Устройство отключения постоянного тока контактным коммутационным аппаратом

Авторы патента:

Грицук Александр Антонович (RU)

Морозов Алексей Григорьевич (RU)

Шабанов Олег Салаватович (RU)

Мурадов Эльхан Шахбаба оглы (RU)

H01H33/65 - Высоковольтные или сильноточные выключатели с устройствами для гашения или предотвращения образования дуги

Владельцы патента RU 2402093:

Общество с ограниченной ответственностью "Технос" (RU)

Изобретение предназначено для отключения как больших, так и малых токов, например, для выключателей, защищающих электрооборудование городского электротранспорта от токов короткого замыкания. Устройство отключения постоянного тока контактным коммутационным аппаратом содержит включенные в главную цепь контакты, дугогасительную камеру, катушку параллельного магнитного дутья, независимый источник питания, датчик тока. Независимый источник питания подключен к катушке магнитного дутья через блок управления катушкой магнитного дутья и выполнен с возможностью протекания тока в цепи катушки параллельного магнитного дутья непрерывно как при разомкнутых, так и при замкнутых контактах. В главную цепь также включен датчик направления тока для управления полярностью. Технический результат заключается в уменьшении времени горения дуги и в исключении зависимости от направления протекания тока в главной цепи. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутационным аппаратам, в частности к сильноточным аппаратам, и предназначено для отключения как больших, так и малых токов, например, для выключателей, защищающих электрооборудование городского электротранспорта от токов короткого замыкания.

Устройства отключения постоянного тока известны из следующих источников.

В источнике О.Б. Брон, «Электрическая дуга в аппаратах управления». - М. - Л.: Госэнергоиздат, 1954 г., стр.214-222, описаны два устройства. Первое содержит полюс, имеющий размыкаемый контакт, дугогасительную камеру и катушку, по которой протекает ток коммутируемой цепи. Второе устройство отличается тем, что вместо катушки, по которой протекает ток коммутируемой цепи, оно содержит катушку, подключенную на полное напряжение цепи. Первое устройство можно применять для отключения тока в цепях, где изменяется направление протекания тока, но оно недостаточно эффективно при отключении малых токов. Второе устройство более эффективно при отключении малых токов, но применимо только в цепях, где не изменяется направление протекания тока. Наиболее близким аналогом к патентуемому устройству можно считать устройство отключения постоянного тока контактным коммутационным аппаратом, описанное в книге Таев И.С. Электрические аппараты управления: Учебник для вузов по спец. «Электрические аппараты». 2-е издание, перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1984, §3-2. Это устройство содержит включенные в главную цепь контакты, дугогасительную камеру и катушку параллельного магнитного дутья. Катушка параллельного магнитного дутья подключена к источнику питания главной цепи. Недостатками указанного устройства являются зависимость от направления протекания тока в главной цепи, что не позволяет отключать ток при изменении его направления. Кроме того, отсутствие гальванической развязки между контактами в отключенном положении контактов, что создает угрозу поражения электрическим током в эксплуатации.

Эти недостатки устраняются в устройстве по патенту на полезную модель RU №35923, Н01Н 33/62, 2003 г. Оно содержит включенные в главную цепь контакты, дугогасительную камеру, катушку параллельного магнитного дутья, независимый источник питания, к которому подключена катушка параллельного магнитного дутья, и датчик тока для управления независимым источником питания. В качестве датчика тока могут использоваться различные по принципу работы датчики, в том числе основанные на преобразователе Холла.

Однако это устройство недостаточно надежно при гашении дуги в момент отключения. Это связано с тем, что напряжение на катушку параллельного магнитного дутья подается независимым источником питания только при размыкании контактов, что замедляет процесс гашения дуги в начальный момент размыкания контактов, ввиду отсутствия магнитного поля катушки параллельного магнитного дутья.

Изобретением решается задача создания устройства надежного и безопасного в эксплуатации.

