Сильноточный предохранитель многократного действия

 

Использование: в устройствах защиты сильноточных электроустановок от перегрузок и коротких замыканий. Существо изобретения: предохранитель, содержащий два неподвижных /НЭ/ 1, 2 и подпружиненный подвижный /ППЭ/ 12 электроды, тепловыделяющий элемент /ТВЭ/, легкоплавкий припой /ЛПП/ 6 и механизм расцепления , для повышения номинального тока и упрощения эксплуатации снабжен зажимной гайкой 14 и дугогасительными контактами 15, при этом ТВЭ выполнен в виде шпильки 3 с облуженной ЛПП 6 шейкой 7 и втулки 8, установленной соосно с шейкой 7 с помощью ЛПП 6, ППЭ 12 выполнен твердометаллическим и соединен С НЭ 2 с помощью шпильки 3, втулки 8 и зажимной гайки 14, а дугогасительные контакты 15 подключены параллельно НЭ 2 и ППЭ 12. 2 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s Н 01 Н 37/76

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4765305/07 (22) 05. 1-2.89 (46) 23.05.92. Бюл, N 19 (71) Самарский политехнический институт им, B.Â, Куйбышева (72) В.М, Игнатьев, П,А. Кулаков, B.È. Приходченко и Ю,Н. Скоморохов (53) 621,318,56(088.8) (56) Рожкова Л,Д., Казулин В,С, "Электрооборудование станций и подстанций". — M.:

Э нергоатомиздат, 1987, с. 252-259.

Авторское свидетельство СССР

N1184021,,кл. Н 01 Н 37/76, 1984, Патент США ¹ 3644962, кл. 337-408, 1972. (54) СИЛЬНОТОЧНЫЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ

МНОГОКРАТНОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты сильноточных электроустановок от перегрузок и коротких замыканий.

Известны плавкие предохранители, предназначенные для отключения защищаемой цепи разрушением специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, превышающего определенное значение. Принцип действия таких предохранителей основан в основном, на расплавлении плавкой вставки теплом, выделяющимся при протекании токов перегрузки или короткого замыкания. Основными элементами таких предохранителей являются корпус, плавкая вставка, » Ы,, 1735933 А1 (57) Использование: в устройствах защиты сильноточных электроустановок от перегрузок и коротких замыканий. Существо изобретения: предохранитель, содержащий два неподвижных /НЭ/ 1, 2 и подпружиненный подвижный /ППЭ/ 12 электроды, тепловыделяющий элемент /ТВЭ/, легкоплавкий припой /ЛПП/ 6 и механизм расцепления, для повышения номинального тока и упрощения эксплуатации снабжен зажимной гайкой 14 и дугогасительными контактами 15, при этом ТВЭ выполнен в виде шпильки 3 с облуженной ЛПП 6 шейкой 7 и втулки 8, установленной соосно с шейкой 7 с помощью ЛПП 6, ППЭ 12 выполнен твердометаллическим и соединен с НЭ 2 с помощью шпильки 3, втулки 8 и зажимной гайки

14, а дугогасительные контакты 15 подключены параллельно НЭ 2 и ППЭ 12, 2 ил. контактная часть, дугогасительное устройство или дугогасительная среда.

К недостаткам таких предохранителей относится их небольшой номинальный ток

/до 1000 А/ и однократность работы, требующая замены предохранителя после его срабатывания.

В таких конструкциях увеличение номинального тока предохранителя только за счет увеличения сечения плавкой вставки или выполнение ее из набора параллельных проволок или медных полос является затруднительным, так как процесс плавления вставки при значительном ее сечении протекает значительно медленнее (при малых сечениях используют так называемый металлургический эффект для снижения тем1735933 пературы плавления), чем при малом, а при работе параллельных вставок практически невозможно обеспечить равномерное распределение тока по параллельным цепочкам. Все это приводит либо к увеличению времени срабатывания, либо к нестабильным характеристикам срабатывания предохранителей на большие номинальные токи.

Недостатком является также однократность срабатывания и необходимость замены предохранителя после срабатывания.

Известен также термочувствительный выключатель многократного использования, в котором в качестве термочувствительного плавкого элемента используется электропроводное вещество с отрицательным температурным коэффициентом объемного расширения. При плавлении термочувствительного элемента и уменьшении при этом его объема происходит разрыв электрической цепи. Самовосстановление предохранителя происходит при затвердевании термочувствительного элемента.

