Быстродействующий выключатель

 

Изобретение относится к области электрических аппаратов низкого напряжения , в частности к быстродействующим аппаратам защиты (БАЗ). Цель изобретения - повышение надежности работы БАЗ при мальпс токах к.з. Скорость отключения токов к.з. увеличивается в предложенном БАЗ, так как на его электромагнит (ЭМ) воздействует не ток К.З., а ток, определяемый дополнительно введенным емкостным накопителем электроэнергии, управление которым осуществляется введенным полупроводниковым ключом, управляющий вьшод которого подключен через усилитель к датчику тока к.з. В БАЗ введен также дополнительный блок питания для емкостного накопителя энергии. 1 ил. § (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) А1 (51)4 Н 0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

С :

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3946912/24-07 (22) 02.09.85 (46) 30.12.86. Бюл. N 48 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт низковольтного аппаратостроения (72) Г.В. Могилевский, В.Г. Бенсман, Ю.П. Погорелов и Ю.В. Жеглов (53) 621.316.57(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ô 1001220, кл. Н 01 Н 73/02.

Дзежбацки С., Вальчук Е. Токоограничивающие выключатели переменного ,тока ° Перев. с польск. Л.: Энергоиздат, 1982, с. 50. (54) БЫСТРОДЕИСТВУКЩИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к области электрических аппаратов низкого напряжения, в частности к быстродействующим аппаратам защиты (БАЗ). Цель изобретения — повышение надежности работы БАЗ при малых токах к.з. Скорость отключения токов к.s. увеличивается в предложенном БАЗ, так как на 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 подключен через усилитель к датчику тока к.з.

В БАЗ введен также дополнительный блок питания для емкостного накопителя энергии. 1 ил.

1 1280648

Изобретение 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, I направление действия которой показано на чертеже стрелкой. Подвижная 2р 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- 3р 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 ко.торого подключен вход выпрямителя 22. Sp

К выходу последнего подключен вход порогового элемента 23, вьгход 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, 2 изображенного 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- 10 вая поворот последней относительно оси 3. Происходит разъединение подвижной 2 и неподвижной 1 контактдеталей, 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- 20 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 це1 пи прерывается. Выключатель находится З0 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.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый быстродействующий выключатель обеспечивает уменьшение собственного времени отключения выключателя при.одновременном увели- 45 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 4 возможное собственное время срабатывания вне зависимости от величины отключаемого 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 контактдеталью, первый вывод для подключения силовой цепи соединен с непо.движной контакт-деталью, возвратная пружина связана с подвижной контактдеталью, о т л и ч а ю-шийся 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 контактдетали и к второму выводу для подключения силовой цепи быстродействующего выключателя.

1280648

Составитель Г. Корсаков

Техред Л.Олейник Корректор Г. Решетник

Редактор Е. Копча

Заказ 7131/56 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул.Проектная, 4