Технический результат, который создается изобретением, состоит в уменьшении времени горения дуги и в исключении зависимости от направления протекания тока в главной цепи.

Это достигается за счет того, что катушка параллельного магнитного дутья подключена к независимому источнику питания через блок управления катушкой параллельного магнитного дутья, а в главную цепь включен датчик тока и датчик направления тока. Управление полярностью независимого источника питания осуществляется с помощью датчика направления тока. Непрерывное же протекание тока, обеспечиваемое блоком управления катушки параллельного магнитного дутья, создает магнитное поле в области контактов как в замкнутом, так и в разомкнутом их состоянии. Поэтому в начальный момент размыкания контактов магнитное поле катушки параллельного магнитного дутья незамедлительно выдувает дугу в камеру.

Патентуемое устройство поясняется чертежом, где показана блок-схема устройства.

Устройство отключения постоянного тока контактным коммутационным аппаратом содержит включенные в главную цепь контакты 1, дугогасительную камеру (не показана), катушку 2 параллельного магнитного дутья, подключенную к независимому источнику питания 3 через блок управления 4, датчик тока 5 и датчик направления тока 6 для управления полярностью. Устройство служит для отключения изменяемой нагрузки 7. Блок управления 4 выполнен с возможностью протекания тока в цепи катушки 2 параллельного магнитного дутья непрерывно как при разомкнутых, так и при замкнутых контактах 1.

Устройство работает следующим образом.

При работе устройства катушка 2 параллельного магнитного дутья работает в непрерывном режиме, что способствует присутствию магнитного поля катушки 2 параллельного магнитного дутья уже в начальный момент размыкания контактов 1. По сигналу отключения с датчика тока 5 контакты 1 размыкаются и между ними образуется дуга, которая незамедлительно затягивается магнитным полем катушки 2 в область дугогасительной камеры. При этом полярность независимого источника питания 3 определяется датчиком направления тока 6. Полярность должна быть такой, чтобы магнитное поле, созданное катушкой 2 параллельного магнитного дутья, обеспечивало усилие для перемещения образовавшейся между контактами 1 дуги в дугогасительную камеру. Это способствует гашению дуги при протекании тока главной цепи в любом направлении. После гашения дуги напряжение с катушки 2 не снимается, что способствует незамедлительному гашению дуги при последующем размыкании контактов и увеличивает надежность устройства ввиду уменьшения количества управляющих элементов.

Таким образом, в созданном устройстве исключена зависимость от направления протекания тока и достигнуто уменьшение времени горения дуги.

Устройство отключения постоянного тока контактным коммутационным аппаратом, содержащее включенные в главную цепь контакты, дугогасительную камеру, катушку параллельного магнитного дутья и независимый источник питания, отличающееся тем, что катушка параллельного магнитного дутья подключена к независимому источнику питания через блок управления, обеспечивающий протекание тока в цепи катушки параллельного магнитного дутья непрерывно, как при разомкнутых, так и при замкнутых контактах, а в главную цепь включены датчик тока, по сигналу отключения с которого обеспечивается размыкание контактов, и датчик направления тока, обеспечивающий управление полярностью независимого источника питания.

Похожие патенты:

Электроизоляционная тяга // 2366024

Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкциям электроизоляционных тяг, и может быть использовано в высоковольтных коммутационных аппаратах.

Вакуумный выключатель // 2344506

Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкциям вакуумных выключателей, и может быть использовано в распределительных устройствах, трансформаторных подстанциях и в составе другого электрооборудования, в том числе взрывозащищенного.

Пружинный привод высоковольтного коммутационного аппарата // 2336589

Изобретение относится к электротехнике, в частности к элементам конструкций высоковольтных коммутационных устройств, а именно к пружинным приводам, предназначенным для управления высоковольтными выключателями.

Устройство отключения постоянного тока контактным коммутационным аппаратом // 2313845

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты электрооборудования от токов короткого замыкания и перегрузок. .

