Быстродействующий автоматический выключатель

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВтОРСкОМь СвИдетедьстиь Союз Советских Социалистических Республик.1965 ( 1041576/24-7) аявлено ПриоритетОпубликовано 12,11,1969, Воллетень ЛвДата опубликования описания 26 Х 1.19 Комитет по деламзобретений и открыт К Н 316.57. 0248,8) Дк при Совете МинистСССР Авторы зобретения аявитель О А, М. КусТрудового К ь, Л,К. Скурыгин и Г. А. Р намени завод Уралэлект . И, Ленина сного имжмаш ЫСТРОДЕЙ СТ ВУЮ ШИЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛ ПОСТОЯННОГО ТОКА присоединением заявки М Известны быстродеиствующие автоматические выключатели постоянного тока, содеркащие быстродействующий привод, контактную и дугогаительную систему в виде катушки магнитного дутья и камеры с продольными внутренними перегородками и щитами.Г 1 редложенное устройство отличается от известных тем, что перегородки дугогасительной камеры выполнены У-образной формы с сужающимися кверху концами и удлиненным основанием, охваченным магнитопроводом катушки главного магнитного дутья. В верхней части перегородки охвачены дополнительными магнитопроводами, расположенными вдоль осей перегородок. На концах этих магнитопроводов имеются магнитные перемычки, охваченные разрезанными в верхней части кольцами из токопроводящего материала.На чертеже представлены предложенный выключатель и разрезы по А - А и Б - Б.Выключатель имеет быстродействующий электромагнитный привод 1. Якорь 2 через тягу 3 связан с подвикным контактом 4. Контактное нажатие осуществляется пружиной 5. На изоляционной панели б установлен неподвижный контакт 7, сидящий на сериесной катушке магнитного дутья. Ток защищаемой цепи проходит по выводной шине 8, неподвижному контакту 7, подвижному контакту 4, шине 9, проходящей в окно магнитопровода 10,и выводной шине 11. В зависимости от направления намагничивания постоянного магнита 12 и рабочего направления тока, протекающего через выключатель, выключатель может быть настроен на срабатывание от тока прямого или обратного напряжения. При отключении магнитные, потоки, создаваемые постоянным магнитом 12 и шиной 9, направлены согласно в левом зазоре а., между якорем 2 и магнитспроводом 10 и встречно в правом зазоре ав, Якорь перебрасывается влево и размыкает контакт Выклочателя. Включение производится катушкой 13, при этом якорь переходит вправо. Механизм свободного расцепления выклочателя на чертеже не показан. Он может быть выполнен одним из известных способов, например, в виде дополнительного якоря, е позволяющего контактам выключателя сомкнуться до тех пор, пока по катушке И,протекает большой ток.Дугогасительная система выключателя состоит из узкого подвижного контакта 4, узкого неподвижного контакта 7 с сериесной катушкой магнитного дутья, навитой вокруг шихтованного сердечника, и дугогасительной камеры с наружными стенками 14 и торцовыми стенками 15.Зона возникновения и растяжения дуги ог. раничена 1-образными продольными внутренними перегородками б из дугостойкого мате5 10 15 20 25 риала, например асбоцемента, или газогспсрирующегс материала, например фибры.Перегородки 16 образуют узкую продольную щель, в которой зажигается и растягивается дуга. Ч-образная форма перегородок способствует быстрому выбросу средней части дуги из узкой щели в широкую.Созданный дутой ионизированный газ быстро вытекает из узкой щели в широкую, чем обеспечиваегся быстрое восстановление диэлектрической прочности контактного промел(утка, Вытекая, Газ увлекает за ссссй дугу.Выше точки касания контактов в нижней части Ч-образных перегородок сделаны узкие вертикальные прорези 17 для подачи свежего воздуха и межконтактное пространство и ускорения движения возникающей на контактах дуги, Через прорези 17 ионизированный газ вытекает из узкой щели в широкий объем, ограниченный наружными стенками 14. Так как прорези 17 экие и расположены поперск ствола дуп,. последи проходит мимо них. Когда целее вмаввФьается выше прорезей, через них в зону контактов поступает свежий воздух, способствующий быстрой деонпзации меи(контактного проме 5 к тка и 11 склю 1 е 11 и 1 О повторных пробоев, В зоне возникновения дуги газодинамические силы и силы магн 11 тного дутья направлены согласно, обеспечивая быстрь 1 й выброс дуги из контактного промежутка и быстрое восстановление его диэлектрической прочности. Если Ч-образные перегородки изготовлены из газсгенерирующего материала, газовый поток вверх усиливается за счет выделения газа перегородками.