Дугогасительная камера с разделительными перегородками, соединенными между собой резисторами
Изобретение относится к коммутационному аппарату с дугогасительными камерами. Коммутационный аппарат содержит секцию (12) прерывания цепи, имеющую подвижный контактный замыкающий элемент (22) и по меньшей мере одну первую дугогасительную камеру (18) смежно с контактным замыкающим элементом (22), каждая дугогасительная камера (18, 20) содержит основную перегородку (BP1A, BP1B) для соединения с контактным замыкающим элементом (22) и группу разделительных перегородок (SP1A, SP2A, SP3A, SP4A, SP1B, SP2B, SP3B, SP4B), размещенных смежно с основной перегородкой (BP1A, BP1B), разделительные перегородки групп отделены от основной перегородки и друг друга с помощью воздушных зазоров (G), и резисторы (RA1, RA2, RA3, RA4, RB1, RB2, RB3, RB4) соединяют между собой по меньшей мере некоторые из перегородок в по меньшей мере первой из дугогасительных камер (18) для шунтирования соответствующих воздушных зазоров, причем резисторы имеют значения в диапазоне 5 кОм - 1 МОм, номинальные значения тока ниже 100 мА и номинальные значения мощности ниже 1 Bт. Техническим результатом является улучшение характеристик прерывания тока путем предотвращения тлеющих разрядов и уменьшения риска повторного зажигания дуги, вызываемого ими. 10 з.п. ф-лы, 8 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение в общем относится к коммутационному аппарату в низковольтных применениях. В частности, настоящее изобретение относится к коммутационному аппарату с дугогасительными камерами.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Коммутационные аппараты обеспечены в ряде различных типов оборудования в системах передачи, распределения и подвода электроэнергии, например, в низковольтных контакторах.
Известно снабжение коммутационного аппарата дугогасительными камерами, содержащими параллельные разделительные перегородки, разделенные воздушными зазорами на одну или две группы с двух сторон подвижного замыкающего элемента, который соединяет между собой два проводника. После того, как дуга была погашена в коммутационном аппарате, переходное восстанавливающееся напряжение прикладывается к параллельным разделительным перегородкам.
Также известно использование разделительных перегородок для разделения дуги на частичные дуги. Это в качестве примера раскрыто в WO 2016/091318. WO 2016/091318 также раскрывает использование низкоомных резисторов, включенных между разделительными перегородками, для коммутирования тока цепи в резисторы вблизи момента перехода тока через ноль. Тем самым воздушный зазор дугогасительной камеры может охлаждаться в течение некоторого времени, и диэлектрическая прочность может увеличиваться для улучшения характеристики прерывания дуги.
Существует одна проблема с коммутационным аппаратом с дугогасительными камерами, содержащими параллельные разделительные перегородки, и она заключается в том, что тлеющий разряд может возникать в одном или более воздушных зазорах после прерывания тока. Тлеющий разряд может вызывать еще больший градиент напряжения в других воздушных зазорах, который может, в свою очередь, приводить к увеличению риска повторного зажигания дуги.
Настоящее изобретение направлено на решение проблемы тлеющих разрядов и увеличенного риска повторного зажигания дуги.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Одной задачей настоящего изобретения является обеспечение коммутационного аппарата, который решает проблему тлеющих разрядов и увеличенного риска повторного зажигания дуги, вызываемого ими.
Эта задача согласно настоящему изобретению решается посредством коммутационного аппарата, содержащего секцию прерывания цепи, имеющую подвижный контактный замыкающий элемент, и по меньшей мере одну первую дугогасительную камеру смежно с этим контактным замыкающим элементом. Каждая дугогасительная камера содержит основную перегородку для соединения с контактным замыкающим элементом и группу разделительных перегородок, размещенных смежно с основной перегородкой. Разделительные перегородки групп отделены от основной перегородки и друг друга с помощью воздушных зазоров и резисторы соединяют между собой по меньшей мере некоторых из перегородок в по меньшей мере первой из дугогасительных камер для шунтирования соответствующих воздушных зазоров. Резисторы имеют значения в диапазоне 5 кОм - 1 МОм, номинальные значения тока ниже 100 мА и номинальные значения мощности ниже 1 Вт.
