Токоограничивающее устройство для автоматических выключателей

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности работы в режимах токов перегрузки. В токоограничивающем устройстве для автоматических выключателей, содержащем изоляционный корпус 1, контактные 4 и 5 и дугогасительную 20 системы, подвижный термобиметаллический /ПК/ 3 и неподвижный 2 контактодержателию, упор 8, установленный на ПК, осуществлено шунтирование ПК электрической цепью, состоящей из вспомогательных контактов /ВК/ 15 и 18, гибкого соединения 19 и катушки /К/ 14 электромагнита 10, сердечник 11 которого механически соединен с ПК скобой 12, охватывающей его по всему периметру поперечного сечения, с возможностью размыкания ВК при втягивании в К. 5 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТ1МЕСК ИХ кспуБлин (51)4 Н 01 Н 73/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1

2 (54) ТОКООГРАНИ ЛВАЮЦЕЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ (57) Нзодретение относится к электротехнике,. 1!елью изобретения является зыюенне надежности работы в режимах токов перегрузки. В токоограничивающем устройстве для автоматических вы ;-.ючателей, содержащем изоляционный корпус 1, контактные 4 и 5 и дугоiаснтельную 20 системы, подвижный терм. бнъ. а,l lf. вский (ПК) 3 и непо. нн ный 2 к нтактодержатели, упор 8, fP % 1D 11 Р4

7 6

Фиа,1

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П КТ СССР! (21) 4282632/24-07 (22) 16.06.87 (46) 23.11.89. Бкя .9 43 ,(71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) В.В.Зиновьев, Ю.M.Äoëèíñêèé, В.Н.Карасев и В.Г.Кабеляцкнй (53) 621.3!6.547(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 900338, кл. Н 01 Н 77/10, 1980.

Авторское свидетел ство СССР

В 1185425, кл. Н О! Н 73/О", 1983.

„„SU„„1524107 А 1!

524107

45 установленный на ПК, осуществлено шунтирование ПК электрической цепью, состоящей из вспомогательных контактов (ВК),15 и 18, гибкого соединения

19 и катушки (К) 14 электромагнита 10, 5

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматическим вы- . ключателям с устройствами для ограничения аварийных токов.

Цель изобретения — повышение надеж- 5 ности работы в режимах токов перегрузки.

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство, разрез; на фиг.2 — токоведущая система в исходном коммутационном состоянии; на фиг.3 — то же, при разомкнутых вспомогательных контактах; на фиг.4 — то же, при отбросе главных контактов; на фиг.5 — то же, после отключения аварийного тока. 25

Токоограничивающее устройство дпя автоматических выключателей состоит из изоляционного корпуса 1, неподвижного 2 и подвижного 3 контактодержателей с контактными накладками 4 и 5 (главные контакты) . 1!pHR<=M! Т<>. <ько подвижный контактодержатель ><и««лнен из термобиметалла, активнын слой которогo обрлыен к неподвижному конгактодержателю. Ось 6 вращения подвижного

3 контактодержателя расположе л в скобе

7, прикрепленной к нижнему его концу.

С другой стороны нижнего конца подвижного контактодержателя к < 1 <> активному слою крепится упор 8. Контактное 40 нажатие создается пружиной 9.

Токоограничивающее устройство содержит электромагнит 1О, например соленоидного типа, сердечник 11 которого с одной стороны соединен со скобой 12, выполненной в виде замкнутой петли, охватывающей подвижный контактодержатель 3, а с другой — с толкателем 13. Катушка 14 электромагнита 10 электрически соеди- 50 иена с верхним концом подвюкного контактодержателя 3 и подвижным вспомогательным контактом 15, поворачивающимся вокруг оси !6 и подпружиненным пружиной 17. Неподвижный всномогательный контакт 18 выполнен н виде детали, 0 повременно служащей выводом токоведущей системы токоограничивающего устройства. 1 ибкий токоподиод 19 сердечник 1! которого механически соединен с ПК скобой 12, охватывающей

