Автоматический выключатель

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в низковольтных автоматических выключателях. Цель изобретения - повышение надежности работы при небольших токах короткого замыкания. К главным контактам выключателя подключен узел контроля величины энергии дуги отключения, который содержит блок 7 питания, измерительный преобразователь 8 энергии дуги на базе датчика Холла 14, интегратор 9, пороговый элемент, имеющий входное реле 10 и выходное реле 11, формирователь 12, логический элемент И-НЕ 13 и исполнительный механизм 6, воздействующий на расцепляющий рычаг механизма свободного расцепления. Выход датчика Холла 14 подключен к входу формирователя 12 и к входу интегратора 9. Вход логического элемента И-НЕ 13 подключен к выходу формирователя 12 и входного реле 10. Сигнал на выходе элемента И-НЕ 13 появляется, если величина энергии дуги не превышает порога срабатывания. В этом случае реле 11 выдает команду на исполнительный механизм 6, воздействующий на расцепляющий рычаг в сторону включения выключателя. 2 ил.

союз сонетсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 Н 01 Н / 8

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ по изОБРетениям и ОтнРцтинм

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4358551/24-07 (22) 05.01.88 (46) 07.02.90. Бюл. k" 5 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт низковольтного аппаратостроения (72) A.Ñ.ÊoáoçåB, B.Е.Райнин и В.М.Гайдаенко (53) 621.316.547 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ч 760230, кл. Н О1 Н 73/38, 1979. (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЪ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в низковольтных автоматических выключателях. Цель изобретения — повышение надежности работы при небольших токах короткого замыкания. К главным контактам выключателя подключен узел контроля величины энергии дуги отклю-!

„„Я0„„1541687 А1

2 чения, который содержит блок 7 питания, измерительный преобразователь 8 энергии дуги на базе датчика Холла

14, интегратор 9, пороговый элемент, имеющий входное реле 10 и выходное реле 11, Формирователь 12, логический элемент И-HE 13 и исполнительный механизм 6, воздействующий на расцепляющий рычаг механизма свободного расцепления. Выход датчика Холла 14 подключен к входу Формирователя 12 и входу интегратора 9. Вход логического элемента И-HE 13 подключен к выходу Формирователя 12 и входного реле 10. Сигнал на выходе элемента

И-НЕ 13 появляется, если величина энергии дуги не превышает порога срабатывания. В этом случае реле 11 выдает команду на исполнительный механизм 6, воздействующий на расцепляющий рычаг в сторону включения выключателя. 2 ил.

1541687

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в низковольтных автоматических выключателях.

Цель изобретения - повышение надежности работы при небольших токах короткого замыкания.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства в однофазном исполнении„ на фиг. 2 - выключатель с приводом в положении "Включено".

Выключатель имеет главные контакты 1, механизм 2 электродинамического разведения контактов„ на котором установлены неподвижные контакты, электромагнитный расцепитель 3, механизм 4 свободного расцепления, рукоятку 5, исполнительный механизм 6 20 узла контроля величины энергии дуги отключения, который также содержит блок 7 питания, подключенный к главным контактам, измерительный преобразователь 8 энергии дуги, интегратор 9, пороговый элемент, имеющий входное 10 и выходное 11 реле, формирователь 12 и логический элемент

И-HF 13.

Измерительный преобразователь 8 выполнен на базе датчика Холпа 14, располо>кенного в полюсном пространстве в плоскости, перпендикулярной магнитному полю токоведущей шины.

8ходнь>е электроды датчика Холла 14 через резистор 15 подсоединены к глав- З жым контактам 1 выключателя, а выходные его электроды — к входам интегратора 9 и формирователя 12. Выход интегратора 9 подсоединен к вход40 ному реле 10, выход которого и выход формирователя 12 подсоединены к входам логического элемента И-НГ 13, Так как выходное напряжение на выходе датчика Холла 14 имеет форму, отличную от прямолинейной, для чет45 кой работы схемы применен формирова.тель l2, преобразующий выходное напряжение датчика Холла s прямоугольный импульс„ по уровню совместимый с логическим элементом И-НЕ 13. Выход логического элемента И-НЕ 13 годключен к входу выходного реле 11 на оптронном тиристоре, коммутирующем цепь исполнительного механизма 6.

Блок питания 7 предназначен для 5 выработки напряжения на конденсаторе

16, необходимого для срабатывания исполнительного механизма 6, и двух . симметричных относительно общей точки, разнополярных и гальванически не связанных с главными конта ктами напряжений для питания узла контроля величины энергии дуги. Блок 7 питания и преобразователь 8 могут быть подключены через вспомогательные замыкающие контакты 17.

Исполнительный механизм 6, например электромагнит соленоидного типа, имеет шток 18, воздействующий на расцеппяющий рычаг 19 механизма 4 свободного расцепления. Положение, в которое приходят все узлы механизма и, в частности, его контакты 1, в результате действия исполнительного механизма 6, показано на фиг. 2. Это положение полностью соответствует положению выключателя "Включено".