Настоящее изобретение имеет ряд преимуществ. Оно обеспечивает улучшенную характеристику прерывания тока, при которой повторное зажигание дуги внутри дугогасительной камеры может быть значительно уменьшено. За счет используемых номинальных значений также возможно использовать дешевые резисторы, что означает, что улучшенная функциональность достигается с минимумом дополнительных затрат.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение будет далее описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 схематически показывает коммутационный аппарат, содержащий секцию прерывания цепи параллельно с секцией ввода тока,
Фиг. 2 схематически показывает первый вариант выполнения секции прерывания цепи, содержащей первую и вторую дугогасительную камеру с противоположных сторон подвижного контактного замыкающего элемента,
Фиг. 3 схематически показывает второй вариант выполнения секции прерывания цепи,
Фиг. 4 схематически показывает третий вариант выполнения секции прерывания цепи,
Фиг. 5 показывает вид в перспективе одного примера исполнения первой дугогасительной камеры, которая может быть использована в обоих первом и втором вариантах выполнения секции прерывания цепи,
Фиг. 6 показывает первое исполнение секции ввода тока,
Фиг. 7 показывает второе исполнение секции ввода тока, и
Фиг. 8 показывает третье исполнение секции ввода тока.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к коммутационному аппарату, который может быть использован в различных типах электрического оборудования, таких как прерыватели цепи, контакторы и подобное. Коммутационный аппарат может, в частности, быть использован в низковольтных применениях в системах переменного тока (AC) или постоянного тока (DC). В низковольтных применениях далее предусмотрены, например, применения с 1000 В и выше, например, при 1200 В или 1500 В.
Фиг. 1 схематически показывает такой коммутационный аппарат 10, подсоединенный между первым и вторым проводником 16 и 17. Коммутационный аппарат 10 содержит первую секцию 12 прерывания цепи и необязательно также секцию 14 ввода тока. Первая секция 12 прерывания цепи имеет два конца, каждый из которых соединен с соответствующим проводником 16 и 17. Параллельно с секцией 12 прерывания цепи имеется секция 14 ввода тока. Цель секции 14 ввода тока заключается в вводе тока с направлением, противоположным току нагрузки, который течет в проводниках 16 и 17. Такой ввод тока может быть необходим в случае работы на постоянном токе коммутационного аппарата 10. В случае работы на переменном токе секция 14 ввода тока может быть исключена.
В некоторых вариантах изобретения разъединитель может быть соединен последовательно с секцией 12 прерывания цепи. Таким образом, может быть обеспечен элемент, который обеспечивает механическое разделение между проводниками, но который, однако, не способен гасить какие-либо дуги при номинальных уровнях тока.
Фиг. 2 схематически показывает вид сбоку секции 12 прерывания цепи согласно первому варианту выполнения.
Секция 12 прерывания цепи имеет подвижный контактный замыкающий элемент 22 и по меньшей мере одну первую дугогасительную камеру смежно с контактным замыкающим элементом 22. В этом первом варианте выполнения имеется пара дугогасительных камер 18 и 20 с каждой стороны контактного замыкающего элемента 22. Таким образом, две дугогасительных камеры 18 и 20 обеспечены с противоположных сторон контактного замыкающего элемента 22. Первая дугогасительная камера содержит первую группу разделительных перегородок и первую основную перегородку BP1A, соединенную с ранее указанным первым проводником 16 (не показан). В примере, показанном на Фиг. 2, имеются четыре разделительные перегородки SP1A, SP2A, SP3A и SP4A в первой группе. Однако следует понимать, что также может быть использовано больше или меньше разделительных перегородок.
Аналогичным образом вторая дугогасительная камера 20 содержит вторую группу разделительных перегородок и вторую основную перегородку BP1B, соединенную с ранее отмеченным вторым проводником 17 (не показан). В примере, показанном на Фиг. 2, имеются четыре разделительные перегородки SP1B, SP2B, SP3B и SP4B.
