Быстродействующий автоматический выключатель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 06.XI1.1965 (№ 1041576/24-7) Ь;л. 21с, 35 06 с присоединением заявки №

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК Н 02с

УДК 621.316.57.024 (088.8) Опубликова|о 12.11.1969. Бюллетень Л 8

Дата опубликования описания 26Х1.1969

®, . 34М

А. М. Куссуль, Л. К. Скурыгин и Г. А. P

Авторы изобретения

Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени завод «Уралэлектротяжмаш» им. В. И. Ленина

БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЪ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Известны быстродействующие автоматические выключатели постоянного тока, содержащие быстродействующий привод, контактную и дугогасительную систему в виде катушки магнитного дутья и камеры с продольными внутренними перегородками и щитами.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что перегородки дугогасительной камеры выполнены V-образной формы с сужающимися кверху концами и удлиненным основанием, охваченным магнитопроводом катушки главного магнитного дутья. В верхней части перегородки охвачены дополнительныMH магнитопроводами, расположенными вдоль осей перегородок. На концах этих магнитопроводов имеются магнитные перемычки, охваченные разрезанными в верхней части кольцами из токопроводящего материала.

На чертеже представлены предложенный выключатель и разрезы по А — А и Б — Б.

Выключатель имеет быстродействующий электромагнитный привод 1. Якорь 2 через тягу 8 связан с подвижныхт контактом 4. Контактное нажатие осуществляется пружиной 5.

На изоляционной панели б установлен неподвижный контакт 7, сидящий на .сериесной катушке магнитного дутья. Ток защищаемой цепи проходит по выводной шине 8, неподвижному контакту 7, подвижному контакту 4, шине 9, проходящей в окно магнитопровода 10, и выводной шине 11. В зависимости от направления намагничивания постоянного магнита 12 и рабочего направления тока, протекающего через выключатель, выключатель мо5 жет быть настроен на срабатывание от тока прямого или обратного напряженття. При отключении магнитные, потоки, создаваемые постоянным магнитом 12 и шиной 9, направлены согласно в левом зазоре а, между якорем 2 то и магнитспроводом 10 и встречно в правом зазоре а . Якорь перебрасывается влево и размыкает контакт выключателя. Включение производится катушкой 18, при этом якорь переходит вира о. Механизм свободного рас1о цепления выклточателя на чертеже не показан. Он может быть выполнен одним из известных спо-îáîâ,,например,,в виде дополнительного якоря, не позволяющего контактам выключателя сомкнуться до тех пор, пока по ка1ушке И,протекает большой ток.

Дугогасительная система выключателя состоит из узкого подвижного контакта 4, узкого неподвижного контакта 7 с сериесной катушкой магнитного дутья, навитой вокруг шихтованного сердечника, и дугогасительной камеры с наружными стенками 14 и торцовым стенками 15.

Зона возникновения и растяжения дуги ограничена V-образными продольными внутрен30 ними перегородками !б из дугостойкого мате237220

25 риала, например асбоцемента, или газогснсрирующегс материала, например фибры.

Перегородки 16 образуют узкую продольную щель, в которой зажигается и растягивается дуга. V-образная форма перегородок способствует быстрому выбросу средней части дуги из узкой щели в широкую.

Созданный дугой ионизированный газ быстро вытекает из узкой щели в широкую, чем обеспечивается быстрое восстановление диэлектрической прочности контактного проме?1(утка. Вытекая, Газ увлекает за соООА дугу .

Выше точки касания контактов в нижней части V-образных перегородок сделаны узкие вертикальные прорези 17 для подачи свежего воздуха и межконтактное пространство и уcкорения движения возникающей на контактах дуги. Через прорези 17 ионизированный газ вытекает из узкой щели в широкий объем, ограниченный наружными стенками 14. Так как прорези 17 экие и расположены 110»ерех ствола ду п ослер и,проходит мимо ННх.

Когда в еавмаввФвается выше прорезей, через IHx в зону контактов поступает свежий воздух, способствующий быстрой деонизации межк011такт110ГО прОме?к тка и исключе11иlо повторных пробоев, В зоне возникновения дуги газодинамические силы и силы магнитного дутья направлены согласно, обеспечивая быстрь1й выброс дуги из контактного промежутка и быстрое восстановление его диэлектрической прочности. Если Ч-образные перегородки изготовлены из газсгенерирующего материала, газовый поток вверх усиливается за счет выделения газа перегородками.

Вывести дугу вверх из контактного промежутка еще не достаточно, необходимо растянуть ее до длины, обеспечивающей гашение.

Эту задачу выполняют верхние, расходящиеся под углом около 90 концы V-образных перегородок, охваченные П-образными магнитопроводами 18, которые создают сильное магнитное дутье, сосредоточенное вдоль осей перегородок. После выброса из контактного промежутка дуга занимает положение ál в1, г,. Г1ри этом часть ствола дуги находится еще ь узкой щели между перегородками 1б.

