Быстродействующий автоматический выключатель
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано. в низковольтных электрических аппарв так защиты. Цель изобретения - повышение токоограничивакщей способнос-гти выключателя. Вьпслючатель содержит основной магнитопровод 1 с воздушным зазором и токовой обмоткой 2, которая расположена на части магнитопровода 1 и включена последоваЛ /« тельно с контактами 3, дополнительный магнитопровод 9 с обмоткой 7. Первый,подвижный, контактодержатель выполнен из двух параллельно включенных токопроводов. Первый токопровод 4 расположен в зазоре, а второй токопровод 5 - вне зазора магнитопровода 1. Второй, параллельный, токопровод 5 выполнен из последовательно соединенного гибкого соединения 6 и дополнительной обмотки 7, расположенной на дополнительной магнитной системе 9 с воздушным зазором, имеюдей с основным магнитопроводом 1 общий участок, на котором расположена токовая обмотка 2. При возникновении в цепи тока короткого замыкания в результате взаимодействия тока, проте.кающего через первый токопровод 4 магнитного потока, создающегося в дополнительноммагнитопроводе 9 обмоткой, возрастает скорость отброса первого токопровода 4 от неподвижного контактодержателя 12. При этом повышается скорость размыкания контактов 3 и увеличивается степень токоограничения. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. S (Л 4
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК щ1 4 Н 0.1 Н 77/10.1
4„ i
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ПСНТ СССР (21) 4143593/24-07 (22) 03,11.86 (46) 23.03.89. Бюл. Р 11 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт низковольтного аппаратостроения (72) Г.В. Могилевский, А,В. Лифар и О.Н. Столяров (53) 621.316.5? (088.8) (56) Патент Франции Р 2446538, кл. Н 01 Н 71/43, 19?9 °
Патент СИА Р 3824508, кл. Н 01 Н 77/02, 1924. (54) БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ АВТОИАТИЧЕС-
КИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано. в низковольтных электрических аппара. тах защиты, Цель изобретения - повышение токоограничивающей способнос-. ти выключателя. Выключатель содер" жит основной магнитопровод 1 с воз1 душным зазором и токовой обмоткой
2, которая расположена на части маг- нитопровода 1 и включена последоваÄÄSUÄÄ 1467600 А1 тельно с контактами 3, дополнительный магнитопровод 9 с обмоткой 7.
Первый, подвижный, контактодержатель выполнен из двух параллельно включенных такопроводов. Первый токопро" вод 4 расположен в зазоре, а второй токопровод 5 — вне зазора магнитопровода 1. Второй, параллельный, токопровод 5 выполнен из последовательно соединенного гибкого соединения 6 и дополнительной обмотки 7, расположенной на дополнительной магнитной системе 9 с воздушным зазором, имеющей с основным магнитопроводом
1 общий участок, на котором расположена токовая обмотка 2. При возникновении в цепи тока короткого замыкания в результате взаимодействия тока, протекающего через первый токопровод 4 магнитного потока, создающегося в дополнительноммагнитопроводе 9 обмоткой, возрастает скорость отброса первого токопровода 4 от неподвижного контактодержателя 12. При этом повышается скорость раэмыкания контактов 3 и увеличивается степень токоограничения. 1 s,ï. ф-лы, 6 ил.
1467 6ОО
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в низко вольтных электрических аппаратах защиты, преимущественно тиристорных преобразователей.
Целью изобретения является повышение гокоограничнвающей способнос-, ти выключателя.
На фиг.1 и 2 показаны две проек- 10 ции выключателя с одним подвижным контактодержателем; на фиг. 3 " схема соединений его обмоток и контактов; на фиг,4 и 5 — две проекции выключателя с двумя подвижными контактодер- 15 жателями; на фиг.6 — схема соединений его обмоток и контактов;
Выключатель (фиг.1 и 2) содержит основной шихтованный магнитопровод 1 с воздушным зазором, на котором раз- 20 мещена токовая обмотка 2, контакты
3, размещенные на контактодержателях, Подвижный контактодержатель выполнен в виде первого токопровода 4 25 и включенного параллельно ему второго токопровода 5, выполненного в виде гибкого соединения 6 и дополнительной обмотки 7. Контактодержатель.подпружинен контактной пружиной 8. Обмотка 7 расположена на дополнительном магнитопроводе 9. Подвижный контактодержатель соединен.с токоподводом с помощью шарнирного соединения
10, 35
Выключатель содержит также электромагнитный привод 11, неподвижный контактодержатель 12, дугогасительные рога 13, дугогасительную камеру 14, пластины 15 магнитного гаше- 40 ния, неподвижные зажимы 16 и 17, расцепнтель 18 максимального тока.
