Быстродействующий автоматический выключатель

,1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ П(НТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторскийи технологический институт низковольтного аппаратостроения(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано. в низковольтных электрических аппара тах защиты, Цель изобретения - повышение токоограничивающей способнос-. ти выключателя. Выключатель содер" жит основной магнитопровод 1 с воз 1душным зазором и токовой обмоткой 2, которая расположена на части маг- нитопровода 1 и включена последовательно с контактами 3, дополнительный магнитопровод 9 с обмоткой 7. Первый, подвижный, контактодержатель выполнен из двух параллельно включенных такопроводов, Первый токопро"од 4 расположен в зазоре, а второй токопровод 5 - вне зазора магнито" провода 1. Второй, параллельный, токопровод 5 выполнен из последовательно соединенного гибкого соединения б и дополнительной обмотки 7, расположенной на дополнительной магнитной системе 9 с воздушным зазором, имеющей с основным магнитопроводом 1 общий участок, на котором расположена токовая обмотка 2. При возник - ае новении в цепи тока короткого замыкания в результате взаимодействия тока, протеканюцего через первый токо- провод 4 магнитного потока, создающегося в дополнительноммагнитопроводе 9 обмоткой, возрастает скорость отброса первого токопровода 4 от неподвижного контактодержателя 12. При этом повышается скорость раэмыкания контактов 3 и увеличивается степень токоограничения. 1 з.п. ф-лы, б ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов низковольтных электрических аппаратах защиты, преимущественно тиристорных преобразователей.Целью изобретения является повышение гокоограничнвающей способнос-,ти выключателя.На фиг.1 и 2 показаны две проекции выключателя с одним подвижнымконтактодержателем; на фиг. 3 " схемасоединений его обмоток и контактов;на фиг,4 и 5 - две проекции выключателя с двумя подвижными контактодержателями; на фиг.6 - схема соединений его обмоток и контактов;Выключатель (фиг,1 и 2) содержитосновной шихтованный магнитопровод 1с воздушным зазором, на котором размещена токовая обмотка 2,контакты3, размещенные на контактодержателях,Подвижный контактодержатель выполнен в виде первого токопровода 4 25и включенного параллельно ему второготокопровода 5, выполненного в видегибкого соединения 6 и дополнительной обмотки 7. Контактодержатель.подпружинен контактной пружиной 8. Обмотка 7 расположена на дополнительном магнитопроводе 9. Подвижный контактодержатель соединен.с токоподводом с помощью шарнирного соединения1 О.35Выключатель содержит также электромагнитный привод 11, неподвижныйконтактодержатель 12, дугогасительные рога 13, дугогасительную камеру 14, пластины 15 магнитного гашения, неподвижные зажимы 16 и 17, рас.цепнтель 18 максимального тока.На фиг.1 и 2 не показаны вспомогательные детали крепления подвижныхчастей, изоляция токопроводящих деталей и не детализированы известныеконструкции привода и расцепителя.Во включенном положении выключателя, показанном на фиг.1 и 2, контакты 3 замкнуты под деиствием пружи 50ны 8, Электромагнитный привод 11отключен от напряжения, Зажим 16через шарнир 10 соединен с первымтокопроводом 4 К верхнему контакту3 через неподвижный контактодержатель 12 подключена токовая обмотка 2,55второй вывод которой присоединенк зажиму 17. Обмотка 2 ;.расположенана части магнитопровода 1, в воэдушном зазоре которой расположены первый токопровод 4 и неподвижный контактодержатель 12, С правой стороны от магнитопровода 1 расположен дополнительный магнитопровод 9, имеющийтакже воздушный зазор. Оба магнитопровода имеют общий участок, на котором расположена токовая обмотка 2.На магнитопроводе 9 расположена дополнительная обмотка 7, которая одним выводом присоединена к зажиму .ф 16, а другим - к гибкому соединению 6. К контактам 3 примыкают дугогасительные рога 13. Контакты 3 и дугогасительные рога 13 расположены внутри дугогасительной камеры 14, по бокам которой укреплены пластины 15 магнитного гашения, связанные с магнитопроводом 1. На выводной шине расположен расцепитель 18, реагирующий на аварийные режимы, связанный механически с приводом 11. Схема соединения обмоток и контактов показана на фиг.3. Направления намотки обмоток 2 и 7 выбраны таким образом, что индуктируемый в обмотке 7 ток 1 и общий входной ток , имеют одно направление в первом токопроводе 4, т,е, 1= 1 +Принцип работы выключателя посто-: янного тока заключается в следующем.1Во включенном положении выключа-теля при протекании номинального тока по обмотке 2 проходит весь ток, а далее он распределяется по первому токопроводу 4 и обмотке 7 в зависимости от соотношения их активных сопротивлений (направления токов показаны пунктиром 1. Через воздушный за- зор магнитной системы проходит магнитный поток, определяемый током в обмотке 2, числом ее витков и прово- димостью воздушного зазора. На первьж токопровод 4 действует электромагнитный момент, пропорциональный магнитному потоку и токуи направленный на размыкание контактов 3.Величина нажатия контактной пружины 8 выбирается из условия обеспечения необходимого нажатия между контактами 3 при максимально допустимом токе перегрузки.В магнитопроводе ,9 проходит магнитный поток, определяемый током х в обмотке 7, числом ее витков и про.