RU2030047C1 - Collecting bus compartment of factory-assembled switch-gear with air insulation - Google Patents

Abstract

FIELD: distribution of electric power. SUBSTANCE: collecting bus compartment has arc-catching aerial 6 (fourth bus), current transformer 7 connected to aerial 6 and to one of collecting buses. Aerial is laid along this bus insulated with gap. Device operates when insulated part of aerial 6 is shortened with own or with adjacent buses via plasma of arc emerging because of short-circuit in compartment. EFFECT: enhanced safety and reliability of collecting bus compartment. 5 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике - к устройствам защиты от дуги короткого замыкания (КЗ) сборных шин с воздушной изоляцией комплектного распределительного устройства, главным образом, на напряжение 6-10 кВ наружной (КРУН) и внутренней (КРУ) установки. Может найти применение в распредустройствах и на напряжении 0,4 кВ и т.д., а также в стационарных распредустройствах, выполненных из кирпича и железобетона. The invention relates to electrical engineering - to devices for protection against an arc of a short circuit (KZ) of busbars with air insulation of a complete switchgear, mainly for a voltage of 6-10 kV outdoor (KRUN) and internal (switchgear) installation. It can find application in switchgear and at a voltage of 0.4 kV, etc., as well as in stationary switchgears made of brick and reinforced concrete.

Многофазные сборные шины, снабженные ответвлениями, имеющие воздушную изоляцию, снабжены в качестве устройства защиты от дуги КЗ комплектом, состоящим из дугоулавливающей шины и трансформатора тока (ТТ), включенных последовательно, причем дугоулавливающая шина выполнена голой и расположена вдоль одной из сборных шин изолированно с зазором и подключена к этой сборной шине через первичную обмотку трансформатора тока, а вторичная обмотка ТТ подключена к исполнительному устройству, которое подает сигналы на отключение выключателя ввода (питающего выключателя). Последнее происходит в момент дугового КЗ в отсеке сборных шин. Multiphase busbars equipped with branches having air insulation are equipped as a short-circuit protection device with a kit consisting of an arrester busbar and a current transformer (CT) connected in series, the arrester busbar being made bare and located along one of the busbars in isolation with a gap and connected to this busbar through the primary winding of the current transformer, and the secondary winding of the CT is connected to an actuator that sends signals to open the input switch ( itayuschego switch). The latter occurs at the moment of an arc fault in the busbar compartment.

Известны различные типы дуговой защиты, установленной в отсеке сборных шин КРУ и КРУН. Это, например, отсек сборных шин КРУ серии К-104, выпускаемого Московским заводом "Электрощит", оснащенный дуговой защитой клапанного типа. Дуговая защита устанавливается в специальных стационарных дугоулавливателях, размещаемых по концам сборных шин [1]. При этой защите верхние крышки дугоулавливателей изготовлены в виде вращающихся на осях клапанов, взаимодействующих с путевыми (концевыми) выключателями, например, типа ВП 19-21. В нормальном положении ролики выключателей утоплены (отжаты) крышками-клапанами. Контакты цепей управления исполнительным устройством, находящиеся в выключателях, разомкнуты. В момент возникновения дугового КЗ в отсеке сборных шин появляется ударная волна газов (воздуха), которая приподнимает клапан и освобождает ролик. Контакты замыкаются и исполнительное устройство отключает питающий выключатель (выключатель ввода). There are various types of arc protection installed in the compartment of busbars KRU and KRUN. This, for example, is a compartment of KRU busbars of the K-104 series, manufactured by the Moscow Electroshield plant, equipped with valve-type arc protection. Arc protection is installed in special stationary arc catchers placed at the ends of busbars [1]. With this protection, the upper covers of the arrester are made in the form of valves rotating on the axes, interacting with directional (limit) switches, for example, type VP 19-21. In the normal position, the switch rollers are recessed (squeezed) by valve caps. The contacts of the control circuits of the actuator located in the switches are open. At the moment of occurrence of an arc short circuit, a shock wave of gases (air) appears in the busbar compartment, which lifts the valve and releases the roller. The contacts close and the actuator trips the power switch (input switch).

Недостатками аналога являются следующие:
1. Наличие высокого токового порога срабатывания, составляющего, как правило, 4-5 кА.The disadvantages of the analogue are the following:
1. The presence of a high current threshold of operation, which is usually 4-5 kA.

2. Низкое быстродействие клапанов особенно при протяженных отсеках сборных шин. Это является следствием низкой скорости ударной волны. 2. Low valve performance especially with long busbar compartments. This is a consequence of the low velocity of the shock wave.

3. Возможны ложные срабатывания защиты из-за преждевременного отключения клапанов при сотрясениях шкафов при работе выключателей. 3. False positives of protection are possible due to premature shutdown of valves during cabinet tremors during circuit breakers operation.