К недостаткам термочувствительного выключателя следует отнести малую коммутационную способность, обусловленную небольшой скоростью расхождения контактов

{скорость изменения объема связана со скоростью нарастания температуры), а также то, что гашение дуги происходит между контактными поверхностями, которые должны обеспечивать при восстановлении предохранителя малое контактное сопротивление.

Эти недостатки особенно сильно проявляются при использовании термочувствительного выключателя на значительные (более 1000 А) номинальные токи, Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство, содержащее два неподвижных электрода, подпружиненный гибкий подвижный электрод, соединенный с одним неподвижным электродом болтовым соединением, тепловыделяющий элемент в виде чаши, выводной конец которого закреплен в другом неподвижном электроде с помощью резьбового соединения, а тепловыделяющий элемент контактирует с подвижным электродом через слой помещенного в чаше легкоплавкого припоя и пружинный механизм расцепления, закрепленный на подвижном электроде и на выводном конце тепловыделяющего элемента.

При протекании через устройство тока короткого замыкания в чаше от нагрева расплавляется припой и механизм расцепления вытягивает нижний конец подвижного электрода в сторону от чаши, в результате чего разрывается цепь.

Однако устройство довольно сложно в эксплуатации, так как после срабатывания для приведения его в рабочее положение требуется наличие источника тепла для рас5 плавления застывшего легкоплавкого припоя. Кроме того, из-за наличия достаточно гибкого подвижного электрода устройство не способно коммутировать большие токи, так как увеличение сечения подвижного

10 электрода для увеличения пропускаемого номинального тока приведет к потере электродом гибкости и к невозможности отключения цепи без создания направляющих для подвижного электрода и мощного механиз15 ма расцепления. Разрывание цепи в зоне чаши тепловыделяющего элемента с легкоплавким припоем при больших токах будет приводить к износу торца нижнего конца подвижного электрода и к выбросу расплав20 ленного легкоплавкого припоя из чаши изза воздействия на них электрической дуги.

Для увеличения номинального тока коммутируемой цепи в устройстве необходима замена гибкого подвижного электрода на

25 твердометаллический.

Цель изобретения — повышение номинального тока и упрощение эксплуатации, На фиг, 1 представлено предлагаемое устройство в замкнутом положении; на фиг, 30 2 — то же, в разомкнутом положении в момент гашения электрической дуги.

Сильноточный предохранитель многократного действия содержит неподвижные электроды 1 и 2, шпильку 3, имеющую с двух

35 концов резьбу 4 и сквозное осевое отверстие 5 с резьбой, Шпилька 3 имеет также облуженную легкоплавким припоем 6 шейку

7. К шейке 7 легкоплавким припоем 6 соосно припаяна втулка 8. Шпилька соединена од40 ним концом болтами 9 и 10 с неподвижным электродом 2 через Г-образную скобу 11.

Другим концом шпилька вставлена в отверстия в промежуточном подвижном электроде 12 и неподвижном электроде 1, Шпилька

45 3 изолирована от неподвижного электрода

1 изоляцией 13. На резьбу 4 шпильки 3 навернута зажимная гайка 14. Между припаянной легкоплавким припоем 6 втулкой 8 и зажимной гайкой 14 сжаты неподвижный

50 электрод 1 и промежуточный подвижный электрод 12. К неподвижному электроду 1 и промежуточному подвижному электроду 12 присоединены дугогасительные контакты

15, находящиеся в дугогасительных камерах

55 16. Промежуточный неподвижный электрод

12 подпружинен пружиной 17 относительно неподвижного электрода 2, последний имеет изоляционную площадку 18 с упором 19.

С изоляционной площадкой 18 неподвижного электрода 2 соприкасается изоляционная

1735933 площадка 20 промежуточного подвижного де шпильки с соосно припаяннОй к ее облуэлектрода 12. Стрелками показано направ- женной легкоплавким припоем шейке втулление протекания тока. кой позволяет упростить эксплуатацию

Сильноточный предохранитель много- предохранителя при переводе последнего в кратного действия работает следующим об- 5 рабочее положение после срабатывания без применения дополнительного источника