Устройство отключения постоянного тока контактным коммутационным аппаратом // 2313844

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для коммутации электрических цепей постоянного тока. .

Высоковольтный аппаратный комплекс // 2305343

Изобретение относится к области электротехники, в частности к высоковольтным электрическим аппаратным комплексам, и может быть использовано в электрических сетях напряжением 35 кВ и выше.

Высоковольтный двухколонковый горизонтально-поворотный разъединитель // 2272331

Изобретение относится к электротехнике, а именно к разъединителям высокого напряжения, токоведущие системы каждого полюса которых содержат два полуножа, жестко присоединенные к верхним торцам своих опорных поворотных изоляторов, и шарнирно закрепленные на них контактные выводы.

Способ отключения электрической цепи // 2154321

Изобретение относится к электротехнике и касается способа отключения электрической цепи коммутационным аппаратом, токоведущий контур которого состоит из двух параллельных ветвей с разной отключающей способностью, каждая из которых содержит, по крайней мере, по одному дугогасительному устройству.

Высоковольтный аппарат // 2112297

Изобретение относится к электротехнике. .

Контактор постоянного тока // 2094883

Изобретение относится к низковольтным электрическим аппаратам, в частности к контакторам постоянного тока, подключающим цепи с индуктивными накопителями энергии.

Устройство для гашения дуги неполяризованного аппарата дутьем на постоянных магнитах // 2402094

Изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутационным аппаратам, и предназначено для отключения аварийных токов

Сильноточный замыкатель многократного действия // 2515513

Изобретение относится к сильноточной коммутирующей аппаратуре многократного действия, работающей в цепях постоянного и переменного тока, и может быть использовано в системах питания электрофизических установок. Сильноточный замыкатель содержит внутренний и внешний коаксиальные неподвижные контактные электроды, дисковый подвижный контактный электрод с кольцеобразным контактом и катушку индуктора, размещенные в диэлектрическом корпусе, поверх которого над индуктором установлена крышка корпуса. Кольцеобразный контакт изготовлен из отдельных независимых ламелей и закреплен на опорном диске подвижного контактного электрода. Между опорным диском и ламелями установлены упругие элементы. Неподвижные контактные электроды выполнены съемными и снабжены каналами охлаждения. К контактным поверхностям подвижного и неподвижного контактных электродов прикреплены пластины, выполненные из материала с высокой электропроводностью. Крышка корпуса, установленная над катушкой индуктора, выполнена с внутренней полостью и соединена рядом отверстий, выполненных в корпусе индуктора, с объемом над подвижным контактным электродом. При этом в неподвижном внутреннем контактном электроде выполнена полость, увеличивающая газовый объем полости под подвижным контактным электродом, а в корпусе индуктора, в его осевой части, установлен газовый клапан. Технический результат - возможность коммутации электрических цепей мощных источников питания при длительном протекании больших токов с обеспечением при этом высокого быстродействия, низкого переходного сопротивления контактной группы, увеличения ресурса и надежности в работе. 4 з.п. ф-лы, 2 ил. .

Высоковольтная дугогасительная камера // 2551360

Изобретение относится к дугогасительным камерам высоковольтных пневматических и электромагнитных контакторов электроподвижного состава. Высоковольтная дугогасительная камера содержит спаренные изоляционные стенки, образующие между собой входную щель в зоне предварительного растяжения дуги, дугогасительных устройств в зоне гашения дуги, верхний и нижний рога, два магнитных полюса, перфорированную изоляционную пластину, вставленную в паз на выходе камеры. Спаренные изоляционные стенки спрессованы каждая как единое целое из отдельно расположенных различных дугогасительных материалов, а дугогасительные устройства выполнены в виде решетки с пластинами, которые имеют клинообразный вырез, начинаются с двух различных уровней и при вхождении в эту решетку дуга разбивается на короткие участки в два приема и гаснет внутри камеры, не успевая нагревать ее спаренные стенки. Техническим результатом является повышение отключающей способности контакторов и снижение коммутационных перенапряжений. 6 ил.

