WO2017034444A1 - Method for preventing arcing between contacts of switching equipment - Google Patents
Method for preventing arcing between contacts of switching equipment Download PDFInfo
- Publication number
- WO2017034444A1 WO2017034444A1 PCT/RU2016/050025 RU2016050025W WO2017034444A1 WO 2017034444 A1 WO2017034444 A1 WO 2017034444A1 RU 2016050025 W RU2016050025 W RU 2016050025W WO 2017034444 A1 WO2017034444 A1 WO 2017034444A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- contacts
- circuit
- capacitor
- switching equipment
- switching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/02—Details
- H01H33/59—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the AC cycle
Definitions
- the invention relates to the fields electrical engineering, electroautomatics, telemechanics and designed to protect the switching contacts equipment from arc discharges during short circuit and opening electrical circuits.
- Technical result from application of the invention is to reduce dimensions of switching equipment, in use faster devices in increasing reliability and longer contact life switching equipment up to the maximum mechanical wear of switching mechanisms devices.
- Switching equipment special designs, for example, with reinforced contacts
- the first two methods guarantee high reliability through design measures during development switching equipment, but quite exotic, roads are characterized by increased dimensions and increased power coil control.
- the third method is inferior in reliability due to application of semiconductor devices in switching circuits.
- Combined circuits for example, a varistor plus an RC circuit.
- Protective circuits may include:
- spark suppression chains has the following disadvantages. Spark protection circuits are under continuous operation. Operating voltage, resulting in circuit reliability protection falls over time. Short circuit in spark chain protection likely to disrupt protected circuit. Application of protection circuit with diode involves the inclusion of a certain polarity in the circuit, and the reliability of such a scheme will depend on the reliability semiconductor element, that is, a diode.
- the prototype and the claimed invention have following similar salient features, two groups pins, a capacitor that is used as spark chain, the circuit that connects to capacitor to discharge before the next cycle switching load.
- Inductive load circuits required the use of a large capacitor rated high voltage.
- the purpose of the invention to reduce or eliminate destructive arc discharge (spark) between contacts switching device switching active or inductive loads in the DC circuit and so way to significantly increase the service life switching device, improve EMC, increase reliability of the protection circuit due to exclusion semiconductor elements in contact circuits, increase reliability due to the fact that protection circuits are under voltage only during transients during switching time, ensure non-polar inclusion of the circuit protection, reduce the size of the protection elements.
- spark destructive arc discharge
- the method prevent arcing between contacts switching equipment, proceed as follows.
- the load circuit include inductance (inductor), if the load is not inductive or inductance not enough to fulfill the goal, this circuit element is required in order to prevent damage to contacts of switching equipment during their short circuit.
- Inductance in the load circuit delays development of an arc discharge when conditions for breakdown of the gap between contacts when they approach each other and bounce.
- Use an additional device, changeover contact which connects the protective circuit parallel to the main contacts of the switching hardware after switching contacts equipment reliably closed.
- Use a protective circuit consisting of a parallel capacitor and voltage protection element.
- the protective circuit is connected parallel to the main contacts of the switching devices after the contacts of the main device have already been reliably closed so that the protective capacity circuit did not work on the destruction of contacts at the time of their short circuits, for the same reason, at the time of connection contacts of the additional device, protective capacity The circuit must be discharged.
- Protective circuit capacitor starts to fulfill its function at the moment of opening contacts of protected switching equipment, such so that the voltage across the capacitor of the protection circuit grows slower than the voltage value, which required for the breakdown of the increasing gap between breakable contacts. Slew rate on the capacitor depends on the current in the circuit and the capacitance capacitor and does not depend on the magnitude of the inductance in load circuit. Capacitor Resistance worsens its work, which is taken into account when choosing the type capacitor in the protection circuit.
- a protection element is used according to voltage that limits the voltage to capacitor and on the contacts of the switching equipment in permissible working limits.
- Security Feature voltage absorbs all remaining energy inductance after part of the energy the inductance is expended on the charge capacitor circuit protection and dissipation in the core inductance.
- higher voltage at which the limitation occurs in protection chains the faster transients end at the stage of disconnecting the load. From protection element to voltage does not require high speed thanks to a parallel capacitor.