В рабочем положении ток протекает от тепла, сохраняя в то же время многократнеподвижного электрода 1 через промежу- ность срабатывания предохранителя. точный подвижный электрод 12 и припаян- Выполнение подпружиненного-подвижную легкоплавким припоем 6 к шпильке 3 10 ного электрода твердометаллическим также втулку 8 по шпильке 3, далее по Г-образной позволяет увеличить номинальный ток прескобе 11 к неподвижному электроду 2. При дохранителя, этом сильноточный предохранитель много- В предлагаемом предохранителе зократного действия содержит только ста- на разрываемого контакта перенесена и бильные ниэкоомные болтовые соединения. 15 выполнена между твердометаллическим поПри протекании по устройству токов пе- движным электродом и другим неподвижрегрузки или короткого замыкания темпера- ным электродом, контакт обеспечивается тура шпильки 3 повышается, легкоплавкий болтовым соединением болтовая пара— припой 6 расплавляется, Пружина 17 оття- шпилька с припаянной втулкой и зажимная гивает промежуточный подвижный элект- 20 гайка. Более того, контактные площадки род 12 вместе с втулкой 8 в направлении электродов воздействию электрической дуГ-образной скобы 11. При этом изоляци- ги при этом не подвергаются, так как электонная площадка 20 промежуточного по- рическая дуга горит между введенными движного электрода 12 скользит по дугогасительными контактами. Кроме того, изоляционной площадке 18 неподвижного 25 площадь контакта неподвижного электрода электрода 2 до упора 19, переводя втулку 8 с подвижным конструктивно может быть выв новое положение относительно облужен- полнена необходимых размеров в соответной шейки 7. Ток при этом протекает через ствии с номинальным током защищаемой размыкающиеся с запаздыванием дугогаси- цепи. тельные контакты 15. Образующиеся при 30 Предложенная конструкция сильноточэтом электрические дуги растягиваются за ного предохранителя многократного дейстсчет электродинамических сил в петле тока вия позволяет создавать устройства для и гасятся в дугогасительных камерах 16. сильноточных электрических цепей оттоков

Цепь разорвана, Легкоплавкий сплав 6, ос- перегрузки и коротких замыканий, в кототывая, закрепляет втулку 8 в новом положе- 35 рых обеспечивается пропускание значинии, Для возвращения сильноточного тельных номинальных токов при предохранителя многократного действия в минимальном значении общего сопротивлеисходное положение следует отвернуть за- ния; простота эксплуатации, заключающаяжимную гайку 14, болты 9и 10, переставить ся в незначительном числе простых шпильку 3 так, чтобы втулка 8 оказалась 40 операций для приведения предохранителя снова в прежнем положении, Затем следует в рабочее положение после срабатывания и навернуть зажимную гайку 14, вновь зажав в отсутствии при этом дополнительного исмежду гайкой 14 и припаянной втулкой 8 точника тепла; эффективное решение вознеподвижный электрод 1 и промежуточный никающей при срабатывании подвижный электрод 12. Затем следует сое- 45 предохранителя электрической дуги за счет динить шпильку 3 с неподвижным электро- растяжения ее электродинамическими сидом ом 2 Г-образной скобой 11, завернув лами в дугогасительных камерах; защита сначала болт 9 в отверстие 5, а затем затя- контактирующих поверхностей от разрушанув болт 10, Цепь замкнута, устройство ro- ющего воздействия электрической дуги и тово к ра оте. о к работе. 50 возможность многократного использоваТепловыделяющий элемент в виде ния. шпильки, имеющей облуженную легко- Формула изобретения плавким припоем шейку и жесткие болто- Сильноточный предохранитель многовые соединения с двух концов с другими кратного действия, содержащий два неподтоковедущими элементами конструкции, с 55 вижных и подпружиненный подвижный одной стороны, выполняет роль тепловыде- электроды, тепловыделяющий элемент, желяющего проводника с сечением, достаточ- стко соединенный с одним из неподвижных ным для пропускания значительных электродов болтовым соединением, легкономинальныхтоков. С другой стороны, кон- плавкий припой и механизм расцепления, струкция тепловыделяющегоэлемента в ви- отличающийся тем, что, с целью

1735933

15 б

6 юг,1

55 повышения номинального тока и упрощения эксплуатации, он снабжен зажимной гайкой и дугогасительными контактами, тепловыделяющий элемент выполнен в виде шпильки с облуженной легкоплавким припоем шейкой и втулки, установленной соосно с шейкой с помощью указанного легкоплавкого припоя, подпружиненный подвижный электрод выполнен твердометаллическим и соединен со вторым неподвижным электродом с помощью шпильки, втулки и зажимной гайки, при этом шпилька и второй непод5 вижный электрод изолированы друг от друга, а дугогасительные контакты подключены параллельно второму неподвижному и подпружиненному подвижному электродам.

1735933

Составитель S. Коносов

Техред M. Моргентал Корректор Л. Бескид

Редактор О. Стенина

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

Заказ 1821 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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