4. Большая стоимость самих дугоулавливателей, их монтажа и цепей вторичной коммутации из-за необходимости подвода этих цепей к шкафу выключателя ввода, располагаемому, как правило, в середине отсека сборных шин. 4. The high cost of the arcs themselves, their installation and secondary switching circuits due to the need to supply these circuits to the input switch cabinet, which is usually located in the middle of the busbar compartment.

5. Большая дополнительная стоимость помещения закрытого КРУ из-за необходимости размещать в нем дугоулавливатели. Так, на две секции КРУ серии К-104 из-за четырех дугоулавливателей требуется дополнительная площадь порядка 6 м². За прототип взято КРУ с блоком защиты от другового КЗ [2].5. The large additional cost of the indoor switchgear premises due to the need to place arches in it. So, for two sections of the switchgear of the K-104 series, due to four arc catchers, an additional area of about 6 m ² is required. A switchgear with a protection unit from another short circuit is taken as a prototype [2].

В отсеке сборных шин оно содержит защиту от дуги КЗ, выполненную с использованием стальной дугоулавливающей шины (антенны) и трансформатора тока (ТТ). Последний первым своим выводом первичной обмотки присоединен к началу дугоулавливающей шины, а вторым - к концу сборной шины. Таким образом, место его установки является торец отсека сборных шин. Вторичная обмотка ТТ выведена на исполнительное устройство, как правило, отключающее питающий выключатель (выключатель ввода) в момент возникновения в отсеке сборных шин дугового КЗ. В этом устройстве электрическая цепь через трансформатор тока возникает только при замыкании через плазму дуги антенны на соседнюю сборную шину или сразу на две. В нормальном режиме работы ТТ током нагрузки не обтекается, так как второй конец антенны изолирован от сборной шины. In the busbar compartment, it contains protection against a short circuit arc made using a steel arcing bus (antenna) and a current transformer (CT). The latter, by its first output of the primary winding, is connected to the beginning of the arcing bus, and the second to the end of the busbar. Thus, its installation location is the end of the busbar compartment. The secondary winding of the CT is displayed on the actuator, as a rule, disconnecting the supply switch (input switch) at the moment of arcing of the short circuit arc in the busbar compartment. In this device, an electric circuit through a current transformer arises only when the antenna arcs through a plasma circuit to an adjacent busbar or two at once. In the normal mode of operation of the CT, the load current does not flow around, since the second end of the antenna is isolated from the busbar.

К недостаткам прототипа относятся следующие:
1. Снижена выходная мощность сигнала с вторичной обмотки ТТ при возникновении дугового КЗ в противоположном от ТТ торце отсека. Это объясняется большим сопротивлением антенны, вводимой в этом случае в цепь ТТ. Для устранения этого требуется использовать для антенны прут (шину) большого сечения.The disadvantages of the prototype include the following:
1. The output power of the signal from the secondary winding of the CT is reduced when an arcing fault occurs in the end of the compartment opposite to the CT. This is explained by the high resistance of the antenna introduced in this case into the CT circuit. To eliminate this, it is required to use a large cross-section rod (bus) for the antenna.

2. Увеличена материалоемкость, возрастают трудозатраты при монтаже цепей вторичной коммутации дуговой защиты из-за необходимости тянуть эти цепи к шкафу выключателя ввода, расположенному, как правило, в середине отсека сборных шин. 2. The consumption of materials has been increased, labor costs have been increasing during the installation of arc switching secondary switching circuits due to the need to pull these circuits to the input switch cabinet, which is usually located in the middle of the busbar compartment.

3. Снижена надежность работы защиты из-за возможности повреждения цепей вторичной коммутации, прокладываемых от торца отсека к шкафу вводного выключателя, дугой КЗ. 3. The reliability of the protection is reduced due to the possibility of damage to the secondary switching circuits laid from the end of the compartment to the cabinet of the input circuit breaker, by an arc short circuit.

4. Существует вероятность отказа дуговой защиты при перемещении дуги на концы шин с той стороны, где установлен ТТ. Это возможно из-за "схода" дуги с конца антенны, опущенного к ТТ, и перехода дуги на конец сборной шины, который не "заблокирован" частью антенны, так как этому не способствует ее конструкция. 4. There is a possibility of failure of the arc protection when moving the arc to the ends of the tires from the side where the CT is installed. This is possible due to the "descent" of the arc from the end of the antenna lowered to the CT, and the transition of the arc to the end of the busbar, which is not "blocked" by the part of the antenna, as this is not facilitated by its design.

5. Высокий токовый порог срабатывания, достигающий в К-104 14 кА, когда дуговое КЗ возникает на проходных изоляторах ответвлений от сборных шин на отходящие линии. Такой порог объясняется отсутствием у дугоулавливающей шины ответвлений. 5. High current threshold of operation, reaching K-104 of 14 kA, when an arc short circuit occurs at the bushing insulators of branches from busbars to outgoing lines. This threshold is explained by the absence of branches in the arcing bus.

