Коммутационный аппарат переменного тока с ограниченно- дуговой коммутацией

 

О П И С А Н И l;::,з47в57

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 26.01.73 (21) 1875111/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано25.02.77.Бюллетень №7 (45) Дата опубликования описания 31.05 —,—, (51) М. Кл.-"

Н 01 Н 9/30

Государственный комитет

Совета Министров СССР оа делам изобретений и открытий (53) УДК 821.31C. .542 (088,8) (72) Автор изобретения

В. Д. Михайлов (71} Заявитель (54) ХОММУТА11ИОННЫЙ АППАРАТ ПЕРЕМЕННОГО ТО1,А

С ОГРАНИЧЕННО -ЛУГОВОЙ КОММУТАЦИЕЙ

Изобретение относится к низковольтному аппаратэстроению.

Известны коммутационные аппараты, имею шие дугогасительные системы с использованием известных принципов дугэгашения (1 i .

Гашение дуги в таких аппаратах производится методом восстановления электрической прочности рабочего объема дугогасительной камеры, что вызывает эрозию силовьлх контактов и элементов дугогашения, снижа- щ ет электрическую износостойкость аппарата, увеличивает потребление серебра и меди и эксплуатационные расходы. При этом энергия дуги рассеивается вне электричесхой нагрузки, вследствие чего с ростом частоты 1 срабатываний у потребителей электрической энергии снижается к.п.д, Известен тахже контактор переменного тока с бездугDBDH коммутацией, содержащий в каждой фазе нагрузки тоховые трансформаторы с выпрямителями (21 .

Недостаток данного контактора — сложность устройства, управляюшего электронными ключами. 25

Наиболее близким к предлэженнэму устройству является коммутационный аппарат переменнэгэ тэка с бездуговэй коммутацией, кэнтакты кэторэгэ шунтируются электронным:,: кгпа:аип в момент включения или отключения аппарата (3) .

Потери энергии электрической дуги в таких кэнтахтах отсутствуют, однако устройство упэавления электээнными ключами слэ.-:.нэ и имеет большие габариты.

Этэ связано с тем, чтэ устройство управления дэлжнэ питаться эт этдельногэ источника питания, а кэнтактэр должен иметь дополнительные блок-KDHTGKTbI, обладаюшие опе. режающим действием по отношению к главным контахтам.

11ель изобретения — упрэшение конструкции устройства, повышение его надежности и уменьшение габаритов.

В предлагаемом устройстве это достигается за счет того, что коммутируюший элемент выпэлнен в виде фототиристора, оптически связанного с межконтактным прэмежутхэм главных контактов.

На фиг. 1 и 2 представлень-::;,; :. :1:.-, ные схемы отдельной фазы rn - 11аз.: —.,-к Оммута??и Они ог 0 аппарата с 0 --р.= - .",- ": г овей коммутацией (фаза А ); н?1 с;; принципиальные схемы кэммутациэн..эгэ -.-.ч-.аp Ta для 01???ðôäa?ID-.О переменного TDV».

Фото: иристор ФТ В схеме. изэбраже??РОЙ

I на фиг, 1, включен непосредственно как кэммутируюший элемент электрэннэго ключа,. а в схеме, изображенной на фиг, 2, — в качест-Я ве управляющего органа коммутируюше.. D злемента КЭ„электронного ключа. В обоих схемах диод Д включен встречно- параллельно фотэтиристору ФТ„или коммутирующему злементу КЗ.? и вместе с ними образует элек- р тронный ключ, шунтирующий главные контакты К rDMìóòàöèDHHDãо аппарата.

На фиг. 3 фэтотиристэры включены непосредственнэ как коммутируюшие элементы электронногэ ключа, а в схеме, изобра- 1О женнэй на фиг. 4, коммутируюшие элементы

КЭ v КЭ выполнены на основе сильнэточ1?ь!х тирист Оров.

При включении кэммутационного аппарата (см. фиг. 1), между главными контактами К 2б образуется дуга, обусловленная наличием виб. рации контактов и большэй кратностью nycKDBbIx токов нагрузки. Световое излучение дуги распространяется как от нитевидного или точечного источника и воздействует íà 36 приемную поверхность оптического входа фоT0TBpHcTDpa ФТ1, установленногD в зоне свеTDeDI D излучения спереди или сбоку уконтактов на безопасном (с точки зрения перебрэса дуги) расстоянии. Если момент возникно- 85 вения дуги соответствует проводящей полярности напряжения фототиристора, то под действием светового излучения дуги фэтэтиристор включается и охватывает с бэльшим быстродействием стопроцентной отрицатель- 40 ной обратной связью напряжение на контактах, вследствие чего процесс нарастания дуги в коммутационном аппарате резко прекрашается и дуга гаснет. При этом ток фазы (пока не затухнет вибрапия контактов) IIp0- 45 ходит в нагрузку через фототиристор ФТ,1 в обход главных контактов К. При обратной полярности напряжения на контактах К в момент их включения дуга возникнуть не может, так как контакты будут зашунтированы 50 диодом в прямом направлении.

При отключении коммутационного аппарата световое излучение возникшей дуги в первый момент действует на приемную пэверхность фотэтиристора ФТ„, который, включаясь, М! шунтирует контакты К и прекращает процесс развития дуги. При переходе тока фототирис тэра через нулевое значение последний запирается, так как световое излучение дуги исчезает, и производит этключение нагрузки.

