Автоматический выключатель

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для снижения внешних магнитных полей рассеивания токоподводов главных цепей автоматических выключателей. Целью изобретения является повьшение эффективности компенсации внешнего магнитного поля рассеивания автоматического выключателя (АВ). АВ содержит главный токопровод 1, выводные шпильки, изоляционный корпус 3, блок компенсации внешнего магнитного поля 4, состоящий из двух компенсационных катушек 5 с ферромагнитI (Л fut

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 2 0 й))4 Н 01 Н 71/00 Н 01 Е 27

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ::!

Й»

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3881768/24-07 (22) 09.04.85 (46) 30.12.86. Бюл. Ф 48 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт низковольтного аппаратостроения и Харьковский политехнический институт им. В.И. Ленина (72) Б.В. Клименко, В.А. Костюк и Е.А. Поляков (53) 621.316.54 (088.8) (56) Шифр ТЭ-103 Исследование магнитных полетоковедущих проводов и разработка методов их уменьшения. — Научно-технический отчет.

Уральский электромеханический институт инженеров железнодорожного транспорта, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Р 820499, кл. Н 01 Н 71/00, Н 01 F 27/34, 1981. (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для снижения внешних магнитных полей рассеивания токоподводов главных цепей автоматических выключателей.

Целью изобретения является повышение эффективности компенсации внешнего магнитного поля рассЕивания автоматического выключателя (АВ). АВ содержит главный токопровод 1, выводные шпильки, изоляционный корпус 3, блок компенсации внешнего магнитного поля 4, состоящий из двух компенсационных катушек 5 с ферромагнитными сердечниками, изоляционных колей с отверстиями, дополнительных ферромагнитных сердечников (ДФС) 7, расположенных в торцовых пазах ферромагнитных сердечников с возможностью перемещения, крышек 11 для

280653 фиксации ДФС в пазах, дополнительных немагнитных шпилек. Перемещением

ДФС 7 в пазах ферромагнитных сердечников достигается более полная компенсация внешнего магнитного поля рассеивания. 8 мл.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроаппаратостроению, и может быть использовано для снижения внешних магнитных палат рассеивания токоподводов главных цепей автоматических выключателей.

Цель изобретения — повышение эффективности компенсации внешнего магнитного поля рассеивания.

На фиг.1 схематично изображена трехполюсная главная цепь автоматического выключателя; на фиг.2 — автомагический выключатель с блоком компенсации; на фиг.3 — изомеционное кольцо с ферромагнитным сердечником, вид сверху, на фиг.4 — то же, что и на фиг.3, главный вид", на фиг.5 показана крышка для крепления дополнительного ферромагнитного сердечника, главный вид, на фиг.6 то же, вид сбоку, на фиг.7 — блок компенсации, общий вид, на фиг,8— разрез А-А на фиг.7. !

Автоматический выключатель (фиг.1) содержит трехполюсный главный токопровод 1 и выводные шпильки 2 для комбинированного присоединения внешних токопроводов. При протекании тока по цепи создается магнитное поле, магнитный момент которого M z (фиг.2) пропорционален площади токовых контуров S „ и S между главными токопроводами 1, а магнитный момент М площади Я и S между выводными

4 шпильками 2. К зажимам главного токопровода 1, помещенного в изоляционный корпус 3, подсоединен блок 4 компенсации, который состоит из двух компенсационных катушек 5, подключенных к крайним полюсам токопровода 1. Внутри катушек 5 размещены ферромагнитные сердечники,6, на тор.цовой поверхности каждого из которых с возможностью перемещения закреп2 лен дополнительный ферромагнитный сердечник 7.

По длине ферромагнитного сердечника 6 закреплены изоляционные кольца 8 (фиг. 3 и 4), наружный диаметр которых равен внутреннему диаметру катушки 5. На торцовой поверхности ферромагнитного сердечника 6 имеется паз 9, в который помещен дополнительный ферромагнитный сердечник 7.