Также имеется подвижный контактный замыкающий элемент 22 для соединения между собой первой основной перегородки BP1A со второй основной перегородкой BP1B. Каждая основная перегородка BP1A, BP1B тем самым обеспечена для соединения с контактным замыкающим элементом 22. Контактный замыкающий элемент 22 представляет собой механический замыкающий элемент и является, кроме того, подвижным вдоль первой оси А для того, чтобы замыкать или размыкать гальванический контакт между ним самим и основными перегородками BP1A и BP1B. Первая ось А является вертикальной и по существу перпендикулярной общей плоскости, в которой размещены две основные перегородки BP1A, BP1B. Контактный замыкающий элемент 22 и основные перегородки BP1A и BP1B в этом примере обеспечены контактными площадками для гальванического контакта между друг другом.
Разделительные перегородки SP1A, SP2A, SP3A, SP4A в первой группе размещены смежно с основной перегородкой BP1А и вертикально расположены одна над другой и отделены друг от друга вдоль направления, параллельного с первой осью контактного замыкающего элемента 22. Кроме того, они отделены друг от друга и основной перегородки с помощью воздушных зазоров G. В этом первом варианте выполнения воздушные зазоры G между соседними перегородками имеют одинаковый размер. Таким образом, все воздушные зазоры в дугогасительной камере между соседними перегородками имеют одинаковую ширину. Это означает, что воздушный зазор между первой разделительной перегородкой SP1A и основной перегородкой BP1A, воздушный зазор между второй и первой разделительными перегородками SP1A и SP2A, воздушный зазор между третьей и второй разделительными перегородками SP3A и SP2A и воздушный зазор между четвертой и третьей разделительными перегородками SP4A и SP3A имеют одинаковую ширину. Кроме того, имеется горизонтальный воздушный зазор между разделительными перегородками SP1A, SP2A, SP3A, SP4A и контактным замыкающим элементом 22 для того, чтобы обеспечивать гальваническую развязку (разделение) между контактным замыкающим элементом 22 и разделительными перегородками, когда контактный замыкающий элемент 22 перемещается вверх и вниз вдоль первой оси при замыкании или размыкании пути тока. Тем самым может быть видно, что разделительные перегородки SP1A, SP2A, SP3A, SP4A меньше, чем основная перегородка BP1A, по меньшей мере в горизонтальном направлении.
Разделительные перегородки SP1A, SP2A, SP3A, SP4A изготовлены из электропроводящего материала, например, алюминия или меди. Более того, резисторы соединяют между собой по меньшей мере некоторые из перегородок в по меньшей мере первой из дугогасительных камер для шунтирования соответствующих воздушных зазоров. Как может быть видно в первом варианте выполнения, показанном на Фиг. 2, каждый воздушный зазор G обеих дугогасительных камер 18 и 20 электрически шунтирован резистором. Тем самым все перегородки в дугогасительных камерах соединены между собой резисторами.
Тем самым первая разделительная перегородка SP1A электрически соединена с первой основной перегородкой BP1А первым резистором RA1, вторая разделительная перегородка SP2A электрически соединена с первой разделительной перегородкой SP1A вторым резистором RA2, третья разделительная перегородка SP3A электрически соединена со второй разделительной перегородкой SP2A третьим резистором RA3, а четвертая разделительная перегородка SP4A электрически соединена с третьей разделительной перегородкой SP3A четвертым резистором RA4. Здесь резисторы представляют собой высокоомные резисторы одинакового значения, например, в диапазоне 5 кОм - 1 МОм, и рассчитанные на низкие уровни тока и мощности ниже 100 мА и 1 Вт, например, такие как рассчитанные на 20 мА и 0,25 или 0,5 Вт.
В этом варианте выполнения секции 12 прерывания цепи вторая дугогасительная камера 20 имеет такую же конфигурацию, как и первая дугогасительная камера 18. Таким образом, в этом случае имеются также резисторы RB1, RB2, RB3 и RB4, замыкающие воздушные зазоры между разделительными перегородками и основной перегородкой таким же образом, что и в первой дугогасительной камере 18, а также горизонтальные и вертикальные воздушные зазоры между перегородками и контактными замыкающими элементами.