6. Низкая надежность работы при малых токах из-за возможности преждевременного "спрыгивания" дуги с гладкой поверхности прута дуговой защиты. 6. Low reliability at low currents due to the possibility of premature "jumping" of the arc from the smooth surface of the arc protection rod.

7. Отсутствует оптимизация местоположения антенны и ответвлений от нее при расположении сборных шин в одной плоскости: вертикальной или горизонтальной и т.д. 7. There is no optimization of the location of the antenna and its branches when the busbars are in the same plane: vertical or horizontal, etc.

Целью изобретения является снижение материалоемкости, трудозатрат, токового порога срабатывания дуговой защиты отсека, повышение надежности ее работы. The aim of the invention is to reduce material consumption, labor, current threshold of operation of the arc protection compartment, increasing the reliability of its operation.

Цель достигается тем, что в отсеке сборных шин распределительного устройства с воздушной изоляцией, содержащей сборные шины с ответвлениями и устройство защиты от дуги КЗ, выполненное в виде комплекта, состоящего из трансформатора тока и дугоулавливающей шины (антенны), проложенной изолированно с зазором вдоль сборной шины и присоединенной через первичную обмотку ТТ к сборной шине, а к вторичной обмотке ТТ подключено исполнительное устройство, дугоулавливающая шина подключена к первичной обмотке ТТ с помощью ответвления. The goal is achieved by the fact that in the busbar compartment of an air-insulated switchgear containing busbars with branches and a short-circuit protection device KZ, made in the form of a kit consisting of a current transformer and an arcing bus (antenna), laid in isolation with a gap along the busbar and connected via the primary winding of the CT to the busbar, and an actuator is connected to the secondary winding of the TT, the arcing bus is connected to the primary winding of the CT using a branch.

При этом антенна снабжена ответвлениями, расположенными изолированно с зазором вдоль ответвлений сборной шины. In this case, the antenna is equipped with branches located in isolation with a gap along the branches of the busbar.

Дугоулавливающая шина расположена на средней фазе сборных шин, присоединена к ней через ТТ, антенна приподнята над сборной шиной со стороны, противоположной стороне установки опорных изоляторов, и смещена от середины плоскости шины к торцу - в сторону прилегающей сборной шины. The arc collecting bus is located on the middle phase of the busbars, connected to it through the CT, the antenna is raised above the busbar from the side opposite to the installation side of the support insulators, and is offset from the middle of the bus plane to the end - towards the adjacent busbar.

По концам дугоулавливающей шины и ее ответвлений выполнены загибы. Bends are made at the ends of the arc collecting bus and its branches.

Ответвления от дугоулавливающей шины расположены сбоку над ответвлениями сборных шин. The branches from the arcing bus are located on the side above the branches of the busbars.

Дугоулавливающая шина и ответвления выполнены из стального профиля, имеющего в сечении выступы-острия. The arc-collecting bus and branches are made of a steel profile with cross-section protrusions.

Дугоулавливающая шина снабжена дополнительными ответвлениями, выступающими по обе стороны от сборной шины, лежащими в плоскости, обращенной в сторону соседних шин. The arc collecting bus is equipped with additional branches protruding on both sides of the busbar lying in a plane facing the adjacent tires.

Изобретение поясняется фиг.1-7. The invention is illustrated in figures 1-7.

На фиг.1 дан пример электрической схемы подстанции и распредустройства 6-10 кВ; снабженного отсеком сборных шин. Последний показан в трехлинейном исполнении. В нем выделен ТТ дуговой защиты, установленный в шкафу вводного выключателя Q, показана дугоулавливающая шина, расположенная с зазором изолированно вдоль средней фазы - фазы В. По концам шины выполнены загибы. К ТТ присоединена с помощью ответвления. Figure 1 gives an example of an electrical circuit of a substation and switchgear 6-10 kV; equipped with a busbar compartment. The latter is shown in a three-line version. An arc protection CT installed in the cabinet of the input switch Q is highlighted in it, an arc catcher is shown, which is located with a gap in isolation along the middle phase - phase B. Bends are made at the ends of the bus. To the TT is connected using a branch.

На фиг.2 дан пример расположения ответвления от антенны по отношению к ТТ. Сечение выполнено по отсеку сборных шин шкафа выключателя ввода Q. Как пример, расположение шин дано в вертикальной плоскости. Figure 2 gives an example of the location of the branch from the antenna with respect to the CT. The section is made along the busbar compartment of the input switch cabinet Q. As an example, the bus arrangement is given in a vertical plane.

На фиг.3 показан отсек сборных шин, вид сверху. Figure 3 shows the compartment of the busbar, a top view.