- Changeover contact additional devices disconnect (open) from the circuit power supply at zero or low current in the circuit load and at zero or low voltage on contacts of the additional device. After shutdown (open) from the power circuit of the changeover contact option device, changeover contact option device closes the capacitor circuit protection through the discharge circuit. Discharge Circuit Parameters chosen so that the capacitor protection circuit completely discharged until the next connection protection to the contacts of switching equipment. An additional device is chosen so that his contacts were transient current resistant in the protection circuit.
- FV1 - voltage protection element preferably a varistor
- R1 is a bit chain, preferably resistor or series resistor and inductor;
- L1 is the inductance for the load circuit.
- the load may include a combination of resistive, inductive loads and engines. Circuit elements are switched in sequences as described.
- inductance choke
- steel core if load is not is inductive or its inductance is not enough to achieve the goal.
- additional contacts may be used switching equipment and RC chains, type devices timers installed on contactors, software control through controllers.
- varistors As a voltage protection element suppressors, varistors, arresters can be used.
- Relay contacts cannot be bridged. In equipment relays are placed on blocks in an amount of up to 32 pieces, maybe more. Relay performance affects hardware parameter as channel delay command transfers. Relay contacts are used in circuits. DC 220V.
- the load may be the control coil of a powerful switch is used, steel core coil inductance can reach values of 50H. The current in the coil can be up to 0.25A. Without protection, with a steady current of 0.125A through load with inductance 50H, relay contacts fully fail after 700 shifts. Without protection, when steady current 0.25A through load inductance 50H, relay contacts completely fail after 10 switchings.
- a protection circuit consisting of from a capacitor with a capacity of 0.2 ⁇ F, a varistor with a working voltage for direct current 350V, discharge circuit in the form of a 0.25W resistor and a nominal value of 200kOhm.
- the protection circuits are respectively switched by contacts of the second similar relay, delays on switching off which formed by RC chains.
- With protection circuit with steady current 1.0A through a load of inductance 50H, after 4000 switching, on the contacts of both relays damage is not observed. Contact damage was evaluated electrically, i.e. resistance was measured contacts with an ohmmeter, as well as a visual way through microscope after complete disassembly of the tested relays.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Relay Circuits (AREA)
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к областям электротехники, электроавтоматики, телемеханики и предназначено для защиты контактов коммутационной аппаратуры от дуговых разрядов при замыкании и размыкании электрических цепей. Технический результат от применения изобретения заключается в уменьшении габаритов коммутационной аппаратуры, в использовании более быстродействующих устройств, в повышении надежности и увеличении срока службы контактов коммутационной аппаратуры вплоть до максимального механического износа механизмов коммутационного устройства. The invention relates to the fields electrical engineering, electroautomatics, telemechanics and designed to protect the switching contacts equipment from arc discharges during short circuit and opening electrical circuits. Technical result from application of the invention is to reduce dimensions of switching equipment, in use faster devices in increasing reliability and longer contact life switching equipment up to the maximum mechanical wear of switching mechanisms devices.
Для увеличения срока службы коммутационной аппаратуры применяют: To increase the switching life equipment used:
1. Коммутационную аппаратуру специальной конструкции, например, с усиленными контактами; 1. Switching equipment special designs, for example, with reinforced contacts;
2. Магнитный обдув контактов коммутационной аппаратуры; 2. Magnetic blowing of contacts of switching equipment;
3. Включение полупроводниковых приборов в цепь контактов; 3. The inclusion of semiconductor devices in circuit of contacts;
4. Искрогасящие цепи, устанавливаемые параллельно контактам реле или параллельно нагрузке. 4. Spark suppression chains installed parallel to relay contacts or parallel to load.
Первые два способа гарантируют высокую надежность за счет конструктивных мер при разработке коммутационной аппаратуры, но достаточно экзотичны, дороги, отличаются увеличенными размерами и увеличенной мощностью катушки управления. The first two methods guarantee high reliability through design measures during development switching equipment, but quite exotic, roads are characterized by increased dimensions and increased power coil control.
Третий способ уступает по надёжности из-за применения полупроводниковых приборов в цепях коммутации. The third method is inferior in reliability due to application of semiconductor devices in switching circuits.