Вывести дугу вверх из контактного промежутка еще не достаточно, необходимо растянуть ее до длины, обеспечивающей гашение. Эту задачу выполняют верхние, расходящиеся под углом около 90 концы Ч-образных перегородок, охваченные П-образными магнитопроводами 18, которые создают сильное магнитное дутье, сосредоточенное вдоль осей перегородок, После выброса из контактного промежутка дуга занимает положение б 1 в г При этом часть ствола дуги находится еще ь узкой щели между перегородками 1 б.Чтобы создать газодинамические условия, способствующие движению дуги, концы Ч-образных перегородок выполняют сужающ 51 мися, а широкий канал между торцовыми стенками 15 камеры и продольными торцами Ч-образных перегородок - слегка расширяющимся.Растянутая до верхних концов Ч-образных перегородок дуга полностью выходит в широкий объем, ограниченный наружными стенками камеры и продольными концами Ч-образных перегородок, Так как переход из узкой щели к широкому объему резкий, то дуга, попав в широкий объем, не может войти обратно в узкую щель. Вход ионизированных газов в узкую щель по той же причине также затруднен, что исключает возникновение повторных пробоев. 30 35 40 45 50 55 60 65 1 аким соразом, дуга стасилизируетс 51 В широком объеме, длина ес в течение всего времени гашения практически не меняется. Вследствие свободного вытекания горячих газов из широкого объема камеры дуга охлаждается и гаснет. Напряжение на дуге поддерживается практически неизменным вплоть до момента ее исчезновения, Величина напряжения опрсделяется размерами дуггогасительной системь 1. Постоянство напряжения на дуге обеспечивает, как было показано выше, минимально возможное время гашения дуги и полное время отключения выключателя.Подвижной 4 и неподвижный 7 контакты выключателя выполнены узкими, что позволяет разместить их в узкой щели между Ч-образными перегородками,Для ускорения растяжения дуги выключатель И 1 еет сильное магнитное дутье, центрированное в нескольких узких областях, а именно: в зоне возникновения дуги 1 создастся магнитопроводом 18 с сериесной катушкой магнитного дутья) и вдоль осевых линий концов перегородок (создается магнитопроводами 19 с магнитными перемычками 20 на концах). Дуга, входя в область, охваченную магнитопроводами 19 с перемычками 20, возбу 5 кдает в них магнитный поток. Магнитное дутье, созданное самой дугой, движет ее к концам Ч-образных перегородок, Магнитопроводы 19 находятся внутри камеры, между наружными стенками и Ч-образными перегородками. В результате этого между. магнитопроводами остается минимальный зазор, что увеличивает силу магнитного дутья, Использование магнитопроводов 19 позволяет обойтись без катушки вспомогательного дутья, применяемой в известных выключателях, что ликвидирует задержку во времени, которое затрачивается на вхождение тока в катушку. Магнитное дутье, сосредоточенное в зоне контактов и вдоль осевых линий, концов Ч-образных перегородок, весьма экономично, так как оно действует только в узкой области с наибольшим газодинамическим сопротивлением. Когда дуга стабилизируется в широком ограниченном обьеме, магнитное дутье на нее уже не действует, что способствует ее стабилизации. Магнитные перемычки 20 охвачены разрезанными в верхней части кольцами 21 из токо- проводящего материала, например меди, которые защищают перемычки от действия высокой температуры дуги и стабилизируют Опорные точки дуги в процессе ее гашения.Магнитопроводы 19 могут быть связаны с перемычками 20 нежестко, в результате чего концы магнитопроводов притягиваются магнитным, полем дуги, уменьшая ширину щели между перегородками по мере движения дуги вверх. Уменьшение ширины щели в нижней части перегородок препятствует проникновению ионизированных газов и возникновению повторенных пробоев.237220 Предоет изобретения Я 15 Б. Федотов Теаред Т. П. Курилко 1 Юррок)о 1) 3. 11. Чваикина едакт Тираж 4 ЗО 11 о,п )снос по делам изобретенийоткрытий при Совете .)1 ии)с):)о) ССС 1) Москва. Центр, пр. Серова, д. 4аз 13)0 п 211111 И Ксмите ос)тва, Центр, пр, Серова. д, 4 1 оыстродейСтву)ощий автоматический выклОчатсль постоянного тока, содержащиц быстродейст вуощий привод, контактную и дугогасительнуо систему с гашением дуги в воздухе, состоящую из катушки магнитного дутья и камеры с продольными внутренними перс;ородамцщитамц, от,тича)ошийся тем, что, с елью увеличения токоограничцвающец способнос 1 ц выключателя, ускорения гашения дуги и пслюксця перенапряекенгп выше заданно) О ) ровня, персгородк: выполнены-оораз:о Формы с суисаюг 1 ц.цся кверЮ конга)ц и сдлпнены 1 Основание 1, Охва)ен ным магиц катупкп главного магнитного дутья, а в всрхцсп части перегородок - дополни гсльньви загн:топроводахи, расположсьл) вдоль Осей перегородок, с х.аг 1:)гнымц перезы)камц на концах, охва чецнымц 1)азрсзан 1 ьои ь всрхнец части кольца. из тоопроводящсго материала.