На фиг.4 дан пример расположения антенны, сборной шины фазы В (средней фазы) и ответвления от антенны, расположенного поверх и сборку ответвления от сборной шины. Figure 4 gives an example of the location of the antenna, the busbar phase B (middle phase) and the branch from the antenna located on top and the assembly of the branch from the busbar.

На фиг. 5 показано оптимальное размещение дугоулавливающей шины по отношению к сборной шине при размещении сборных шин в горизонтальной плоскости. In FIG. Figure 5 shows the optimal placement of the arcing bus with respect to the busbar when placing the busbars in a horizontal plane.

На фиг. 6 дано оптимальное выполнение концов антенны по торцам отсека сборных шин при вертикальном расположении сборных шин в одной плоскости. Такое выполнение обеспечивает надежное захватывание и удержание дуги при ее выбегании в торец отсека. In FIG. 6 shows the optimal implementation of the ends of the antenna at the ends of the busbar compartment with a vertical arrangement of busbars in the same plane. This embodiment provides reliable grip and retention of the arc when it runs out into the end of the compartment.

На фиг.7 показаны сечения профилей, из которых целесообразно выполнение антенны и ее ответвлений. При малых токах такое выполнение способствует более надежному подтягиванию к антенне дуги. Последнее происходит за счет искажения и местного возрастания напряженности электрического поля вокруг антенны, взаимодействующего с заряженными частицами плазмы дуги. Рост напряженности на поверхности антенны по сравнению с напряженностью на гладкой поверхности сборной шины обеспечивает повышенные магнитные свойства со стороны антенны, что улучшает условия подтягивания на антенну дуги и ее удержание на антенне. При малых токах это способствует лучшему удержанию дуги. При больших токах такой проблемы не существует из-за мощного столба дуги и его больших размеров, за счет чего антенна и ее ответвления надежно взаимодействуют с дугой. Figure 7 shows sections of the profiles, of which it is advisable to perform the antenna and its branches. At low currents, this embodiment contributes to a more reliable pull-up to the arc antenna. The latter occurs due to distortion and a local increase in the electric field strength around the antenna interacting with charged particles of the arc plasma. The increase in tension on the surface of the antenna compared with the tension on the smooth surface of the busbar provides increased magnetic properties from the side of the antenna, which improves the conditions for pulling the arc onto the antenna and keeping it on the antenna. At low currents, this contributes to better arc retention. At high currents, this problem does not exist due to the powerful column of the arc and its large size, due to which the antenna and its branches reliably interact with the arc.

Как следует из фиг.1, отсек сборных шин имеет сборные шины с воздушной изоляцией (фазы А, В,С) и дугоулавливающую шину, присоединенную к сборной шине через ТТ. Антенна расположена вдоль средней фазы изолированно и имеет с ней единственную точку электрического контакта - через ТТ. Поэтому ТТ в нормальном режиме работы током нагрузки распредустройства не обтекается. As follows from FIG. 1, the busbar compartment has air-insulated busbars (phases A, B, C) and an arcing busbar connected to the busbar through a CT. The antenna is located along the middle phase in isolation and has a single point of electrical contact with it - through the CT. Therefore, the CT in the normal mode of operation of the switchgear load current does not flow around.

Вторая точка контактирования антенны со сборной шиной появляется за счет перемычки по плазме дуги, появляющейся в момент КЗ в отсеке сборных шин. Тогда ТТ начинает обтекаться частью тока КЗ и выдает сигнал на исполнительное устройство. Последнее, как правило, действует на отключение выключателя ввода Q. The second contact point of the antenna with the busbar appears due to a jumper across the plasma of the arc that appears at the time of short circuit in the busbar compartment. Then the CT starts to flow around part of the short circuit current and gives a signal to the actuator. The latter, as a rule, acts on opening the input switch Q.

Пунктиром показано расположение ответвлений от антенны, каждое из которых защищает от дуги КЗ ответвление от сборной шины и проходные изоляторы отсека. Это поясняется фиг.2. На ней отсек 1 сборных шин в сечении по шкафу выключателя Q. На опорных изоляторах 2 показаны сборные шины 3 фаз А,В и С. Шины и их ответвления 4 имеют воздушную изоляцию. Шины и ответвления, как правило, выполнены из цветного металла - алюминия, меди. The dotted line shows the location of the branches from the antenna, each of which protects the branch from the busbar and the bushing insulators from the short circuit arc. This is illustrated in FIG. It has a compartment 1 of busbars in section along the switch cabinet Q. On the supporting insulators 2 busbars of 3 phases A, B and C are shown. Tires and their branches 4 are air-insulated. Tires and branches, as a rule, are made of non-ferrous metal - aluminum, copper.

