Способы токоограничения в комбинированных высоковольтных аппаратах. Принцип действия синхронизированного аппарата.

Введение в конструкцию дугогасительных устройств предвключаемых резисторов дает возможность:1) существенно расширить функциональные свойства комбинированных аппаратов, 2)повысить их коммутационную способность,3)повысить ресурс аппарата.

Токи, коммутируемые такими аппаратами, ограничиваются уровнем 20…30 кА.

Фактором, ограничивающим дальнейшее повышение коммутационной способности аппаратов, является механический способ введения предвключаемых резисторов. Другую возможность использования резисторов для включения ПБ до размыкания дугогасительных контактов рассмотрим на примере синхронизированного аппарата с диодным ПБ. Параллельно главным контактам аппарата подсоединен резистор R с постоянным сопротивлением, шунтированный диодом VD. Высоковольтный ПБ подсоединен параллельно цепи с главными и дугогасительными контактами. Принцип действия:В процессе отключения аппарата сначала размыкаются главные контакты в интервале положительного полупериода тока. Из-за того, что шунтирующая контакты цепь содержит только один диод, сопротивление ее минимально и поэтому коммутируемый ток быстро переходит из контактной цепи в диодную. Недостатком этого варианта: исполнения аппарата можно считать ухудшение сброса тока с главных контактов в дугогасительную цепь из-за наличия в этой цепи диода. Преимущества Во-первых, конструкция резистора с постоянным сопротивлением проще и в связи с этим: 1)отпадает необходимость в механических средствах, обеспечивающих введение сопротивления в токовую цепь. 2)снимаются ограничения, связанные с габаритными размерами резистора. 3)снижается масса подвижных частей конструкции за счет исключения розеточного скользящего контакта. Во-вторых, появляется возможность располагать резистор за пределами дугогасительной камеры, а это:1)упрощает конструкцию аппарата в целом,

2)позволяет без каких-либо изменений использовать уже существующие контактные аппараты различного назначения.

Важным является и то, что введение резистора R в токовую цепь осуществляется автоматически, всегда в начале полупериода и практически без переходных процессов. С учетом того, что повторяющееся импульсное напряжение Uп силовых диодов достигает значений 3,5…4 кВ, сопротивление R может быть равным 0,04…0,25 Ом при изменении амплитуды отключаемого тока Im соответственно от 3·104 до 1,6·104 А. Практическое использование резистора с таким сопротивлением приводит к тому, что уже до размыкания дугогасительных контак-тов S2 более 99% отключаемого тока переходит в цепь полупроводникового блока. В результате появляется возможность осуществлять практически бездуговое размыкание контактов даже при отсутствии специальных дугогасительных устройств. Очевидно, что предельная коммутационная способность комбинированного аппарата в этом случае ограничивается только допустимой импульсной нагрузкой диодного ПБ. Возможность увеличения сопротивления резистора до указанных значений и сам способ введения его в токовую цепь открывает еще одно очень важное направление использования СПП в электроаппаратостроении – создание токоограничивающих аппаратов высокого напряжения.

Сущность принципа ограничения тока вытекает из работы той же схемы если в ней отсутствует высоковольтный ПБ. Только в этом случае после перехода тока из цепи контактов S1 в цепь диода VD и последующего изменения направления тока, резистор R исполняет роль ограничителя тока.

Рассмотренный принцип ограничения токов очень эффективен при отключении аварийных токов с амплитудой 150 кА и более.

В этом случае предварительное ограничение отключаемого тока на 10…15% имеет важное значение. Важным является и то, что в данном случае не требуется последовательное соединение большого числа диодов (nU≤2).