На фиг.1 и 2 не показаны вспомогательные детали крепления подвижных частей, изоляция токопроводящих де- 45 талей и не детализированы известные конструкции привода и расцепителя.
Во включенном положении выключателя, показанном на фиг.1 и 2, контакты 3 замкнуты под деиствием пружи- 50 ны 8. Электромагнитный привод 11 отключен от напряжения, Зажим 16 через шарнир 10 соединен с первым токопроводом 4..К верхнему контакту
3 через неподвижный контактодержатель 12 подключена токовая обмотка 2, 55 в то ро и вывод кото рой прис о един ен к зажиму 17. Обмотка 2;.расположена на части магнитопровода 1, в воэдушном зазоре которой расположены первый токопровод 4 и неподвижный контактодержатель 12, С правой стороны от магнитопровода 1 расположен дополнительный магнито провод 9, имеющий
° также воздушный зазор. Оба магнитопр ов од а имеют общий уч асток, на к отором расположена токовая обмотка 2.
На магнитопроваде 9 расположена дополнительная обмотка 7, которая одним выводом присоединена к зажиму
16 а другим — к гибкому соединению
6. К контактам 3 примыкают дугогасительные рога 13. Контакты 3 и дугогасительные рога 13 расположены внутри дугогасительной камеры 14, по бокам которой укреплены пластины 15 магнитного гашения, связанные с магнитопроводом 1. На выводной шине расположен расцепитель 18, реагирующий на аварийные режимы, связанный механически с приводом 11.
Схема соединения обмоток и контактов показана на фиг.3 Направления намотки обмоток 2 и 7 выбраны таким образом, что индуктируемый в обмотке
7 ток 1 и общий входной ток i имеют одно направление в первом токопроводе 4, т,е. 1 „ = i„ +
Принцип работы выключателя посто-: янного тока заключается в следующем.
Во включенном положении выключа- теля при протекании номинального тока по обмотке 2 проходит весь ток, а далее он распределяется по первому токопроводу 4 и обмотке 7 в зависимости от соотношения их активных сопротивлений (направления токов показ аны пунктиром1. Через воздушный зà-с зор магнитной системы проходит магнитный поток, определяемый током в обмотке 2, числом ее витков и прово- димостью воздушного зазора. На первьж токопровод 4 действует электромагнитный момент, пропорциональный магнитному потоку и току i è направленный на размыкание контактов 3.
Величина нажатия контактной пружины 8 выбирается из условия обеспечения необходимого нажатия между контактами 3 при максимально допустимом токе перегрузки.
В магнитопроводе .9 проходит магнитный поток, определяемый током i в обмотке 7, числом ее витков и про.-.i водимостью воздушного зазора.
1467600
Таким образом, по сравнению с прототипом данный выключатель за счет дополнительного увеличения электромагнитной силы и снижения массы подвижных частей имеет повышенную токоограничивающую способность, что позволяет эффективно использовать его для ваганты тиристорных преобразователей.
Параметры обмоток и магнитной системы выбираются из условия ненасыщенного состояния магнитопровода.
При возникновении в цепи нагруз5 ки к оро тк о го 3 амык ания происходит рост тока i, и соответственно магнитных потоков в магнитопроводах 1 и
9. Под действием ЭДС, наводимой в обмотке 7, ток 1. изменяет свое направ- 10 ление и увеличивается. В первом токопроводе 4 будет проходить ток к равный сумме токов i и i . Путем выбора соотношения витков обмоток
2 и 7 и параметров магнитопроводов 15
1 и 9 достигается превышение тока i по отношению к i, в несколько раз.
Благодаря этому увеличивается также электромагнитный момент, действующий на первый токопровод 4, что позволяет в несколько раз уменьшить время размыкания контактов 3 на расстояние, при котором начинается движение электрической дуги с контактов 3 на дугогасительные рога 13. 25
Это, в свою очередь, обуславливает ускорение гашения дуги и уменьшение пропускаемого тока и времени отключения тока короткого замыкания, т.е. способствует повышению токоограничивающей способности выключателя.
