (088.8) i

В. В. Каплан и В. М. Нашатырь !

Ленинградский ордена Ленина политехнический институ>т!) имени М. И. Калинина

1! |6т

Авторы изобретения

": » йт,.";h3

: ЛТЕ||,"Т|-;0ai, Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ

ВЪ| КЛ ЮЧАТЕЛ ЕЙ

Известны устройства для испытания высоковольтных выключателей, шунтируемых малоомными сопротивлениями, по двухчастотной синтетической схеме, содержащие испытуемый выключатель и последовательно сОединенное с ним отключающее устройство, установленные в цопи пониженного напряжения, и цепь высокого напряжения, подключенную параллельно испытуемому выключателю (или отключающему устройству) через управляемый разрядник, содержащую емкость и индуктивность, параллельно которой через вспомогательное устройство или разрядник включено сопротивление, шунтирующес основной разрыв, выключателя.

При испытаниях указанных выключателей возникает необходимость испытывать как основной его разрыв, так и,вспомогательный, включенный последовательно с основным и разрываемый одновременно с последним.

В этом случае ток короткого замыкания проходит через оба разрыва, и .при переходе его через нуль в основном разрыве дуга гаснет, а во вспомогательном разрыве продолжает протекать ток, ограниченный сопротивлением. При переходе последнего через нуль на вспомогательном разрыве восстанавливается напряжение, начальная величина которого равна

У,„sin q:, где U „, — амплитуда .напряжения се() .с тн, а tgq.=, где L,— индуктивность сети и R — шунтирующсе сопротивление.

5 В известных устройствах испытуемый выключатель п отключающее устройство включены в цепь пониженного напряжения с источником U и пндуктивностью L,, которые выбираются с таким расчетом, чтобы обеспечить

10 в цеш! ток короткого зах!Ыкания 1к,з соотве!ствующей амплитуды, Е! в процессе протекания тока повышенной частоты в цеди высокого напряжения к сопротивленшо R приложено полное напря>кение Г цепи, что вызывает соответ15 ствующую потерю энерпш, предварительно сосредоточенной в батарее цепи высокого напряжения.

В предложенном устройстве для повышения испытательной мощности, необходимой для ис20 иытания основного разрыва выключателя, путем снижен!гя затухания тока повышенной частоты колебательного контура цепи высокого напряжеш!я, в указанной цепи предусмотрена дополнительHàÿ емкость, включенная последо25 вательно с пндуктпвностью, причем значения основной и дополнительной емкостей выбраны из условия обеспечения требуемой амплитуды восстанавливающегося напряжения; для создания возможности проведения испытаний вспо30 могательного разрыва выключателя последо253927 вательно с основной емкостью включена до.полнительная индуктивность.

На фиг. l,а изображены основной разрыв OP выключателя, шунтированный сопротивлением, и последовательно соединенный ним вспомогательный разрыв, а на фиг. 1,6 форма кривой тока и восстанавливающего на пряжения; на фиг. 2 дана принципиальная электрическая схема испытания основного разрыва выключателя; на фиг. 3 — то же, но для случая испытания .вспомогательного разрыва выключателя; на фиг. 4 — кривые испытательных токов.

Испытуемый выключатель ИВ и отключающее устройство ОУ включены в цепь пониженного напряжения с источником U и индуктивностью L1, которые выбраны с таким расчетом, чтобы обеспечить в цепи ток короткого замыкания i, соответствующей ампли1уды. Контур высокого напряжения, подключен через управляемый разрядник Р, параллельно ИВ (или ОУ) . Цепь высокого напряжения содержит основную емкость Сь дополнительную емкость С2, включенную последовательно с индуктивностыо L, и параллельно последним через;впомогательное включающее устройство или разрядник P. включено сопротивление R, соответствующее по величине сопротивлению, шунтирующему основной разрыв выключателя.

Емкости С1 и С> заряжаются соответственно до напряжений U< и U . Так как к сопротивлению,приложено напряжение Uq(U, поскольку U> U + U2, то соответственно будут значительно снижены потери энергии в сопротивлении, которые пропорциональны квадрату напряжения, что существенно повысит испытательную мощность установки. Вместе с тем, то обстоятельство, что .после гашения дуги в

ИВ через это сопротивление начнет разряжаться емкость С2, снижая величину восстанавливающего напряжения, и даст возмо>кность приблизить форму кривой этого напряжения к форме кривой,в реальной цели, в которой также из-за .переходного процесса существенно снижается амплитуда,по сравнению

ic амплитудой э. д. с. сети. При этом соотношес, ние между емкостями (— ) должно оыть выС, брано такое, которое обеспечило бы требуемую амплитуду восстанавливающего напряжения.

При испытании вспомогательного разрыва

ВР выключателя (фиг. l,а) в предлагаемое устройство добавляется индуктивность (фиг. 3), включаемая последовательно с управляемым разрядником Р1 и емкостью Сь Соот ветствующая часть этого устройства подключена также параллельно ОУ или ИВ (которым в данном случае является BP).

Рассмотрим работу всего устройства в последнем случае.