Промышленная электротехника ориентируется на не дорогую, стандартную коммутационную аппаратуру, поэтому применение искрогасящих цепей является наиболее распространенным способом гашения дуговых разрядов на контактах.Industrial electrical engineering focuses on not expensive, standard switching equipment, therefore the use of spark suppression chains is the most A common way to suppress arc discharges at contacts.
Эффективная защита существенно продлевает жизнь коммутационной аппаратуре. Effective protection extends significantly life switching equipment.
На практике находят применение следующие эффективные и экономичные схемы: In practice, the following effective and economical schemes:
1. C-цепи. 1. C-chains.
2. RC-цепи. 2. RC circuit.
3. Обратные диоды. 3. Reverse diodes.
4. Варисторы. 4. Varistors.
5. Комбинированные схемы, например, варистор плюс RC-цепь. 5. Combined circuits, for example, a varistor plus an RC circuit.
Защитные цепи можно включать: Protective circuits may include:
1. Параллельно нагрузке. 1. Parallel to the load.
2. Параллельно контактам реле. 2. Parallel to relay contacts.
3. Параллельно контактам и нагрузке одновременно. 3. Parallel to contacts and load at the same time.
Большинство известных схем включения искрогасящих цепей обладает следующими недостатками. Искрогасящие цепи защиты находятся длительное время под рабочим напряжением, в результате чего надёжность цепи защиты со временем падает. Короткое замыкание в искрогасящей цепи защиты вероятнее всего нарушит работу защищаемой цепи. Применение цепи защиты с диодом предполагает включение в цепь определённой полярности, и надёжность такой схемы будет зависеть от надёжности полупроводникового элемента, то есть диода. Most known switching schemes spark suppression chains has the following disadvantages. Spark protection circuits are under continuous operation. operating voltage, resulting in circuit reliability protection falls over time. Short circuit in spark chain protection likely to disrupt protected circuit. Application of protection circuit with diode involves the inclusion of a certain polarity in the circuit, and the reliability of such a scheme will depend on the reliability semiconductor element, that is, a diode.
Общепринятым считается, что неблагоприятным режимом работы контактов является переключение (разрыв) цепи постоянного тока в особенности при индуктивной нагрузке, так как при этом создаются условия для возникновения и поддержания дуги (Дмитриев B.C., Серганов И.Г. Основы железнодорожной автоматики и телемеханики. Учебник для техникумов ж.д. транспорта. - М.: Транспорт, 1988, с 43.) /1/. It is generally accepted that adverse contact mode is switching (breaking) DC circuits especially with inductive load, as this creates conditions for occurrence and maintenance of the arc (Dmitriev B.C., Serganov I.G. The basics of railway automation and telemechanics. The textbook for technical schools. transport. - M .: Transport, 1988, p. 43.) / 1 /.
В то же самое время считается, что при замыкании цепи с индуктивной нагрузкой эрозия незначительна (Автор: Мицун В. В., Ленская Л. Н., Голуб В. И. Издание: Вопросы радиоэлектроники, серия ТПС, 1973, вып. 4. УДК 621.316.015.4 с 61.) /2/. At the same time, it is believed that with short circuit with inductive load erosion insignificant (Author: Mitsun V.V., Lenskaya L.N., Golub V. I. Edition: Radio Electronics Issues, TPN Series, 1973, no. 4. UDC 621.316.015.4 with 61.) / 2 /.
