Многополюсный автоматический выключатель

; ", г 11 УЗЩ СПИ ТЕН АВТОРСКОМУ С ТЕЛ У ователь- технолол ьтного Г.Н,Г йвод ределе В, -коогра ого то ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИ РИ ГКНТ СССР(56) Кузнецов Р,С, Аппараты расния электрической энергии доМ:Энергия, 1970, с. 217 - 227,Дэежбицки С. и Вальчук Е, Тничивающие выключатели перемека, - Л.: Энергоиздат, 1982, с. 53 - 55(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в низковольИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматическик выключателях,Цель изобретения - расширение области использования выключателя и повышение его коммутационного ресурса .при коротких замыканиях,На фиг,1 показан автоматический выключатель во включенном положении; на фиг,2 показано положение контактов выключателя, изображенного на фиг.1 в момент КЗ; на фиг, 3 изображен выключатель с электродинамическим устройством для ускорения отброса подвижных контактов при КЗ во включенном положении; на фиг,4 показано положение контактов выключателя,тных автоматических выключателях, Цель изобретения - расширение области использования выключателя и повышение его коммутационного ресурса при коротких замыканиях, В каждом полюсе выключателя под контактной системой в нише 20 корпуса установлены два коммутирующих электрода 17,18 и электрод 23 поджига электрической дуги. Электроды 18 и 23 подключены к выходу индуктора высокого напряжения 24, при этом электроды 18 всех полюсов соединены электрически. При коротком замыкании импульсом напряжения с индуктора 24 зажигается электрическая дуга между электродами 18 и 23, которая затем переходит на электроды 17 и 18, при этом снижается ток в защищаемой цепи, а нарастающее давление в нише 20 перемещает поршень 21 в сторону подвижного контактодержателя 2, Происходит ускорение размыкания контактов 1 и 3, 5 ил. изображенного на фиг.3 в момент КЗ; на фиг.5 показана электрическая схема трехполюсного выключателя и подключения к нему нижестоящих выключателей и нагрузки,Выключатель содержит(фиг,1) в каждом полюсе подвижные контакты 1, закрепленные на подвижном контактодержателе 2 мостикового типа, неподвижные контакты 3, закрепленные на неподвижных контактодержателях, выполненных в виде токоведущих шин 4 и 5, оканчивающихся подводящим выводом 6 и отводящим выводом 7 соответственно, Подвижный контактодержатель 2 с помощью направляющих 8 подвижно закреплен на траверсе 9, соединенной шарниром 10 с механизмом свобод 1665427ного расцепления 11 (показан частично). Между траверсой 9 и подвижным контактодержателем 2 расположены контактные пружины 12, Против каждой пары контактов - подвижного контакта 1 и неподвижного контакта 3 в основании 13 пластмассового корпуса выключателя установлены дугогасительные камеры 14 деионного типа, На токоведущих шинах 4 и 5 расположены измерительные органы - датчики тока 15 расцепителя максимального тока 16, выход которого электрически соединен с органом (не показан), расцепляющим механизм свободного расцепления 11. К токоведущей шине 5 между измерительным органом 15 и отводящим выводом 7 присоединен первый коммутирующий электрод 17. Второй коммутирующий электрод 18 соединен с аналогичными электродами других полюсов своим концом 19, Оба коммутирующих электрода расположены в нише 20 основания 13, Часть стенки ниши 20, обращенная в сторону подвижного контактодержателя 2, выполнена подвижной в виде поршня 21, являющегося механизмом ускоренного размыкания контактов. С другой стороны ниша 20 плотно закрыта неподвижной изоляционной колодкой 22. В нишу 20 сквозь отверстия в изоляционной колодке 22 введен электрод поджига 23, между которым и вторым коммутирующим электродом 18 подключен индуктор высокого напряжения 24 поджига дуги. Со стороны механизма свободного расцепления 11 дугогасительных камер 14 выключатель закрыт крышкой 25, в прорези которой установлена с возможностью перемещения рукоятка управления 26. Токоведущие шины 4 и 5 образуют с подвижным контактодержателем 2 П-образный контур,Потребитель 27 включен к фидерному выключателю 28. Близлежащие к подвижному контактодержателю 2 (фиг,3) участки 29 токоведущих шин 4 и 5 образуют с этим контактодержателем петлевые контуры,Выключатель(см. фиг,1) работает следующим образом.При токах перегрузки сигнал на индуктор высокого напряжения 24 не поступает и выключатель срабатывает традиционным способом за счет расцепления механизма свободного расцепления 11 от расцепителя максимального тока 16.При этом траверса 9 перемещается вместе с подвижными контактами 1 в отключенное положение, Между подвижными контактами 1 и неподвижными контактами 3 возникают электрические дуги, которые втягиваются в дугогасительные камерь 1 14,в результате чего и происходит отключение цепи.