Первоначально.в цепи источника Uчерез ИВ

:и ОУ проходит ток короткого замыкания „, (фиг. 4). В момент t, от системы управления срабатывают разрядники Р, и Р> и через ИВ одновременно начинает проходить ток ip, про5

25 0

65 тивоположно направленный irido отношению к току t,, Форма кривой тока iр соответствует току, ограниченному сопротивлением в реальной сети (фиг. 1,6). При этом в течение времени At (фиг. 4), составляющем несколько сот микросекунд, начиная с момента

t> через ИВ будет проходить разность токов (i,., — tz ), и этот ток в момент 1 перейдет в ИВ через нуль. Так как производные токов

dEt< dig и в течение этого промежутка

dt dt времени близки друг к другу, то ток, равный их разности, перейдет через нуль с повышенной скоростью, а потому гашения дуги в ИВ не произойдет и ток изменит свой знак. В момент t. ток i,, в ОУ пройдет через нуль и дуга в ОУ будет погашена. В результате ток

ip будет проходить через ИВ, .на котором в дальнейшем после перехода этого тока через нуль восстановится соответствующее напряжение. Из сравнения кривых фиг. l,в и фиг. 4 видно, что в схеме фиг. 3 обеспечивается прохождение через ИВ такого же тока, как и в реальных условиях, т. е. первоначально будет проходить ток короткого замыкания, который затем .перейдет в ток, ограниченный шунтирующим .сопротивлением. Часть устройства, вырабатывающая ток д, обеспечивает выигрыш в мощности используемых в нем колебательных контуров благодаря тому, что,полупериод тока х, который необходимо воспроизводить, имеет значительно меньшую продолжительность, чем ток коротко|го замыкания, а при повышенной частоте установки, основанные на применении колебательных контуров, дают, как из вестно, существенный выигрыш в испытательной мощносги. Параметры этого устройства L ь С, L;, C>, R и напряжения U и Ug. |выбираются с таким расчетом, чтобы обеспечить требуемую продолжительность тока, его амплитуду и производную тока при подходе к нулю; обеспечить напряжение, восстанавливающееся сразу после перехода тока через нуль, т. е. соответствующее, падению на. пряжения на индуктивности реальной сети; обеспечить амплитуду восстанавливающегося напряжения и время ее достижения. Для этого индуктивность L„R и зарядное напряжение Ut выбираются соответствующими значениям индуктизности Lg, сопроти вления R и напряжения источника э. д. с. при работе выключателя в реальной сети. Емкость батарей С и С выбирается прибли>кенно с таким расчетом, чтобы в сочетании с L и L обеспечивалась частота тока, соответствующая кажущейся частоте,полупериода тока ip . Уточнение параметров может быть вьиполнено на математической машине. При удовлетворении требования о воспроизведении производной тока при подходе к нулю одновременно будет обеспечена требуемая величина напряжения, ьосстанавливающегося сразу после перехода тока через нуль, так как переходное сопротивление испытательной цепи примерно соответствует его значению для реальной сети. При

253927

R ВР

5 быстрых, процессах, связанных с подготовкой гашения дуги при подходе тока к нулю, емкости С и С2 можно считать закороченными; в то же время индуктивность L2, которая при этом включена параллельно сопротивлению R, существенной роли не играет, поскольку при быстрых процессах oiL>))R. Тогда переходное сопротивление представляет собой |последовательное .соединение L и R, которые, как указано, выбраны равными соответствующим параметром,реальной сети и выключателя. Зтим обеспечиваются эквивалентные условия испытания до перехода тока в ИВ через нуль. Таким образом устройство на фиг. 3 обеспечивает эквивалентные условия в течение всего процесса испытания — при протекании тока и,восстановлении напряжения.

Ка к |показывают опыты, ток р не идет целиком через ИВ, а часть его ответвляется через ОУ и далее через источник тока короткого замыкания, что объясняется малой величиной индуктивности Lь При принятых направлениях токов,, и t p это приводит к тому, что ток в ОУ медленнее подходит к нулю и этим облегчается гашение в нем дуги. Аналогичный характер протекания процессов бывает в том случае, есл и часть устройства, вырабатывающая ток i g, подключена параллельно не ИВ, а ОУ и соответственно изменена полярность этого тока. В этом случае также в ОУ токи складываются, а в И — вычитаются (за счет ответвления части тока IB цепь источника тока короткого замыкания с индуктивностью L ) .

В .данном случае при гашении дуги в ОУ оба контура соединяются последовательно, причем ток определяется параметрами и э. д. с. обоих контуров, и его величина при этом несколько возрастает.

5 Предмет изобретения

1. Устройство для испытания высоковольтных выключателей, шунтируемых малоомными сопротивлениями, по двухчастотной синтетической схеме, содержащее испытуемый выключа10 тель и последовательно соединенное с ним отключающее устройство, установленные в цепи пониженного напряжения, и цепь высокого напряжения,, подключенную, параллельно испытуемому выключателю или отключающему уст15 ройству через управляемый разрядник, содержащую емкость и индуктивность, параллельно которой через вспомогательное устройство пли разрядник включено сопротивление, шунтирующее основной разрыв выключателя, отли20 чающееся тем, что, с целью повышения испытательной мощности, необходимой для испытания основного разрыва выключателя путем снижения затухания тока повышенной частоты колебательного;контура цепи высокого напря25 жения,ie указанной цепи предусмотрена допол нительная емкость, включенная последовательно с индуктивностью, причем значения основной и дополнительной емкостей выбраны из условия обеспечения требуемой амплитуды

30 восстанавливающегося напряжения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью создания возможности проведения испытаний вспомогательного разрыва выключателя, последовательно с основной емко35 стью включена пополнительная индуктивность.

253927

Фиг Z

9 ог. 3

%г.4

Составитель Н. Карасева

Редакоо К. Опенченко Корректор Г. С. Мухина

Заказ 454/19

Тнраж 480

Поднисное

Типография, пр. Сапунова, 2