Таким образом, как может быть видно на Фиг. 2, все воздушные зазоры шунтированы высокоомными резисторами.
Резисторы могут представлять собой электронные резисторы, поскольку через них протекает только очень слабый ток. Например, при использовании с номинальным напряжением 1500 В постоянного тока каждый резистор может быть 10 кОм, и если используется восемь резисторов, как показано на Фиг. 2, имеется только 19 мА тока через резисторы в момент прерывания тока.
Как только ток в цепи прерывается, эти высокоомные резисторы поддерживают переходное восстанавливающееся напряжение, равномерно распределенное по всем воздушным зазорам дугогасительной камеры. Тем самым исключается неравномерное распределение восстанавливающегося напряжения и в связи с этим будет уменьшена вероятность повторного зажигания дуги внутри дугогасительной камеры. Более того, в случае, когда тлеющий разряд возникает в одном воздушном зазоре, напряжение этого воздушного зазора уменьшается, разрядный ток увеличивается и нагревает зазор до тех пор, пока дуга повторно не загорится. Когда используются высокоомные резисторы, большая часть тока тлеющего разряда коммутируется в резистор, и тем самым эффект тлеющего разряда по большей части смягчается и вследствие этого уменьшается риск повторного зажигания дуги.
В случае, если имеются какие-либо остаточные токи после погасания дуги, они могут быть легко прерваны посредством размыкания необязательного разъединителя.
Более того, значения резистора являются явно слишком высокими, чтобы позволять происходить какому-либо охлаждению воздушного зазора.
Коммутационный аппарат имеет ряд преимуществ. Он имеет:
- улучшенную характеристику прерывания тока: повторное зажигание дуги внутри дугогасительной камеры может быть значительно уменьшено, особенно в применениях с более высоким напряжением, где традиционный коммутационный аппарат имеет трудности с прерыванием тока;
- Решения с высокоомными резисторами почти не увеличивают стоимость коммутационного аппарата. Плата или боковая стенка, где размещаются резисторы, имеет низкую стоимость.
В примере на Фиг. 2 все зазоры между элементами дугогасительных камер были шунтированы резистором.
Возможно, что один зазор остается не шунтированным. Таким образом, одна разделительная перегородка может оставаться гальванически изолированной от других разделительных перегородок.
Один пример этого показан на Фиг. 3. В этом случае самая верхняя разделительная перегородка SP4A и SP4B обеих первой и второй дугогасительных камер 18 и 20 гальванически отделена от остальных разделительных перегородок из группы, к которой она принадлежит. Тем самым все перегородки в первой и второй дугогасительных камерах 18 и 20, за исключением самых верхних разделительных перегородок SP4A и SP4B, соединены между собой резисторами. Таким образом, отсутствует резистор, подсоединенный между самой верхней разделительной перегородкой SP4A и SP4B и ее ближайшей соседней перегородкой SP3A и SP3B в направлении к основной перегородке BP1A и BP1B. Более того, эти гальванически изолированные разделительные перегородки SP4A и SP4B в этом варианте выполнения электрически соединены с контактным замыкающим элементом 22. Подвижный контактный замыкающий элемент 22 фактически электрически соединен с самыми верхними разделительными перегородками SP4A, SP4B обеих первой и второй дугогасительных камер 18, 20. Механический контактный замыкающий элемент 22 тем самым имеет первое электрическое соединение 24 с первой разделительной перегородкой SP4A первой дугогасительной камеры 18 и второе электрическое соединение 26 с четвертой разделительной перегородкой SP4B второй дугогасительной камеры 20.
В остальном второй вариант выполнения аналогичен первому варианту выполнения. Более того, так как один из воздушных зазоров каждой дугогасительной камеры, который в этом случае представляет собой самый верхний воздушный зазор, поддерживается без резистора, гальваническая изоляция контактора обеспечивается для подвижного контактного замыкающего элемента. Кроме того, через самый верхний зазор, не имеющий резистора, любой поток остаточного тока после погасания дуги может быть прерван, и тем самым отсутствует необходимость в ранее описанном разъединителе.