В схеме защиты, где контакт шунтируется конденсатором, (Дмитриев B.C., Серганов И.Г. Основы железнодорожной автоматики и телемеханики. Учебник для техникумов ж.д. транспорта. - М.: Транспорт, 1988, с 45.) /1/ при размыкании цепи, энергия, вместо пробоя воздушного промежутка, расходуется на заряд конденсатора. Однако, при очередном замыкании контакта, конденсатор разряжается через малое сопротивление контакта, что ухудшает условия работы последнего, то есть существенно увеличивается эрозия контакта. In the protection circuit, where the contact is bridged capacitor, (Dmitriev B.C., Serganov I.G. Basics railway automation and telemechanics. Tutorial for technical schools transport. - M.: Transport, 1988, s 45.) / 1 / when opening the circuit, energy, instead of breakdown air gap spent on charge capacitor. However, at the next contact closure, capacitor discharges through low resistance contact, which worsens the working conditions of the latter, then there is significantly increased erosion of contact.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранная в качестве прототипа схема искрогашения (DC circuit breaking spark suppressor device. Патент №US 5764459) /3/, содержащая две последовательные группы контактов. Параллельно первой группе контактов включена искрогасящая цепочка, состоящая из последовательно включенных конденсатора и схемы, состоящей из резистора и дросселя, включенной параллельно с диодом. При этом вторая пара контактов обеспечивает размыкание цепи. Сначала размыкается первая пара контактов, при этом разрядный ток замыкается через искрогасящую цепочку. Вторая группа контактов размыкает цепь нагрузки после того, как в цепи прекратятся все токи. Тем самым исключается искровой разряд между контактами. В то же самое время первая группа контактов замыкает конденсатор через резистор и дроссель, тем самым разряжая конденсатор.Closest in technical essence to the claimed invention is selected as prototype DC circuit breaking spark suppressor device. Patent No. US 5764459) / 3 /, containing two consecutive contact groups. Parallel the first group of contacts includes a spark chain consisting of a series capacitor and circuit consisting of resistor and inductor included parallel to the diode. In this case, the second pair of contacts provides circuit opening. First opens a pair of contacts, while the discharge current closes through sparkling chain. The second group of contacts opens load circuit after everything has stopped in the circuit currents. This eliminates spark discharge between contacts. At the same time, the first group of contacts closes the capacitor through the resistor and inductor, thereby discharging the capacitor.
У прототипа и заявляемого изобретения имеются следующие сходные существенные признаки, две группы контактов, конденсатор, который используется в качестве искрогасящей цепочки, цепь которая подключается к конденсатору для его разряда перед следующим циклом коммутации нагрузки.The prototype and the claimed invention have following similar salient features, two groups pins, a capacitor that is used as spark chain, the circuit that connects to capacitor to discharge before the next cycle switching load.
Прототип имеет следующие недостатки:The prototype has the following disadvantages:
1. Контакты первой и второй группы должны быть равноценны по токовой нагрузке и пробивному напряжению. 1. Contacts of the first and second groups should be equivalent in current load and breakdown voltage.
2. Включение схемы требует соблюдения полярности. 2. The inclusion of the scheme requires compliance polarity.
3. В схемах с индуктивной нагрузкой требуется применение конденсатора большой емкости, рассчитанного на высокое напряжение. 3. Inductive load circuits required the use of a large capacitor rated high voltage.
4. Пониженное быстродействие схемы. 4. The reduced speed of the circuit.
5. При коммутации (при замыкании контактов) в цепи с резистивной нагрузкой будет иметь место эрозия контакта. 5. When switching (when closing the contacts) in resistive loads will erode contact.
6. При коммутации (при замыкании контактов) в цепи с резистивной нагрузкой возникновение дуги ухудшает ЭМС. 6. When switching (when closing the contacts) in resistive load circuits arcing worsens EMC.
7. Ограниченная надёжность схемы. 7. Limited reliability of the circuit.
Указанные недостатки обусловлены тем, что в схеме контакты первой и второй групп включены последовательно, применяется диод и полярный конденсатор, не используется элемент защиты по напряжению, и поэтому конденсатор в схеме выбирают величиной способной накопить всю энергию индуктивности нагрузки, в противном случае напряжение на конденсаторе может превысить напряжение пробоя конденсатора, из за большой ёмкости конденсатора понижается быстродействие схемы, при коммутации (при замыкании контактов) в цепи с резистивной нагрузкой не предусмотрены средства для предотвращения образования дугового разряда, который возникает при сближении контактов, когда пробивное напряжение для зазора между контактами окажется меньше напряжения питания в цепи, и дуговой разряд будет поддерживаться во время дребезга контактов. В цепи контактов применяется полупроводниковый элемент. These disadvantages are due to the fact that in the circuit contacts of the first and second groups are included sequentially, applied diode and polar capacitor, no protection element voltage, and therefore the capacitor in the circuit is chosen the value capable of storing all the inductance energy load, otherwise the voltage across the capacitor may exceed the capacitor breakdown voltage due to high capacitance decreases performance circuit, when switching (when closing the contacts) in the circuit with resistive load means are not provided for prevent arcing, which occurs when contacts are brought together when punching the voltage for the gap between the contacts will be less supply voltage in the circuit, and the arc discharge will maintained during bounce of contacts. In chain A semiconductor element is used.