Через проходной изолятор 5 из отсека сборных шин электрическая энергия подается в шкаф отходящей линии, на трансформатор напряжения и т.д. Антенна 6 с помощью изолирующего кронштейна присоединена к средней шине - фазе В. Она выступает над плоскостью шины 3 (со стороны, противоположной установке опорных изоляторов 2) и смещена к боковому (верхнему) торцу шины, что способствует лучшему улавливанию антенной дуги при малых токах дугового повреждения. Она может даже несколько выступать вверх над краем торца сборной шины, располагаясь на пути горения дуги, при двухфазном КЗ между фазами А и В. При двухфазном КЗ между нижней и средней фазой (С и В) дуга будет приподниматься восходящими потоками нагретого ею воздуха. Это будет способствовать появлению взаимодействия между дугой и антенной, лежащей у верхнего края средней фазы. Through the bushing 5 from the busbar compartment, electrical energy is supplied to the cabinet of the outgoing line, to a voltage transformer, etc. Antenna 6 is connected to the middle bus - phase B using an insulating bracket. It protrudes above the plane of bus 3 (from the side opposite to the installation of support insulators 2) and is shifted to the side (upper) end of the bus, which contributes to better capture of the antenna arc at low arc currents damage. It can even protrude somewhat above the edge of the end of the busbar, located on the path of arc burning, with a two-phase short circuit between phases A and B. With a two-phase short circuit between the lower and middle phase (C and B), the arc will be lifted by ascending flows of the air heated by it. This will contribute to the appearance of interaction between the arc and the antenna lying at the upper edge of the middle phase.

Известно, что под воздействием электромагнитного поля источника дуга перемещается (бежит) по шинам в сторону от источника. It is known that under the influence of the electromagnetic field of the source, the arc moves (runs) along the buses to the side of the source.

Опытами было установлено, что в КРУ 6-10 кВ скорость перемещения зависит от тока дугового КЗ и составляет от десятков м/с при токе до 10-15 мА до сотен м/с при токе 15-20 кА и более. В ряде случаев дуга поворачивает со сборных шин на ответвления и устанавливается на некоторое время на проходных изоляторах отсека, т.е. до момента отключения дуги она успевает повзаимодействовать с различными элементами дуговой защиты отсека. It was established by experiments that in a switchgear of 6-10 kV, the movement speed depends on the arc short-circuit current and ranges from tens of m / s at a current of up to 10-15 mA to hundreds of m / s at a current of 15-20 kA and more. In some cases, the arc rotates from busbars to branches and is installed for some time on the bushing insulators of the compartment, i.e. until the arc is disconnected, it manages to interact with various elements of the arc protection of the compartment.

ТТ 7 присоединен к антенне 6 с помощью стального ответвления 8, которое должно быть приварено к антенне. Ответвление 9 присоединяет ТТ к ответвлению фазы или к самой фазе, если это оправдано условиями монтажа ТТ и цепей его вторичной коммутации. TT 7 is connected to the antenna 6 using a steel branch 8, which must be welded to the antenna. Branch 9 connects the CT to the phase branch or to the phase itself, if this is justified by the installation conditions of the CT and its secondary switching circuits.

Через ответвление 4 сборной шины фазы В осуществляется электроснабжение сборных шин через выключатель ввода Q. Пунктиром показано место расположения ответвления 10 от антенны и ее расположение с зазором δ по воздуху и по отношению к ответвлению 4. В ряде случаев при достаточно большом токе КЗ ответвления на антенне могут не устанавливаться, так как при любом КЗ столб дуги будет взаимодействовать с антенной. Для КРУ серии К-104 этот ток составляет 14 кА и выше. Зазор δ в свету подбирается опытным путем. Для КРУ серии К-104 и К-107 он составляет 10-40 мм. Through the branch bus 4 of the phase B busbar, the busbars are powered through the input switch Q. The dotted line shows the location of branch 10 from the antenna and its location with a gap δ in air and in relation to branch 4. In some cases, with a sufficiently high short-circuit current of the branch on the antenna may not be installed, since for any short circuit the arc column will interact with the antenna. For K-104 switchgear, this current is 14 kA and higher. The gap δ in the light is selected empirically. For switchgear series K-104 and K-107, it is 10-40 mm.

Антенна 6 (см. фиг.3) закрепляется на шине 3 с помощью кронштейна 11 и изолирована от него изоляционной втулкой 12. Для лучшего взаимодействия антенны с дугой при малых токах в дуге целесообразна установка на антенне, например, с помощью сварки дополнительных ответвлений 13. Их целесообразно устанавливать в каждом шкафу отсека. От шины они изолируются диэлектрической втулкой 14. Плоскость, в которой лежат дополнительные ответвления 13, должна быть обращена (или быть перпендикулярна) плоскости, в которой лежат сборные шины. Для лучшего захвата дуги при малых токах ответвление 13 должно выступать по обе стороны от плоскости сборной шины. В этом случае дуга, перемещающаяся между шинами и стенкой отсека со стороны опорных изоляторов, будет надежно фиксироваться антенной. Antenna 6 (see figure 3) is mounted on the bus 3 using the bracket 11 and is isolated from it by an insulating sleeve 12. For better interaction of the antenna with the arc at low currents in the arc, it is advisable to install on the antenna, for example, by welding additional branches 13. It is advisable to install them in each cabinet compartment. They are isolated from the bus by a dielectric sleeve 14. The plane in which the additional branches 13 lie must be facing (or perpendicular to) the plane in which the busbars lie. To better capture the arc at low currents, branch 13 should protrude on both sides of the plane of the busbar. In this case, the arc moving between the tires and the compartment wall from the side of the supporting insulators will be reliably fixed by the antenna.