Здесь следует понимать, что возможно изменять второй вариант выполнения несколькими способами. Не шунтированный воздушный зазор может отличаться от шунтированных резисторами воздушных зазоров. Таким образом, верхний или самый верхний зазор может отличаться от других зазоров между соседними перегородками (между параллельными разделительными перегородками и основной перегородкой) ниже его. Он может быть, например, шире или уже. Тем самым воздушные зазоры между соседними разделительными перегородками дугогасительной камеры, за исключением воздушного зазора между самой верхней разделительной перегородкой и ее соседней перегородкой SP3A, могут иметь одинаковую ширину.
Также возможно, что самая верхняя разделительная перегородка имеет форму или размер, отличный от остальных разделительных перегородок. Таким образом, размер самой верхней разделительной перегородки может отличаться от размеров по меньшей мере некоторых из других разделительных перегородок в дугогасительной камере. Более того, расстояние верхнего зазора и размер верхних разделительных перегородок может быть регулируемым, что означает, что верхний зазор может регулироваться так, чтобы быть больше или меньше остальных зазоров между разделительными перегородками и между самой нижней разделительной перегородкой и основной перегородкой. Также возможно исключать два электрических соединения 24 и 26 так, что самые верхние разделительные перегородки SP4A и SP4B также гальванически изолируются от контактного замыкающего элемента 22. Аналогичным образом возможно добавлять два электрических соединения в первом варианте выполнения.
Фиг. 5 показывает другой вариант выполнения секции прерывания цепи, содержащей только одну дугогасительную камеру.
Дугогасительная камера содержит две разделительных перегородки SP1 и SP2 между первой и второй основной перегородкой BP1 и BP2, причем эти перегородки продолжаются вертикально из контактного замыкающего элемента 22, который в этом варианте выполнения является подвижным, т.е. поворачиваемым, вокруг оси вращения. В этом варианте выполнения все перегородки BP1, SP1, SP2 и BP2 отделены друг от друга с помощью воздушных зазоров одинакового размера. В этом варианте выполнения первая разделительная перегородка SP1 соединена со второй разделительной перегородкой SP2 с помощью первого резистора R1, а вторая разделительная перегородка SP2 соединена со второй основной перегородкой BP2 с помощью второго резистора R2.
Возможно изменять также этот вариант выполнения. Например, возможно изменять ориентацию разделительной перегородки так, чтобы она выравнивалась с перемещением подвижного замыкающего элемента, также для этого типа секции прерывания цепи. Это может быть выполнено посредством размещения основных перегородок и разделительных перегородок радиально вдоль направления перемещения подвижного замыкающего элемента.
Для того, чтобы достигать более компактной конструкции дугогасительной камеры, резисторы дугогасительной камеры могут быть обеспечены как часть удерживающей конструкции, используемой для удержания разделительных перегородок. Один пример такой конструкции с разделительными перегородками, которая может быть использована для обеих первой и второй дугогасительных камер первого и второго вариантов выполнения, показан на виде в перспективе на Фиг. 5. В этом примере имеется удерживающая конструкция 28 в форме бруска с прямоугольным поперечным сечением. Удерживающая конструкция 28 также содержит углубления, в которые края разделительных перегородок могут быть вставлены для удержания. На Фиг. 5 имеются четыре углубления, простирающиеся по длине удерживающей конструкции 28, для удержания одного края соответствующей разделительной перегородки SP1A, SP2A, SP3A и SP4A. Удерживающая конструкция 28, в частности, изготовлена из полимера, большая часть которого является непроводящей 30. Однако, углубления в удерживающей конструкции, а также дорожки, которые соединяют между собой эти углубления, образованы с использованием проводящего полимера, причем по меньшей мере дорожки образуют резисторы. Таким образом, резисторы в этом случае исполнены с использованием дорожек 32 из проводящего полимера между разделительными перегородками SP4A, SP3A, SP2A, SP1A в удерживающей конструкции. Тем самым резисторы, которые замыкают воздушные зазоры, исполнены с использованием дорожек из проводящего полимера в удерживающей конструкции. Таким образом также обеспечивается компактная конструкция. Этот тип конструкции возможно использовать только для высокоомных резисторов.