Цель изобретения уменьшить или исключить разрушительный дуговой разряд (искру) между контактами коммутационного устройства коммутирующего активную или индуктивную нагрузки в цепи постоянного тока и таким образом значительно увеличить срок службы коммутационного устройства, улучшить ЭМС, повысить надежность схемы защиты за счет исключения полупроводниковых элементов в цепях контактов, повысить надежность за счёт того, что цепи защиты находятся под напряжением только на время переходных процессов во время коммутаций, обеспечить неполярное включение схемы защиты, уменьшить габариты элементов защиты.The purpose of the invention to reduce or eliminate destructive arc discharge (spark) between contacts switching device switching active or inductive loads in the DC circuit and so way to significantly increase the service life switching device, improve EMC, increase reliability of the protection circuit due to exclusion semiconductor elements in contact circuits, increase reliability due to the fact that protection circuits are under voltage only during transients during switching time, ensure non-polar inclusion of the circuit protection, reduce the size of the protection elements.
Для достижения поставленной цели в соответствии с заявляемым изобретением способ предотвращения образования дуги между контактами коммутационной аппаратуры, поступают следующим образом. В цепи нагрузки включают индуктивность (дроссель), если нагрузка не является индуктивной или её индуктивности недостаточно для выполнения поставленной цели, этот элемент схемы требуется для того, чтобы предотвратить повреждение контактов коммутационной аппаратуры при их замыкании. Индуктивность в цепи нагрузки задерживает развитие дугового разряда, когда появляются условия для пробоя промежутка между контактами при их сближении и дребезге. Используют дополнительное устройство, перекидной контакт которого подключает защитную цепь параллельно основным контактам коммутационной аппаратуры, после того как контакты коммутационной аппаратуры надёжно замкнулись. Используют защитную цепь, состоящую из параллельно включенных конденсатора и элемента защиты по напряжению. Защитную цепь подключают параллельно основным контактам коммутационного устройства после того, как контакты основного устройства уже оказались надёжно замкнутыми, чтобы ёмкость защитной цепи не работала на разрушение контактов в момент их замыкания, по этой же причине, на момент подключения контактов дополнительного устройства, ёмкость защитной цепи должна быть разряжена. Конденсатор защитной цепи начинает выполнять свою функцию в момент размыкания контактов защищаемой коммутационной аппаратуры, таким образом, что напряжение на конденсаторе цепи защиты нарастает медленнее, чем значение напряжения, которое требуется для пробоя увеличивающегося промежутка между размыкаемыми контактами. Скорость нарастания напряжения на конденсаторе зависит от тока в цепи и ёмкости конденсатора и не зависит от величины индуктивности в цепи нагрузки. Активное сопротивление конденсатора ухудшает его работу, что учитывают при выборе типа конденсатора в цепи защиты. Скорость увеличения пробивного зазора при размыкании контактов коммутационного устройства зависит только от его конструкции. В схеме защиты применяют элемент защиты по напряжению, который ограничивает напряжение на конденсаторе и на контактах коммутационной аппаратуры в допустимых рабочих пределах. Элемент защиты по напряжению поглощает всю оставшуюся энергию индуктивности, после того как часть энергии индуктивности затрачивается на заряд конденсатора цепи защиты и на рассеивание в сердечнике индуктивности. Чем выше напряжение, при котором происходит ограничение в цепи защиты, тем быстрее закончатся переходные процессы на этапе отключения нагрузки. От элемента защиты по напряжению не требуется высокого быстродействия благодаря включенному параллельно конденсатору. После завершения переходных процессов в цепи питания, отключают (размыкают) перекидной контакт дополнительного устройства от цепи питания, для этого выполняют достаточную задержку между размыканием контактов коммутационной аппаратуры и размыканием перекидных контактов дополнительного устройства. Перекидной контакт дополнительного устройства отключают (размыкают) от цепи питания при нулевом или незначительном токе в цепи нагрузки и при нулевом или незначительном напряжении на контактах дополнительного устройства. После отключения (размыкания) от цепи питания перекидного контакта дополнительного устройства, перекидной контакт дополнительного устройства замыкает конденсатор цепи защиты через цепь разряда. Параметры цепи разряда выбирают таким образом, чтобы конденсатор цепи защиты полностью разрядился до следующего подключения цепи защиты к контактам коммутационной аппаратуры. Дополнительное устройство выбирают таким образом, чтобы его контакты были устойчивы к токам переходных процессов в цепи защиты.To achieve the goal in in accordance with the claimed invention, the method prevent arcing between contacts switching equipment, proceed as follows. In