В изоляционном кольце & выполнены отверстия 10 для крепления ферромагнитного сердечника 6 в основании блока 4 компенсации. Надежное крепление дополнительного ферромагнитного сердечника 7 обеспечивается крышкой 11 (фиг. 5 и 6), которая имеет вырез 12 для упора ферромагнитного сердечника 6 и направляющую 13, в которой может при регулировке перемещаться дополнительный ферромагнитный сердечник 7. Крепление к основа. нию блока 4 компенсации осуществля25 ется дополнительными шпильками 14 и 15 (фиг.7 и 8), проходящими через отверстия 10 в изоляционных кольцах

8 и крышке 11. Для регулировки величины магнитного момента М „„ между основанием блока 4 компенсации и внутренней торцовой поверхностью ферромагнитного сердечника 6 помещены изоляционные прокладки 16. Блок 4 компенсации закрыт изоляционной крышкой 17.

З5

Автоматический выключатель работает следующим образом.

При прохождении тока по главной цепи автоматического выключателя и

4о компенсационным катушкам 5 создаваемая компенсационными катушками компонента магнитного момента М направлена встречно компоненте магнитного момента l1 . Встречное вклюх .45- чение обеспечивается определен1280653 ным направлением навивки компенсационных катушек 5. При изменении количества изоляционных прокладок 16 меняется положение ферромагнитного сердечника 6 относительно центра компенсационной катушки,что приводит к изменению величины момента М„„. При настройке, перемещая ферромагнитный сердечник 6, добиваются, чтобы разность (М„-Г1„,) не превышала допустимой величины ьМ, где ДМ вЂ” допустимый нескомпенсированный магнитный момент.

Так как компенсационные катушки

5 расположены под углом, то появляется вертикальная компонента магнитного момента М „, направленная встречно компоненте магнитного момента M исходного магнитного поля. 20

Создаваемый компенсационными катушками 5 магнитный поток проходит по ферромагнитному сердечнику 6, и часть этого магнитного потока ответвляется в дополнительный ферромагнитный 25 сердечник 7. При несимметричном положении дополнительного ферромагнитного сердечника 7 относительно продольной оси ферромагнитного сердечника 6 появляется компонента маг- З0 нитного момента М „, направленная также перпендикулярно плоскости выводных шпилек 2. В зависимости от положения дополнительного ферромагнитного сердечника 7 относительно оси ферромагнитного сердечника 6 эта компонента может складываться или вычитаться с компонентои магнитного момента M . Перемещая в верти2 кальном положении дополнительный фер- 40 ромагнитный сердечник 7, можно добиться выполнения условия (M -М ) гк

c sM. После окончания настроики положение дополнительного ферромагнитного сердечника 7 фиксируют затяж-, 45. кой крышки с помощью гаек. Для обеспечения безопасности в эксплуатации блок 4 компенсации закрывают изоляционной крышкой 17.

Таким образом, в предлагаемом ав- gp томатическом выключателе благодаря введению дополнительных ферромагнитных сердечников, установленных на торцовых поверхностях ферромагнитных сердечников с возможностью перемещения, повышается эффективность компенсации внешнего магнитного по- ля, так как при перемещении дополнительных ферромагнитных сердечников можно не только регулировать величину компенсационного магнитного момента М,но и изменять его на2 правление на противоположное. Изменение величины и направления магнитного момента М, необходимо для обесзк печения компенсации магнитного поля. автоматического выключателя для любого вида присоединения внешних токопроводов. Так при прямом комбинированном присоединении внешних токопроводов (фиг.2), когда выводные шпильки 2 подключены к выводам неподвижных контактов главной цепи 1 автоматйческого выключателя, чтобы обеспечить компенсацию магнитного поля токового контура, образованного выводными шпильками 2, необходимо дополнительный ферромагнитный сердечник 7 перемещать вверх в сторону выводных шпилек 2 (при этом большая часть ферромагнитного сердечника 7 должна находиться над ферромагнитным сердечником 6). При обратном комбинированном присоединении изменяется направление исходного магнитного момента М, выводные шпильки

2 присоединены к выводам подвижного контакта автоматического выключателя (присоединение не показано), поэтому для компенсации момента М „ дополнительный ферромагнитный сердечник 7 необходимо перемещать вдоль оси вниз в сторону выводных шпилек.