Конструктивно исполнительный механизм 6 и узеп контроля величины энергии дуги могут быть объединены и выполнены отдельным модулем 20, который может крепиться на крышке

21 пластмассового корпуса выключателя. При этом шток 18 исполнительного механизма 6 через отверстие в корпусе воздействуе - на расцепляющий рычаг 19, который входит в зацепление с отключающей защелкой 22, одним концом упирающейся на отключающую рейку

23. На последнюю может воздействовать и якорь электромагнитного расцепителя 3.

Выключатель имеет дугогасительную камеру 24 с деионной решеткой, Дистанционнь>й привод 25 воздействует на рукоятку 5.

Исключение ггостоянной гальванической связи между главными контактами и 2 через узел контроля величины энергии дуги может быть обеспечено тем, что указанный узел может быть подключен к главным контактам 1 через вспомогательные замыкающие контакты

17, кинематически связанные с главнь>ми и настроенные на опережение при замыкании. Устранение этсй связи повышает надежность узла KoHYposlR который находится под напряжением только при коммутации тока.

Устройство работает следующим образом.

Во включенном положении контакта элементы узла контроля обесточены.

При коротком замыкании. под действием электродинамических сил, после срабатывания электромагнитных расцепи1

1541687 телей и под действием механизма главные контакты 1 расходятся, и в цепь вводится дуга, ограничивающая ток короткого замыкания ° Напряжение на дуге используется для питания узла контроля величины энергии дуги, при этом время формирования напряжения для питания логической части узла контроля должно быть минимально возможным ° При появлении дуги на выходе входного реле 1О формируется сигнал, соответствующий логическому "0", а на выходе формирователя 12 - логической "1", оптронный тиристор реле 11 заперт.

Поскольку магнитный поток, пронизывающий датчик Холла 14, прямо пропорционален току короткого замыкания, а ток, протекающий через входные электроды датчика Холла, прямо пропорционален напряжению дуги, то на выходе датчика Холла формируется сигнал, пропорциональный выделяемой в дуге мощности, а на выходе интегра- 25 тора 9 - сигнал, пропорциональный энергии дуги на главных контактах 1.

Этот сигнал используется для управления исполнительным механизмом 6.

Поскольку ток срабатывания электромагнитного расцепителя 3 ниже уровня тока, ограниченного дугой, то за время существования дуги происходит срабатывание механизма свободного .расцепления, но при этом Рукоятка 5 выключателя удерживается дистанционным приводом 25 во включенном положении. Если при этом величина энергии дуги выше определенного уровня, за. даваемого порогом срабатывания реле

10, на выходе последнего появится сигнал, соответствующий логической

"l" и на исполнительный механизм 6 не будет поступать сигнал с выхода реле 11.

Автоматический выключатель, содер" жащий механизм свободного расцепления, дистанционный привод, расположенные в каждом полюсе главные контакты и дугогасительные камеры, меха" ни зм зле ктродинамичес кого ра з ведения главных контактов, электромагнитный расцепитель и узел контроля энергии дуги отключения, состояций из блока питания, подключенного к главным контактам, измерительного преобразователя энергии на базе датчика Холла, интегратора, порогового элемента и исполнительного механизма, причем датчик Холла расположен в полюсном пространстве в плоскости, перпендикулярной магнитному полю токоведущей шины, входные электроды датчика Холла через резистор подключены к главным контактам, а выходные - к входу, интегратора, выход которого подключен к пороговому элементу, имеющему входное и выходное реле, которое электрически связано с исполнительным механизмом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы при небольших токах короткого замыкания, узел контроля энергии дуги снабжен формирователем и логическим элементом И-НЕ, причем вход Формирователя подключен к выходу измерительного преобразователя энергии, выход формирователя и вход- ного реле порогового элемента соединены с входом логического элемента

И-НЕ, выход которого подключен к входу выходного реле, а исполнительный механизм узла контроля энергии

При исчезновении дуги на выходе формирователя 12 появляется сигнал, соответствующий логическому "0". Непосредственно сразу за исчезновением дуги на входах элемента И-НЕ возмож- 50 ны следующие варианты сигналов:

"0" и "l" при срабатывании реле

"0" и "0" при несрабатывании ре- ле 10.

В первом случае команда на взвод механизма выключателя не поцается. Этот случай соответствует положению, когда выключатель расположен ближе к источнику энергии, а в токоограни ении участвуют как минимум два выключателя.

При втором варианте подается команда на взвод выключателя, что соответствует случаю, когда выключатель расположен по условиям селективности вне зоны срабатывания.

Таким образом, при выборе порога срабатывания входного реле 10 в соответствии с местом установки выключателя в распределительной сети (головной выключатель должен иметь существенно больший порог срабатывания реле 10) обеспечивается избирательность действия защиты, а следовательно, и надежная работа во всем диапазоне токов короткого замыкания.

Формула и з о б р е т е н и я

1541687

Составитель Н.Косточко

Техред. Л.Сердюкова: Корректор И.Самборская

Редактор А.Шандор

Заказ 285 Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 101 дуги установлен с возможностью воздействия на расцепляющий рычаг механизма свободного расцепления в сторону зацепления с отключающей защелкой механизма свободного расцепления.