Быстродействующий коммутационный аппарат

 

О П И С А Н И Е (!!) 543034

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со!оа Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.01.75 (21) 2100545/07 с присоединением заявки 3¹ (51) М. Кл."- Н 01Н 53/02

Н 01Н 1/54

Н 01Н 3/б0

Государственный комктет (23) Приоритет

Совета Министров СССР

А0 делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.01.77. Б!Оллетепь ¹ 2

Дата опубликования описания 10.02.77 (53) УДК 621.316.54 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. П. Однорал, В. А. Тютькин и Е. Н. Чернов (71) Заявитель (54) БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ КОММУТАЦИОННЫЙ АППАРАТ

Изобретение может быть использовано в электроэнергетических установках, например, в качестве быстродействующего отделителя.

Известен быстродействующий коммутационный аппарат, содержащий металлическую камеру, два неподвижных и один подвижный контакты, индукционно-динамический привод, расположенный внутри камеры и содержащий два биметаллических спиральных индуктора, между которыми находится диск из хорошо проводящего материала, жестко соединенный со штоком. На штоке закреплен подвижный контакт аппарата, а торможение подвижной системы производится за счет сил трения, возникающих при вклинивании конической части штока в отверстие тормозных втулок с прорезями, Недостатками такого аппарата являются быстрый износ тормозных поверхностей штока и втулок, а также низкий к. и. д. преобразования энергии емкостного накопителя из-за присутствия болыпих сил сопротивления в начале ускорения и значительной массы подвижной системы.

Известен также быстродействующий индукционно-динамический привод коммутационного аппарата, содержащий индуктор, по обе стороны которого жестко закреплены на штоке, соединенном с подвижным контактом а11парата, диски их хорошо проводящего материала. Торможение подвижных частей производится за счет давления импульсного магнитного поля. Этот привод эффективно применять при сравнительно небольших перемещениях штока, связанного с подвижным

5 контактом аппарата, что имеет место, например, в вакуумных выключателях. В случае, кОГдя ход подВижнОГО 1.0нтя! .тя по услоВиям электрической прочности значительный, торможение подвижных частей в таком устрой10 стве практически отсутствует, что приводит к возникновению ударных нагрузок и выходу аппарата из строя. Кроме того, наличие второго диска, жестко связанного со штоком, увеличивает ускоряемую массу, поэтому к. и. д.

15 привода при болыиом ходе штока снижается, поскольку В этом случае пряктичес1:,и Отсу тстВует рекуперация энергии в конденсатор.

Для увеличения срока службы аппарата и повышения к. и. д. привода в предлагаемом

20 коммутационном аппарате оба диска привода свободно установлены па штоке, Кроме того, аппарат может быть снабжен двумя буферными устройствами, одно из которых закреплено на основании корпуса аппа25 рата, а другое — на кронштейнах между первым буферным устройством и диском привода, что позволяет осуществлять эффективное торможение при отключении.

На чертеже показан описываемый коммута30 ционный аппарат.

543034

ЭЭ

В мсталлическую камеру 1 аппарата, наполненную элегазом (SF<), введены проводники

2, проходящие внутри изолятора 3, выполненного, например, из фторопласта. Герметичность, камеры I обеспечивается при помощи уплотнения 4 и металлического фланца 5.

В качестве уплотнения может быть использован фторопласт изолятора 3. Контакты 6 аппарата выполнены так, что могут перемещаться по направляющему стержню 7, сжимая при этом пружину 8.