Удерживающая конструкция 28 может, кроме того, представлять собой часть боковой стенки в камере, где размещены дугогасительные камеры. Тем самым резисторы могут быть объединены с боковыми стенками с использованием экструдированных полупроводниковых полимеров.
Другой способ заключается в интеграции печатной платы в стенку дугогасительной камеры снаружи и тем самым защиты ее от горячего газа.
В примерах, приведенных выше, вторая дугогасительная камера имела такое же исполнение, что и первая дугогасительная камера. Однако следует понимать, что это отнюдь не обязательно. Вторая дугогасительная камера может в ранее описанных вариантах выполнения, например, быть исполнена без резисторов.
Как было отмечено ранее, коммутационный аппарат может быть использован в применениях и переменного тока, и постоянного тока. В случае применений переменного тока подвижный контактный замыкающий элемент размыкается для того, чтобы создавать дугу между основными перегородками, и эта дуга будет погашена при переходе тока через ноль, который возникает самопроизвольно для систем переменного тока.
Однако в системах постоянного тока, когда коммутационный аппарат представляет собой коммутационный аппарат постоянного тока, отсутствуют такие самопроизвольно возникающие переходы тока через ноль. Другой аспект изобретения связан с вводом противоположных токов в коммутационный аппарат для достижения переходов тока через ноль.
Цель секции 14 ввода тока заключается в том, чтобы вызывать переход через ноль в дуге тока, проходящего через секцию прерывания цепи, которая должна быть прервана. Таким образом, цель заключается в достижении такого перехода тока через ноль, позволяющего гасить дугу, возникающую, когда контактный замыкающий элемент разомкнут.
Первый пример секции 14 ввода тока, осуществляющей такую цепь, соединенную параллельно с секцией 12 прерывания цепи, показан на Фиг. 6. Таким образом, секция ввода тока содержит разрядник Ua для защиты от перенапряжений, соединенный параллельно с секцией 12 прерывания цепи. Первый тиристор T1 подсоединен между первым концом разрядника Ua для защиты от перенапряжений и первым концом параллельной цепи, причем эта параллельная цепь содержит второй тиристор T2 параллельно с ветвью, содержащей конденсатор C последовательно с индуктором L. Второй конец параллельной цепи, в свою очередь, соединен со вторым концом разрядника Ua для защиты от перенапряжений. Направление проводимости первого тиристора T1 направлено к разряднику Ua для защиты от перенапряжений, а направление проводимости второго тиристора T2 направлено к первому тиристору T1.
Работа вышеописанной секции 14 ввода тока представляет собой следующее. Как только обнаружено напряжение дуги между контактным замыкающим элементом и основными перегородками секции 12 прерывания цепи, тиристор T1 зажигается после соответствующей временной задержки. Далее резонансный конденсатор C заряжается напряжением дуги, и ток ввода противоположного направления течет через коммутационный аппарат. T1 будет автоматически отключаться, как только ток I1 ввода станет равен нолю. Напряжение резонансного конденсатора C может быть примерно в два раза выше напряжения дуги. Далее будет происходить временная задержка, которая больше, чем время выключения тиристора T1. Затем тиристор T2 зажигается, чтобы позволять резонансному конденсатору C разряжаться. Конденсатор C изменяет полярность в конце этого периода разрядки, и амплитуда напряжения конденсатора C сохраняется. После другой временной задержки (большей, чем время выключения тиристора T2), тиристор T1 зажигается снова. В это время разность напряжений между C и дугой примерно в три раза выше напряжения дуги. Следовательно, ток I1 ввода также значительно увеличивается. Посредством повторения этого процесса (зажигания T1, далее T2) часть резонансного тока I1 ввода накладывается на ток Idc нагрузки, проходящий через секцию 12 прерывания цепи. Когда ток ввода достигает такой же амплитуды, что и ток нагрузки, тогда общий ток внутри коммутационного аппарата падает до ноля, и дуга успешно прерывается. Ток нагрузки начинает заряжать резонансный конденсатор C, напряжение на контактах повышается до тех пор, пока оно не достигнет защитного уровня напряжения разрядника Ua для защиты от перенапряжений, далее ток нагрузки коммутируется в разрядник Ua для защиты от перенапряжений и достигает ноля через некоторое время.
