Комбинированный расцепитель многополюсного автоматического выключателя

 

1. КОМБИНИРОВАННЫЙ РАСЦЕПИ ТЕЛЬ МНОГОПОЛЮСНОГО -АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ, содержащий резистивные датчики, включенные в каждом полюсе, две группы резисторов, переменный резистор и электромагнитный расцепитель , причем одни из выводов резисторов первой группы соединены с входными выводами резистивньпс датчиков,одни из выводов резисторов второй группы соединены с выходными выводами резистивных датчиков, другие выводы резисторов первой группы объединены в общую точку, другие выводы резисторов второй группы также объединены в общую точку, причем между указанными общими точками включены последовательно соединенные переменный резистор и катушка, злектромагнитного расцепителя , отличающийся тем, что, с целью уменьшения веса и габаритов расщепителя и повышения , стабильности срабатывания, в качестве резисторов второй группы использованы терморезисторы.

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН румер Н 01 Н 77/10 (21) 3497183/24-07 (22) 06. 1О. 82 (46) 30. 06.84. Бюл. Ф 24 (72) В.Н. Терешин, В.Г. Брезинский, К.К. Намитоков, А.М. Бела-Белов и А.А. Пономаренко (71) Харьковский институт инженеров коммунального строительства (53) 621.316.577(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 847396, кл. Н 01 Н 73/48, .1981.

2. Авторское свидетельство СССР

У 868876, кл. Н 01 Н 73/48, 1981.

3. Авторское свидетельство СССР

У 296172, кл. Н 01 Н 73/48, 1971.

4; Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 3399435,кл.Н 01 Н 77/10, 1982. (54) (57) 1 . КОМБИНИРОВАННЫЙ РАСЦЕПИТЕЛЬ МНОГОПОЛЮСНОГО -АВТОМАТИЧЕСКОГО

ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ, содержащий резистивные

„SU„„1100652 А датчики, включенные в каждом полюсе, две группы резисторов, переменный резистор и электромагнитный расцепитель, причем одни из выводов резисторов первой группы соединены с входными выводами резистивных датчиков, одни из выводов резисторов второй группы соединены с выходными выводами резистивных датчиков, другие выводы резисторов первой группы объединены в общую точку, другие выводы резисторов второй группы также объединены в общую точку, причем между указанными общими точками включены последовательно соединенные переменный резистор и катушка. электромагнитного расцепителя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения веса и габаритов расцепителя и повышения,, стабильности срабатывания, в качестве резисторов второй группы использованы терморезисторы.

3. Расцепитель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что в качестве реэистивных датчиков использованы участки токовых шин соответствующих полюсов.

1100652

2. Расцепитель по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что в качестве резистивных датчиков использованы линейные резисторы.

Изобретение относится к электроаппаратостроению, в частности к автоматическим выключателям.

Известен комбинированный расцепитель, имеющий зигзагообразный. элемент, выполненный из сплава, обладающего обратимой механической памятью формы, деформирующийся в результате нагрева током защищаемой цепи, осу ществляющий при этом защиту оборудования от токов перегрузки. Свободный конец этого расцепителя перемещается также под действием электродинамических сил, осуществляя защиту оборудования от токов короткого замыкания 11 2

Однако этот расцепитель имеет относительно большой вес, размеры и некоторую нестабильность срабатывания, обусловленную отсутствием ударного воздействия на механизм свободного расцепления.

Известны также термомагнитные расцепители, осуществляющие защиту оборудования от токов перегрузки 2s и от токов короткого замыкания, термочувствительный элемент которых выполнен из термомагнитного материала и составляет часть магнитной системы расцепителя Г21.

Так как срабатывание термомагнитных расцепителей при токах перегруз" ки происходит так же, как и при токах короткого замыкания за счет уда ра якоря, то они по стабильности срабатывания в зоне токов перегрузки превосходят все известные тепловые . расцепители и уступают только полупроводниковым расцепителям. Однако необходимость размещения термомагнитных расцепителей в каждом полюсе обусловливает их значительный вес.

Известен комбинированный расцепитель многополюсного автоматического выкаю дателя, имеющий в каждом 2 полюсе термобиметаллический и электромагнитный.расцепитель 3 3.

Как и термомагнитный расцепитель, такой расцепитель имеет относительно большой вес . Кроме того, в зоне токов перегруЗки он имеет низкую стабильность срабатывания, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является комбинированный расцепитель многополюсного автоматического включателя, содержащий резистивные датчики, функции которых выполняют тепловые расцепители, включенные в каждом полюсе, две группы линейных резисторов, переменный. резистор и электромагнитный расцепитель, причем одни из выводов резисторов первой группы соединены с входными выводами резистивных датчиков, одни из выводов резисторов второй группы соединены с выходными выводами резистивных датчиков, другие выводы резисторов первой группы объединены в общую точку, другие выводы резисторов второй группы объединены в общую точку, другие выводы резисторов второй группы так-! же объединены в общую точку, причем между указанными общими точками включены последовательно соединенные переменный резистор и катушка электромагнитного расцепителя (4 ).

