Автоматический выключатель

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматических выключателях переменного и постоянного тока, предназначенных для защиты потребителей электрической энергии оттоков короткого замыкания и перегрузки. Цель изобретения - повышение эффективности дугогашения и предельной коммутационной способности выключателя. Выключатель снабжен двумя U-образными скобами 11 из электропроводного немагнитного материала, расположенными перед дугогасительной камерой по разные стороны подвижного контактодержателя 7. Верхние плечи 14 скоб электрически соединены между собой, а нижние плечи 16 присоединены с помощью гибких соединений 15 к подвижному контактодержателю 7 так, что направление тока в нижнем плече каждой U-образной скобы противоположно направлению тока в образующейся при размыкании контактов дуге. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) 01) (51)5 Н 01 Н 9/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ь3

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 47789 69/07 (22) 08.01.90 (46) 15.03.92. Бюл. № 10 (71) Ставропольское специальное конструкторско-технологическое бюро низковольтной аппаратуры Научно-производственного объединения "B Н ИИэлектроаппарат" . (72) П.Е.Кривенков, Г.Н.Дибцев и Ю.А,Фролов (53) 621.316.547(088;8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 119955552244, кл. Н 01 Н 9/36, 1964, Патент ФРГ № 2410049, кл. Н 01 Н 9/34, 1976, (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматических выключателях переменного и постоянного тока, предназначенных для защиты потребителей электрической энергии от токов короткого замыкания и перегрузки.

Цель изобретения — повышение эффективности дугогашения и предельной коммутационной способности выключателя.

Выключатель снабжен двумя U-образными скобами 11 из электропроводного немагнитного материала, расположенными перед дугогасительной камерой по разные стороны подвижного контактодержателя 7. Верхние плечи 14 скоб электрически соединены между собой, а нижние плечи 16 присоединены с помощью гибких соединений 15 к подвижному контактодержателю 7 так, что направление тока в нижнем плече каждой

U-образной скобы противоположно направлению тока в образующейся при размыкании контактов дуге. 4 ил.

1720103

Изобретение относится к электроаппаратостроению, в частности к автоматическим выключателям переменного и постоянного тока, предназначенным для защиты потребителей электрической энергии и электрических сетей оттоков короткого замыкания и перегрузки, Известны автоматические выключатели с повышенной эффективностью дугогашения, содержащие корпус и крышку из изоляционного материала, расцепитель максимального тока, подвижный и неподвижный контакты и дугогасительную камеру со стальными деионными пластинами, в которую введены по ее средней линии ферромагнитные пластины полюсов.

Однако такие дугогасительные камеры имеют сложную конструкцию и вводится дополнительное изолирование ферромагнитных пластин.

Известно, что чем меньше промежуток времени вхождения дуги в камеру, тем больше эффективность ее гашения, так как ток не успевает нарасти до максимальной величины и энергия дуги невелика. Электрическая дуга, если она попадает на стальную деионную пластину камеры, стремится к центру пластины, потому что в этой точке пластины будет наиболее высокая магнитная проницаемость.

8ремя вхождения электрической дуги, возникающей между подвижными и неподвижным контактами, в дугогасительную камеру будет разным в зависимости от расположения электрической дуги по отношению к пластинам дугогасительной камеры и от направления силы, способствующей вхождению, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является автоматический выключатель с дугогасительным устройством, делящим электрическую дугу на короткие части после ее вхождения в дугогасительную камеру, в которой благодаря потерям энергии на стальных пластинах происходит гашение электрической дуги.

У прототипа дугогасительное устройство имеет оболочки с отверстиями, выделяющие газы под действием электрической дуги и окружающие набор деионных пластин с четырех сторон. Недостатком таких устройств является необходимость применения специальных дугостойких материалов, выделяющих газы, Цел ь изобретения — по вы ш ение эффективности дугогашения и предельной коммутационной способности выключателя за счет уменьшения времени вхождения дуги в дугогасительную камеру, использования воздействия дополнительных электродина40

50 и деталей предлагаемого выключателя, вид

5

35 мических сил. на электрическую дугу и ограничения нарастания тока короткого замыкания.

Поставленная цель достигается тем, что выключатель снабжен двумя U-образными скобами из электропроводного немагнитного материала, которые закреплены в корпусе и расположены по разные стороны подвижного контактодержателя перед дугогасительной камерой. Плечи каждой скобы лежат в плоскости, параллельной плоскости вращения подвижного контактодержателя.

При этом верхние плечи скоб электрически соединены между собой, а нижние плечи скоб прилегают к дугогасительной камере и присоединены с помощью гибких соединений к подвижному контактодержателю так, что направление тока в нижних плечах U-образных скоб противоположно направлению тока в образующейся при размыкании контактов дуге, что и обеспечивает дополнительным электродинамическим усилием отталкивание электрической дуги от нижних плеч U-образных скоб., сокращение времени ее вхождения в дугогасительную камеру, повышение эффективности дугогашения и предельной коммутационной способности выключателя, Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый автоматический выключатель отличается наличием перед дугогасительной камерой по разные стороны подвижного контактодержателя двух U-образных скоб из электропроводного немагнитного материала с верхними, соединенными между собой плечами и нижними плечами, электрически соединенными с подвижным контактодержателем, прилегающими к дугогасительной камере, направление тока в которых при коммутировании противоположно направлению тока в электрической дуге.

