Устройство для гашения дуги неполяризованного аппарата дутьем на постоянных магнитах

Авторы патента:

H01H33/65 - Высоковольтные или сильноточные выключатели с устройствами для гашения или предотвращения образования дуги

Владельцы патента RU 2402094:

Общество с ограниченной ответственностью "Технос" (RU)

Изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутационным аппаратам, и предназначено для отключения аварийных токов. Устройство содержит подвижный и неподвижный контакты, постоянные магниты, привод для управления подвижным контактом, датчик тока, поворотный механизм, электрически связанный с датчиком тока, и корпус в форме полого цилиндра, который закреплен с возможностью вращательного движения вокруг своей оси. Неподвижный контакт размещен внутри корпуса, а постоянные магниты установлены на внутренней поверхности этого корпуса с противоположных сторон и направлены разными полюсами навстречу друг другу, как можно ближе к области соприкосновения неподвижного и подвижного контактов. Технический результат - надежное гашение дуги токов любого направления. 4 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутационным аппаратам, и предназначено для отключения аварийных токов.

Гашение дуги постоянного тока при помощи устройств магнитного дутья известно, например, из следующих источников:

1. Брон О.Б. Электрическая дуга в аппаратах управления. Ч.1. - М.: Госэнергоиздат, 1954, стр.214-231.

2. Голубев А.И. Быстродействующие автоматические выключатели. - М. - Л.: Энергия, 1964, стр.130-150.

3. «Силовое оборудование тяговых подстанций железных дорог» (сборник справочных материалов) ОАО «РЖД» филиал «Проектно-конструкторское бюро по электрификации железных дорог». - М.: «ТРАНСИЗДАТ», 2004, стр.219-222.

Во втором источнике (А.И.Голубев "Быстродействующие автоматические выключатели") указывается, что самым простым и эффективным способом для растягивания дуги, а также для сообщения ей большой скорости движения является магнитное дутье. Устройство магнитного дутья - это катушка с определенным числом витков. Такая катушка включается последовательно с главными контактами аппарата. При размыкании контактов образуется дуга, которая затягивается в камеру под воздействием магнитного поля, создаваемого катушкой магнитного дутья. Катушка магнитного дутья возбуждается током, протекающим через дугу.

В источнике «Силовое оборудование тяговых подстанций железных дорог» (сборник справочных материалов) приведен пример выключателя с магнитным дутьем, выполненным аналогичным способом. При отключении аварийного тока в таком выключателе сначала размыкаются главные контакты, последовательно с которыми закреплена катушка магнитного дутья, а потом дугогасительные. При отключении аппарата дуга, образующаяся на контактах под действием магнитного поля катушки магнитного дутья, перемещается на дугогасительные рога, а затем в область дугогасительной камеры, охлаждается и гаснет.

Преимуществом магнитного дутья является то, что дуга, образовавшаяся при размыкании контактов, не задерживается на поверхности контактов, а мгновенно выдувается в объем камеры - это способствует защите главных контактов от обгорания.

В первом источнике приведена организация работы магнитного дутья на постоянных магнитах. Это наиболее преимущественный способ магнитного дутья, так как нет необходимости делать дугогасительные катушки, тратить на них медь и заботиться об изоляции, а также не требуется расхода энергии на катушки, что снижает нагрев аппарата. Кроме того, колебания напряжения сети не отражаются на работе магнитного дутья.

Применение постоянных магнитов позволяет уменьшить величину раствора контактов, что свидетельствует об уменьшении массогабаритных показателях аппарата и, как следствие, увеличении скорости работы автоматических приводов.

Недостатком устройства магнитного дутья на постоянных магнитах является невозможность смены направления коммутируемого тока. Применение постоянных магнитов возможно только в поляризованных аппаратах, а неправильное включение их (постоянных магнитов) может привести к аварии. Чаще же встречаются установки с рекуперацией энергии, которая сопровождается изменением направления тока. При гашении обратного тока магнитное дутье на постоянных магнитах обеспечивает дутье не в дугогасительную камеру, а в противоположную сторону (в нижнюю часть контактного блока и в магнитную систему), что приводит к перекрытию и недопустимой аварии.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является эффективное гашение дуги дутьем на постоянных магнитах в режиме рекуперации.

Технический результат изобретения - надежное гашение дуги токов любого направления с помощью дутья на постоянных магнитах.

Это достигается тем, что устройство дополнительно содержит поворотный механизм, электрически связанный с датчиком тока, и корпус в форме полого цилиндра, который закреплен с возможностью вращательного движения вокруг своей оси, при этом неподвижный контакт размещен внутри корпуса, а постоянные магниты установлены на внутренней поверхности этого корпуса с противоположных сторон и направлены разными полюсами навстречу друг другу, как можно ближе к области соприкосновения неподвижного и подвижного контактов.

Сущность изобретения состоит в том, что при указанных отличиях ток коммутируемого аппарата любого направления будет выдуваться строго в область дугогасительной камеры за счет возможности поворота корпуса, на котором закреплены магниты. Смена полярности магнитов в соответствии с направлением тока, определяемым датчиком тока, обеспечит строго направленное дутье. Это позволяет исключить попадание дуги в рабочую область аппарата, не предназначенную для ее гашения.

Изобретение поясняется фиг.1, 2 и 3, 4, на которых схематично изображен эскиз патентуемого устройства. На фиг.1 изображен общий вид патентуемого устройства в изометрии; на фиг.2 - вид устройства спереди; на фиг.3 - то же на виде сверху, на фиг.4 - вид слева.

