Коммутационное устройство

О П И С А Н И Е5469 ЯИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Раслубликрисоединением заявки Хо Государствеииый кс,"вите Совета Мииистрсс СССР ло делам изабрете;йи открытий 3) Приоритет , бликовано 15.02.7 Боллетень Ье УДК 621,3,064.44:(71) Заявитель ше 54) КОММУТАЦИ ОН СТРОЙ СТ Изобретение относится к коммутационнои технике, например, постоянного тока, более конкретно к высоковольтным или сильноточным выключателям с устройствами, предотвращающими образование дуги между токопроводящими частями.Известны коммутационные устройства, состоящие из выключателя главного контура и связанного электромагнитным способом с главным вспомогательного контура, содержащего вспомогательную включаемую пару контактов, индуктивность, активное сопротивление и вспомогательный источник электромагнитной энергии (1,2).Известен также бездуговой коммутационный аппарат (3),Недостаток указанного коммутационного устройства состоит в том, что для получения бездуговой или практически бездуговой коммутации габариты элементов его главного и вспомогательного контуров оказываются весьма значительными, в ряде случаев неприемлемыми с точки зрения практики. Действительно, в сильноточных низковольтных цепях получение даже нескольких витков из токопровода главного контура для трансформаторной или автотрансформаторной связей приводит к значительному увеличению габаритов и стоимости устройства. Изгиб токопровода нежелателен также и из-за вызываемого этим уменьшения его механической прочности. В высоковольтных цс:ях конденсаторная батарея, используемая в качестве вспомогательного источника электромагнитной энерпш, и весь вспо ъогательны ксптур р 2 ссчтаны на Высокоснапряжение, 2 поэтому пх гаоарпты, вес и стоимость сказываются весьма значптельныДля уменьшения габаритов, Веса и стопмо сти прп одновременном повышении дугостойкости предлагаемого коммутаципного устройства в нем катушка пз магнитных в тков с 32 КНУТЫМ фсРПОМ 2 ГНИТНЪ М 2 ГНПТОПРОВОДОМ ОхВатываст Главьи котур, псрссская НОВсрх ность, образова шую пм, а па сс магнитопроВод намот 2 н 2 электрическая Обмотка, которая ВКЛЮЧЕН 2 ГОСГЕДОВ 2 СГЬПО ВО ВСПОМОГЯТСЛЬ- ный контр. В спльиоточпых низковольтных цепях для получения требуемого потокосцсп лепия с главным контуром, обусловленногоВСПОмОГ 2 Тсльным конту)01, каТушка ПЗ маГ- нитных Витков по сравпсппо с элскт)Псско имеет меньшие габариты, вес и стоимость.В случае высоковольтного главного контура 25 катушк 2 пз ъагн:тных ВпткОВ и Вссь Вспомогатсльныи контур расспганэ На пониженос плп низкое напряжснпс, то существенно уменьшает пх габариты, вес и стоимость.На С 1)пг. 1 Н 300 ражсп элскрпчсс,ая схсма 30 оппсьвасмого коммутационного устройства;25 30 35 40 45 50 60 65 на фцг. 2 - график изменения тока главногоконтура во времени при отключении; ца фиг.3 - график из.1 сценпя напря 2 кения междуконтактами выключателя во времени привключении,Коммутационное устройство (фиг. 1) состоит из выключателя 1 главного контура, вспомогательного контура, содержащего реостат 2,индуктивную катушку 3, вспомогательные замыкающие контакты 4 и вспомогательный источник электромагнитной энергии 5, а такжеиз катушки из магнитных витков с замкнутымферромагнитным магнцтопроводом 6, котораяохватывает главный контур, пересекая поверх.ность, образованную контуром, и на магнитопровод которой намотана электрическая обмотка 7, включенная последовательно во вспомогательный контур,Коммутационное устройство подключает активно-индуктивную нагрузку 8 - 9 к источникупостоянного напряжения У-сопэ 1 илц отключает эту нагрузку от источника с помощьюконтактов 4. К вспомогательному источникуэлектромагнитной энергии 5 может подключаться также и катушка 10 приводного механизма.Работа устройства прц отключении нагрузки происходит следующим образом.