Способ очистки электрических контактов автоматического выключателя

 

Изобретение относится к способам очистки электрических контактов автоматических выключателей, работающих в химически и биологически агрессивной сре- .де, например в животноводческих помещениях . Цель изобретения 7 уменьшение трудоемкости и себестоимости очистки. Сущность способа очистки электрических контактов автоматических выключателей заключается в пропускании через контакты импульса тока, вызывающего дуговой разряд на поверхностях контактов. Указанный импульс тока через контакты получают путем подключения дополнительной нагрузки к выходу автоматического выключателя, обеспечивающей возрастание тока до величины в 1,25...2 раза больше тока отсечки электромагнитных расцепителей и вызывающей мощный дуговой разряд отключения длительностью до 10 мс. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 . (21) 4897344/07 (22) 29.12.90 (46) 23.08.92.Бюл.¹ 31 (71) Украинская сельскохозяйственная академия (72) В.А. Наливайко (56) Авторское свидетельство СССР N.

781769, кл. С 05 В 23/02, 1980, Сибикин Ю.Д, Обслуживание электроустановок промышленных предприятйй:M.: Высшая школа, 1989, с.76. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

КОНТАКТОВ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫКЛ ЮЧАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к способам очистки электрических контактов автоматических выключателей, работающих в

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам очистки электрических контактов автоматических выключателей, и может быть использовано при техническом обслуживании автоматических выключателей, работающих в химически и биологически агрессивной среде, например в животноводческих помещениях.

Известен способ очистки контактов, работающих в химически и биологически ак.тивной среде, согласно которому поверхности контактов зачищают механическим путем с помощью надфиля.

Недостатком известного способа является высокая трудоемкость работ, вследствие необходимости отключения аппарата от сети и его частичной разборки. Кроме того, при механической очистке контактов без... Ж „, 1756970 À1 (я) s Н 01 Н 73/04, G 05 В 23/02 химически и биологически агрессивной среде, например в животноводческих помещениях. Цель изобретения — уменьшение трудоемкости и себестоимости очистки.

Сущность способа очистки электрических контактов автоматических выключателей заключается в пропускании через контакты импульса тока, вызывающего дуговой разряд на поверхностях контактов. Указанный импульс тока через контакты получаЮт путем подключения дополнительной нагрузки к выходу автоматического выключателя, обеспечивающей возрастание тока до величины в 1,25...2 раза больше тока отсечки электромагнитных расцепителей и вызывающей мощный дуговой разряд отключения длительностью до 10 мс. 1 ил. возвратно теряется значительная часть се° юй ребросодержащего материала контакта.

Наиболее близким по технической сущ- О ности к изобретению является способ очи- О стки электрического контакта в вакууме и 10 контроля его качества, заключающийся в пропускании через контакт импульса тока, определении переходного сопротивления по величине тока, при котором возникает скачкообразное увеличение электронноионной эмиссии и воздействии вращающимся магнитным полем,,имеющим период, равный длительности пропускаемого через контакт импульса тока, и направленным в плоскости, перпендйкулярно направлению тока, протекающего через контакт.

Недостатком этого способа очистки контактов является достаточно большая трудоемкость, связанная с подключением

1756970 устройства к аппарату, большая себестоимость работ, связанная с необходимостью 8 применении достаточно сложного устройства.

Цель изобретения — уменьшение трудоемкости и себестоимости очистки.

Цель достигается тем, что 8 способе очистки электрических контактов автоматических выключателей, заключающемся в пропускании через них импульса тока, вызывающего дуговой разряд на поверхностях контактов, и контроля качества очистки по величине их переходного сопротивления, согласно изобретению вышеупомянутый импульс тока через контакты получают путем подключения дополнительной нагрузки к выходу автоматического выключателя, обеспечивающей возрастание тока до величины в 1,25-2 раза большей тока отсечки электромагнитных расцепителей, Подключение дополнительной нагрузки к-выходу автоматического выключателя приведет к возрастанию тока, проходящего через его расцепители, величина которого будет определяться параметрами дополнительной нагрузки, а именно величиной сопротивления.

Дополнительная нагрузка, подключенная к выходу автоматического выключателя и обеспечивающая возрастание тока до величины в 1,25-2 раза большей тока отсечки электромагнитных расцепителей, приводит к срабатыванию электромагнитных расцепителей автоматического выключателя и отключению цепи. Время отключения при срабатывании электромагнитных расцепителей обусловлено техническими данными автоматического выключателя и составляет, как правило, не более 20-50 мс. Таким образом, подключенная дополнительная нагрузка указанных параметров приводит к возникновению импульса тока определенной величины и длительности. При отключении электрической цепи на размыкающих контактах образуется мощный дуговой разряд отключения длительностью до 10 мс.

