Устройство для предотвращения взрыва при внутреннем повреждении конденсаторных банок

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 20.08.80 (21) 2997989/24-07 Н 02 Н 7/16 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 1505,82. Бюллетень М 2 18 Дата опубликования описания 15, 05 . 82 33 УДК 621. 316,925 (088. 8)(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЗРЫВАПРИ ВНУТРЕННЕМ ПОВРЕЖДЕНИИКОНДЕНСАТОРНЫХ БАНОК 20 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано,в частности, на тяговых подстанцияхэлектрифицированных железных дорогпри эксплуатации конденсаторов сглаживающих контуров,Известно, что при повреждении конденсаторов постепенно происходитвздутие конденсаторных банок в резуль. 10тате длительного воздействия электрического поля; когда со временем изменяется диэлектрическая постоянная бумажной изоляции, толщина самой бумаги и плотность ее намотки(1.15 Наиболее близким по технической сущности является устройство для отключения сглаживающих контуров при вздутии конденсаторных банок, содержащие опорное основание, выполнен- ное в виде стеллажа, на котором раз-, мещена батарея высоковольтных конденсаторов, выводы которых соединены параллельно и подключены через общий предохранитель и катушки ийдуктивности к шинам выпрямленного переменного напряжения. Контроль вздутия банок ведется ежедневно без отключения и периодически 1-. 2 раза в месяц с отключением сглаживающих контуров, путем визуального осмотра банок обслуживающим персоналом 2.Однако при визуальном осмотре невозможно установить изменение Формы банки при ее вздутии на 1,5-2 мм. Кроме того, в любой отрезок времени возможно интенсивное вздутие банки, вызванное, например, пробоем отдельных секций конденсатора. Известное устройство не предотвращает взрыва банки при внутреннем пробое между обкладками конденсатора. Взрыв банки при пробое конденсатора. обусловлен несовершенной конструкцией высоковольтного предохранителя, имеющего низкий токоограничивающий эффект в условиях гашения дуги выпрямленного переменного напряжения большой мощности, а также качеством изготовления самого предохранителя (состояние и чистота наполнителя , герметичность, расположение плавкой вставки в корпусе и т.д.). Поэтому припробое конденсатора предохранитель, как правило разрывается, а время гашения электрической дуги оказывается достаточным для вздутия и взрыва конденсаторной банки. Повреждение предохранителя вызывает аварийное отключение тяговой подстанции. Кроме того, при взры 928521 4ве банки электрическая дуга поджигает наполнитель (в настоящее времяконденсаторные банки заполнены горючей смесью), вызывая пожар на под-.станции и значительную порчу матери- Фальных ценностей. 5Цель изобретения - повышение надежности защиты путем обеспечениянепрерывного контроля вздутия конденсаторных банок и предотвращениевзрыва банкипри внутреннем пробое 10между обкладками конденсатораПоставленная цель достигается тем,что в устройстве для предотвращениявзрыва при внутреннем поврежденииконденсаторных банок, содержащем 15опорное основание, выполненное в виде стеллажа, на котором размещенабатарея высоковольтных конденсаторов, выводы которых соединены параллельно и подключены через общий пре дохранитель и катушки индуктигчостик шинам выпрямленного напряжения,промежуточное реле и исполнительныйэлемент-быстродействующий выключатель, на опорном основании подвешены шарнирно на рычагах две подпружиненные тяги, на которых в шахматном порядке установлены стойки, снабженные в верхней части регулировочными винтами с упором в центре широкой стороны каждой банки, между стенкой банки и регулировочными винтами размещены элементы сигнализации, в виде кружков, прикрепленных на гибкой нити к стенке банки,идве стойкис упором рв кнопкидвух микропереключателей,размыкающие контакты которыхвключены последовательно в цепь катушки промежуточного реле, а замыкающий его контакт в цепь держащей катушки быстродействующего выключателя. 