SU1737550A1 - Высоковольтное коммутационное устройство на герконах - Google Patents

Abstract

Использование: в области электротехники . Предложена конструкци  высоковольтного коммутатора на основе последовательно соединенных высоковольтных герконов, а также схема управлени  им, содержаща  тиристорный ключ переменного тока, двустабильные электромагнитные реле, кнопки Пуск и Стоп с замыкающимс  и размыкающимс  контактом кажда . При любых переключени х в схеме сначала обесточиваютс  потребители , а затем после завершени  переключений автоматически восстанавливаетс  питание потребителей через врем  пор дка нескольких дес тков миллисекунд. Изобретение позвол ет значительно расширить диапазон переключаемых токов и напр жений. 1 з.п, ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , конкретно к электромагнитным коммутационным устройствам на герконах, и предназначено дл  селективного включени , отключени  или переключени  независимых потребителей, питающихс  напр жением 10- 15-кВ от общего повышающего трансформатора.

Известен переключатель, содержащий последовательно соединенные герконы, однако этот переключатель не может работать на высоких напр жени х.

Наиболее близким  вл етс  высоковольтное коммутационное устройство, содержащее диэлектрический корпус пр моугольной формы, два соединенные между собой высоковольтных замыкающихс  геркона; две обмотки управлени  на каркасах с ферромагнитными сердечниками. Обмотки отделены от геркона слоем высоковольтной изол ции. -Устройство содержит также две искрозащитные RC-цепочки и миниатюрное электромагнитное реле на гер- коне, расположенное в зоне магнитного вли ни  одной из обмоток управлени . Выводы обмотки этого реле образуют входную цепь устройства. Выводы одной из обмоток управлени  подключены к низковольтному источнику питани  через замыкающийс  контакт реле, а выводы другой - через размыкающийс  его контакт. Обмотки управлени  расположены асимметрично относительно межконтактных зазоров герконов .

Недостатком известного устройства  вл етс  ограниченна  область применени  из-за недостаточно высоких значений коммутируемых токов и напр жений.

Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  за счет увеличени 

де

GJ

Х|

сге

коммутируемых тока и напр жени , предназначенных дл  потребителей, питающихс  от повышающего трансформатора с выпр мителем.

Это достигаетс  тем, что высоковольт- ное коммутационное устройство на герко- нах, содержащее диэлектрический корпус пр моугольной формы, расположенные в нем основную обмотку управлени  на каркасе с ферромагнитным сердечником, высо- ковольтные замыкающие герконы, соединенные между собой, установленные в р д и отделенные от обмотки управлени  слоем высоковольтной изол ции и первое электромагнитное реле, причем выводы об- мотки управлени  первого электромагнитного реле предназначены дл  подключени  во входную управл ющую цепь, один из выводов указанной основной обмотки управлени  предназначен дл  подключени - низковольтного источника питани , а другой вывод подключен к первому выводу за- мыкающего контакта первого электромагнитного реле, второй вывод которого предназначен дл  подключени  низ- ковольтного источника питани , снабжено двухнаправленным тиристорным ключом, выводы которого предназначены дл  включени  в первичную обмотку повышающего трансформатора, вторым электромагнит- ным реле, кнопками Пуск и Стоп с замыкающимис  и размыкающимис  контактами кажда , диэлектрическими и ферромагнитными пластинами,высоковольтные герконы соединены между собой последовательно и отделены друг от друга указанными диэлектрическими пластинами, ферромагнитный сердечник обмотки управлени  выполнен в виде плоской пластины, перпендикул рно к ней установлены ферромагнитные пласти- ны, длина каждой из которых не меньше ширины р да высоковольтных герконов, а высота равна разности высоты обмотки управлени  и толщины ферромагнитного сердечника , второе электромагнитное реле выбрано двухпозиционным одностабиль- ным, в качестве первого - электромагнитное реле с двум  обмотками управлени .

Указанные обмотки управлени  первого электромагнитного реле соединены меж- ду собой параллельно через последовательно соединенные замыкающие контакты кнопок Пуск и Стоп и снабжены выводами, предназначенными дл  подключени  к низковольтному источ- нику питани  последовательное размыкающим контактом второго электромагнитного реле. Указанное второе электромагнитное реле предназначено дл  параллельного подключени  к первичной обмотке повышающего трансформатора, управл ющие электроды тиристоров двухнаправленного тири- сторного ключа соединены между собой через последовательно включенные размыкающие контакты кнопок Пуск и Стоп, выводы указанных высоковольтных герконов предназначены дл  подключени  потре- бител  к выводам выпр мител , включенного во вторичную обмотку повышающего трансформатора.

Кроме того, при переключении двух и более потребителей, питающихс  от общего повышающего трансформатора, количество двухпоэиционных одностабильных реле и количество комплектов кнопок Пуск и Стоп выбираетс  по числу потребителей, а размыкающие контакты всех кнопок включены между собой последовательно.