Контактная система вакуумной дугогасительной камеры // 2562246

Изобретение относится к вакуумным выключателям и может быть использовано в вакуумных дугогасительных камерах высокого напряжения. Контактная система вакуумной дугогасительной камеры содержит соосно расположенные подвижный и неподвижный контактные узлы, каждый из которых состоит из токоподвода в виде стержня и присоединенной к нему контактной детали с плоской поверхностью контактирования. В центре плоской поверхности контактирования подвижного контактного узла выполнено углубление, а в центре плоской поверхности контактирования неподвижного контактного узла закреплен выступающий над поверхностью цилиндрический контакт, который выполнен из спрессованной смеси порошков с высокой и низкой удельной электропроводностью так, что концентрация порошка с высокой удельной электропроводностью монотонно убывает от закрепленного конца цилиндрического контакта до свободного. Соосно расположенные углубление и цилиндрический контакт выполнены с размерами, обеспечивающими их электрическое соединение. Технический результат - предотвращение возникновения дуги при размыкании контактных узлов и, как следствие, предотвращение их эрозионного разрушения, повышение ресурса и надежности конструкции контактной системы вакуумной дугогасительной камеры. 2 ил.

Комбинированный газонаполненный аппарат высокого напряжения // 2580937

Газонаполненный аппарат включает закрепленные на общей опорной раме (1) расположенные один за другим, по крайней мере, три полюса, каждый из которых содержит выключатель, размещенный в горизонтально расположенном корпусе (2), и блоки, включающие ввод (4) с узлом вывода (5). По крайней мере, один блок каждого полюса содержит разъединитель, установленный в газонаполненном корпусе (3), который соединен с основанием ввода (4). Каждый блок с разъединителем снабжен внешним заземлителем, выполненным в виде неподвижного контакта (6) и взаимодействующего с ним поворотного контакта (7). Поворотные контакты (7) внешних заземлителей связаны между собой и с приводом заземлителей механизмом поворота и шарнирно установлены при помощи элементов механизма поворота на боковых поверхностях газонаполненных корпусов (3) разъединителей. Неподвижные контакты (6) закреплены на узлах выводов (5) вводов (4) так, что при взаимодействии контактов (6, 7) поворотные контакты (7) располагаются вдоль вводов (4). Технический результат - уменьшение габаритов и металлоемкости аппарата. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство ограничения или прерывания тока в линии электропередачи и способ управления указанным устройством // 2614807

Изобретение относится к устройству ограничения или прерывания тока в линии электропередачи, а также к способу управления этим устройством. Устройство включает в себя ветвь (29) прерывания тока и мостовую ветвь. Мостовая ветвь содержит два плеча моста, которые образованы четырьмя идентичными ветвями коммутации тока. Каждые две из четырех ветвей коммутации тока подключены последовательно, а образованные в результате два плеча моста подключены параллельно. Оба плеча моста подключены параллельно к ветви коммутации тока, а средние точки двух плеч моста по отдельности подключены к двум концам линии. Каждая из ветвей коммутации тока содержит по меньшей мере один быстродействующий изолирующий переключатель (6) и по меньшей мере один двунаправленный силовой полупроводниковый переключатель (10), которые подключаются последовательно. Указанное устройство может прерывать токи в двух направлениях. Техническим результатом является обеспечение высокой скорости размыкания и низких потерь. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Прерыватель цепи в литом корпусе // 2633514

Настоящее изобретение относится к прерывателю цепи в литом корпусе, в котором блокирующий элемент образован на внутренней стороне рычага и противовращательный элемент образован на верхней стороне. Блокирующий элемент может приводиться в контакт с противовращательным элементом, если ручка поворачивается в положение выключения даже в сплавленном состоянии между неподвижным контактором и подвижным контактором, тем самым, предотвращая вращение ручки в положение выключения. Техническим результатом является возможность распознавания состояния прерывателя цепи в литом корпусе. 5 з.п. ф-лы, 13 ил.

