Шинное реле постоянного тока

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 8432 К АВТОРСКОМУ СВ льное к авт. сви04,07.75 (21)(61) Дополнит (22)Заявлено исоединеиием заявки М 83/20 Икударствелньй комитет СССР ао делам изобретений(54) ШИННОЕ РЕЛЕ ПОСТОЯННОГО ТО нный ме чюсами фигурного ный от полюсов з магнитозорами 21, е может и отдел О ако указан полненоое с оиство так быть вания ишь на малые ток ует на скачки ток рабатыеаг величину приращения тока.Для достижения указанной цели предложенно шинное реле постоянного тока снабжено катуш. кой и ферромагнитным шунтом с зазором в его средней части, катушка размещена на ярме фигурного магнитопровода, токоведущая шина расположена с внешней стороны фигурного магнитопровода вблизи ярма с катушкой, а между коммутирующим элементом и ярмом с катушкой расположен ферромагнитный шунт 5 зазором в его среднеи этого зазора намного асти, причем меньше величи ичи- за- нитозоров, отделяющих полюс провода от коммутирующКроме того, указанно янного тока может быть фигурногого элемента шинное реле посто.набжено диодом,енным в цепь катушк Изобретение относится к устройствам релейной защиты, в частности, к реле постоянноготока, и может быть использовано в системахзащиты фидеров электрифицированных железныхдорог, метрополитена и других потребителей,номинальные токи которых лежат в пределах5от 4000 до 15000 А, соизмеримы с токами короткого,замыкания или даже больше их, аскачки тока при пуске меньше минимальногоскачка тока при коротком замыкании.10Известны реле тока, коммутирующий элементкоторых выполнен в виде магнитоуправляемогоконтакта (геркона), предназначенные для работыв схемах автоматики и устанавливаемые вэлектрических цепях постоянного тока Я 1Недостаток известных реле заключается втом, что они могут быть выполнены лишь на малые токи срабатывания (б 30.3000 А) и не реагируют на скачки тока,Естественно, что для защиты, указанных вышепотребителей реле этого типа непригодны,Известно также шинное реле постоянного то.ка, содержащее фигурный магнитопровод с ярмоми полюсами и коммутирующий элемент, размеЦелью изобретения являются увеличение токаатывания и возможность реагирования на3 70843На фиг.1 - принципиальная схема предло.женного реле; на фиг. 2 - его вид сверху;на фиг. 3 - один из вариантов выполненияпредложенного реле и коммутирующего эле.мента; на фиг,. 4 . зависимость скачка токаот величины тока, предшествующего скачку.Шинное реле постоянного тока (фиг.1) состоит нз токоведущей шины 1, на некоторомрасстоянии от которой размещен фигурныймагнитопровод 2, на ярме магнитопровода оразмещена катушка 3, замкнутая на регулируемый резистор 4, между полюсами магнитопровода размещен коммутирующий элемент 5, отделенный от полюсов магнитопровода немагнитными зазорами 6, а между коммутирующим 15элементом и ярмом фигурного магнитопроводарасположен магнитный шунт 7 с немагнитнымзазором 8 в середине. Величина зазора 8 многоменьше величины зазоров б, Магнитопровод 2вместе с коммутирующим элементом 5 может 20поворачиваться вокруг оси 9 относительно токоведущей шины на утоп а (фиг.2),Описанная выше форма магнитопровода 2и соотношение зазоров 8 и 6 необходимы, содной стороны, для обеспечения большой посто-,.25янной времени затухания потока Фк, создаваемого катушкой 3, а, с другой стороны, длямаксимапьного зкранирования коммутирующегоэлемента 5 от потока, создаваемого током втоковедущей шине 1. Поток Фк появляется йлишь в момент изменения тока в шине, какответная реакция катушки 3 на изменениепронизывающего ее потока Ф, пропорционального току в шине (фиг. 1 и 2). Большая пос.тояиная времени затухания потока Фк обес. 35печивает его пропорциональность скачку тока втоковедущей шине. Поскольку поток Фк , замыкающийся через коммутирующий элемент 5,является частью потока Фк, то, таким образом,и поток Фк оказывается пропорциональным э1скачку тока в шине. Это и обеспечивает реагирование реле также и на величину скачкатока.В то же время экранирование коммутирующего элемента магнитопроводом 2 ослабляет 45воздействие на него потока, создаваемого то.ком в токоведущей шине и, тем самым, способствует расширению диапазона токов срабатывания.Предложенное реле работает следующим обраозом.Коммутирующий элемент чувствителен квеличине магнитного потока и срабатывает,как только поток через него достигнет определенной величины. В общем случае этот по. 55ток образован двумя составляющими: боковымпотоком Фб, пропорциональным току в шинеи попадающим в коммутирующий элемент 5сбоку, минуя магнитопровод 2, от неэкранирован. ных последним участков:пины, и потоком катуш.