Устройство для защитного отключения контактной сети постоянного тока

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистинескнк

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1409.77 (21) 2525514/24-07 (51)М. Кл.

Н 02 Н 3/16 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР

Ао демам изобретений и открытий (53) УДК 621. 316. .925 (088.8) Опубликовано 0509.79. Бюллетень Hо 33

Дата опубликования описания 0809.79 (72) Авторы

ИЗОбрвтЕНИя В.Г. Палв анов, В. И . Щуцкий и К.С. Хасанов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ

KOHTAKTHOA СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электро технике и предназначено для защитного отключения контактных сетей подземной электровозной откатки при снижении сопротивления изоляции контактного провода в результате старения изоляции, замыканий на землю и прикосновения людей к контактному проводу.

Известен ряд устройств, осуществляющих контроль изоляции и защитное отключение контактной сети при помощи импульсов тока обратной полярности, которые создаются в контактной сети источником оперативного напряжения во время искусственно создаваемых и периодически повторяющихся пауз в питании контактной сети (1).

Наиболее близким по техНической сущности к предложенному изобретению является устройство для защитного отключения контактной сети постоянного тока, содержащее силовой управляемый выпрямитель, подключенный к питающей .сети, с прерывателем отпирающих им- пульсов в цепи управления, силовой вентиль, включенный между плюсовым зажимом силового управляемого выпрямителя и контактным проводом, параллельно которому подключен диод с чувствительным элементом, выход которого через исполнительный орган соединен с прерывателем отпирающих импульсов (2).

Недостатком этого защитного устройства является то, что источник оперативного напряжения имеет большое внутренне сопротивление. Это связано с тем, что в промежутках между контрольными паузами ток этого источника определяется суммой напряжения силового выпрямителя Он и напряжением самого источника U :

0н ()о

Io = —. о

При малом внутреннем сопротивлении ток источника оперативного напряжения окажется недопустимо большим.

Кроме того, при малом R во много раз возрастает и оперативный ток (ток реле)

Uo р при коротких замыканиях в контактной сети, когда сопротивление утечки R близко к нулю. Это затрудняет выбор чувствительного элемента, который.

684664 должен срабатывать при малых значениях оперативного тока и допускать значительные перегрузки.

Известно, что увеличение внутреннего сопротивления источника оперативного напряжения приводит к снижению чувствительности защитного устройства.

Другим отрицательным последствием увеличения сопротивления R является уменьшение максимальной длины защищаемой контактной сети. Последнее 10 связано с тем, что контактная сеть обладает по отношению к рельсам емкостью, величина которой пропорциональна протяженности контактной сети и которая является причиной возникновения переходного процесса в начале контрольной паузы. Для нормальной работы защитного устройства необходимо, чтобы этот переходный процесс успел закончиться эа время контрольной паузы, в противном случае на срабатывание защиты будет влиять емкостный ток утечки. Как показывает анализ, продолжительность переходного процесса определяется постоянной времени Т цепи опретивного тока и равна

4д (3 4) T= (3-:4) — 4 — — С,, где R — собственное сопротивление

Р чувствительного элемента, C — емкость контактной сети. 30

Иэ приведенного выражения видно, что при заданной продолжительности контрольной паузы нормальную Работу защитного устройства можно обеспечить либо снижением сопротивления R +Rp, 35 либо снижением емкости Сз, т.е. сокращением общей протяженйости защищаемой контактной сети. Значительное увеличение контрольной паузы недопустимо из-эа снижения уровня рабо- 40 чего напряжения в контактной сети и увеличения его переменной составляющей, приводящей к дополнительному нагреву двигателей электровозов °

Цель изобретения — повышение чувствительности защитного устройства и

45 увеличение протяженности защищаемой контактной сети при одново менном ограничении величины оперативного тока при коротких замыканиях в контактной сети.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для защитного отключения контактной сети постоянного тока к зажимам силового управляемого выпрямителя подключена цепочка иэ по- 55 следовательно соединенных, вновь введенных, дросселей, построенного резистора и диода.