Закрепление ответвления 10 на ответвлении 4 осуществляется с помощью кронштейна 15, также снабженного изолирующей втулкой (см. фиг.4). Ответвление 10 располагается над ответвлением шины фазы В несколько сбоку от этого ответвления. Это также способствует надежному взаимодействию дуги и ответвления от антенны, что особенно важно при малых токах КЗ. Внизу ответвление 10 снабжено загибом 16. Последний способствует фиксации дуги на ответвлении 10 и надежной работе дуговой защиты отсека. The fastening of the branch 10 on the branch 4 is carried out using the bracket 15, also equipped with an insulating sleeve (see figure 4). Branch 10 is located above the branch of the bus phase B somewhat to the side of this branch. It also contributes to the reliable interaction of the arc and branch from the antenna, which is especially important at low short-circuit currents. At the bottom of the branch 10 is provided with a bend 16. The latter helps to fix the arc on the branch 10 and the reliable operation of the arc protection of the compartment.

При горизонтальном расположении сборных шин дугоулавливающая шина 5, как показали многочисленные опыты, должна располагаться на средней сборной шине сверху нее и немного сбоку, как это показано на фиг.5. Такое расположение антенны, как и в случае вертикального расположения сборных шин, обеспечивает оптимальную избирательность работы антенны во всем диапазоне возможных токов КЗ. With the horizontal arrangement of the busbars, the arc collecting bus 5, as shown by numerous experiments, should be located on the middle busbar on top of it and slightly on the side, as shown in Fig. 5. Such an arrangement of the antenna, as in the case of a vertical arrangement of busbars, ensures optimal selectivity of the antenna in the entire range of possible short-circuit currents.

На фиг.6 дан вид спереди отсека 1 при расположении сборных шин в вертикальной плоскости, или его можно считать видом сверху - при расположении сборных шин в горизонтальной плоскости. Антенна 6 установлена по всей длине сборной шины, изолированно от нее, а концы антенны с каждого торца отсека имеют загибы 17. Загибы должны стоять вровень с торцами шины, или если позволяет изоляционный габарит отсека, выступать на 15-20 мм за пределы торца сборной шины. Это обеспечивает наибольшую надежность и работоспособность дугоулавливающего устройства, так как перемещение дуги в торец отсека является частым фактом особенно при больших токах КЗ. Figure 6 is a front view of the compartment 1 with the location of the busbars in a vertical plane, or it can be considered a top view - with the location of the busbars in a horizontal plane. Antenna 6 is installed along the entire length of the busbar, isolated from it, and the ends of the antenna from each end of the compartment have bends 17. The bends should be flush with the ends of the bus, or if the insulating dimension of the compartment allows, protrude 15-20 mm beyond the end of the busbar . This provides the greatest reliability and operability of the arcing device, since moving the arc to the end of the compartment is a frequent fact, especially at high short-circuit currents.

Антенну и ее ответвления целесообразно выполнять из магнитного материала, например стали, который лучше, чем другие материалы, притягивает на себя дугу. Эта связь становится еще надежнее, когда поверхность антенны снабжена выступами-остриями. В этом случае, как указывалось выше, на остриях-выступах создается повышенная величина напряженности поля, чем на гладкой поверхности. Острия-выступы становятся более сильным магнитом, чем гладкая поверхность антенны, и лучше притягивает к антенне заряды плазмы дуги. Это создает дополнительный канал перетока тока с соседних фаз на среднюю фазу и на дугоулавливающую шину, вводят в работу ТТ. It is advisable to make the antenna and its branches from magnetic material, for example steel, which attracts an arc over itself better than other materials. This connection becomes even more reliable when the surface of the antenna is equipped with protrusions-tips. In this case, as indicated above, an increased field strength is created on the point-ledges than on a smooth surface. The point-protrusions become a stronger magnet than the smooth surface of the antenna, and better attracts the charges of the arc plasma to the antenna. This creates an additional channel for the flow of current from neighboring phases to the middle phase and to the arcing bus, put into operation CT.

Дуговая защита отсека осуществляется следующим образом. Arc protection compartment is as follows.