Дуга может повторно зажигаться в случае, когда переходное восстанавливающееся напряжение между контактами больше, чем выдерживаемое зазором напряжение. Тогда тиристор T2 должен снова зажигаться для разрядки резонансного конденсатора C. Этот процесс (зажигание T1, далее T2) продолжается до тех пор, пока ток нагрузки не будет окончательно прерван.
Цепь на Фиг. 6 работает для однонаправленных токов нагрузки. Можно выполнять цепь для работы с двунаправленными токами нагрузки посредством соединения дополнительных тиристоров антипараллельно с первым и вторым тиристорами T1 и T2. Более того, также возможно соединять дополнительную пару антипараллельных тиристоров последовательно с парой первого тиристора T1 с антипараллельным дополнительным тиристором.
Имеется несколько возможных дополнительных вариантов цепи на Фиг. 6, причем одна показана на Фиг. 7.
На Фиг. 7 имеется параллельная цепь, содержащая разрядник Ua для защиты от перенапряжений, соединенный параллельно с ветвью, содержащей конденсатор C, соединенный последовательно с индуктором L. Более того, второй тиристор T2 в этом случае подсоединен между первым концом секции 12 прерывания цепи и первым концом параллельной цепи, тогда как первый тиристор T1 подсоединен между этим же первым концом секции 12 прерывания цепи и вторым концом параллельной цепи. Более того, третий тиристор T3 подсоединен между первым концом параллельной цепи и вторым концом секции 12 прерывания цепи, тогда как четвертый тиристор T4 подсоединен между вторым концом параллельной цепи и вторым концом секции 12 прерывания цепи. На Фиг. 7 второй тиристор T2 имеет направление проводимости по направлению к первому концу параллельной цепи, тогда как первый тиристор T1 имеет направление проводимости по направлению ко второму концу параллельной цепи. Направления проводимости третьего и четвертого тиристоров T3 и T4 оба направлены ко второму концу секции 12 прерывания цепи.
При работе секции 14 ввода тока первые тиристоры T1 и T3 зажигаются для заряда резонансного конденсатора C. Далее тиристоры T2 и T4 зажигаются для разрядки резонансного конденсатора C, и заряжая, и разряжая поток тока через контактный замыкающий элемент элемента прерывания цепи, в связи с этим переход общего тока через ноль достигается быстрее, и даже если возникает повторное зажигание дуги, новый переход тока через ноль также достигается быстрее.
Другое альтернативное решение показано на Фиг. 8. В этом случае имеется последовательная цепь индуктора L и конденсатора C, причем первый блок тиристора или первый триак TR1 подсоединен между первым концом последовательной цепи и вторым концом секции 12 прерывания цепи, а второй блок тиристора или второй триак TR2 подсоединен между первым концом последовательной цепи и первым концом секции 12 прерывания цепи. Имеется также третий блок тиристора или третий триак TR3, подсоединенный между вторым концом последовательной цепи и вторым концом секции 12 прерывания цепи, и четвертый блок тиристора или четвертый триак TR2, подсоединенный между вторым концом последовательной цепи и первым концом секции 12 прерывания цепи. Разрядник Ua для защиты от перенапряжений в конечном счете подсоединен между первым и вторым концами секции 12 прерывания цепи.
Секция 14 ввода тока на Фиг. 8 представляет собой также двунаправленную цепь с быстрым прерыванием тока, так как все импульсы тока через резонансную цепь представляют собой ввода тока. Она намного быстрее достигает перехода общего тока через ноль, чем ранее упомянутые цепи. Однако эта альтернативная цепь удваивает количество тиристоров, так как каждый блок тиристора содержит триак или два антипараллельных тиристора.