Наличие тепловых расцепителей и линейных резисторов во второй их группе увеличивает вес и габариты и снижает стабильность срабатывания в зоне токов перегрузки.

Цель изобретения — уменьшение веса и габаритов расцепителя и повьппение стабильности срабатывания.

Поставленная цель достигается тем, что в комбинированном расцепителе многополюсного автоматического выключателя, содержащем резистивные датчики, включенные в каждом полю3 11006 се, две группы резисторов, переменный резистор и электромагнитный расцепитель, причем одни из выводов резисторов первой группы соединены с входными выводами резистивных датчиков, одни из выводов резисторов второй группы соединены с выходными выводами резистивных датчиков, другие выводы резисторов первой группы объединены в общую точку, другие выводы резисторов второй группы также объединены в общую точку, причем между указанными общими точками включены последовательно соединенные переменный резистор и катушка элек15 тромагнитного расцепителя, в качестве резисторов второй группы использованы ерморезисторы.

В качестве резистивных датчиков могут быть использованы линейные ре20 зисторы или участки токовых шин соответствующих полюсов.

На чертеже приведен один из возможных вариантов схемы предлагаемого расцепителя для трехфазной защищаемой цепи..

Автоматический выключатель 1 имеет в каждом полюсе резистивный датчик 2, представляющий участок шины из соответствующего материала. К резистивному датчику 2 автоматического выключателя 1 в каждом полюсе со стороны источника питания присоединены одним своим выводом три одинаковых линейных резистора 3, вторые выводы которых закорочены в один узел 4.

Со стороны нагрузки к дополнительным реэистивным датчикам 2 также присоединены одним своим выводом три одинаковых нелинейных резистора (терморезисторы) 5, вторые выводы которых 40 закорочены в один узел 6. Терморе.зисторы 5 установлены с возможностью косвенного нагрева от резистивного датчика 2. Точки 4 и 6 электрически соединены между собой через после;45 ,цовательное соединение катушки 7 электромагнитного расцепителя и переменного резистора 8. Электромагнитный расцепитель при срабатывании воздействует на механизм свободного 50 расцепления (на чертеже не показан) автоматического выключателя..

Комбинированный расцепитель работает следующим образом.

При протекании через автоматичес- 55 кий выключатель 1 тока защищаемой це" пи на резистивных датчиках 2 возникает падение напряжения, величина

52 4 которого пропорциональна величине тока. Тогда линейные резисторы 3 можно рассматривать как трехфазный источник питания с выведенной нейтральной точкой 4, а нелинейные резисторы 5 можно рассматривать как нагрузку, соединенную звездой с выведенной нейтральной точкой 6. Таким образом, в данном случае тепловой расцепитель — трехфазная система соединения источника питания и нагрузки звезда — звезда с нулевым проводом, так как между узлами 4 и

6 включены катушка 7 электромагнитного расцепителя и регулируемый резистор 8. Поскольку резисторы 5 являются нелинейными, то это обычный утроитель частоты, т.е. между узлами

4 и 6 (через катушку 7 и резистор 8) проходят токи утроенной частоты. Величина тока, протекающего через катушку 7 и резистор 8, тем больше, чем больше разность между значениями сопротивлений резисторов 3 и 5.

Если в качестве йелинейных резисторов использовать, например, термореэисторы, то значение их сопротивлений будет являться функцией температуры. Так как температура тепловых расцепителей есть функция тока защищаемой цепи и времени, то значение сопротивлений терморезисторов

5 в предлагаемом устройстве являет/ ся функцией тока защищаемой цепи, протекающего через автоматический выключатель 1, и функцией времени протекания этого тока. Таким образом, величина тока в катушке 7 прямо пропорциональна току защищаемой цепи и времени его протекания.

При протекании через автоматический выключатель 1 номинального тока

3н резистивные датчики 2 нагреваются незначительно, а поэтому незначителен и нагрев терморезисторов 5.

Мало и падение напряжения на резистивных датчиках 2 и мала возникающая в результате нагрева разность между значениями сопротивлений нелинейных резисторов 5 и линейных резисторов 3.