При коротком замыкании в цепи, например в потребителе 27 (фиг,5), от выключате ля 28 поступает управляющий сигнал наиндуктор высокого напряжения 24 и далее на электрод поджига дуги 23, Указанный управляющий сигнал может формироваться и в самом предлагаемом выключателе, на пример в его расцепителе максимальноготока 16 при достижении током КЗ заданной величины, В обоих случаях индуктор высокого напряжения 24 формирует высоковольтный (1,5 - 2,5 кВ) импульс напряжения, 15 который прикладывается между электродомподжига 23 и вторым коммутирующим электродом 18, На них возникает электрическая дуга, которая поджигает электрическую дугу между первым коммутирующим электродом 20 17 и вторым коммутирующим электродом18, При перемыкании первого коммутирующего электрода 17 и второго коммутирующего электрода 18 короткой электрической дугой начинается быстрое увеличение тока 25 КЗ через выключатель при одновременномбыстром прекращении его в защищаемой цепи. В результате выделения энергии в дуге, горящей на указанных электродах, в нише 20 резко возрастает давление, Под 30 действием этого давления поршень 21 перемещается в сторону подвижного контактодержателя 2 и перемещает его, сжимая контактные пружины 12, в сторону траверсы 9 (фиг.2), При этом между подвижными кон тактами 1 и неподвижными контактами 3возникают электрические дуги, приводящие к резкому ограничению величины тока КЗ.Если при этом превышается уставка тока срабатывания расцепителя максимального 40 тока 16, то последний вызывает расцепление механизма свободного расцепления 11 и перевод его в положение "Отключено" аналогично тому, как это описано в случае отключения тока перегрузки.45 Возникающая на электродах 17 и 18 короткая электрическая дуга приводит к прак-.тически мгновенному за 0,7-1 мс шунтированию участка цепи (фиг.5), включающего нижестоящий выключатель 28 и по требитель 27, Тем самым снижаетсявоздействие тока КЗ на выключатель 28 и потребитель 27, Поэтому энергия дуги отключения, выделяющаяся в выключателе 28 и джоулев интеграл 9 бс как через этот 55 выключательтак и через потребитель 27,существенно меньше, чем в случае, когда в качестве вышестоящего выключателя используются известные вцключатели, Быстрое размыкание контактов данного выключателя поршнем 21, опережающеепри больших токах КЗ действие механизма свободного расцепления 11, способствует большему токоограничению и уменьшению нагрузок и на сам выключатель,Тем самым расширяется область применения данного выключателя, который может быть применен, например, для защиты тиристорных преобразователей и полупроводниковых модулей с низкой устойчивостью к токам КЗ, а также повышается его коммутационный ресурс при отключении токов КЗ.Работа варианта выключателя, представленного на фиг.3, отличается некоторыми особенностями,При токах перегрузки выключатель работает аналогично выключателю по фиг,1.При токах КЗ в выключателе с электро- динамическим устройством для ускорения отброса подвижных контактов (фиг.3,4) на подвижный контактодержатель 2 мостикового типа кроме поршня 21 воздействует повышенное усилие электродинамического отброса от контура, создаваемого взаимодействием тока в шине 4 с участком 29 и током в подвижном контактодержателе 2 с одной стороны и аналогично с другой стороны, В результате обеспечивается более высокое токоограничение, чем в выключателе на фиг,1, Как показывают исследования, с увеличением значения ожидаемого тока КЗ величина энергии дуги отключения в токоограничивающем выключателе растет лишь до определенного значения. В дальнейшем она или остается неизменной или может даже снизиться. Поэтому в выключателе по фиг.3 при перемыкании электрической дугой первых коммутирующих электродов 17 и вторых коммутирующих электродов 18 возникает режим отключения предельно- возможного тока КЗ, при котором создаются условия для снижения энергии, выделяемой в выключателе, что повышает ресурс выключателя в таких режимах.Таким образом, по сравнению с прототипом; данное устройство имеет более ши 10 15 щественно мостикового типа, включающая подвижный контактодержатель с контакта 20 25 30 35 40 45 рокую область использования, обеспечивая эффективную защиту различных потребителей и с пониженной устойчивостью к воздействию токов КЗ, преимущественно полупроводниковых преобразователей, а также имеет повышенный коммутационный ресурс при отключении токов КЗ. Формула изобретения Многополюсный автоматический выключатель, содержащий изоляционный корпус, в котором в каждом полюсе установлены контактная система, преимуми и неподвижные контактодержатели с контактами, подводящий и отводящий выводы, дугогасительные камеры, механизм свободного расцепления с рукояткой, расцепитель максимального тока и механизм ускоренного размыкания контактов при коротком замыкании, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения области использования и повышения коммутационного ресурса при коротких замыканиях, он снабжен индуктором высокого напряжения и в каждом полюсе двумя коммутирующими электродами и электродом поджига электрической дуги, расположенным между коммутирующими электродами, в изоляционном корпусе выполнена ниша, часть стенки которой, обращенная в сторону подвижного контактодержателя, выполнена в виде поршня, являющегося механизмом размыкания контактов, первый коммутирующий электрод соединен с отводящим выводом своего полюса, вторые коммутирующие электроды всех полюсов электрически соединены и подключенык индуктору высокого напряжения, к которому также подключены электроды поджига электрической дуги каждого полюса, причем два коммутирующих электрода и электрод поджига электрической дуги расположены в указанной нише1665427 Составитель Н,КосточкоТехред М,Моргентал Коррек Демчи едактор Л,Лашкова аказ 2395 Тираж 353 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101