Возникновение мощного дугового разряда на поверхности контактов приводит к выгоранию оксидных пленок, а также других частиц, в том числе и соединений, образованных под воздействием биологически активной среды, В связи с тем, что контакты автоматических выключателей изготавливаются из спеченных композиционных материалов, которые способствуют увеличению подвижности дуги при возникновении дугового разряда, с одной стороны, нет необходимости в применении дополнительных устройств, перемещающих основание дуги по поверхности контактов (источника вращающегося магнитного поля), с другой стороны, высокая подвижность дуги предотвращает образование значительных кратеров расплавленного металла на поверхности контакта.

Граничные режимные параметры очистки обосновывались исходя из следующего, Нижний предел превышения тока во время очистки по отношению к току отсечки электромагнитных расцепителей (1,25) обусловлен из необходимости надежного срабатывания расцепителей, Для обеспечения надежности срабатывания защиты в этом аварийном режиме величина тока дол5

Кроме того, при этом необходимо учитывать разброс защитных характеристик электромагнитных расцепителей, который для боль20 шинств:: низковольтных автоматических выключателей составляет +,1...Е1,15, Таким образом, общее превышение тока должно быть 1,09-1,15-1,25;

Верхний предел превышения тока во время очистки по отношению к току отсечки электромагнитных расцепителей обусловлен из необходимости, с одной стороны, получить рабочую поверхность контактов эксплуатационной шероховатости без заметных неровностей и кратеров, образовывающихся под действием дуги отключения и увеличивающих переходное сопротивление; с другой стороны, он должен быть меньшим значения тока предельной коммутационной способности, Экспериментально установлсно, что при превышении импульса тока во время очистки по отношению к тому отсечки электромагнитного расцепи40 теля, более чем в два раза, хотя и происходит очистка поверхности контакта, однако на поверхностях контактирования остаются кратеры, следы расплавленного металла, которые увеличивают переходное сопротивление (таблица). Кроме того, двукратное увели;ение тока по сравнению с током отсечки электромагнитного расцепителя меньше значения тока предельной коммутационной способности. Например, для автоматиче50 ского выключателя ВА 51-25 на номинальный ток 25 А при кратности тока отсечки 12 максимальное превышение импульса тока во время очистки согласно заявляемому параметру 25х12х2=-600 А, а ток предельной коммутационной способности равен 3800 А, При проведении очистки контактов в соответствии с предлагаемым способом не требуется отключение аппарата от сети и его частичная разборка по сравнению с известными способами. Это позволит снизить

15 жна быть несколько большей паспортного тока отсечки, что учитывается введением коэффициента запаса, принятого равным 1,09.

1756970 трудоемкость очистки, Кроме того, для ripoведения очистки нет необходимости в специальном оборудовании для очистки (генератора импульсов, накопительного конденсатора. источника вращающегося 5 магнитного поля). Для этого достаточно активного сопротивления малой величины, которое легко может быть изготовлено из стальной проволоки. Так как для очистки контактов достаточно, как правило до 10 10 включений, при каждом из которых возникает импульс тока длительностью 10-40 мс, которая намного меньше интервала"между включениями, то для очистки могут применяться сопротивления относительно малой 15 мощности, что позволяет изготавливать установку малых габаритов и переносной. Установка не требует дефицитных материалов и деталей, за счет чего достигается снижение себестоимости очистки. Кроме того, 20 уменьшение трудоемкости приводйт к снижению затрат на заработную плату, что также снижает себестоимость очистки. . На чертеже представлена схема установки, реализующей предлагаемый способ. 25

Установка содержит автоматический выключатель 1. к выходу которого подключен потребитель 2, Для проведения очистки к выходу автоматического выключателя 1 подключается дополнительная нагрузка — 30 активные сопротивления 3-5 через предохранители 6-8, предотвращающие аварийные режимы при неисп р авных электромагнитных расцепителях автоматического выключателя 1. Контроль степени 35 очистки осуществляется по величине контактного сопротивления, измеряемого методом вольтметра-амперметра с помощью милливольтметра 9 и токоиэмерительных клещей 10. 40

Установка работает следующим образом.

К автоматическому выключателю 1, требующему технического обслуживания контактов, подключают дополните льную 45 нагрузку — резисторы 3-5 через предохранители 6-8. Величину резисторов подбирают таким образом. чтобы обеспечить увеличение тока через электромагнитные расцепители автоматического выключателя 1 в 50

1 25-2 раза больше по сравнению с его током отсечки. После этого производят включение автоматического выключателя 1, Так как в цепи устанавливается ток, величина которого больше тока отсечки электромаг- 55 нитного расцепителя, то происходит мгновенное отключение автоматического выключателя 1, при этом на размыкающихся контактах возникает дуговой разряд дли. тельностью до полупериода напряжения сети (10 мс), в результате которого на поверхности контакта выгорают окислы и органические осадки, формируются приработанные поверхности эксплуатационной шероховатости. Так как для отключения автоматического включателя 1 достаточно срабатывания одного расцепителя, то при подключении трехфазной дополнительной нагрузки увеличивается надежности работы установки. При неисправных всех трех электромагнитных расцепителях автоматического выключателя 1 аварийные токи отключаются предохранителями 6-8, Степень очистки контакта контролируют по величине контактного сопротивления; измеряемого методом вольтметра-амперметра с помощью милливольтметра 9 и токоизмерительных клещей 10.