Размыкатель цепи с механической связью // 2641308

Изобретение относится к области электротехники, в частности к трехфазному высоковольтному размыкателю цепи с механической связью и направляющим средством. Техническим результатом является повышение надежности и устойчивости. Размыкатель цепи с механической связью содержит поперечную штангу и тяговую штангу, причем тяговая штанга расположена в указанной поперечной штанге. Кроме того, размыкатель цепи с механической связью содержит направляющее средство. Направляющее средство снабжено двумя несущими нагрузку элементами и двумя направляющими рукавами, при этом несущие нагрузку элементы прикреплены к поперечной штанге и расположены по двум сторонам тяговой штанги. Направляющие рукава соответствующим образом окружают несущие нагрузку элементы с возможностью поворота и отстоят от тяговой штанги. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Вакуумный прерыватель, полюс автоматического выключателя, включающий такой вакуумный прерыватель, и способ для изготовления таких устройств // 2645299

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах отключения тока. Технический результат - увеличение надежности и упрощение способа изготовления. Вакуумный прерыватель (1) включает герметическую камеру (4) с цилиндрическим корпусом (5), два электрических контакта (7, 7`) и диэлектрическое покрытие (12), которое покрывает внешнюю поверхность камеры (4). Это покрытие (12) включает по меньшей мере два слоя, а именно сформованный поверх слой (14), изготовленный из синтетического материала, и промежуточный слой (13), представляющий собой непрерывный слой, изготовленный из кремнийорганического соединения. Сформованный поверх слой (14) расположен на промежуточном слое (13). Промежуточный слой (13) выполнен прерывистым и локализованным на металлических участках камеры (4) для покрытия, по меньшей мере, частично, внешней поверхности металлических участков. Кремнийорганическое соединение промежуточного слоя (13) включает полые тела, которые являются сжимаемыми, а также имеют оболочку, изготовленную из термопластичного материала. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил., 5 табл.

Компенсатор реактивной энергии // 2648275

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение надежности работы контакторов и повышение быстродействия компенсации реактивной энергии. Компенсатор (1) реактивной энергии для трехфазной сети (4), имеющей первую фазу (6), вторую фазу (7) и третью фазу (8), содержит набор (24) конденсаторов (С1, С2, С3), по меньшей мере два электромеханических контактора (СТ1, СТ2), электрически соединенных с набором (24) конденсаторов (С1, С2, С3), при этом каждый контактор (СТ1, СТ2) содержит по меньшей мере один входной силовой контакт (18) и по меньшей мере один выходной силовой контакт (20), при этом электрический ток может проходить между входным и выходным силовыми контактами (18, 20) в замкнутом положении контактора (СТ1, СТ2), при этом первый контактор (СТ1) выполнен с возможностью соединения с первой фазой (Ph1) и второй контактор (СТ2) выполнен с возможностью соединения с третьей фазой (Ph3), средства (33) измерения напряжения между входным и выходным силовыми контактами (18, 20) по меньшей мере одного электромеханического контактора (СТ1, СТ2) и средства (36, 38) управления электромеханическими контакторами (СТ1, СТ2) согласно заранее определенному закону управления. Закон управления включает в себя замыкание соответствующего электромеханического контактора (СТ1, СТ2) при, по существу, нулевом напряжении (UAC, UBD) между входным и выходным силовыми контактами (18, 20) и размыкание соответствующего электромеханического контактора (СТ1, СТ2) при, по существу, минимальном значении энергии конденсатора или конденсаторов (С1, С2, С3), с которыми соединен упомянутый контактор (СТ1, СТ2). 10 з.п. ф-лы, 4 ил.