его по всему периметру поперечного сечения, с возможностью размыкания

ВК при втягивании в К. 5 ил. осуществляет электрическую связь неподвижного вспомогательного контакта 18 с нижним концом подвижного контактодержателя 3, Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществлено шунтирование термобиметаллического подвижного контактодержателя электрической цепью, состоящей из катушки 14 электромагнита 10, подвижного 15 и неподвижного

18 вспомогательных контактов. Для гашения электрической дуги в устройстве используется дугогасительная„ решегка 20, закрытая крышкой 21, Токоограничивающее устройство работает следующим образом.

В режиме токов перегрузки общий ток (фиг.2), протекающий по не,>динжн<му контактодержателю 2, после

<р<.х жд-.ния через контактные наклад-к < н 3 разветвляется на дие ветвь. час. тока 1 течет по термобнметаллнческому подвижному конт<и<то«.е!1жателю 3, другая часть — <о .,ать<;к: !» ил<:ктромагннта и вспомогя < ""..> ;=н> и кон< ><-,.-ам 15 и )8.

Распределение ток< . и.< и > ь.-<м параллельной электрическо! IL< .!l; осуществляется обратно пропорцио< а;;,но электрическим сопротивтени><и этих ветвей. В данном случае термобиметаллический контактодержятель имеет удельное электрическо<. <:опо тизленпна два порядка больше, чем элементы шунтирующей цепи. выполненны=. нз меда.

Это является причиной т. го, что электрическое сопротивление термабнметаллического контяктодерж.<т<=ля ущес.— венно больше элек <рическ< г<> сопротивления шунтирующей цапин и<- >ичиня ;ока через термобиметалл -. c<а<- яет

1 единицы процента от обще го т,>ка перегрузки.

Отключение тока пере;рузки осуществляется тепловым рас.ценителем автоматического выключателя, с которым по"чедовательно соединено токоеч раничивающее устройство. Время отключения пускового (шести-семикратного

)524107 лг< от ноицнального) тока перегрузки находится в диапазоне 1 — 15 с. За такой небольшой промежуток вреиени териобиметаллический контактодержатель не успевает нагреваться малой величииой тока ig до температуры, которая может вызвать дефррмацию териобниеталла, способную преодолеть нажатие контактной пружины 9 и ргзвес- )0 ти контакты 4 и 5.

Таким образом, усилие, вызываемое деформацией териобиметаллического подвижного контактодержателя 3 при протекании тока перегрузки, невелико 15 и контактное нажатие главных контактов 4 и 5 остается практически неизмениыи по сравнению с номинальным . режимом. В результате этого переходное сопротивление главных контактов, 20 от которого зависит их нагрев, тоже существенно не изменится, что исключает перегрев контактов, их возможное сваривание н обеспечивает повышение надежности работы устройства ° 25

В режиме откпючения токов короткого замыкания нарастающий аварийный ток протекает по двум параллельным ветвям токоведущей системы устройства: термобиметалличес!(ому подвижному контактодержателю 3 и гибк<>му токоподводу 19, катушке 14 электромагнита, вспом<>гательным ко?<тгктгм 15 и 18. При достижении током короткого замыкания величины уставки срабатывания электромагнита сердечник 1 I э;,ектромагнита втягивается в катушку ь толкатель 13, ударив по подвижному вспомогательному контакту !5, отводит его от неподвижного нспом<1ггтельно>(> 40 контакта 18, Цепь, шунтирующая герм<>в биметаллический подвижный контгктодержатель, размыкается без электрической дуги на вспомогательных контактах и весь аварийный ток начинает проте- 45 кать по нему <,фиг.3) Резкое увеличение тока через термобиметалл приводит к быстрому его нагреву и деформации. Одновременно на термобиметаллический подвижный контактодержгтель 50 действуют электродинамические усилия от токов, протекающих в противоположных направлениях по неподвижному 2 и подвижному 3 контактсцержгте1?ям, 8 результате термобиметаплический пoдвижный кон гактодерж,<тель быс T 1(. тбрасывается о1 Н<- I1(дв1><(ного, и гпавные контакты ч и 5 размыкаются (<1>иг.4:, Электрическая дуга, возникающая ме>лду главными кон-.актами, ol IlàíH÷Hâàå÷ аварийный ток своим сопротивлением, после чего она перемещается в дугогаситель .ую решетку 20, где и гаснет.