Индукционно-динамический привод аппарата содержит индуктор 9, выполненный из плоскои медной шины и залитый эпоксидным компаундом 10, включающий ll и отключающий 1 диски. Диски 11 и 12 выполнены из меди и имеют коническую форму для увеличения их механической прочности. Индуктор 9 неподвижно закреплен на кронштейнах 13.

i- а чертеже коммутационный аппарат показан в отключенном положении. Включение его происходит при разряде конденсатора на индуктор 9. 1!ри прохождении через индуктор

9 тока значительной величины образуется сильное импульсное магнитное иоле. В результате этого в диске ll индуктируются вихревые токи. Направление этих токов противоположно направЛению тока в индукторе 9, поэтому диск il отталкивается от индуктора.

llри своем движении диск 11 ударяет в кольцевой выступ 14 штока 15, на котором закреплен подвижный контакт 16 коммутационного аппарата, поэтому подвижный контакт 16 вместе со штоком 15 начинает перемещаться в направлении к контактам б. 1 ак как подвижный контакт 16 перемещается с большой скоростью (порядка 15 — 20 м/с), в момент включения могут возникнуть большие ударные нагрузки на контакты аппарата. Во избежание этого осуществляется снижение скорости движущейся системы при помощи диска 12, служащего одновременно для отключения аппарата. При подходе контакта 16 к контактам б движущийся шток 15 увлекает за собой при помощи шайбы 17 и пружины 18 диск 12, расположенный па расстоянии не менее 0,2 Й,р от пндуктора (D,ð — средний диаметр индуктора) . При этом скорость всей движущейся системы уменьшается.

Далее подвижная система с двумя дисками продолжает движение с меньшей скоростью и подвижный контакт 16 фиксируется в промежутке между контактами 6, замыкая электрическую цепь. В таком положении подвижный контакт 16 удерживается при помощи пружинящих контактов 6, диск 12 оказывается плотно прижатым к индуктору 9, а диск 11 д

2,)

35 занимает положение на кольцевом выступе 19 штока 15.

Установка диска 12 на расстоянии не менее 0,2 D,ð от ипдуктора 9 позволяет повысить к. п. д. привода, так как при такОм зазоре диск 12 практически не взаимодействует с электромагнитным полем индуктора. При расстоянии между диском 12 и индуктором 9 менее 0,2 D,ð на диск 12 действуют отталкивающие электромагнитные усилия со стороны индуктора, что приводит к бесполезному расходу энергии емкостного накопителя и, следовательно, к снижению к. п. д. привода.

Отключение аппарата осуществляется также при разряде конденсатора на индуктор 9.

11ри этом диск 12 вместе со штоком 15 и контактом 16 отталкивается от индуктора 9, а диск 11, жестко связанный со штоком, перемещается только под воздействием силы тяжести. В процессе перемещения кольцевой выступ 14 штока 15 догоняет диск 11 и скорость движущейся системы уменьшается. Диск 12 встречает на своем пути буфер 20, закрепленныи на кронштейне 21, и ударяется в него, при этом кинетическая энергия диска 12 поглощается буфером 20 и диск 12 останавливается. Шток 15 вместе с диском 11 и контактом

16 продолжает движение и встречает на своем пути буфер 22, который поглощает кинетическую энергию движущейся системы. В качестве буфера может быть использована, например, резина. Таким образом осуществляется как бы разделение движущейся системы на части и кинетическая энергия поглощается буферными устройствами также по частям.

Формула изобретения

1. Быстродействующий коммутационный аппарат, содержащий металлическую камеру, два неподвижных и один подвижный контакты, индукционно-динамический привод, расположенный внутри камеры и содержащий шток, жестко соединенный с подвижным контактом аппарата, индуктор и два диска из хорошо проводящего материала, установленных по обс стороны индуктора, î "л .и ч а ю щ и йся тем, что, с целью увеличения срока службы аппарата и повышения к. и. д. привода, оба диска свободно установлены на штоке.

2. Лппарат по п. 1, отл и ч а ю щий с я тем, что, с целью осуществления эффективного торможения при отключении, он снабжен двумя буферными устройствами, одно из которых закреплено на основании корпуса аппарата, а другое — на кронштейнах между первым буферным устройством и диском привода.

543034

Составитель С. Селивановский

Редактор А. Пейсоченко Техред А. Камышникова Корректор Т. Гревцова

Заказ 37/12 Изд № 107 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2