Разъединитель

(5 Н 01 Н 31/ присоединением зая Государственный комитет СССР(088.8) 43) Опубликовано 30,03.79. Бюллетень1245) Дата опубликования описания 30.03.79 о делам изобретений и открытий. И. Яковлев, С, С. Шан, А, И. Бронфманленко М. Т. НероН. Н. ый, В. Е. Юрков, О ходеев, Ю. М. Гутми С. В. Кова кое отделение Всес ыскательского и на ута Гидропроект а Ленина тельского Ленинград проектно-из инсти1) Заявитель оюзного орде учно-исследо имени С. Я.) РАЗЪЕДИ Н ИТЕЛ Ь отехнике, ппаратам быть ис- подстан 5 10я тольИзобретение относится кэлектрв частности к коммутационным авысокого напряжения, и можетпользовано на электростанциях ициях.Известно использование в коммутационных элементах, например, выключателя для ограничения перенапряжений при отключении выключателем малых емкостных и индуктивных токов.Однако эти средства используютс ко в схемах выключателей 11.Известны также разъединители, предназначенные для включения или отключения участков электрической цепи высокого напряжения при отсутствии тока или при токе значительно меньше номинального и создающие видимый разрыв цепи тока. Эти разъединители состоят из одной или нескольких колонок опорных изоляторов и контактной системы, Колонки опорных изоляторов служат для изоляции от земли размещенной на них контактной системы и для передачи движения этой системе от провода, находящегося на заземленном основании 2.Недостатком известных разъединителей является то обстоятельство, что гашение дуги при отключении разъединителем малых емкостных или индуктивных токов в коммутациях отключения разъединителем холостых шин, коротких участков ненагруженных линий и ненагруженных трансформаторов происходит в неблагоприятных условиях из-за высокочастотных колебаний напряжения между расходящимися контактами разъединителя при обрывах тока дуги, что всегда приводит к большому числу повторных пробоев промежутка между контактами.В процессе отключения малых емкостных токов, когда контакты разъединителя расходятся достаточно далеко, характеристики дуги (длина, температура столба и др.) приближаются к критическим и дуга приобретает неустойчивый характер. При обрывах тока и последующих повторных пробоях промежутка между расходящимися контактами разъединителя происходит высокочастотный колебательный процесс перезаряда емкости отключаемого участка сети. При каждом погасании высокочастотного тока вблизи нулевого значения емкость отключающего участка остается заряженной до амплитудного значения высокочастотного напряжения, что приводит к кумулятивному возрастанию напряжения между контактами разъединителя после каждого пробоя межконтакт ного промежутка и последующего обрыва тока.Процесс отключения малых индуктивных токов, например при коммутациях разьединителем ненагруженного трансформатора, имеет аналогичную природу, Высокочастотные колебания тока и напряжения в цепи, коммутируемой разъединителем, обу О словлены параметрами контура: емкость трансформатора с участком шин - индуктивность намагничивания трансформатора и происходят за счет энергии, запасенной в индуктивности намагничивания при об рыве разъединителем малого индуктивного тока.Целью изобретения является облегчение условий гашения дуги и повышение способности разъединителя включать и отключать зарядные токи воздушных и кабельных линий и токи холостого хода трансформаторов, т. е. коммутировать малые емкостные и малые индуктивные токи и, таким образом, улучшить одну из основных характеристик разъединителя.Поставленная цель достигается тем, что по меньшей мере одна из колонок разъединителя выполнена полой, с размещенным внутри резистором с резконелинейной вольт-амперной характеристикой, причем величина дннамического сопротивления резистора при напряжении 1,5 - 1,6 фазного напряжения отвечает соотношениюВ,4 12где Я - динамическое сопротивление резистора;Ф - волновое сопротивление нулевойпоследовательности коммутируемого участка электрической цепи.На чертеже представлена конструкция фазы двухколонкового разъединителя,45Предлагаемый разъединитель состоит из двух вертикальных изолирующих колонок 1, установленных на металлическом заземленном основании 2. Изолирующие колонки 1 выполнены полыми и внутри пих размещены резисторы 3, имеющие резко нелинейную вольт-амперную характеристику. резисторы выполнены из высоконелинейного материала, например на основе окиси цинка. Нижняя часть резисторов 3 вертикальных изолирующих колонок 1 электрически присоединена к металлическому заземленному основанию 2, а верхняя часть соединена с контактными ножами 4 и 5, которые закреплены на верхних фланцах 6 колонок 1. На основании 2 разъединителя размещен привод 7, сообщающий колонкам усилие для размыкания или замыкания контактных ножей 4 и 5 с помощью контактов 8 и 9. 