На фиг.1 изображен предлагаемый автоматический выключатель в положении

"Отключено", разрез; на фиг.2 — то же, вид сверху; на фиг.3 — схема прохождения тока при наличии электрической дуги в процессе отключения выключателем электрической цепи; на фиг.4 — схема расположения узлов со стороны верхних плеч 0-образных скоб.

Автоматический выключатель содержит корпус 1 и крышку 2 из изоляционного материала, расцепитель 3 максимального тока, взаимодействующий с фиксатором 4 механизма 5 свободного расцепления, контактную систему: неподвижный 6 и подвижный 7 контактодержатели, на которых закреплены соответственно неподвижный контакт 8 и подвижный 9, вращающийся со1720103

10

20

40

55 вместно с контактодержателем 7 вокруг неподвижной оси 10, расположенной в механизме 5 свободного расцепления, две

U-образные скобы 11 из электропроводного немагнитного материала, неподвижно закрепленные в корпусе 1 выключателя с помощью выступов 12, расположенные по разные стороны подвижного контактодержателя 7 перед дугогасительной камерой 13 и имеющие верхние электрически соединенные между собой плечи 14 и нижние, присоединенные с помощью гибких соединений 15 к подвижному контактодержателю

7, плечи 16, прилегающие к дугогасительной камере 13, стальные деионные пластины 17 которой перпендикулярны им, выводные зажимы 18 и 19 (фиг,1 и 2).

Верхние плечи 14 обеих U-образных скоб 11 как вариант могут быть расположены параллельно нижним плечам 16, следовательно, перпендикулярно к стальным деионным пластинам 17 дугогасительной камеры 13.

Выключатель работает следующим образом.

При возникновении тока короткого замыкания срабатывает расцепитель 3 максимального тока и, достигнув фиксатора 4, приводит в действие механизм 5 свободного расцепления, который разводит подвижный контактодержатель 7 от неподвижного контактодержателя 6, контакты выключателя (подвижный 8 и подвижный 9) размыкаются и между ними появляется электрическая дуга А(фиг.3, показана стрелкой). Ток которого замыкания при этом проходит следующий путь:от выводного зажима 18 неподвижного контактодержателя 6 к неподвижному контакту 8, далее по электрической дуге А к подвижному контакту 9, затем по подвижному контактодержателю 7, через гибкие соединения 15, по нижним прилегающим к дугогасительной камере 13 плечам 16 0-образных скоб 11, по верхним плечам 14 этих скоб, расцепителю

3 к выводному зажиму 19 выключателя.

Направлению тока короткого замыкания, идущего по U-образным скобам 11, а именно по их нижним плечам 16, прилегающим к дугогасительной камере 13, и в электрической дуге А противоположны друг другу, поэтому при взаимодействии электромагнитного поля, возникающего вокруг нижних плеч, с электромагнитным полем электрической дуги А последняя будет убыстренно перемещаться, эффективно охлаждаясь в воздухе, в сторону дугогасительной камеры 13 и без задержки войдет в стальные деионн ые пластины 17.

Благодаря убыстренному движению электрической дуги за счет дополнительных электродинамических сил отталкивания от нижних плеч U-образных скоб резко уменьшается время вхождения электрической дуги в дугогасительную камеру и, следовательно, сокращается время горения дуги, что позволяет повысить предельную коммутационную способность выключателя.

Снабжение выключателя двумя U-образными токоведущими немагнитными скобами по разные стороны подвижного контактодержателя перед дугогасительной камерой, верхние плечи которых электрически соединены между собой, а в нижних плечах, прилегающих к дугогасительной камере и соединенных с подвижным контактодержателем, ток при отключении имеет направление, противоположное току в электрической дуге, повышает скорость движения электрической дуги в дугогасительную камеру.

Использование изобретения позволит снизить время вхождения дуги в дугогасительную камеру до 2-3 мс и при неизменных габаритах выключателя повысить предельную коммутационную способность, Формула изобретения

Автоматический выключатель, содержащий корпус с крышкой из изоляционного материала, расцепитель максимального тока, взаимодействующий с фиксатором механизма свободного расцепления, неподвижный контактодержатель с контактом, подвижный контактодержатель с контактом, закрепленный на неподвижной оси механизма свободного расцепления с возможностью вращения, и дугогасительную камеру со стальными деионными пластинами, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности дугогашения и предельной коммутационной способности выключателя, он снабжен двумя

U-образными скобами из электропрОводного немагнитного материала, которые закреплены в корпусе и расположены по разные стороны подвижного контактодержателя перед дугогасительной камерой, плечи каждой скобы лежат в плоскости, параллельной плоскости вращения подвижного контактодержателя, при этом верхние плечи скоб электрически соединены между собой, а нижние плечи скоб прилегают к дугогасительной камере и присоединены с помощью гибких соединений к подвижному контактодержателю так, что направление тока в нижнем плече каждой U-образной скобы противоположно направлению тока в образующейся при размыкании контактов дуге.

1720103

Фиа 2

1720103

35

45

Составитель П.Кривенко

Техред M. Моргентал Корректор М,Демчик

Редактор M.Áàíäóðà

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 774 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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