Гашение дуги выполняется в дугогасительной камере 14, которая в частном случае, представленном на фиг.l и 2, выполнена с узкой щелью.
Для создания магнитного поля применяются пластины 15, т,е. магнитопровод 1 и обмотка 2 одновременно используются для привода и для магнитного гашения. 40
В разомкнутом положении контакты
3 удерживаются защелкой, находящей- ся внутри привода 11, или возвратной пружиной (не показана), которая начинает воздействовать на подвижный кон- 45 тактодержатель после срабатывания расцепителя 18. Возможны также дру- . гие известные варианты фиксации контактов 3 в отключенном положении.
Оперативное отключение выключателя при номинальных режимах выполня ется приводом 11
Включение выключателя осуществляется путем освобождения защелки в приводе 11 либо ручным способом, либо путем дистанционной подачи напря55 жения на привод ll, При использовании выключателя в качестве токоограничивающего блока к другим быстродействующим выключателям с целью улучшения их токоограничивающей способности необходимость в приводе 11 и расцепителе IR отпадает.
Основные существенные признаки предлагаемого выключателя могут быть также реализованы в варианте конструкции, показанной на фиг.4 и 5, где для ускорения размыкания контактов 3 применяются два подвижных контактодержателя и соответственно две дополнительные обмотки 7. Схема их включения показана на фиг.6.
Постоянный ток i< входит в "начало" обмотки 2, токи i входят также в "начала" обмоток 7, Распределение токов между токопроводами 4 и обмотками 7 обратно пропорционально их активным сопротивлениям.
В аварийном режиме при нарастании тока короткого замыкания 1.„ происходит увеличение магнитных потоков в магнитопроводах 1 и 9 и в обмотках 7 будут наводиться ЭДС, что вызовет изменение направлений токов
i в обмотках 7 и их рост, При этом токи i будут выходить из "начал" обмоток 7. Теперь через первые токопроводы 4 будет уже проходить сумма токов, и <, т.е. 1 = 1, + 1, При использовании предлагaeMoro выключателя в цепях переменного тока принцип его работы не меняется. При протекании номинального тока в цепи дополнительной обмоткой 7 будет индуктироваться ток 1., что требует только повышения силы контактной пружины 8.
В выключателе основная часть второго токопровода 5, состоящая из дополнительной обмотки 7, неподвижна
sa счет введения гибкой связи, что обуславливает существенное снижение массы подвижных частей и соответст.— венно времени размыкания контактов 3.
5 1467
Формула изобретения
1. Быстродействующий автоматический выключатель, содержащий два контактодержателя с контактами, контакт-,, ; ные пружины, дугогасительную камеру, основной магнитопровод с воздушным зазором, токовую обмотку, подключенную последовательно с контактами к щ неподвижным зажимам и расположенную на основном магнитопроводе, первый, подвижный, контактодержатель выполнен в виде двух параллельно включенных токопроводов, при этом первый 15 токопровод расположен в зазоре основного магнитопровода, а второй токопровод - вне зазора, расцепители, реагирующие на аварийные режимы, и механизм включения с приводом, 20 отличающийся тем, что, 600 6 с целью повышения токоограничивающей способности выключателя, он снабжен дополнительным магнитопроводом с зазором, второй токопровод первого контактодержателя выполнен в виде гибкого соединения и дополнительной обмотки, размещенной на дополнительном магнитопроводе, а токовая обмотка охватывает одновременно расположенные: рядом участки основного и дополнитель.ного магнитопроводов.
2. Выключатель по.п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что второй контактодержатель выполнен анало" гично первому контактодержателю, причем дополнительная обмотка второго контактодержателя размещена соосно с дополнительной обмоткой первого контактодержателя на упомянутом дополнительном магнитопроводе.
Фиг.б
Составитель Н. Глеклер
Редактор С. Пекарь Техред M. Хода нич Ко ектор О. Кравцова рр
Заказ 1200/47 Тираж 694 Под писно е
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и р и отк ытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва; Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
"П нт" г. Ужгород, чл. Гагарина, 101
Производственно-издательский комбинат Патент