Выше было приведено несколько примеров резонансных цепей, используемых для ввода токов, которые достигают перехода тока через ноль. Следует понимать, что они представляют собой всего лишь несколько примеров цепей, которые могут быть использованы для вызывания переходов тока через ноль.
Из вышеприведенного обсуждения очевидно, что настоящее изобретение может быть изменено множеством способов.
Следовательно, следует понимать, что настоящее изобретение должно быть ограничено только следующей формулой изобретения.
1. Коммутационный аппарат (10), содержащий секцию (12) прерывания цепи, имеющую подвижный контактный замыкающий элемент (22) и по меньшей мере одну первую дугогасительную камеру (18) смежно с контактным замыкающим элементом (22), причем каждая дугогасительная камера (18, 20) содержит основную перегородку (BP1A, BP1B) для соединения с контактным замыкающим элементом (22) и группу разделительных перегородок (SP1A, SP2A, SP3A, SP4A, SP1B, SP2B, SP3B, SP4B), размещенных смежно с основной перегородкой (BP1A, BP1B), причем разделительные перегородки групп отделены от основной перегородки и друг друга с помощью воздушных зазоров (G), причем резисторы (RA1, RA2, RA3, RA4, RB1, RB2, RB3, RB4) соединяют между собой по меньшей мере некоторые из перегородок в по меньшей мере первой из дугогасительных камер (18) для шунтирования соответствующих воздушных зазоров, причем все перегородки в первой дугогасительной камере (18), за исключением самой верхней разделительной перегородки (SP4A), соединены между собой резисторами, причем резисторы имеют значения в диапазоне 5 кОм - 1 МОм, номинальные значения тока ниже 100 мА и номинальные значения мощности ниже 1 Вт.
2. Коммутационный аппарат (10) по п. 1, в котором подвижный контактный замыкающий элемент (22) электрически соединен с самой верхней разделительной перегородкой (SP4A, SP4B) первой дугогасительной камеры (18).
3. Коммутационный аппарат (10) по п. 1 или 2, в котором размер самой верхней разделительной перегородки (SP4A) в первой дугогасительной камере (18) отличается от размеров других разделительных перегородок в первой дугогасительной камере.
4. Коммутационный аппарат (10) по любому предыдущему пункту, в котором воздушные зазоры (G) между разделительными перегородками первой дугогасительной камеры, за исключением воздушного зазора между самой верхней разделительной перегородкой (SP4A) и ее соседней перегородкой (SP3A), имеют одинаковую ширину.
5. Коммутационный аппарат (10) по любому из пп. 1-3, в котором все зазоры в первой дугогасительной камере имеют одинаковую ширину.
6. Коммутационный аппарат (10) по любому предыдущему пункту, в котором разделительные перегородки (SP4A, SP3A, SP2A, SP1A) первой дугогасительной камеры удерживаются полимерной удерживающей конструкцией (28).
7. Коммутационный аппарат (10) по п. 6, в котором резисторы выполнены в виде дорожек (32) из проводящего полимера между разделительными перегородками (SP4A, SP3A, SP2A, SP1A) в удерживающей конструкции.
8. Коммутационный аппарат (10) по любому предыдущему пункту, дополнительно содержащий вторую дугогасительную камеру (20), причем первая и вторая дугогасительные камеры размещены с противоположных сторон контактного замыкающего элемента (22).
9. Коммутационный аппарат по п. 8, в котором вторая дугогасительная камера (20) имеет такое же исполнение, что и первая дугогасительная камера (18).
10. Коммутационный аппарат (10) по п. 8 или 9, в котором основные перегородки двух дугогасительных камер размещены в общей плоскости, и подвижный контактный замыкающий элемент (22) является подвижным вдоль первой оси перпендикулярно плоскости основных перегородок, и разделительные перегородки дугогасительной камеры отделены друг от друга вдоль направления, параллельного с первой осью.
11. Коммутационный аппарат (10) по любому предыдущему пункту, причем он представляет собой коммутационный аппарат постоянного тока и дополнительно содержит секцию (14) ввода тока, сконфигурированную с возможностью вызывать переход через ноль в дуге тока через секцию (12) прерывания цепи, которая должна быть прервана.
