Коммутационное устройство переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к коммутационным устройствам , предназначенным для применения в электрических сетях переменного тока. Цель изобретения - повышение износостойкости и надежности отключения токов короткого замыкания. Устройство содержит последовательно включенные главные контакты (ГК) с приводным механизмом (ПМ), зашунтированные резистором, в цепь которого включен вспомогательный контакт (ВК) со своим ПМ, блок управления и выводы для подключения источника питания. ГК разделены на две группы. Первая группа ГК управляется первым ПМ, а вторая - вторым. ПМ, предназначенные для ВК, выполнены с замедлением на отпускание. Два В К соединены последовательно и включены параллельно ГК. Средние точки параллельных цепей соединены между собой через резистор. Одни из выходов катушек всех ПМ объединены и соединены с одним из выводов для подключения источника питания. Устройство содержит две параллельные цепи для подключения другого вывода для подключения источника питания к другому выводу катушки каждого ПМ, предназначенного для ГК. Одна из параллельных цепей содержит замыкающий блок-контакт ПМ, замыкаю- Ш.ИЙ контакт блока управления, причем ВК шунтирует ГК. Другая цепь содержит размыкающий блок-контакт того же ПМ, предназначенного для ВК, и размыкающий блок-контакт другого ПМ, предназначенного для ГК. Устройство также содержит блок чередования включения вспомогательных контактов, который может быть выполнен в виде двух диодов, включенных в цепи питания катушек ПМ, предназначенных для ВК, а в качестве источника питания используется сеть переменного тока. В устройство также могут быть введены выводы для подключения контакта максимальной токовой защиты, включенные в общую цепь питания катушек всех ПМ. Таким образом, устройство содержит только два главных коммутационных элемента-выключатель, который отключает ток нагрузки, и отделитель, гальванически развязывающий нагрузку и источник питания. В качестве их использованы однотипные коммутационные элементы, которые поочередно выполняют функции выключателя и отделителя. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. i (Л ГС ГчЭ оо О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 01 Н.9 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3663505/24-07 (22) 09.11.83 (46) 07.05.86. Бюл. № 17 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт взрывозащищенного и рудничного электрооборудования (72) Л. П. Абара, В. С. Дзюбан и В. Д, Оборотов (53) 621.318.563 (088.8) (56) Патент ФРГ № 2324321, кл. Н 01 Н 33/14, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 518814, кл. Н 01 Н 33/14, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 957303, кл. Н 01 Н 33/16, 1981. (54) КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к коммутационным устройствам, предназначенным для применения в электрических сетях переменного тока.

Цель изобретения — повышение износостойкости и надежности отключения токов короткого замыкания. Устройство содержит последовательно включенные главные контакты (ГК) с приводным механизмом (ПМ), зашунтироваиные резистором, в цепь которого включен вспомогательный контакт (ВК) со своим ПМ, блок управления и выводы для подключения источника питания. ГК разделены на две группы. Первая группа ГК управляется первым ПМ, а вторая — вторым.

ПМ, предназначенные для ВК, выполнены с замедлением на отпускание. Два ВК сое„„SU„„1229846 А 1 динены последовательно и включены параллельно ГК. Средние точки параллельных цепей соединены между собой через резистор.

Одни из выходов катушек всех ПМ объединены и соединены с одним из выводов для подключения источника питания. Устройство содержит две параллельные цепи для подключения другого вывода для подключения источника питания к другому выводу катушки каждого ПМ, предназначенного для

ГК. Одна из параллельных цепей содержит замыкающий блок-контакт ПМ, замыкающий контакт блока управления, причем ВК шунтирует ГК. Другая цепь содержит размыкающий блок-контакт того же ПМ, предназначенного для ВК, и размыкающий блок-контакт другого ПМ, предназначенного для ГК. Устройство также содержит блок ф чередования включения вспомогательных контактов, который может быть выполнен в виде двух диодов, включенных в цепи питания катушек ПМ, предназначенных для С