В исходном состоянии в главном контурепротекает установившийся ток 1,ст, во вспомогательном контуре ток отсутствует. Прц включении контактов 4 вспомогательного контурав его обмотке 7 протекает ток (1), создающий в магнитопроводе 6 ма цптцый поток, направленный навстречу мапштпому потоку,протекающему в магнцтопроводе от установцвцегося тока главного контура прц отключенном вспомогательном контуре. Изменение результирующего магнитного потока Ф(1) вовремени создает в главном контуреЭДС, которая вызывает в главном контуре дополнительный ток, направленный навстречу устаноВВВшемуся току глаВного контура 1 тст= Й 3)Г,Величины У 1, 1 о, и ыэ выбираются так, чтобы дополнительный встречный ток достигалзначения 1,цли даже несколько превышалего. Тогда результирующий токпереходитчерез ноль в момент 11, В этот цлц близкий кнему момент времени отключается выключатель 1.Важной особенностью рассматриваемогоустройства является возможность регулировать в широких пределах время 1 путем изменения 8.Отключение выключателя 1 в момент перехода тока Я главного контура через нуль(цли в близкий к нему момент времени) может быть реализовано, напрмер, с помощьюприсоединения катушки 1 О приводного мехаи;зма, показанного на фцг. 1 пунктиром; параметры цепи ц числа ВцткоВ 21,) и Г, Выб:1 раотея так, чтобы времяравнялось времени сраоатыванця пр;Водного механизма.Г 1 рц включении нагрузки устройство работает следующим образом,В исходном состоянии токи в главном и вспомогательном контурах отсутствуют. При включении контактов 4 вспомогательного контура в магнитопроводе 6 создается магнитный поток, изменение которого во времени приводит к возникновению в главном контуре противоэлектродвижущей силы, направленной навстречу приложенному к главному контуру напряжению с. Величина этой противоэлектродвижущей силы зависит от напряжения У числа витков ы, и ыэ и также от параметров вспомогательного контура. При 1=0 происходит скачок напряжения У на контактах выключателя 1 от +У до - У(0).(о) = -+(О,э Е, - величина ццдуктивгде Р - магнитное сопротивление магнитопровода,1 э 1 МЯ=м Далее напряжение У возрастает по экспоненциальному закону и при 1=1, переходит через нуль (фиг.3). В момент перехода напряжения У(1) через нуль или близкий к нему момент времени включается выключатель 1. В этом случае условия включения являются наиболее легкими, что позволяет повысить дугостойкость при включении, Важной особенностью здесь также является Возможность регулирования времени 1 о с помощью изменения 121 мРазмещение выключателя 1 внутри катушкц цз магнитных витков обеспечивает повышение компактности коммутационного устройства ц обеспечивает концентрацшо электрического поля в его рабочем объеме, что повышает качество бездуговой коммутации. Формула изобретения Коммутационное устройство, например, для цепей постоянного тока, содержащее главный контур и вспомогательный контур, связанный с главным с помощью катушки из магнитных витков с замкнутым ферромагнитным магнитопроводом, а также пару контактов, индуктивность, резистор и источник электромагнитной энергии, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов коммутационного устройства ц повышения его дугостойкости, катушка из магнитных витков с замкнутым ферромагнитным магнитопроводом охватывает главный контур, пересекая образованную им поверхность, а на ее магнитопроводе размещена электрическая обмотка, включенная последовательно во вспомогательный контур.546951 5Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство245862, М, Кл, Н 01 Н 9/30 1 о 67 1 9 Ч) оставитель А. Андреев ктор И, Шейкинз 343/9 ЦНИИП Подписное Тираж омитета Советаетений и открыт 5, Раушская наб 11303 погоафия, пр. Сап зд. о 214арственногоо делам изоМосква, Ж 6 2. Авторское свидетельство303669,М, Кл.2 Н 01 Е 29/02, 1970,3. Авторское свидетельство 161361,М. Кл,2 Н 01 Н 33-66, 1962 (прототип).