После размыкания вспомогательных кснтактов )5 и 18 катушка электромагнита обесточивается, однако его сердечник в исходное положение не возвращается, так как скоба 12, связанная механически с сердечником, охватывает термобиметзллнческий подвижный контактодержятель и положение сердечника электромагнита определяется положением термобиметаллическ(>го подвижного контактодержателя 3.

Э (исключает повторное згмь<кание вспомогательных контактов и уменьше— ние тока в цепи термобиметалличес— кого п(>двпжного контгктодержателя, а следовательно, уменьшение силы, раз<ъ:к<11(>щей главные контакты.

В процессе гашения дуги ток, про?екгюшнй и(. г1авньм контактам, уменьшается, следовательно, уменьшаются и электродпнгмические усилия, действующие на термобиме.<ачлический подвижный конгакгсдержатель, и он ьэ пнгет сб 1ижгться с неподвижньм к н1гкт(держа- ell м. Однако замыкан?я гпгвных контактов происходит, гг(:(ак у:I(,? H прих<>д.. в соприкосн< вени» с изоляционнь<м кор?1усс>м 1, грепь гс гвуя <(<<льнеиш(му пер(мещени?(> т-.р>;< биметаллическог: и .движного к . Нтг>(т<>дер кгз еля <, ф?<г 5) . Затем и(> к>. ре ос гывания термобиметапла он лринимге г первон".÷àëlI<óâ форму, обес>1»-ч?1г>гь зг?<ыкг?1?1е вспомогательнь<х

И ГЛ г В Н Ь>Х K O H T R I(Ti > i ;1 r>H В»1 З Е> р»1 Т е устройства в Hc:х )H<>t . (.:c г. яние.

Таким образс и, в нреллггае?1<>м устройс-ве процесс медленного возврата главных контактов в исходное со т(1<ние позв(ляет сохранить надежность ргбо гь при;окгх короткого замыкания, достигнутую в 11ротог1<пе.

Предлггг =мое усг?>ойств»-. в сргвнении с известным оба а; .e r большеи надежи<>. стью пр? токах Il<-.).»;ãðóçêH и более экон .мичнс по раск(>ду "(-рмобиметглФ о р M у л г и з о б р о т е н и я

Ток>>гр:-H?1«»1,1«>(це усгроиств цля г; ° омгти 1»»(ких в<:". Iк>»1гте:io11» (, (\<1> жг1не<и кс;>пус, л н 1гл т) 524107 фиг. 2 ную и дугогасительиую системы, подвижный термобиметаллический контактодержатель, неподвижный контактодержатель, упор, установленный на подвижном термобиметаллическом контактодержателе, гибкий токоподвод, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы в режимак токов перегрузки, оно снабжено электромагнитом, вспомогательными подвнжныи и неподвижным контактами и скобой, катушка электро-. магнита и вспомогательные контакты соединены электрически последовательно н образуют электрическую цепь, шунтирукщую подвижный термобиметаллический контактодержатель, скоба выполнена в виде замкнутой петли и установлена на сердечнике электромагнита так, что охватывает подвижный термобиме-. таллический контактодержатель, а сердечник электромагнита установлен с возмомяостью Взаимодействия с Вспомо гательным подвижным контактом.

1524 !07

Фиг. 3

1524107

Составитель В.Кокосов

Техред М.Дидык Корректор О.Кравцова

Редактор А.Шандор

Заказ 7050/53 Тираж 696 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101