Соответственна величина тока между. узлами 4 и 6 в катушке 7 мала и недостаточна для срабатывания электромагнитного расцепителя. При возникновении тока перегрузки(1,253„)увеличивается в 1,25 раза падение напряжения на резистивном датчике 2,а значит, увеличивается и входное напряжение на термореэисторах 5.Кроме того, прапор"

11006

3 а ционально квадрату тока растет и температура терморезисторов. С ростом времени протекания через резистивный датчик 2 увеличивается и входное напряжение на термореэисторах 5. Kpo- > ме того, пропорционально квадрату тока растет и температура терморезисторав. С ростом времени протекания тока через реэистивный датчик 2 температура терморезисторов продолжа-10 ет расти, и через определенное время, обратно пропорциональное величине тока в резистивном датчике 2, величина тока в катушке 7 электрбмаг= нитного расцепителя эа счет увеличения входного напряжения на резисторах и за счет увеличения температуры термореэисторов достигает значения тока срабатывания электромагнитного расцепителя. Расцепитель срабатывает 20 и ударом якоря при его движении воздействует на механизм свободного расцепления .автоматического выключателя, переводя его в отключенное положение. Чем больше ток перегрузки,. тем больше входное напряжение на терморезисторах и тем быстрее они достигают необходимой для срабатывания температуры, т.е. с ростом тока перегрузки выдержка времени пе- >0 ред срабатыванием распылителя уменьшается, что соответствует требованиям технчческих условий и характеристикам защищаемого оборудования. Кроме того, с ростом тока перегрузки

35 растет падение напряжения на резистивных датчиках 2, т.е. увеличивается входное напряжение на термореэисторах 5, а поэтому для достижения тока срабатывания электромагнитного расцепителя необходима уже меньшая температура нагрева термореэисторов. Это также соответствует требованиям защиты оборудования. Уставку тока перегрузки можно регули 4 ровать или перемещением терморезисторсв 5 относительно резистивных датчиков 2, меняя тем самым нагрев терморезисторов (на чертеже не показано), или меняя величину сопротив50

Ления регулируемого резистора 8.

Уставка тока перегрузки устанавливается таким образом, чтобы при возникновении номинального тока перегрузки (1,25 Зн ) в одном из полюсов автоматического выключателя через определенное время (меньше

20 мин) сработал электромагнитный расцепитель. Тогпа в случае воэник-, 52 б

1 новения тока перегрузки в двух и более полюсах ток в катушке 7 электромагнитного расцепителя становится равным сумме токов и расцепитель .срабатывает быстрее, т.е. выдержка времени перед срабатыванием выключателя уменьшается. Таким образом, суммирование усилий от токов перегрузки каждого полюса на рейку механизма свободного расцепления автоматического выключателя осуществляется за счет суммирования электрического тока от каждого полюса.

При протекании через резисторные датчики тока короткого замыкания (10-15 3„ ) значение входного напряжения на терморезисторах достаточно для срабатывания электромагнитного расцепителя, который, воздействуя за счет удара якоря на механизм сво бодного расцепления, переводит автоматический выключатель в отключенное положение.

В предлагаемом расцепителе регулировка уставки тока перегрузки осуществляется в каждом полюсе перемещением терморезистора относительно резистивного датчика, а регулировка уставки тока короткого замыкания производится только для одного полюса резистором 8. Если автоматический выключатель отрегулирован на срабатывание при коротком замыкании в одной фазе, то он срабатывает при коротком замыкании и в любой другой фазе, а тем более при коротком замыкании в двух и более фазах. Суммарный вес электромагнитных и термобиметаллических расцепителей для базового объекта составляет 153 г, в то время как вес предлагаемого расцепителя для трехполюсного выключателя составит около 75 r.

Таким образом, предлагаемый комбинированный расцепитель для многополюсного .автоматического выключателя позволяет уменьшить вес примерно на 78 г, уменьшаются его размеры, снижается трудоемкость регулировки уставки тока короткого замыкания.

Кроме того, уменьшение температуры срабатывания расцепителя при увеличении тока перегрузки позволяет уменьшить потребляемую им мощность в режиме коммутации. Отказ от термобиметаллических расцепителей, которые очень трудоемки, имеют нестабильную защитную характеристику, требуют использования при изготовлении остроСоставитель А. Каретников

Редактор С. Тимохина ТехредС. Мигунова Корректор А. Тяско

Заказ 4588/39

Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 1 дефицитных материалов (слюда, серебро), позволяет уменьшить вес всего автоматического выключателя, Предлагаемый расцепитель позволяет

i значительно повысить стабильность срабатывания не только sa счет воз100652 8 действия расцепителя на рейку механизма свободного расцепления ударом ° якоря электромагнитного расцепителя, но и за счет суммирования действий расцепителей при токах перегрузки, возникающих более чем в одном полюсе.