40На фиг. 1 изображена батарея конденсаторных банок и механизм кснтроля их вэдутия; на фиг. 2 - (разрез А-А на фиг. 1) показана широкая сторона конденсаторной банки и стойка с 45 регулировочным винтом; на фиг. 3 принципиальная схема высоковольтных цепей сглаживающих контуров; на фиг, 4 - схема вторичных цепей держащей катушки выключателя и промежуточного реле.Устройство для автоматического отключения сглаживающих контуров при вздутии конденсаторных банок содержит опорное основание 1, выполненное в виде стеллажа, на котором размещена батарея конденсаторных банок 2. Выводы конденсаторв 3 соединены параллельно,между собой общими шинами 4 и подключены к плюсовой шине 5 (+3300 В) и через катушки индуктив ности 6, к минусовой шине 7 (-3300 В) выпрямленного переменного напряжения. На опорном основании подвешены, шарнирно на рычагах 8 тяги 9 и подпружинены пружинами 10, На тягах и шар нирных рычагах в шахматном порядке - установлены трубчатые стоики 11 и 12.В верхней части трубчатых стоек, закреплены пластины 13 (см, фиг, 2) в виде флажков, в которых установлены регулировочные винты 14. Винты на стойках тяг опираются в точку пересечения диагоналей широкой стороны 15 каждой банки батареи, а винты на стойках шарниров в кнопки микропереключателей 16. Между регулировочными винтами и стенкой банки подкладываются контрольные кружки 17, имеющие в центре кружка выточки глубиной ,1,5 мм для фиксации в ней регулировочного винта. Между верхним краем банки и контрольным кружком установлена капроновая нить 18, Размыкающие контакты 19 микропереключателей включены последовательно в цепь катушки 20 промежуточного реле, а замыкающий контакт 21 промежуточного реле в цепь. держащей катушки 22. В цепи держащей катушки включено добавочное сопротивление 23 и кнопка отключения 24. Промежуточное реле и держащая катушка подключены к плюсовой шинке 25(+110 В) и минусовой шинке 26 (-110 В) в аккумуляторной батареи. Быстродействующий выключатель 27 (далее в тексте - выключатель) включен в плюсовую шину выпрямленного переменного напряжения.Устройство работает следующим образом.При вэдутии одной из конденсаторных банок в батарее происходит вспучивание широких сторон 15 банки, сопровождающееся нажатием вспученных сторон на регулировочные винты 14, Нажатие на винты вызывает сов. - местное перемещение всех трубчатых стоек 11, размещенных на тягах 9, которые подвешены свободно на шарнирных рычагах 8. При перемещении тяг на 1,5-2 мм (тяги перемещаются в противоположные стороны) происходит поворот на осях рычагов 8 и перемещение трубчатых стоек 12 и их регулировочных винтов на 3-4 мм за счет не- равнозначности плеч шарнирного рачага 8 и трубчатой стойки 12. Регулировочные винты освобождают кнопки микропереключателей 16, и их контакты 19, включенные послЕдовательно в цепь катушки 20 промежуточного реле, размыкаются (см. фиг. 4). Реле обестачивается и размыкает свой контакт 21 в цепи держащей катушки 22.Снятие напряжения с держащей катушки вызывает отключение выключателя 27 и разрыв цепи плюсовой шины 3300 В, Одновременно на всех банках, кроме вспученной банки, выпадают. контрольные кружки 17 и повисают на капроновых нитях 18 (см. фиг. 2, пунктирная линия), После замены вспученной банки и введения контрольных кружковпод регулировочные винты, система контроля возвращается в исходное состояние. Существенным преимуществом устройства является обеспечение непрерывного контроля вздутия конденса" торных банок и автоматическое отклю чение звена сглаживающих контуров при вздутии банки на 1,5-2 мм. При визуальном осмотре определить величину вэдутия банки 1,5-2 мм практически невозможно. Тем самым устрой- О ство дает возможность своевременно выявить и заменить