Принципиальная схема предложенного защитного устройства приведена íà gp фиг. 1; на фиг. 2 приведен вариант защитного устройства для раздельной защиты ответвлений разветвленной контактной сети.

Защитное устройство состоит иэ си- 65 лового выпрямителя 1 с управляемыми вентилями, источника отпирающих импульсов 2, прерывателя отпирающих импульсов 3, силового вентиля 4, чувствительного элемента (реле) 5 и исполнительного органа защиты 6, а также из цепочки, содержащей дроссель 7 и резистор 8, подключенной через диод

9 к зажимам силового выпрямителя 1.

Активное сопротивление утечки представлено на фиг. 1 резистором 10, а емкость контактной сети — конденсатором 11. Двигатель электровоза 12, как и другие электроприемники, подключен к контактной сети через заградительный диод 13. Для снижения пульсаций тока двигателя он шунтируется диодом 14.

Предлагаемое защитное устройство работает следующим образом.

Прерыватель отпирающих импульсов

3 периодически через заданные промежутки времени прерывает поступление к вентилям силового выпрямителя очередного отпирающего импульса. Так как силовой выпрямитель нагружен на значительную индуктивность дросселя

7, его вентиль, работавший непосредственно перед прерыванием очередного отпирающего импульса, продолжает проводить ток, и выпрямленное напряжение выпрямителя плавно переходит в область отрицательных значений.

Ток в контактной сети при этом снижается до нуля и становится затем отрицательным. Таким образом, силовой выпрямитель в предлагаемом защитном устройстВе выполняет одновременно и функцию источника оперативного напряжения, причем внутреннее сопротивление этого источника практически равно нулю. Благодаря этому даже при значительной емкости контактной сети достигается сокращение времени переходного процесса, возникающего в контактной сети при появлении оперативного тока.

Индуктивность дросселя 7 должна быть достаточно большой, чтобы за время контрольной паузы его ток не снизился до величины, меньшей тока удержания тиристоров силового выпрямителя. Величина тока дросселя, устанавливаемая подстроечным резистором

8, является предельной для оперативного тока независимо от величины сопротивления утечки резистора 10. Действительно, при снижении величины сопротивления утечки оперативный ток возрастает однако, когда он достигает величины тока дросселя, ток открытого вентиля выпрямителя снижается до нуля, вентиль закрывается и дальнейшее увеличение оперативного тока ,становится невозможным. Таким образом, даже при коротком замыкании в контактной сети величина оперативного тока не превышает тока, установленного резистором 8 в обмотке дросселя 7.

20

Формула изобретения

Исполнительный орган защиты 6 в схеме на фиг. 1 воздействует на систему управления силовым выпрямителем, вызывая полное эапирание его вентилей при срабатывании защиты. З схеме на фиг. 2 исполнительные органы защиты воздействуют на цепи управления силовых вентилей 4, которые, в отличие от схемы на фиг. 1, должны быть управляемыми и выполняют одновременно функцию выключателей защищаемых ответвлений контактной сети.

Применение предложенного защитного устройства позволяет повысить чувствительность защиты от утечек и значительно увеличить протяженность защищаемой контактной сети, а также дает возможность осуществлять селективную защиту ответвлений разветвленных контактных сетей.

Устройство для защитного отключения контактной сети постоянного тока, 4664 ь содержащее силовой управляемый выпрямитель, подключенный к питающей сети, с прерывателем отпирающих импульсов в цепи управления, силовой вентиль, включенный между плюсовым зажимом

5 силового управляемого выпрямителя и контактным -проводом, параллельно которому включен диод с чувствительным элементом, выход которого через исполнительный орган соединен с прерывателем отпирающих импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и увеличения защищаемой эоны защиты, к зажимам силового -управляемого выпрямителя подключена цепочка иэ пос15 ледовательно соединенных, вновь введенных, дросселя, подстроечного резистора и диода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 373812, кл. Н 02 Н 3/16, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 402111, кл. Н 02 Н 3/16, 1970.

ЦНИИПИ Подписное

Заказ 5302/50 Тираж 857 фили ал ППП Пат ент, г. Ужгород, ул. Проектн ая, 4