the load circuit include inductance (inductor), if the load is not inductive or inductance not enough to fulfill the goal, this circuit element is required in order to prevent damage to contacts of switching equipment during their short circuit. Inductance in the load circuit delays development of an arc discharge when conditions for breakdown of the gap between contacts when they approach each other and bounce. Use an additional device, changeover contact which connects the protective circuit parallel to the main contacts of the switching hardware after switching contacts equipment reliably closed. Use a protective circuit, consisting of a parallel capacitor and voltage protection element. The protective circuit is connected parallel to the main contacts of the switching devices after the contacts of the main device have already been reliably closed so that the protective capacity circuit did not work on the destruction of contacts at the time of their short circuits, for the same reason, at the time of connection contacts of the additional device, protective capacity The circuit must be discharged. Protective circuit capacitor starts to fulfill its function at the moment of opening contacts of protected switching equipment, such so that the voltage across the capacitor of the protection circuit grows slower than the voltage value, which required for the breakdown of the increasing gap between breakable contacts. Slew rate on the capacitor depends on the current in the circuit and the capacitance capacitor and does not depend on the magnitude of the inductance in load circuit. Capacitor Resistance worsens its work, which is taken into account when choosing the type capacitor in the protection circuit. Increase rate breakdown gap when opening contacts switching device depends only on its designs. In the protection circuit, a protection element is used according to voltage that limits the voltage to capacitor and on the contacts of the switching equipment in permissible working limits. Security Feature voltage absorbs all remaining energy inductance after part of the energy the inductance is expended on the charge capacitor circuit protection and dissipation in the core inductance. Than higher voltage at which the limitation occurs in protection chains, the faster transients end at the stage of disconnecting the load. From protection element to voltage does not require high speed thanks to a parallel capacitor. After completion of transients in the power circuit, disconnect (open) the changeover contact of the additional devices from the power circuit, to do this sufficient delay between opening contacts switching equipment and opening of cross over contacts of the additional device. Changeover contact additional devices disconnect (open) from the circuit power supply at zero or low current in the circuit load and at zero or low voltage on contacts of the additional device. After shutdown (open) from the power circuit of the changeover contact option device, changeover contact option device closes the capacitor circuit protection through the discharge circuit. Discharge Circuit Parameters chosen so that the capacitor protection circuit completely discharged until the next connection protection to the contacts of switching equipment. An additional device is chosen so that his contacts were transient current resistant in the protection circuit.
На [Fig.1], [Fig.2] используются следующие обозначения: The following notation is used on [Fig.1], [Fig.2]:
K1 – контакты коммутационной аппаратуры;K1 - contacts of switching equipment;
K2 – контакты дополнительного устройства, предназначенные для коммутации цепи защиты; K2 - contacts of an additional device, protection circuits intended for switching;
С1 – конденсатор цепи защиты; C1 - capacitor of the protection circuit;
FV1 – элемент защиты по напряжению, предпочтительно варистор; FV1 - voltage protection element, preferably a varistor;
R1 – разрядная цепочка, предпочтительно резистор или последовательно включенные резистор и дроссель; R1 is a bit chain, preferably resistor or series resistor and inductor;
L1 – индуктивность для цепи нагрузки. L1 is the inductance for the load circuit.
Последовательно со схемой включаются не показанные на чертеже последовательно соединенные источник питания и нагрузка. Нагрузка может включать в себя комбинацию резистивных, индуктивных нагрузок и двигателей. Элементы схемы коммутируются в последовательности как указано в описании.In series with the circuit, they do not turn on shown in the drawing in series power source and load. The load may include a combination of resistive, inductive loads and engines. Circuit elements are switched in sequences as described.
В цепи нагрузки включают индуктивность (дроссель) со стальным сердечником, если нагрузка не является индуктивной или её индуктивности недостаточно для выполнения поставленной цели. In the load circuit include inductance (choke) with steel core if load is not is inductive or its inductance is not enough to achieve the goal.