неисправный конденсатор. Устройство предусматривает отключение только одного звена сглаживающих Контуров, поэтому работы по 5 замене вздутого конденсатора прово; дятся без отключения тяговой подстанции. Практика эксплуатации показала, что с внедрением кремневых выпрямителей ,взамен ртутных выпрямителей) подстанция может работать с одним звеном сглаживающих контуров не создавая значительных помех в линии связи. Система контрольных кружков дает возможность быстро выявить вздутыйконденсатор исократить время аварийного отключения сглаживающих контуров. Обеспечение непрерывного контроля вздутия конденсаторных банок исключает необходимость частых осмотров сглаживающих контуров без их отключения. Известно, что осмотр контуров ведется через окно в двери, а при вэдутии и взрыве банки двери и,окна в помещении сглаживающих контуров разрушаются взрывной 35 волной. Совпадение осмотра и момента взрыва может привести к тяжелому травматизму.Данное устройство предотвращает взрыв банки при внутреннем пробое 4 О между обкладками конденсатора. Появление электрической дуги при внутреннем пробое конденсатора сопровождается интенсивным газообразованием и вздутием корпуса банки, Однако при 45 вздутии банки на 1,5-2 мм приводится в действие схема автоматического отключения выключателя с разрывом цепи плюсовой шины выпрямленного переменного напряжения. Кроме того, отключение сглаживающих контуров ,дублировано введением токовой установки, например, 800 А, размагничивающего витка выключателя. Введение двухступенчатого отключения выключателя (по минимальной величине взду тия и токовой уставке) обеспечит быстродействие разрыва цепи с полным временем не более 0,04 с, Тем самым обеспечивается эФФективное токоограни. чение и.предупреждение критического вздутияи взрыва банкиОпытом эксплуатации установлено, что перед взрывом банка раздувается до размера между вершинами щирок"х сторон 200- 220 мм, при начальных размерах 119 мм. В предложенном устройстве выключатель используется только как защитный аппарат многократного действия. При срабатывании схемы автоматического отключения предусматривается аварийная сигнализация от блок-контактов выключателяформула изобретенияУстройство для предотвращениявзрыва при внутреннем поврежденииконденсаторных банок, содержащееопорное основание, выполненное в виде стеллажа, на котором размещенабатарея высоковольтных конденсаторов,выводы которых соединены параллельнои подключены через общий предохранитель и катушки индуктивности кшинам выпрямпенного напряжения, прсмежуточное реле и исполнительныйэлемент - быстродействующий выключатель, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повьнаения надежностизащиты путем непрерывного контролявздутия конденсаторных банок, наопорном основании подвешены шарнирнона рычагах .стойки, снабженные в верхней части регулировочньвщ винтами супором в центре широкой стороны каждой банки, между стенкой банки и регулировочными винтами размещены элементы сигнализации в виде кружков,прикрепленных иа гибкой нити Й стенке банки, и две стойки с упором вкнопки двух микропереключателей, раз"мыкающие контакты которых включеныпоследовательно в цепь катушки промежуточного реле, а замыкакщий егоконтакт - в цепь держащей катушкибыстродействующего выключателя.Источники инФормации,принятые во внимание при. экспертизе1. Давыдов И.К. и др. Справочникпо эксплуатации тяговых подстанций ипостов секционирования. И., Траи"спорт, 1978, с, 211-2122. Грубер Л.О. и др. Устройство,эксплуатация и ремонт тяговых подстанций. Трансжелдориэдат, 1958 с. 181183 рис, 160 163928521 Дцг ков Корректо Составитель А. Зи Техреду. Бабинец ор М. Товти оста Заказ 3275/70 130 илиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 6 НИИПИ Государственн по делам изобретен Москва, Ж, РаушПодписноо комитета СССРи открытийая наб., д. 4/5