Достижение поставленной цели стало возможным благодар  увеличению рабочего напр жени  за счет введени  дополнительных диэлектрических пластин между герконами и изменени  конструкции магнитной системы, а также благодар  увеличению рабочих токов за счет предложенной схемы управлени  обмоткой возбуждени , обеспечивающей автоматическое обесточи- вание коммутируемой цепи на врем  переключени . За счет этого удаетс  увеличить переключаемые токи почти в 1000 раз.

На фиг. 1 изображена конструкци  высоковольтного коммутатора, (разрез); на фиг. 2 - принципиальна  электрическа  схема переключател  в одноканальном исполнении и его соединение с внешними цеп ми; на фиг. 3 - принципиальна  схема переключател  на три канала.

Высоковольтный переключатель потребителей 1, питающихс  от общего повышающего трансформатора 2 с выпр мителем 3, содержит на каждый потребитель последовательно соединенные высоковольтные герконы 4, например, типа МКА-52141, размещенные в диэлектрическом корпусе 5 пр моугольной формы параллельно друг другу, и обмотку 6 возбуждени  на каркасе пр моугольного сечени  с ферромагнитным сердечником 7, отделенную от герконов 4 диэлектрической стенкой 8 корпуса 5. Герконы отделены друг от друга диэлектрическими пластинами 9, выполненными в виде ребер корпуса 5. Сердечник 1 выполнен в виде плоской пластины, выход щей в обе стороны за пределы каркаса обмотки 6.

К концам сердечника прикреплены перпендикул рно дополнительные ферромагнитные пластины 10, имеющие длину не менее ширины р да герконов, и высоту, равную половине разности высоты обмотки б и толщины сердечника. Именно при таком соотношении геометрических размеров, когда свободна  торцова  часть пластины 10 лежит в одной плоскости с нижней поверхностью обмотки 6, достигаютс  минимальные потери магнитной энергии, а следовательно , и максимально возможна  толщина диэлектрической стенки 8, определ ющей величину рабочего напр жени  переключател .

Обмотка возбуждени  6 подключена к источнику питани  через замыкающийс  контакт 11 первого вновь введенного внешнего двухпозиционного двустабильного электромагнитного реле (например, миниатюрного герметизированного реле типа РПС-20 или РПС-32) с двум  обмотками управлени  12 и 13, соединенными между собой параллельно через замыкающиес  контакты кнопок Пуск 14 и Стоп 15 кажда  и подключены к источнику питани  последовательно с размыкающимс  контактом 16 второго, общего на все потребители двухпозиционного одностабильного электромагнитного реле с одной обмоткой 17, например, типа РЭС-55, включенной параллельно первичной (низковольтной) обмотке повышающего трансформатора 2. Последовательно с этой обмоткой включены два встречно-параллельно соединенные тиристора 18, управл ющие электроды которых соединены между собой через токоограничивающий резистор 19 и все последовательно соединенные вторые (размыкающие ) контакты кнопок 14 и 15.

Устройство работает следующим образом (фиг. 2).

При включении тумблера 20 подаетс  питание на первичную обмотку трансформатора 2 через тиристорный ключ 18, наход щийс  в открытом состо нии,благодар  тому, что его цепь управлени  замкнута через размыкающиес  контакты всех кнопок 14 и 15. Обмотка 17 получает питание и контакт реле 16 размыкаетс , ввод  дополнительный разрыв в цепь питани  обмоток 12 и 13 двустабильных реле. Обмотки 6 возбуждени  обесточены, герконы 4 разомкнуты , потребители 1 обесточены. Устройство находитс  в ждущем режиме.

Дл  включени  потребител  1 нажимают соответствующую кнопку 14 Пуск. При этом в схеме происход т автоматические переключени  в следующем пор дке: разрываетс  цепь питани  тиристорного ключа 18,и он запираетс , обесточиваетс  первична  обмотка трансформатора 2 (а. следова- тельно и его вторична  обмотка), обесточиваетс  обмотка 17 одностабильного реле, контакт 16 которого замыкаетс  и подает питание на обмотку 12, соответствующую нажатой кнопке 14. При этом происходит срабатывание двустабильного реле и включение контакта 11, подающего питание на обмотку 6 возбуждени . Срабатывают

5 без тока герконы 4, составл   цепь питани  потребител , и по вл етс  визуальный сигнал (например, оптический) на индикаторе 21, свидетельствующий о завершении всех переключений в схеме. После по влени ,

0 сигнала на индикаторе 21 отпускают кнопку

. При этом восстанавливаетс  цепь управлени  тиристоров 18 и вновь включаетс  трансформатор 2 и через обмотку 17 - одностабильное реле. К потребителю 1 по5 ступает питание через замкнутые герконы 4. Замкнувшийс  контакт 11 остаетс  в зафиксированном положении, так как он принадлежит двустабильному реле.