Для управления дополнительным устройством могут быть использованы дополнительные контакты коммутационной аппаратуры и RC цепочки, устройства типа таймеров, устанавливаемых на контакторы, программное управление посредством контроллеров. To control an optional device additional contacts may be used switching equipment and RC chains, type devices timers installed on contactors, software control through controllers.
В качестве элемента защиты по напряжению могут быть использованы супрессоры, варисторы, разрядники. As a voltage protection element suppressors, varistors, arresters can be used.
В аппаратуре противоаварийной автоматики применяют малогабаритные быстродействующие реле. Контакты реле не могут быть зашунтированы. В аппаратуре реле размещаются на блоках в количестве до 32 штук, возможно и более. Быстродействие реле влияет на такой параметр аппаратуры как задержка сигналов в канале передачи команд. Контакты реле используются в цепях постоянного тока 220В. В качестве нагрузки может быть использована катушка управления мощного коммутатора, индуктивность катушки на стальном сердечнике может достигать значений 50Гн. Ток в катушке может быть до 0,25А. Без защиты, при установившемся токе 0,125А через нагрузку индуктивностью 50Гн, контакты реле полностью выходят из строя после 700 переключений. Без защиты, при установившемся токе 0,25А через нагрузку индуктивностью 50Гн, контакты реле полностью выходят из строя после 10 переключений. Была использована цепь защиты, состоящая из конденсатора ёмкостью 0,2мкФ, варистора с рабочим напряжением для постоянного тока 350В, разрядной цепочки в виде резистора мощностью 0,25вт и номиналом 200кОм. Цепи защиты соответственно коммутировались при помощи контактов второго аналогичного реле, задержки на включение выключение которого формировались при помощи RC цепочки. С цепью защиты, при установившемся токе 1,0А через нагрузку индуктивностью 50Гн, после 4000 переключений, на контактах обоих реле повреждений не наблюдалось. Оценка повреждений контактов осуществлялась электрическим способом, то есть измерялось сопротивление контактов омметром, а также визуальным способом через микроскоп после полной разборки испытываемых реле. In emergency equipment small-sized high-speed relays are used. Relay contacts cannot be bridged. In equipment relays are placed on blocks in an amount of up to 32 pieces, maybe more. Relay performance affects hardware parameter as channel delay command transfers. Relay contacts are used in circuits. DC 220V. The load may be the control coil of a powerful switch is used, steel core coil inductance can reach values of 50H. The current in the coil can be up to 0.25A. Without protection, with a steady current of 0.125A through load with inductance 50H, relay contacts fully fail after 700 shifts. Without protection, when steady current 0.25A through load inductance 50H, relay contacts completely fail after 10 switchings. A protection circuit consisting of from a capacitor with a capacity of 0.2 μF, a varistor with a working voltage for direct current 350V, discharge circuit in the form of a 0.25W resistor and a nominal value of 200kOhm. The protection circuits are respectively switched by contacts of the second similar relay, delays on switching off which formed by RC chains. With protection circuit, with steady current 1.0A through a load of inductance 50H, after 4000 switching, on the contacts of both relays damage is not observed. Contact damage was evaluated electrically, i.e. resistance was measured contacts with an ohmmeter, as well as a visual way through microscope after complete disassembly of the tested relays.
1. Дмитриев B.C., Серганов И.Г. Основы железнодорожной автоматики и телемеханики. Учебник для техникумов ж.д. транспорта. - М.: Транспорт, 1988, с.43 и 45. 1. Dmitriev B.C., Serganov I.G. The basics railway automation and telemechanics. Textbook for technical schools transport. - M .: Transport, 1988, p. 43 and 45.
2. Автор: Мицун В. В., Ленская Л. Н., Голуб В. И. Издание: Вопросы радиоэлектроники, серия ТПС, 1973, вып. 4. УДК 621.316.015.4 с.61. 2. Author: Mitsun V. V., Lenskaya L. N., Golub V. I. Edition: Issues of Radio Electronics, Series TPN, 1973, no. 4. UDC 621.316.015.4 p.61.