ки Фк , который в силу данных выше объяснений пропорционален скачку тока в шине.Наличие двух составляющих потока через коммутирующий элемент делает реле чувствительнымкак к величине тока, так и к величине скачкатока, Меняя сопротивление резистора 4 и утолповорота а магнитопровода 2 относительно шины 1 можно менять соотношение между составляющими потока через коммутирующий элементи их абсолютные величины и, тем самым, менять уставку шинного реле постоянного тока,делая данное реле более чувствительным или квеличине, или же к скачкам тока.Реле (фигЗ) состоит иэ токоведущей шины,на некотором расстоянии от которой размещенфигурный магнитопровод 2; на ярме магнитопровода размещена катушка 3, замкнутая нарегулируемый резистор 4 через диод 10, междуполюсами магнитопровода раэмегцен коммутирующий элемент, состоящий иэ магнитоуправляемого контакта 11 и магнитного шунта 12, отделенный от полюсов магнитопровода немагнитными зазорами 6, а между коммутирующимэлементом и ярмом магнитопровода расположен магнитный шунт 7 с немагнитным зазором8 в середине, Величина зазора 8 много меньшевеличин зазоров 6. Магнитопровод 2 вместес коммутирующим элементом может поворачиваться вокруг оси 9 на утол а относительнотоковедущей шины 1,Реле работает как описанное выше релена фиг,1, однако наличие диода делает характеристики реле более избирательными. Благодаря диоду реле реагирует только на скачкиувеличивающегося тока. В то же время скачкиспадающего тока не вызывают временного загрубления уставок реле.Характеристики реле (фиг.4) представленыв виде зависимостей скачка тока, необходимогодля срабатывания реле Л 1 от величины гока,предшествующего скачку 1. Каждая характе.ристика соответствует определенной, постояннойвремени изменения тока в шине Тс.В качестве коммутирующего элемента,кроме магнитоуправляемого контакта с шун.том, могут быть использованы другие элементы, чувствительные к величине магнитногопотока, например, магниторезисторы, датчикиХолла и другие.Данное взаимное расположение токоведушейшины, магнитопровода и коммутирующегоэлемента обеспечивает в предложенном релеполучение больших токов срабатывания 1 у приотсутствии скачков тока (до 15000).Дополнение магиитопровода магнитнымшунтом с малым зазором в середине и катуш.кой, размещенной на ярме магнитопровода,обеспечивает реакцию реле также и на скачоктока. Величина скачка тока, вызывающая срабатывание реле, зависит от тока, предшествующего скачку и постоянной времени его изменения. Реле с такими характеристиками могут быть очень эффективно использованы для защиты электрических железных дорог постоянного тока, в случае, если токи нагрузки очень велики, соизмеримы или даже боль. ше токов короткого замыкания, но если при этом скачки тока нагрузки меньше минимального скачка тока при коротком замыкании.Включение диода в цепь катушки делает характеристики реле еще более избирательными, не позволяет скачкам спадающего тока временно загрублять уставки реле.Формула изобретения1. Шинное реле постоянного тока, содержащее фигурный магнитопровод с ярмом и полюсами, коммутирующий элемент, размещенный между полюсами фигурного магнитопровода и отделенный от полюсов зазорами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличениютока срабатывания и обеспечения возможностиреагирования на величину приращения тока,оно снабжено катушкой и ферромагнитнымшунтом с зазором в его средней части, катушкаразмещена на ярме фигурного магнитопровода,токоведущая шина расположена с внешней стороны фигурного магнитопровода вблизи ярмас катушкой, а между коммутирующим элемен 1 О том и ярмом с катушкой расположен ферромагнитный шунт с зазором в его средней части,причем величина этого зазора намного меньшевеличины зазоров, отделяющих полюса фигурно.го магнитопроводаот коммутирующего эле 15 мейта,2. Шинное реле по п.1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что оно снабжено диодом, вклю.ченным в цепь катушки.Источники информации,0 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМф 319969, кл. Н 01 Н 51/28, 1973.2, Патент США Юф 3569880, кл. 335-204,1971.Редактор Ю. Челюкан ектор Н. Гор аз 8507/ Г 1 одписн Филиал ПП 11 "Патент", г, Ужгород ектная, 4 48 Тираж 844ЦНИИПИ Государственного- комитета ССпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4