При превышении величины контактного сопротивления выше допустимой величины повторяют включение автоматического выключателя 1 с дополнительной нагрузки 3-5, Пример ы, Для проверки способа выбраны автоматические выключателя типа

ВА51-25 с номинальным током 25 А, установленные в животноводческом комплексе с агрессивной и биологически активной средой, Перед проведением очистки определяют переходное сопротивление контактов методом вольтметра-амперметра с использованием универсального измерительного прибора Щ 4313, для измерения падения напряжения на контактах и токоизмерительных клещей типа Ц4501 для измерения величины силы тока. Для автоматических выключателей допустимое падение напряжения на контактах составляет 50 мВ при номинальной нагрузке. Предельное значение переходного сопротивления для выключателей указанного типа составляет 50 мВ/25 А=2 мОм. Очистку проводят при значении переходного сопротивления, превышающем допустимое значение.

Величину дополнительных резисторов подбирают таким образом, чтобы обеспечить увеличение тока через электромагнитные расцепители автоматического выключателя в 1,25-2 раза больше по сравнению с его током отсечки, исходя из выражения

RKi Кот. ном где V — фазное напряжение сети;

Ki — коэффициент увеличения тока по отношению к току отсечки электромагнитного расцепителя;

Кот — кратность тока отсечки — отношение тока отсечки к номинальному току автоматического выключателя;

1756970

I

Для указанных автоматических выключателей кратность тока отсечки электромагнитных расцепителей составляла 12, Например, при фазном напряжении 220

В, коэффициенте увеличения тока 1,25, кратности тока отсечки 12 и номинальном токе 25 А величина дополнительного сопротивления составляет

R=220/1,25 . 12 25=0,59 Ом, К автоматическому выключателю, требующему технического обслуживания контактов, подключают дополнительную нагрузку в соответствии с чертежом, После этого производят включение автоматического выключателя. Так как в цепи устанавливается ток, величина которого больше тока отсечки электромагнитного расцепителя, то происходит мгновенное отключение автоматического выключателя, при этом на размыкающихся контактах возникает дуговой разряд длительностью до полупериода напряжения сети (10 мс), в результате которого нэ поверхности контакта выгорают окислы и органические осадки, формируются приработанные поверхности эксплуатационной шероховатости. Так как для отключения автоматического выключателя достаточно срабатывания одного расцепителя, то при подключении трехфазной дополнительной нагрузки увеличивается надежность работы установки. Степень очистки контакта контролируют по величине контактного сопротивления, измеряемого универсальным измерителем и токоизмерительными клещами, При превышении величины контактного сопротивления выше допустимой величины повторяют включение автоматического выключателя с дополнительной нагрузкой.

Для проверки граничных значений заявляемых параметров проверку проводят нэ нескольких аппаратах с различными превышениями значения импульса тока по отношению к току отсечки в пределах 0,85-3 путем подбора величины дополнительного сопротивления, Результаты проверки представлены в таблице, Как видно из данных, представленных в таблице, при подключении дополнительной

5 нагрузки, обеспечивающей увеличение тока по отношению к току отсечки в пределах

1,25-2,0 (примеры 2-5) переходное сопротивление контактов автоматического выключателя уменьшается и становится

10 меньше предельно допустимых значений практически после восьми включений.

При увеличении тока выше заявляемых пределов (примеры б и 7) достичь снижения переходного сопротивления ниже допусти15 мых пределов не удалось. вследствие сильного воздействия дугового разряда на поверхность контактов и образования заметных кратеров и бугорков расплавленного металла, 20 При подключении сопротивлений, не обеспечивающих возрастание тока больше

1,25 пс отношению к току отсечки электромагнитного расцепителя автомат не срабатывал, при этом цепь отключалась путем

25 расплавления плавки вставок предохранителей (пример 1).

Использование предлагаемого способа очистки электрических контактов автоматических выключателей позволит уменьшить

30 трудоемкость и себестоимость работ при их техническом обслуживании и ремонте в 1„8 раза, а также значительно снизить потери серебросодержащего материала по сравнению с механической "à÷èñòêîé контактов, 35 Формула изобретения

Способ очистки электрических контактов автоматического выключателя, заключающийся в пропускании через них импульса тока, вызывающего дуговой разряд на по40 верхностях контактов, и контроле качества очистка по величине их переходного сопротивления, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью уменьшения трудоемкости и себестоимости процесса очистки, импульс тока че45 рез контакты получают путем подключения дополнительной нагрузки к выходу автоматического выключателя, обеспечивающей возрастание тока до величины, в 1,25-2 раза большей тока отсечки электромагнитных

50 расцепителей, 1756970

Продолжение таблицы

Составитель В.Наливайко

Техред M.Moðãåíòàë Корректор Е.Папп

Редактор Г.ГерберПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3093 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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