Чтобы создать газодинамические условия, способствующие дви?кению дуги, концы Ч-образных перегородок выполняют сужающимися, а широкий канал между торцовыми стенками 15 камеры и продольными торцами

V-образных перегородок — слегка расширяющимся.

Растянутая до верхних концов V-образных перегородок дуга полностью выходит в широкий объем, ограниченный нару?кными стенками камеры и продольными концами Ч-образных перегородок, Так как переход из узкой щели к широкому объему резкий, то дуга, попав .в широкий объем, не мо?кет войти обратно в узкую щель. Вход ионизированных газов в узкую щель по той же причине также затруднен, что исключает возникновение повторных пробоев.

1 аким 00p33051, g? I а CTBOHJIH3Hp? BTCSI B ILIHроком объеме, длина ес в течение всего времени гашения практически не меняется.

Вследствие свободного вытекания горячих газов из широкого объема камеры дуга охлаждается и гаснет. Напряжение на дуге поддерживается практически неизменным вплоть до момента ее исчезновения. Величина напряжеНИЯ ОПРСДЕЛЯЕтСЯ РаЗМЕРаМИ ДУгГОГаСИтЕ IbHOH

cистемы. Постоянство напряжения на дуге обеспечивает, как было показано выше, минимально всзмо?кное время гашения дуги и полное время отключения выключателя.

Подвижной 4 и Heïoä âH?I(íûé 7 контакты выключателя выполнены узкими, что позволяет разместить их в узкой щели между

V-образными перегородками.

Для ускорения растяжения дуги выключатель имеет сильнОе магнитное дутье, сконцентрированное в .нескольких узких областях, а именно: в зоне возникновения дуги (co3дастся магнитопроводом 18 с сериесной катушкой магнитного дутья) и вдоль осевых линий концов перегородок (создается магнитспроводами 19 с магнитными перемычками

20 на концах).

Дуга, входя в область, охваченную магнитопроводами 19 с перемычками 20, возбу?кдает в них магнитный поток. Магнитное дутье, созданное самой дугой, движет ее к концам

Ч-образных перегородок. Магнитопроводы 19 находятся внутри камеры, между наружными стенками и V-образными перегородками. В результате этого между магнитопроводами остается минимальный зазор, что увеличивает силу магнитного дутья. Использование магнитопроводов 19 позволяет обойтись без катушки вспомогательного дутья, применяемой в известных выключателях, что ликвидирует задержку во времени, которое затрачивается на вхождение тока в катушку. Магнитное дутье, сосредоточенное в зоне контактов и вдоль осевых линий, концов Ч-образных перегородок, весьма экономично, так как оно действует только в узкой области с наибольшим газодинамическим сопротивлением. Когда дуга стабилизируется в широком ограниченном обьеме, магнитное дутье на нее уже не действует, что способствует ее стабилизации.

Магнитные перемычки 20 охвачены разрезанными в верхней части кольцами 21 из токопроводящего материала, например меди, которые защищают перемычки от действия высокой температуры дуги и стабилизиру.ют опорные точки дуги в процессе ее гашения.

Магнитопроводы 19 могут быть связаны с перемычками 20 нежестко, в результате чего концы магнитопроводов притягиваются магнитным, полем дуги, уменьшая ширину щели ме?кду перегородками по мере движения дуги вверх. Уменьшение ширины щели в нижней части перегородок препятствует проникновению ионизированных газов и возникновению повторных пробоев.

237220

Предмет изобретения

A-А

1б

19 14 15

1 спактор 6. Феаотов

Текрсд T. П. Курилко Корр. :.тор 3. и. Чва акимка

Заказ 13i0i2 Тираж 430 11одиисиис

Ц1111111 И Ксмитета по делам ивовретсипв II открытий при Совете Миitил..þâ СССР

Москва. Центр, пр. Серова, д. 4

Москва, Цеитр, пр. Серова, д. 4

Быстродействующий автоматический выключатель постоянного тока, содержащий быстродейст вующий привод, контактную и дугогасительну1о систему с гашением дуги в воздухе, состоящую из катушки магнитного дутья и камеры с продольными внутренними пере ородками .:I щитами, от.тича1оцийся тем, 1то, с пелью увеличения токоограничивающеи способного tt выключателя, ускорения гашения дуги It исклю:спия перенапряжений выше заданнш о уровня, персгородк:1 выполнены т -образ toll Формы с л жающимися кверху концами и удлиненным основанием, охваченным маг:1итопрсводом катушки главного магнитного дутья. а в всрхнсп части перегородок — дополнительными маги:.1топроводами, расположснпымп вдоль осей перегородок, с маг11: п ы.п: перемычками на конпах, охва10 чепнымп разреза 1ны,ttt ь всрхнеи части кольца» I из токопрово 1ящсго материала.