ВК, а в качестве источника питания используется сеть переменного тока. В устройство Я также могут быть введены выводы для подключения контакта максимальной токовой защиты, включенные в общую цепь питания катушек всех ПМ. Таким образом, устройство содержит только два главных комму- р тационных элемента-выключатель, который отключает ток нагрузки, и отделитель, гальванически развязывающий нагрузку и источ- 00 ник питания. В качестве их использованы 4 однотипные коммутационные элементы, кото- ф .) рые поочередно выполняют функции выключателя и отделителя. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1229846

В зависимости от конкретной сети предлагаемое коммутационное устройство будет 30 содержать соответствующее число показанных на фиг.1 а, б главных цепей. В частности, устройство, рассчитанное для применения в трехфазной сети, будет иметь три таких цепи. Кроме того, главные коммутационные элементы могут содержать по три и 35 более шунтируемых одновременно межконтактных промежутка 1 и 2. На фиг.1 а показано по одному такому промежутку, на фиг.1 б — по два промежутка.

Устройство работает следующим образом.

При замыкании контактов 24 реле управления в зависимости от фазы напряжения питания в этот момент срабатывает один из дополнительных коммутационных элементов

7 или 8. Если, например, в момент замыкания контакта 24 напряжение питания по фазе совпадает с проводящим направлением диода 19, то срабатывает дополнительный коммутационный элемент 7. При этом по отношению к диоду 20 напряжение питания будет приложено в запирающем направлении и дополнительный коммутацинный элемент 8 50 не включается, а разомкнувшийся при включении контакт 15 дополнительного коммутационного элемента 7 воспрепятствует включению дополнительного коммутационного элемента 8 и в последующий период, когда фаза напряжения изменится на обратную, 55

Включившийся дополнительный коммутационный элемент 7 одним своим контактом 9 подключает шунтируюший резистор 17 паИзобретение относится к электротехнике, в частности к коммутационным устройствам, предназначенным для применения в электрических сетях переменного тока.

Целью изобретения является повышение коммутационной износостойкости и повышение надежности отключения токов короткого замыкания.

На фиг.1 а, б показана главная токоведушая часть устройства; на фиг.2 — цепь управления.

Устройство состоит из двух групп главных однотипных коммутационных элементов, содержащих главные контакты 1 и 2, электромагнитные приводы главных коммутационных элементов 3 и 4 и вспомогательные слаботочные контакты 5 и 6, двух дополнительных однотипных коммутационных элементов, содержащих электромагнитные приводы 7 и 8, по два замыкающих контакта 9 и 10 привода 7, 11, 12 — привода 8 и по два размыкающих контакта 13 и 14 привода

7 и 15 и 16 привода 8, шунтируюшего резистора 17, блока чередования включения приводов дополнительных контактов 18, выполненного в виде диодов 19 и 20 элементов задержки отключения приводов дополнительных контактов 21, выполненных в виде диодов 22 и 23, замыкающего контакта 24 реле управления и размыкающего контакта 25 максимально-токовой зашиты.

25 раллельно главному контакту 1, а вторым контактом 10 включает первый главный коммутационный элемент 3. Коммутационный элемент 3 замыкает свой контакт 1 в главной цепи и вспомогательный контакт 5, который включает второй главный коммутационный элемент 4. Замкнув свой контакт 2 в главной цепи, второй коммутационный элемент включает нагрузку под напряжение.

На этом процесс включения заканчивается.

При отключении размыкается контакт 24 реле управления и первым отключается коммутационный элемент 3. Благодаря шунтирующему резистору его главные контакты 1 при коммутации рабочих токов работают в облегченном режиме, так как восстанавливающееся напряжение в этом случае носит, как правило, апериодический характер и скорость роста восстанавливающегося напряжения всегда меньше скорости восстановления электрической прочности межконтактного промежутка. Поэтому процесс дугогашения на контактах заканчивается в течение 5 — 8 мс.

Первый главный коммутационный элемент своим контактом 5 отключает второй главный коммутационный элемент 4. Его главные контакты 2 размыкаются уже после того, как дуга погасла на контактах 1.

Поэтому контакты 2 отключают ток, определяемый величиной шунтируюшего резистора 17 и не превышающий 1 — 4А. Эрозия контактов при этом практически отсутствует.