В соответствии с п. 2 формулы изобре0 тени  количество потребителей и переключаемых цепей может быть произвольным. В качестве примера на фиг. 3 приведена принципиальна  электрическа  схема трехка- нального переключател . 8 этом устройстве

5 при необходимости включени  второго потребител  нажимают вторую кнопку 14 Пуск. При этом, как и в описанном случае, сначала обесточиваютс  все потребители, а затем после завершени  переключений пи0 тание восстанавливаетс .

Дл  выключени  любого из потребителей нажимают соответствующую кнопку 15 Стоп. При этом после автоматического отключени  питани  потребителей подаетс 

5 питание на вторую (отбойную) обмотку 13 соответствующего двустабильного реле, которое размыкает соответствующий контакт 11, разрыва  цепь питани  соответствующей обмотки 6. Герконы 4 возвращаютс  в

0 исходное состо ние без тока и после автоматического восстановлени  питани  соответствующий потребитель оказываетс  обесточенным.

При использовании в устройстве мини5 атюрных герметизированных реле (РПС-20, РПС-32, РЭС-55, РЭС-64, имеющих собственное врем  срабатывани  от 2 - 3 до 10 15мс ), общее врем  переключени  составл ет несколько дес тков миллисекунд, та0 кой перерыв питани  во многих случа х вполне допустим дл  потребителей и не ощущаетс  оператором, манипулирующим кнопками.

При необходимости дистанционного уп5 равлени  переключателем или при подключении его к автоматизированной системе , управлени  вместо кнопок Пуск и Стоп могут быть использованы электромагнитные реле с соответствующим набором контактов .

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Высоковольтное коммутационное устройство на герконах, содержащее диэлектрический корпус пр моугольной формы, расположенные в нем основную обмотку уп- равлени  на каркасе с ферромагнитным сердечником, высоковольтные замыкающие герконы, соединенные между собой, установленные в р д и отделенные от обмотки управлени  слоем высоковольтной изол ции, и первое электромагнитное реле, причем выводы обмотки управлени  первого электромагнитного реле предназначены дл  подключени  в выходную управл ющую цепь, один из выводов указанной основной обмотки управлени  предназначен дл  подключени  низковольтного источника питани , а второй вывод подключен к первому выводу замыкающего контакта первого электромагнитного реле, второй вывод ко- торого предназначен дл  подключени  низковольтного источника питани , отличающеес  тем, что. с целью расширени  области применени  за счет увеличени  коммутируемых тока и напр жени , пред- назначенных дл  потребителей, питающихс  от повышающего трансформатора с выпр мителем, оно снабжено двухнаправ- леннымтиристорным ключом, выводы которого предназначены дл  включени  в первичную обмотку повышающего трансформатора , вторым электромагнитным реле , кнопками Пуск и Стоп с замыкающимис  и размыкающимис  контактами кажда , диэлектрическими и ферро- магнитными пластинами, высоковольтные герконы соединены между собой последовательно и отделены друг от друга указанными диэлектрическими пластинами, ферромагнитный сердечник обмотки управ- лени  выполнен в виде плоской пластины ,перпендикул рно к ней установлены ферромагнитные пластины, длина каждой из которых не менее ширины р да высоковольтных герконов. а высота равна разности высоты обмотки управлени  и толщины ферромагнитного сердечника, второе электромагнитное реле выбрано двухпозиционным одностабильным, в качестве первого - электромагнитное реле с двум  обмотками управлени , указанные обмотки управлени  первого электромагнитного реле соединены между собой параллельно через последовательно соединенные замыкающие контакты кнопок Пуск и Стоп и снабжены выводами , предназначенными дл  подключени  к низковольтному источнику питани  последовательно с размыкающим контактом второго электромагнитного реле, указанное второе электромагнитное реле предназначено дл  параллельного подключени  к первичной обмотке повышающего трансформатора, управл ющие электроды тиристоров двухнаправленного тиристор- ного ключа соединены между собой через последовательно включенные размыкающие контакты кнопок Пуск и Стоп, выводы указанных высоковольтных герконов предназначены дл  подключени  потребител  к выводам выпр мител , включенного во вторичную обмотку повышающего трансформатора .
2. 2. Устройство по п. 1,отличающее- с   тем, что при переключении двух и более потребителей, питающихс  от общего повышающего трансформатора, количество двухпозиционных одностабильных реле и количество комплектов кнопок Пуск и Стоп выбираетс  по числу потребителей , а размыкающиес  контакты всех кнопок включены между собой последовательно.

   Фиг./

   ro.

   Јгщ

   . ТП IU L-LJM

   02 + Г°

   Г