При переднем присоединении (внешние токопроводы подключают к выводам подвижного и неподвижного контактов) дополнительный ферромагнитный сердечник 7 необходимо располагать симметрично относительно продольной оси ферромагнитного сердечника 6.

Выполнение паза 9 (фиг.З ) на торцовой поверхности ферромагнитного сердечника 6, внутри которого помещен дополнительный ферромагнитный сердечник 7, дает возможность при настройке блока перемещать в вертикальном направлении дополнительный ферромагнитный сердечник 7, в результате магнитный момент автоматического выключателя по оси Z может быть снижен практически до нуля.Причем за счет того, что глубина паза 9, в который помещен дополнительный ферромагнитный сердечник 7, выбрана меньше ширины дополнительного ферромагнитного сердечника 7, крышка 11 (фиг,7) обеспечивает надежную фик128065 сацию положения дополнительного ферромагнитного сердечника 7. Такое ,крепление снижает возможность сбоя настройки, который влияет на эффективность компенсации. 5

Эффективность компенсации повышается также за счет введения регулировочного узла для перемещения ферромагнитного сердечника 6 вдоль оси компенсационной катушки. Этот узел содержит две дополнительные шпильки 14 и 15 (фиг.7 и 8), которые одним концом закреплены в основании блока 4 компенсации, и изоляционные кольца 8, помещенные на дополнительных шпильках 14 и 15 с возможностью перемещения, а внутри изоляционных колец 8 жестко крепится ферромагнитный сердечник 6. Фиксация положения последнего кроме крышки

11 обеспечивается еще изоляционны. ми прокладками .16, помещенными между основанием блока 4 и торцом ферромагнитного сердечника 6.

Кроме того, изолирование ферромагнитного сердечника 6 от компенсационной катушки 5 изоляционными кольцами 8 улучшает теплоотдачу с ферромагнитного сердечника 6, снижает его температуру. Так как при повышении температуры ухудшаются магнитные свойства электротехнической стали, то применение указанных изоляционных колец 8 также способ- 35 ствует повышению эффективности комменсации.

Формула и «обрете ння

Лвтоматический и-1ключател», содержащий изоляционный корпус, главную цепь, выводные шпильки, блок компенсации внешнего магнитного ноля рассеивания, выполненный в виде основания, ферромагнитных сердечников, электрических катушек, установленных под углом относительно плоскости расположения выводных шпилек и подключенных к главной цепи,и изоляционных прокладок, установленных между основанием и торцовыми поверхностями ферромагнитных сердечников, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности компенсации внешнего магнитного поля рассеивания, он снабжен дополнительными ферромагнитными сердечниками, изоляционными кольцами с отверстиями, дополнительными шпильками и крышками, изоляционные кольца закреплены на ферромагнитных сердечниках, дополнительные шпильки выполнены из немагнитного материала,размещены в отверстиях изоляционных колец и закреплены на основании, на наружных торцовых поверхностях ферромагнитных сердечников выполнены пазы, 1 в которых размещены дополнительные ферромагнитные сердечники с возможностью перемещения перпендикулярно плоскости расположения выводных шпилек, причем дополнительные ферромагнитные сердечники зафиксированы в указанных пазах кр»ш|ками, установленными на дополнительных шпильках.

1280653

1280653 я-а

11 77

sprue Р

Составитель В. Коносов

Редактор E. Копча Техред Л.Олейник Корректор Г. Решетник

Заказ 7131/56

Тираж 643 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР " по делам изобретений и открытий

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

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