-. водимостью воздушного зазора.1467600 Таким образом, по сравнению с прототипом данный выключатель за счет дополнительного увеличения электромагнитной силы и снижения массы подвижных частей имеетповьппенную токо- ограничивающую способность, что позволяет эффективно использовать его для ваганты тиристорных преобразователей. Параметры обмоток и магнитнойсистемы выбираются из условия ненасыщенного состояния магнитопровода.При возникновении в цепи нагруз 5ки короткого замыкания происходитрост тока 1, и соответственно магнитных потоков в магнитопроводах 1 и9, Под действием ЭДС, наводимой в обмотке 7, ток 1 изменяет свое направление и увеличивается. В первом токопроводе 4 будет проходить токкфравный сумме токов 1, и 12. Путемвыбора соотношения витков обмоток2 и 7 и параметров магнитопроводов 151 и 9 достигается превьппение тока 1по отношению к 1, в несколько раз.Благодаря этому увеличивается такжеэлектромагнитный момент, действующий на первый токопровод 4, что позволяет в несколько раз уменьшить время размыкания контактов 3 на расстояние, при котором начинается движение электрической дуги с контактов 3 на дугогасительные рога 13. 25Это, в свою очередь, обуславливаетускорение гашения дуги и уменьшениепропускаемого тока и времени отключения тока короткого замыкания, т.е,способствует повьппению токоограничиваницей способности выключателя.Гашение дуги выполняется в дугогасительной камере 14, которая в частном случае, представленном на фиг.1 и 2, выполнена с узкой щелью. Для создания магнитного поля применяются пластины 15, т,е. магнитопровод 1 и обмотка 2 одновременно используются для привода и для магнитного гашения. 40В разомкнутом положении контакты 3 удерживаются защелкой, находящей-ся внутри привода 11, или возвратной пружиной (не показана), которая начинает воздействовать на подвижный кон тактодержатель после срабатывания расцепителя 18. Возможны также другие известные варианты фиксации контактов 3 в отключенном положении,Оперативное отключение выключателя при номинальных режимах выполня ется приводом 11.Включение выключателя осуществляется путем освобождения защелки в приводе 11 либо ручным способом, либо путем дистанционной подачи напря 55 жения на привод 11.При использовании выключателя в качестве токоограничивающего блока к другим быстродействующим выключателям с целью улучшения их токоограничивающей способности необходимость в приводе 11 и расцепителе 8 отпадает,Основные существенные признаки предлагаемого выключателя могут быть также реализованы в варианте конструкции, показанной на фиг.4 и 5, где для ускорения размыкания контактов 3 применяются два подвижных контактодержателя и соответственно две дополнительные обмотки 7. Схема их включения показана на фиг.6.Постоянный ток 1, входит в "начало" обмотки 2, токи 12 входят также в "начала" обмоток 7, Распределение токов между токопроводами 4 и обмотками 7 обратно пропорционально их активным сопротивлениям.В аварийном режиме при нарастании тока короткого замыкания 1 происходит увеличение магнитных потоков в магнитопроводах 1 и 9 и в обмотках 7 будут наводиться ЭДС, что вызовет изменение направлений токов 12 в обмотках 7 и их рост, При этом токи 12 будут выходить из "начал" обмоток 7. Теперь через первые токо- проводы 4 будет уже проходить сумма токов 11 и 12 т е 1 = 1 + 12 При использовании предлагаемого выключателя в цепях переменного тока принцип его работы не меняется. При протекании номинального тока в цепи дополнительной обмоткой 7 будет индуктироваться ток 1 , что требует только повьппения силы контактной пружины 8. В выключателе основная часть второго токопровода 5, состоящая из дополнительной обмотки 7, неподвижна за счет введения гибкой связи, что обуславливает существенное снижение массы подвижных частей и соответст. - венно времени размыкания контактов 3.5 1467Формула изобретения 1. Быстродействующий автоматический выключатель, содержащий два контактодержателя с контактами, контакт- ,ные пружины, дугогасительную камеру, основной магнитопровод с воздушным зазором, токовую обмотку, подключенную последовательно с контактами к 10 неподвижным зажимам и расположенную на основном магнитопроводе, первый, подвижный, контактодержатель выполнен в виде двух параллельно включенных токопроводов, при этом первый 15 токопровод расположен в зазоре основного магнитопровода, а второй токо- провод - вне зазора, расцепители, реагирующие на аварийные режимы, и механизм включения с приводом, 20 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,600 6с целью повышения токоограничивающей способности выключателя, он снаб" жен дополнительным магнитопроводом с зазором, второй токопровод первого контактодержателя выполнен в виде гибкого соединения и дополнительной обмотки, размещенной на дополнительном магнитопроводе, а токовая обмотка охватывает одновременно расположенныерядом участки основного и дополнитель.ного магнитопроводов.2. Выключатель по.п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что второй контактодержатель выполнен анало" гично первому контактодержателю, причем дополнительная обмотка второго контактодержателя размещена соосно с дополнительной обмоткой первого контактодержателя на упомянутом дополнительном магнитопроводе.. Кравцова Коррек КНТ ССС 1г, Ужгород ул, Гагарина, 101изводственно-издательский комбинат Патент) Ф Заказ 1200/47 Тираж 694 ВНИИПИ Государственного коми113035, Мос Подписное та по изобретениям и открытия Ж) Раушская наб д. 4/5