Как указывалось выше, ТТ в нормальном режиме работы током нагрузки не обтекается. В момент возникновения КЗ, например, в точке К (см.фиг.1) электрическая дуга перекрывает межфазные воздушные промежутки в отсеке сборных шин. Ток от фазы к фазе устремляется по плазме дуги. Электрическая дуга начинает взаимодействовать с антенной или с ее ответвлениями, так как магнитный материал антенны притягивает к себе дугу и начинает с ней взаимодействовать. Получается, что от фаз А и С столб дуги, устремленный к фазе В, начинает дробиться на два рукава: один проводит ток на сборную шину, другой - на антенну или на ее ответвление. Между местом горения дуги и точкой присоединения ТТ к фазе В с помощью ответвления 9 (см.фиг.2) образуется два параллельно включенных сопротивления по фазе В: одно сопротивление - сама сборная шина фазы В, другое - антенна ТТ, ответвления от ТТ к шине и антенне. Разумеется, что величина тока через каждое сопротивление будет обратно пропорциональна их величине. Таким образом, ТТ начинает обтекаться током и выдает сигнал на исполнительное устройство. Опытами были установлены величины токов через ТТ в зависимости от тока КЗ. Так, например, было установлено, что доля через ТТ растет с уменьшением абсолютного значения тока КЗ (растет до 60% от его значения) и уменьшается до 20%, если ток КЗ достигает 10 кА и более. Но всегда она была достаточной для надежной работы исполнительного устройства) (превышала 5 А значительно). As mentioned above, CTs in normal operation do not flow around the load current. At the moment of short circuit occurrence, for example, at point K (see Fig. 1), an electric arc overlaps interphase air gaps in the busbar compartment. Current from phase to phase rushes through the plasma of the arc. An electric arc begins to interact with the antenna or its branches, since the magnetic material of the antenna attracts the arc to itself and begins to interact with it. It turns out that from phases A and C the arc pole directed to phase B begins to split into two arms: one conducts current to the busbar, the other to the antenna or its branch. Between the arc burning point and the connection point of the CT to phase B using branch 9 (see Fig. 2), two phase B resistances are connected in parallel: one resistance is the phase B busbar itself, the other is the CT antenna, branches from the CT to the bus and antenna. Of course, the magnitude of the current through each resistance will be inversely proportional to their magnitude. Thus, the CT begins to flow around the current and gives a signal to the actuator. The experiments established the magnitude of the currents through the CT, depending on the short-circuit current. So, for example, it was found that the fraction through the CT increases with a decrease in the absolute value of the short-circuit current (increases to 60% of its value) and decreases to 20% if the short-circuit current reaches 10 kA or more. But always it was sufficient for reliable operation of the actuator) (exceeded 5 A significantly).

Благодаря отключению малых токов КЗ, когда распредустройство установлено в сети, где ток КЗ мал, расположению антенны и ответвлений соответствующим образом по отношению к сборной шине и ее ответвлениям, использованию дополнительных ответвлений, изготовлению антенны из магнитного материала, использованию на поверхности антенны выступов обеспечивается надежное захватывание дуги дугоулавливающим устройством. Загибы по концам антенны и ее ответвлений способствуют надежному удержанию дуги, когда она под действием поля источника перемещается на концы дугоулавливающей системы. Исполнительное устройство мгновенно (неселективно) выдает команду на отключения питающего выключателя, например выключателя ввода Q. Due to the disconnection of small short-circuit currents, when the switchgear is installed in a network where the short-circuit current is small, the location of the antenna and the branches accordingly with respect to the busbar and its branches, the use of additional branches, the manufacture of the antenna from magnetic material, the use of protrusions on the surface of the antenna, arcs with an arc catcher. Bends at the ends of the antenna and its branches contribute to reliable arc retention, when it is moved to the ends of the arcing system under the action of the source field. The actuator instantly (non-selectively) issues a command to turn off the power switch, such as input switch Q.

Экономическая эффективность предложения рассмотрена на примере повреждаемости, например, продукции Мытищинского электромеханического завода МЭМЗ, выпускающего распредустройства серии КРН-111-10 и КРН-IV-10. The economic efficiency of the proposal is considered as an example of damage, for example, products of the Mytishchi Electromechanical Plant MEMZ, which produces switchgears of the KRN-111-10 and KRN-IV-10 series.

В соответствии с отчетом N 23/89 "Исследования требований потребителей по совершенствованию шкафов КРН-IV-10", СКТБ ВКТ Мосэнерго, М., 1989 - 43, с. 5, табл.6 приложений ежегодно повреждается 5-6% всех шкафов, выпускаемых заводом МЭМЗ. По другим данным энергосистемы эта величина может достигать и 12%. Таким образом, частота повреждения отсека будет зависеть от числа шкафов, установленных в ряд. В отчете указывается, что указанные повреждения сопровождаются электрической дугой. In accordance with the report N 23/89 "Studies of consumer requirements to improve the cabinets KRN-IV-10", SKTB VKT Mosenergo, M., 1989 - 43, p. 5, Table 6 of the applications, 5-6% of all cabinets manufactured by the MEMZ plant are damaged annually. According to other data from the power system, this value can reach 12%. Thus, the frequency of damage to the compartment will depend on the number of cabinets installed in a row. The report indicates that these damage is accompanied by an electric arc.