0-: ",;:. Очения контактэв коммутационного аппаррата соответствует прэвэдяшей

?т 1: пэ?-..о-с-:-и оиэgа Д, то ток (Мзы 3 бездуг?>в 07 Г аежимс f. ерех эдит в 3 " - . - Отключе??ие нагрузки Hp 01?cx DI! K T

ВЕ 1«ч эй К ОММУт ОПИИ

Схема кэммутационно-:-..:,. "-:, изображенного ча фиг. 2, приме??пят.:я:эгда. когда номинальные коммутируемые токи аппарата превыша?эт допустимые токовые пере;-рузки фототиристора. Коммутируюший злемент

КЗ,? в етом случае может быть вь?полнен, например, на основе сильнэтэчн гэ тиристэра, K управпяюгему электроду котэрэгэ через дополнительный резистор, входящий в состав коммутируюшего злемента КЭ, будет подключаться $0TDTI?p?ICTDp ФТ . В такой схе1 ?е фот Отир??стор ФТ вкл?еч «?ошийс пэд действием светового излучения дуги в моменты срабатывания аппарата, аналогично управляет коммутируюшим элементом КЭ., При зтэм коммуTиру 05и?11 -" «емент, Heрехэдя в прэводяшее состояние при включении или отключении контактов, шунтирует главные - энтакты К и обеспечивает "«x работу в пежи?«е ограниченнэ-дугэвой коммутации. В зтэм случае диод Д работает так же, как в схеме иа фиг. 1.

Так как интенсивность световогэ излучения дуги велика и хорошо согласуется со спектральной чувствительностью фэтэтирчстора, а время включения фототиристэра исильнотэчн тирист эра с Оставля ет десятки MviKросекунд, время гэренич дуги и ее эрэзионное действие уменьшается более чем на один порядок при включении и на два-три порядка при отключении аппарата.

Влияние посторонних световых источников в кэммутациэоном аппарате на оптический вход фэтэтиристэра исключается за счет установки фототиристора в боковой или передней стенке, закрываюшей контактный узел камеры, роль которой может выполня?ь дугогасительная камера аппарата,. вхэдяшая в комнлект контактного узла. При этом оптический вход фэтотиристэра расположен внутри камеры и направлен в сторону xDBTaKTDB аппарата, а на пути к приемнэй поверхности фототиристора установлена диафрагма в виде корэткэй трубки. Такая трубчатая насадка-диафрагма к фототиристору увеличивает световую пэмехоустойчивость и препятствует осаждению копоти на приемной линзе фотэтирист ора.

На фиг. 3 и 4 фототиристоры ФТ и ФТ тоже установлены спереди или сбоку контактов аппарата в зоне световэгэ излучения дуги. Принцип работы схем, изэбраженных на этих фигурах, аналогичен, с тэй лишь разницей, что в схемах на фиг. 1 и 2 диоды Д

547857

ЦНИИПИ Заказ 650/105 Тираж 1ОО2 Подписное

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 переводят на себя токи коммутации без вэзникнэвения дуги между контактами К, а в схемах на фиг. 3 и 4 фототиристоры ФТ и ФТ или коммутирующие элементы КЭ»

КЭ включаются с образованием режима эгра- 5 з ниченнэ-дуговэй коммутации аппарата. При этом коммутирующие элементы КЭ> и КЭ могут быть выполнены, например, на эснове с иль нот очных тирист эр ов.

Уменьшение габаритов конструкции предла-10 гаемогэ коммутационного аппаратадостигается путем устанэвкифототиристоров в месте, наиболее целесообразном сточки зренияулучшения компоновки контактного и электронного узлов аппарата без снижения электроизоля- у ционных расстояний между тэковедушими час. .яь и аппарата. Световое излучение дуги кэнтактнэгэ узла в этом случае подводится к с о этветствую лему фэтэтирис гэру с п эм ощью вэлоконнэгD световода, один торец которогэ Ю совмещен с оптическим входом фототиристэра, а второй расположен в зэне световэгэ излучения дуги внутри дугэгасительной камеры и снабжен трубчатой насадкой-диафрагмой.

Так как волоконный световод лишь незначи- 25 тельно снижает светэпередачу и является изоляционным материалом, надежность и злек трические параметры коммутациэнногэ аппарата не ухудшаются, а егэ габариты становятся меньше.

Формула пз эбретения

Коммутационный аппарат переменного тока с ограниченно-дуговой коммутацией, содержащий электронный ключ с коммутируюдим эле мент эм, шу нтирующий главные к онтакты, э т л и ч а ю шийся тем, чтэ, с целью упр о щения к онструкции, п овышения надежности и уменьшения гBGBpHTDB, коммутирующий элемент выполнен в виде фототиристора,оптически связанного с межконтактным промежутком главных контактов.

Источники инфэрмации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Контакторы серии KT-6000/О, ТУ16-52 4. 0 42.-7 О.

2. Лвтэрскэе свидетельство СССР

¹ 335728, М.Кл. Н 01 Н 9/30. 06.01.

69.

3. Патент Франции . & 1432592, М.Кл, Н 01 Н, 13!09.66. (прототип).