Наряду с отключением коммутационного элемента 3 контакт 24 реле управления отключает и дополнительный коммутационный элемент 7. Однако элемент 7 отключается с некоторой выдержкой времени, создаваемой в данном случае включением параллельно катушки электромагнитного привода диода

22, когда процесс коммутации уже завершился. После отключения элемента 7 схема возвращается к исходному состоянию и оказывается подготовленной к следующему циклу включения-отключения.

Если в следующий момент замыкания контактов 24 полуволна напряжения питания совпадает с проводящим направлением диода 20, то первым включается дополнительный коммутационный элемент 8, который своим контактом 11 подключает шунтируюший резистор 17 к главным контактам 2, а контактом 12 включает главный коммутационный элемент 4, который в свою очередь включает главный коммутационный элемент 3.

При отключении цепи первым отключается элемент 4 (именно его контакты в данном случае зашунтированы резистором), а затем — 3 и 8. Таким образом, последовательность работы схемы одинакова и в том, и в другом случае. Поскольку момент замыкания контактов реле управления является случайным, то он с равной вероятностью попадает в ту или иную полуволну питающего напряжения. Следовательно, в те1229846 чение срока эксплуатации общее число коммутаций равномерно распределяется между обоими главными коммутационными элементами. В случае отключения тока короткого замыкания размыкается контакт 25 максимально-токовой зашиты 25 и отключает главные коммутационные элементы 3 и 4 одновременно, дополнительный коммутационный элемент 7 или 8, благодаря наличию элементов задержки размыкается после отключения тока контактами 1 и 2. 10

Из приведенного описания следует, что предлагаемое устройство содержит только два главных коммутационных элемента выключатель, который отключает ток нагрузки, и отделитель, гальванически развязывающий нагрузку и источник питания. Кроме 15 того, предлагаемое устройство имеет еще то преимущество, что в нем в качестве главных функциональных узлов применены однотипные коммутационные элементы, которые благодаря предлагаемому техническому решению поочередно выполняют функции выключателя и отделителя.

Формула изобретения

1. Коммутационное устройство переменного тока, содержащее последовательно включенные главные контакты с приводным механизмом, зашунтированные резистором, в цепь которого включен вспомогательный контакт со своим приводным механизмом, блок управления и выводы для подключения ис- з0 точника питания, отличающееся тем, что, с целью повышения коммутационной износостойкости, в него введены второй вспомогательный контакт с приводным механизмом, второй приводной механизм главных контактов, главные контакты разделены на две З5 группы, первая группа управляется первым приводным механизмом, а вторая — вторым, блок чередования включения приводных механизмов вспомогательных контактов, приводные механизмы вспомогательных контактов выполнены с замедлением на отпуска- 40 ние, причем два вспомогательных контакта соединены последовательно и включены параллельно главным контактам, средние точки параллельных цепей соединены между собой через резистор, один из выходов катушек всех приводных механизмов объединены и соединены с одним из выводов для подключения источника питания, другой вывод катушки каждого приводного механизма главных контактов соединен с другим выводом для подключения источника питания через две параллельные цепи, одна из которых состоит из последовательно соединенных замыкающего блок-контакта приводного механизма, вспомогательный контакт которого шунтирует главные контакты, и замыкающего контакта блока управления, а другая — из последовательно соединенных размыкающего блок-контакта указанного приводного механизма, вспомогательного контакта и замыкающего блок-контакта другого приводного механизма главных контактов, другой вывод катушек каждого приводного механизма вспомогательных контактов через блок чередования включения приводных механизмов вспомогательных контактов соединен с одним из выводов размыкающего блок-контакта другого приводного механизма вспомогательного контакта, другой вывод которого через замыкающий контакт блока управления соединен с другим выводом для подключения источника питания.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок чередования включения вспомогательных контактов выполнен в виде двух диодов, включенных в цепи питания катушек одного и другого приводных механизмов вспомогательных контактов, а в качестве источника питания используется сеть переменйого тока.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности отключения токов короткого замыкания, в него введены выводы для подключения контакта максимальной токовой защиты, причем указанные выводы включены в общую цепь питания катушек всех приводных механизмов.

1229846 Рог. Z

Составитель А. Каретников

Редактор В. Иванова Техред И. Верес Корректор Е. Рошко

Заказ 2231/53 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4