Таким образом, если отсек имеет, например, 20 шкафов, то ежегодно будет повреждаться порядка одного шкафа. Если предположить, что дуговое КЗ в отсеке сборных шин приходится один раз на 5 шт. повредившихся шкафов, то повреждение отсека будет происходить раз в 4,5-5,0 лет. Были испытаны распредустройства следующих серий: К-ХII, К-ХIII, К-VI, y, К-37, К-ХХVl, К-104, К-107 и др. Установлено, что каждое двухфазное КЗ переходит в трехфазное при токе свыше 2-3 кА за время, не превышающее 0,1 с. Поэтому защита выполняется в одной фазе. Выход сигнала с ТТ происходит за 5-7 мс. Практически переход КЗ в трехфазное происходит за сотые доли секунды начиная с 5-6 кА. При этом, где бы в отсеке не произошло КЗ, полное время ликвидации повреждения не превышает 0,12-0,15 с. Thus, if the compartment has, for example, 20 cabinets, then about one cabinet will be damaged annually. If we assume that the arc short circuit in the compartment of busbars falls once per 5 pcs. damaged cabinets, damage to the compartment will occur every 4.5-5.0 years. Switchgears of the following series were tested: K-XII, K-XIII, K-VI, y, K-37, K-XXVl, K-104, K-107 and others. It was established that each two-phase short-circuit switches to three-phase when the current is above 2-3 kA for a time not exceeding 0.1 s. Therefore, protection is carried out in one phase. The signal output from the TT occurs in 5-7 ms. In practice, short-circuit transition to three-phase occurs in hundredths of a second starting from 5-6 kA. At the same time, no matter where short-circuit occurs in the compartment, the total time for eliminating damage does not exceed 0.12-0.15 s.

Это позволяет осуществлять повторное включение КРУ в работу за доли часа. This allows you to re-enable switchgear in the work in a fraction of an hour.

Claims (5)

1. ОТСЕК СБОРНЫХ ШИН КОМПЛЕКТНОГО РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА С ВОЗДУШНОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ, содержащий установленные на опорных изоляторах сборные шины с ответвлениями и устройство защиты от дуги короткого замыкания, состоящее из трансформатора тока и дугоулавливающей шины, установленной вдоль сборной шины изолированно с зазором и присоединенной к ней через первичную обмотку трансформатора тока, вторичная обмотка которого подключена к исполнительному устройству, отличающийся тем, что, с целью снижения материалоемкости и трудозатрат, повышения надежности, дугоулавливающая шина подключена к первичной обмотке трансформатора тока с помощью ответвления. 1. Compartment of prefabricated busbars of a complete air-insulated switchgear, comprising busbars with branches installed on support insulators and a short-circuit arc protection device, consisting of a current transformer and an arcing busbar installed along the busbar in isolation with a gap and connected to it through the first busbar and connected to it winding of a current transformer, the secondary winding of which is connected to an actuator, characterized in that, in order to reduce material consumption and labor costs, sheniya reliability dugoulavlivayuschaya bus is connected to the primary winding of the current transformer via a branch. 2. Отсек по п.1, отличающийся тем, что, с целью снижения токового порога срабатывания, дугоулавливающая шина снабжена ответвлениями, размещенными изолированно с зазором вдоль ответвлений сборной шины. 2. The compartment according to claim 1, characterized in that, in order to reduce the current threshold, the arcing bus is equipped with branches located in isolation with a gap along the branches of the busbar. 3. Отсек по пп.1 и 2, отличающийся тем, что по концам дугоулавливающей шины и ответвлений выполнены загибы. 3. Compartment according to claims 1 and 2, characterized in that bends are made at the ends of the arcing bus and branches. 4. Отсек по пп.1 - 3, отличающийся тем, что дугоулавливающая шина выполнена из стального профиля, имеющего в сечении острия-выступы. 4. Compartment according to claims 1 to 3, characterized in that the arc-collecting bus is made of a steel profile having cross-section tips. 5. Отсек по пп.1 - 3, отличающийся тем, что дугоулавливающая шина снабжена дополнительными ответвлениями, выступающими по обе стороны сборной шины и расположенными в плоскости, обращенной в сторону соседних сборных шин. 5. Compartment according to claims 1 to 3, characterized in that the arc collecting bus is provided with additional branches protruding on both sides of the busbar and located in a plane facing the adjacent busbar.

Images