3. DC circuit breaking spark suppressor device. Патент №US 5764459. 3. DC circuit breaking spark suppressor device. Patent No. US 5764459.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015136193A RU2015136193A (en) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | METHOD FOR PREVENTING ARC FORMATION BETWEEN CONTACTS OF SWITCHING EQUIPMENT |
| RU2015136193 | 2015-08-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2017034444A1 true WO2017034444A1 (en) | 2017-03-02 |
Family
ID=58100526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2016/050025 Ceased WO2017034444A1 (en) | 2015-08-27 | 2016-08-01 | Method for preventing arcing between contacts of switching equipment |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2015136193A (en) |
| WO (1) | WO2017034444A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3368135A (en) * | 1964-12-30 | 1968-02-06 | Atomic Energy Commission Usa | Overvoltage protection circuit for condenser discharge system |
| US5764459A (en) * | 1994-10-18 | 1998-06-09 | Yang; Tai-Her | DC circuit breaking spark suppressor device |
| RU2391735C1 (en) * | 2009-03-17 | 2010-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Технос" | Device for arcless disconnection of direct current by contact switching device |
| US20140232485A1 (en) * | 2011-07-08 | 2014-08-21 | Kemet Electronics Corporation | Discharge Capacitor |
-
2015
- 2015-08-27 RU RU2015136193A patent/RU2015136193A/en not_active Application Discontinuation
-
2016
- 2016-08-01 WO PCT/RU2016/050025 patent/WO2017034444A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3368135A (en) * | 1964-12-30 | 1968-02-06 | Atomic Energy Commission Usa | Overvoltage protection circuit for condenser discharge system |
| US5764459A (en) * | 1994-10-18 | 1998-06-09 | Yang; Tai-Her | DC circuit breaking spark suppressor device |
| RU2391735C1 (en) * | 2009-03-17 | 2010-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Технос" | Device for arcless disconnection of direct current by contact switching device |
| US20140232485A1 (en) * | 2011-07-08 | 2014-08-21 | Kemet Electronics Corporation | Discharge Capacitor |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "Moschnye elektromagnitnye rele.", SPRAVOCHNIK INZHENERA, 2001, Sankt-Peterburg, Retrieved from the Internet <URL:http://rele-ua.com/documentation.html> * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015136193A (en) | 2017-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101550374B1 (en) | High-voltage DC circuit breaker | |
| EP3041016B1 (en) | Dc circuit breaker and circuit breaking method of the dc circuit breaker | |
| EP3568915B1 (en) | Dc power switching assembly and method | |
| US5473494A (en) | Electrical power supply system | |
| KR20180097616A (en) | Apparatus, system, and method for blocking current | |
| CN102780200A (en) | Circuit arrangement and method for interrupting a current flow in a DC current path | |
| KR102840335B1 (en) | Current circuit breaker device for high voltage direct current with capacitive buffer circuit and control method | |
| EP3568914B1 (en) | Power supply system and method | |
| WO2015166600A1 (en) | Direct current shutoff device | |
| CN113396539A (en) | Safety electric switch | |
| US3786337A (en) | Thyristors for effecting tap changing on transformers and including current limiting resistors and standby trigger system | |
| KR102840336B1 (en) | Current circuit breaker device for high voltage direct current having an adaptive oscillator circuit and control method | |
| US7583047B2 (en) | Quenching device for a converter bridge with line regeneration | |
| WO2017034444A1 (en) | Method for preventing arcing between contacts of switching equipment | |
| Hofmann et al. | Inductive test circuit for a fast acting HVDC interrupter | |
| Zhang et al. | Thyristor working as arc eliminator protecting electrical apparatus in low voltage power system | |
| GB2487918A (en) | DC power network protection system | |
| CN209981042U (en) | Arc suppression circuit for electric direct current contact | |
| KR20110035758A (en) | Current-limiting device | |
| Singh et al. | A DC circuit breaker with artificial zero current interruption | |
| JPH07302674A (en) | Lightning arrester with switch | |
| US20250343404A1 (en) | Circuit breaker with a passive clamping circuit including capacitors, operation method, dc network and aircraft | |
| SU928500A1 (en) | Device for second step of protection of network with insulated neutral wire from single-phase earth leakage | |
| RU2211527C2 (en) | Electrical machine field suppression device | |
| SU210228A1 (en) | DEVICE FOR UNKEBELERY AC LOAD LOAD COMMUTATION |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16839695 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2018111010 Country of ref document: RU |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 16839695 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |