Быстродействующий выключатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 1 09) БРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТВ АТЕЛЬобласт ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт низковольтного аппаратостроения(56) Авторское свидетельство СССР У 1001220, кл, Н 01 Н 73/02.Дзежбацки С., Вальчук Е. Токоограничивающие выключатели переменного ,токаПерев. с польск. Л.: Энергоиздат, 1982, с. 50.(54) БЫСТРОДЕИСТВУКЩИЙ ВЫКЛЮЧ (57) Изобретение относится ки электрических аппаратов низкого напряжения, в частности к быстродействующим аппаратам защиты (БАЗ). Цельизобретения - повышение надежностиработы БАЗ при малых токах к.з. Скорость отключения токов к.з. увеличивается в предложенном БАЗ, так какна его электромагнит (ЭМ) воздействует не ток к.з., а ток, определяемый дополнительно введенным емкостным накопителем электроэнергии, управление которым осуществляется введенным полупроводниковым ключом, управляющий вывод которого подключенчерез усилитель к датчику тока к.з.В БАЗ введен также дополнительныйблок питания для емкостного накопителя энергии. 1 ил.1 1280648Изобретение относится к электрическим аппаратам низкого напряжения, в частности к быстродействующим аппаратам защиты.Цель изобретения - повышение надежности при отключении малых токов короткого замыкания.На чертеже изображен быстродействующий выключатель во включенном положении. 10 Быстродействующий выключатель со - держит главный контакт, состоящий из неподвижной контакт-детали 1 и подвижной контакт-детали 2, имеющей возможность вращения относительно оси 3. На подвижную контакт-деталь 2 действует возвратная пружина 4, 1направление действия которой показано на чертеже стрелкой. Подвижная 20 контакт-деталь 2 удерживается во включенном положении защелкивающим механизмом, содержащим защелку 5, связанную с подвижной контакт-деталью 2, и освобождающий рычаг 6, имеющий 25 возможность вращения относительно оси 7. Рычаг 6 удерживается в сцепленном с защелкой 5 положении фиксирующей пружиной 8 (направление действия пружины 8 также показано стрел кой на чертеже), Устройство дугогашения состоит из дугогасительных рогов 9 и 10 и деионной решетки, состоящей из пластины 11. Отключающий электромагнит содержит обмотку 12 и якорь 13, который имеет стержень 14 с выступом 15, причем стержень 14 пропущен через отверстие в подвижной контакт-детали 2. С рычагом 6 находится в соприкосновении шток 16, 40 входящий в отключающий электромагнит. Выключатель снабжен силовыми зажимами 17 и 1 8, причем зажим 17 соединен с неподвижной контакт-деталью 1, а зажим 18 соединен посредством гибко.го токоподвода 19 через датчик 20 тока с подвижной контакт-деталью 2. Датчик 20 тока состоит из трансформатора 21 тока, к вторичной обмотке которого подключен вход выпрямителя 22. 50 К выходу последнего подключен вход порогового элемента 23, выход которого является выходом датчика тока в целом. Обмотка 12 отключающего электромагнита снабжена зажимами 24 и 25, 55 к которым присоединен емкостный накопитель 26 энергии (снабженный блоком 27 заряда) через выходные зажимы 28 и 29 полупроводникового ключа 30,2изображенного на чертеже в виде тиристора. К входу полупроводникового ключа 30 (т.е. на управляющий переход тиристора) подключен выход управляющего усилителя 31, вход которого соединен с выходом датчика 20 тока. Блок 32 питания обеспечивает требуемыми напряжениями (необходимыми для функционирования) пороговый элемент 23, усилитель 31 и блок 27 заряда.Во включенном состоянии выключателя и при протекании по его главной цепи тока, не достигающего значения тока уставки датчика 20 тока, все, элементы устройства находятся в описанном состоянии,емкостный накопитель 26 энергии заряжен от блока 27 заряда (полярность напряжения заряда накопителя 26 показана на чертеже).Выключатель работает следующим образом. При возникновении в защищаемой выключателем цепи аварийного режима, нанапример короткого замыкания, ток в главной цепи начинает возрастать, соответственно возрастает напряжение на вторичной обмотке трансформатора 21 тока и напряжение на выходе выпрямителя 22. Когда последнее достигает порога срабатывания порогового элемента 23, последний срабатывает и на его выходе, а следовательно, и на,выходе датчика 20 тока появляется сигнал, поступающий на вход усилителя 31, вследствие чего на выходе усилителя 31 возникает управляющее напряжение, которое поступает на вход полупроводникового ключа 30 и обеспечивает его включение, При включении полупроводникового ключа 30 создается контур разряда емкостного накопителя энергии 26: положительная обкладка накопителя 26 - зажим 29 - полупроводниковый ключ 30 - зажим 28 - зажим 24 - обмотка 12 - зажим 25 - отрицательная обкладка накопителя 26.По обмотке 12 отключающего электромагнита протекает ток разряда емкостного накопителя 26, создающий намагничивающую силу и соответствующее магнитное поле, вследствие чего на якорь 13 начинает действовать сила, втягивающая его внутрь обмотки 12. Якорь 13 приходит в движение и нажимает на шток 16, который, преодокоммутации,3 12806 левая действие пружины 8, поворачивает освобождающий рычаг 6 относительно оси 7 и выводит рычаг 6 из зацепления с защелкой 5. Подвижная контакт-деталь 2 получает возможность двигаться под действием возвратной пружины 4, но одновременно якорь 13 ударяет выступом 15, расположенном на стержне 14, в плече подвижной контакт-детали 2, обеспечи вая поворот последней относительно оси 3. Происходит разъединение подвижной 2 и неподвижной 1 контакт- деталей, главный контакт выключателя размыкается, при этом возникает 15 электрическая дуга. Так как при воздействии якоря 13 на подвижную контакт-деталь 2 последняя приобретает большую начальную скорость, а также при наличии в зоне расходящихся кон такт-деталей магнитного поля обмотки 12 электрическая дуга отключения интенсивно удлиняется, и напряжение на ней возрастает с большой скоростью. Электрическая дуга перемещается по дугогасительным рогам 9 и 10 и входит в деионную решетку, состоящую из пластин 11, где процесс дугогашения заканчивается, и ток в цепи прерывается. Выключатель находится З 0 в отключенном положении.Для возврата выключателя во включенное положение включающий механизм (не показан) обеспечивает перемещение контакт-детали 2 до замыкания ее 35 с контакт-деталью 1 при одновременном сцеплении защелки 5 с освобождающим рычагом 6. Выключатель переходит во включенное положение. 40Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый быстродействующий выключатель обеспечивает уменьшение собственного времени отключения выключателя при.одновременном увели чении скорости нарастания напряжения на электрической дуге отключения в режиме коммутации аварийного тока благодаря тому, что в предлагаемом выключателе введенные дополнительные 50 элементы обеспечивают минимально 48 4возможное собственное время срабатывания вне зависимости от величиныотключаемого тока, а также обеспечивают интенсивное удлинение электрической дуги отключения в процессе Формула и з о б р е т е н и я Быстродействующий выключатель, содержащий главный контакт с выводами для подключения силовой цепи, состоящий из подвижной и неподвижной контакт-деталей, блок дугогашения, возвратную пружину, эащелкивающий механизм, отключающий электромагнит с обмоткой, причем защелкивающий механизм и якорь отключающего электромагнита связаны с подвижной контакт- деталью, первый вывод для подключения силовой цепи соединен с неподвижной контакт-деталью, возвратная пружина связана с подвижной контакт- деталью, о т л и ч а ю щ и й с я тем, .что, с целью повышения надежности при отключении малых токов короткого замыкания, в него введены датчик тока, емкостный накопитель энергии, блок заряда, полупроводниковый ключ, управляющий усилитель и блок питания, выводы обмотки отключающего электромагнита соединены через полупроводниковый ключ с выходами емкостного накопителя энергии, выхбды блока заряда подключены к выходам емкостного накопителя энергии, вход блока заряда соединен с первым выходом блока питания, управляющий вход полупроводникового ключа подключен к выходу управляющего усилителя первый вход которого соединен с вторым выходом блока питания, второй вход управляющего усилителя подключен к выходу датчика тока, первый вход датчика тока соединен с третьим выходом блока питания, а второй и третий входы датчика тока подключены соответственно к подвижной контакт- детали и к второму выводу для подключения силовой цепи быстродействующего выключателя.1280648 Составитель Г, КорсакоТехред Л.Олейник Редактор Е. Копч ктор Г. Решетник аказ 7131/ Производстве полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул.Проектная, 4 6 Тираж 643 НИИПИ Государственного коми по делам изобретений и отк 035, Москва, Ж, Раушская Подписнета СССРытийнаб.,д. 4/5