Слаботочка Книги

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [29] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

подрыв заряда взрывчатого вещества. После взрыва то-копроводящая вставка под действием волны высокого давления 10 разрывает цепь электродов и между ними образуется электрическая дуга 9 (рис. 3.9,6). В отличие от обычных дуговых аппаратов скорость роста дуги во взрывном коммутаторе гораздо выше и составляет 200-300 м/с. Поэтому и скорость роста напряжения на дуге на 1-2 порядка выше, чем в обычных дуговых аппаратах. Дуга гаснет в результате интенсивного воздействия трансформаторного масла. Процесс токоограничения во взрывном коммутаторе начинается через 10-15 мкс после взрыва, т. е. практически мгновенно.

Исследованиями [3.9] установлено, что поток дугога-сящего наполнителя (трансформаторного масла) быстро вытягивает дугу сразу же после разрыва цепи. При этом скорость образования межконтактного промежутка и его длина не влияют на рост напряжения на дуге и токоогра-ничивающая способность коммутатора остается постоянной независимо от номинального тока. Время с момента взрыва заряда и до начала перемещения токопроводящей вставки составляет 10-30 мкс в зависимости от массы заряда (0,3-1,5 г).

Изменение напряжения дуги во времени зависит только от скорости Уд потока дугогасящего наполнителя и номинального напряжения. Эта зависимость описывается следующим эмпирическим выражением:

-=(0. nv, + 7,57 - 10-f/„„, -f 11.7) -10\

где 0,4 кВ[/ном<10 кВ; 200 м/сУд600 м/с.

Давление в корпусе взрывного коммутатора составляет 100-1000 /ИПа, что требует использования высокопрочного материала. Использование воздушных включений в жидком дугогасящем наполнителе- позволяет снизить динамические нагрузки па корпус и увеличить срок службы аппарата. При массе заряда взрывчатого вещества 0,3 г, объеме трансформаторного масла 30 см скорость движения токопроводящей вставки с массой 30 г в среднем равна 20 м/с при скорости истечения наполнителя 130 м/с. Скорость роста дуги превышает 260 м/с При длине токопроводящей вставки 5-20 мм максимальное напряжение на дуге составляет около 3 кВ при полном времени отключения 1-3 мс. Габариты взрывного коммутатора на номинальный ток 1 кА и напряжение 1,5 кВ составляют 250X140X140 мм, а на номинальный ток 1 кА и напря-90

жение 10 кВ - 440X140X140 мм. Ресурс работы взрывного коммутатора составляет 10 циклов с перезарядкой после каждого срабатывания.

При втором принципе построения взрывного коммутатора функции инициирования дуги и ее гашения реализуются с помощью различных элементов. В пиротехнических аппаратах французской фирмы Ferraz (рис. 3.10) эти две функции выполняются взрывным узлом / и дугогасящим предохранителем 2, соединенными параллель- f ", но. При получении сиг- р. ШЙВШВ нала от устройства управ- ; jHS9L ления, реагирующего на к щмШЦ. температуру, значение то- ЯВЯШ ка или скорость его ро-

ста, подрывается заряд fE

взрывчатого вещества. .Ив

размыкаются, ток пере- .. ~z!L......J

ходит в дугогасящий

предохранитель, кото- р g пиротехнический ап-рым и осуществляется парат фирмы Ferras

отключение цепи. При

этом повторное зажигание дуги во взрывном узле не возникает. Пиротехнические аппараты Pyristor [3.8] фирмы Ferraz имеют широкую номенклатуру исполнений, высокое быстродействие, недостижимое пока в других видах аппаратах защиты, и высокие экономические показатели.

Пиротехнические аппараты этого типа выпускаются на номинальные токи от 4,5 до 10 кА при номинальных напряжениях от 0,6 до 10 кВ. В перспективе поминальное напряжение будет доведено до 20 кВ.

Пиротехнический аппарат фирмы Ferraz типа РВ1 Д61078 на номинальный ток 4,5-5 кА и номинальное напряжение 1,5-2 кВ имеет габариты 430X203X120 мм. Максимально допустимая рабочая температура 75°С. При отключении цепей Як=2,2 кВ, /к=41 кА, со8ф=0,1, время от момента подачи команды на срабатывание до достижения максимума тока (время роста напряжения на дуге) составляет 300 мкс, полное время отключения не превышает 3,3 мс, наибольший ток 11,5 кА при напряжении на дуге 4,1 кВ. Гарантируется работа этих устройств в течение 5 лет. Устройства рекомендуются для защиты тиристорных преобразователей или других мощных элек-

тротехнических установок на стороне как постоянного, так и переменного тока.

Взрывные коммутаторы первого типа, в которых не используется дополнительный предохранитель, обладают более высокими быстродействием и токоограничивающей способностью при относительно невысоких напряжениях при отключении цепи.

3.5. Короткозамыкатели

Характерной аварийной ситуацией, для которой короткозамыкатели могут обеспечить быстродействующую защиту, является КЗ на шинах выпрямленного тока. Принцип действия короткозамыкателя иллюстрируется рис. 3.11. Здесь показаны силовой трансформатор Т, трехфазный автоматический выключатель АВ, силовой полупроводниковый преобразователь П, нагрузка Н и короткозамыка-

тель КЗ. Блок-контакты БК J-I у короткозамыкателя служат

для замыкания цепи управления расцепителя Р автоматического выключателя. Управляющая обмотка У О короткозамыкателя включается последовательно с ключевым элементом К (тиристор, электронная или газоразрядная лампа) и накопительным конденсатором С, заряжаемым от источника постоянного тока. При внешнем КЗ на шинах нагрузки Н срабатывает датчик аварийного тока, который выдает сигнал на управляющий электрод ключа К. Ключ переводится в состояние проводимости, и конденсатор С разряжается на управляющую обмотку У О. Это приводит к замыканию всех контактов короткозамыкателя и вторичных обмоток трансформатора Т. Таким образом, преобразователь разгружается от аварийного тока, который переводится в цепь короткозамыкателя. Поскольку корот-козамыкатель предназначен только для включения цепи (отключение осуществляется автоматическим выключате-

Рис. 3.11. Принцип действия короткозамыкателя

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [29] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92