65 Чтобы улучшить условия гашения дуги, исключив кумулятивное нарастание восстанавливающегося напряжения между контактами при повторных погасаниях и зажиганиях дуги, постоянная времени затухания высокочастотных колебаний тока и напряжения на отключаемом участке сети с присоединенным к нему резистором, размещенном в колонке разъединителя, должна быть нс больше четверти периода собственных колебаний высокочастотной составляющей.Как показали исследования авторов, это условие выполняется, если динамическое сопротивление резистора Я при напряжении 1,5 - 1,6 Уф связано с волновым сопротивлением отключаемого участка шин или линии следующим соотношением:Л(Ф,При таком динамическом сопротивлении резистора автоматически достигается улучшение условий гашения дуги и при отключении малых индуктивных токов. В последнем случае волновое сопротивление контура, образованного индуктивностью намагничивания и емкостью трансформатора и прилегающего к нему участка шин, по крайней мере, на порядок больше волнового сопротивления участка шин или линии, поэтому условие(В41 2всегда выполняется, а значит, процесс всегда будет иметь апериодический характер.Предлагаемый разъединитель работает следующим образом.При размыкании разъединителя, отключающего малый емкостный ток, например при коммутации холостых шин, начинают движение контакты 8 и 9 разъединителя. Дуга емкостного тока, горящая между контактами 8 и 9, не гаснет до тех пор, пока в процессе движения контактов и естественного выдувания дуги ее длина не приблизится к некоторому критическому значению, при котором процесс горения дуги сановится неустойчивым. При увеличении напряжения до 1,5 - 1,6 Уф при погасаниях и повторных пробоях промежутка между контактами происходит затухание высокочастотных колебаний тока и напряжения, что обусловлено выбранной согласно изобретению величиной динамического сопротивления резистора 3 не выше 0,555 от волнового сопротивления нулевой последовательности коммутируемого участка шин. Улучшение условий гашения дуги при огключении малых индуктивных токов, например при отключении ненагруженных трансформаторов, происходит аналогично работе разъединителя при отключении ма 654971лых емкостных токов, как это описано выше.Поясним работу данного разъединителя на примере, когда первый повторный пробой происходит в наиболее неблагоприятных условиях. При этом напряжения на каждом из контактов противоположны по знаку, а напряжение между контактами близко к амплитудному значению, Из-за увеличения проводимости резистора и затухания высокочастотной составляющей тока дуги напряжение на контакте со стороны отключаемого участка цепи составит 1+2/е и 1,7 Уф (е - основание натурального логарифма, Уф - фазное напряжение), а восстанавливающееся напряжение после погасания дуги на межконтактном промежутке 1+1,7=2,7 Уф, Далее напряжение на контакте со стороны отключаемото участка снижается до 1,5 - 1,61/ф с постоянной времени не более т=РС (где Я - динамическое сопротивление высоконелинейного резистора, С - емкость отключаемого участка цепи), т, е. за время, значительно меньшее, чем полпериода частоты источника. Таким образом, через полпериода промышленной частоты, когда напряжение источника изменит знак, восстанавливающееся напряжение между контактами не превзойдет 2,5 - 2,6 Уф, При всех последующих повторных пробоях межконтактного промежутка наибольшее восстанавливающееся напряжение не может превзойти этой же величины.Таким образом, в данном разъединителе облегчены условия гашения дуги и улучшена одна из основных характеристик - способность разъединителя отключать и включать малые емкостныс и малые индуктивные токи, поскольку в этом разъединителе исключено кумулятивное нарастание восстанавливающегося напряжения между контактами и уменьшено число повторных 5 зажиганий.Формул а изобретен и яРазъединитель, содержащий изолирующие колонки с установленной на них О контактной системой, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью облегчения условий гашения дуги, повышения способности включать и отключать зарядные токи воздушных и кабельных линий, а также токи хо,-, лостого хода трансформаторов, по меньшей мере одна пз колонок выполнена полой, разъединитель снабжен резистором, который расположен внутри полой колонки и выполнен с резконелинейной вольт-ам О перной характеристикой, причем величинадинамического сопротивления резистора при напряжении 1,5 - 1,6 фазного напряжения отвечает соотношению где Р - динамическое сопротивление резистора;К в волновое сопротивление нулевой30 последовательности коммутируемого участка электрической цепи.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Г. В. Буткевич, Дуговые процессы прикоммутации электрических цепей. М.,Энергия, 1967, с. 161, с. 170 (аналог).2. Авторское свидетельство СССР356007, кл, Н О 1 Н 3100, 18.06.68,654971 Составитель В. ПоповаТекред А. Камышникова Корректор Р. Беркови едзктор Ю льокаьсо Гапунова, 2 ипографи аказ 315/14 Изд.262 Тираж 922 Коррект 11 ПО Государственьсого комитета ССГР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5