Устройство для гашения дуги неполяризованного аппарата дутьем на постоянных магнитах содержит подвижный контакт 1, неподвижный контакт 2, постоянные магниты 3 и 4, привод 5 для управления подвижным контактом 1, датчик тока 6. Датчик тока 6 электрически связан с поворотным механизмом 7, работа которого направлена на обеспечение вращательного движения корпуса 8 вокруг своей оси, выполненного в форме полого цилиндра. На внутренней поверхности корпуса 8 с противоположных сторон закреплены постоянные магниты 3 и 4, причем направлены навстречу друг другу противоположными полюсами и как можно ближе к области соприкосновения неподвижного и подвижного контактов. Неподвижный контакт 2 размещен внутри корпуса 8.

Устройство для гашения дуги неполяризованного аппарата дутьем на постоянных магнитах работает следующим образом.

В момент протекания в защищаемой цепи тока короткого замыкания на датчик тока 6 поступает сигнал о направлении тока, а на электронную систему управления (на фигурах не показана) приходит сигнал с датчика тока 6 на отключение аппарата. При этом в зависимости от направления тока, согласно правилу левой руки для определения направления электродинамических усилий, с помощью поворотного механизма корпус 8 вращается в заданное положение, при котором полюса магнитов 3 и 4 расположены так, что движение дуги будет направлено строго в дугогасительную камеру (на фигурах не показана) аппарата. Контакты 1 и 2 под действием привода 5 размыкаются. Электрическая дуга эффективно затягивается магнитным дутьем на постоянных магнитах в камеру, растягивается, охлаждается и надежно гаснет.

Таким образом, применяя патентуемое устройство для гашения дуги неполяризованного аппарата дутьем на постоянных магнитах, обеспечивается надежное гашение дуги токов любого направления. Поэтому применение дутья на постоянных магнитах со всеми его вышеперечисленными преимуществами становится возможным как в поляризованных, так и в неполяризованных аппаратах.

Устройство для гашения дуги неполяризованного аппарата дутьем на постоянных магнитах, содержащее подвижный контакт, неподвижный контакт, постоянные магниты, привод для управления подвижным контактом, датчик тока, отличающееся тем, что дополнительно содержит поворотный механизм, электрически связанный с датчиком тока, и корпус в форме полого цилиндра, который закреплен с возможностью вращательного движения вокруг своей оси, при этом неподвижный контакт размещен внутри корпуса, а постоянные магниты установлены на внутренней поверхности этого корпуса с противоположных сторон и направлены разными полюсами навстречу друг другу, как можно ближе к области соприкосновения неподвижного и подвижного контактов.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутационным аппаратам, в частности к сильноточным аппаратам, и предназначено для отключения как больших, так и малых токов, например, для выключателей, защищающих электрооборудование городского электротранспорта от токов короткого замыкания.

Электроизоляционная тяга // 2366024

Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкциям электроизоляционных тяг, и может быть использовано в высоковольтных коммутационных аппаратах.

Вакуумный выключатель // 2344506

Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкциям вакуумных выключателей, и может быть использовано в распределительных устройствах, трансформаторных подстанциях и в составе другого электрооборудования, в том числе взрывозащищенного.

Пружинный привод высоковольтного коммутационного аппарата // 2336589

Изобретение относится к электротехнике, в частности к элементам конструкций высоковольтных коммутационных устройств, а именно к пружинным приводам, предназначенным для управления высоковольтными выключателями.

Устройство отключения постоянного тока контактным коммутационным аппаратом // 2313845

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты электрооборудования от токов короткого замыкания и перегрузок. .

Устройство отключения постоянного тока контактным коммутационным аппаратом // 2313844

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для коммутации электрических цепей постоянного тока. .

Высоковольтный аппаратный комплекс // 2305343

Изобретение относится к области электротехники, в частности к высоковольтным электрическим аппаратным комплексам, и может быть использовано в электрических сетях напряжением 35 кВ и выше.

Высоковольтный двухколонковый горизонтально-поворотный разъединитель // 2272331

Изобретение относится к электротехнике, а именно к разъединителям высокого напряжения, токоведущие системы каждого полюса которых содержат два полуножа, жестко присоединенные к верхним торцам своих опорных поворотных изоляторов, и шарнирно закрепленные на них контактные выводы.

Способ отключения электрической цепи // 2154321

Изобретение относится к электротехнике и касается способа отключения электрической цепи коммутационным аппаратом, токоведущий контур которого состоит из двух параллельных ветвей с разной отключающей способностью, каждая из которых содержит, по крайней мере, по одному дугогасительному устройству.

Высоковольтный аппарат // 2112297

Изобретение относится к электротехнике. .

Сильноточный замыкатель многократного действия // 2515513

Изобретение относится к сильноточной коммутирующей аппаратуре многократного действия, работающей в цепях постоянного и переменного тока, и может быть использовано в системах питания электрофизических установок. Сильноточный замыкатель содержит внутренний и внешний коаксиальные неподвижные контактные электроды, дисковый подвижный контактный электрод с кольцеобразным контактом и катушку индуктора, размещенные в диэлектрическом корпусе, поверх которого над индуктором установлена крышка корпуса. Кольцеобразный контакт изготовлен из отдельных независимых ламелей и закреплен на опорном диске подвижного контактного электрода. Между опорным диском и ламелями установлены упругие элементы. Неподвижные контактные электроды выполнены съемными и снабжены каналами охлаждения. К контактным поверхностям подвижного и неподвижного контактных электродов прикреплены пластины, выполненные из материала с высокой электропроводностью. Крышка корпуса, установленная над катушкой индуктора, выполнена с внутренней полостью и соединена рядом отверстий, выполненных в корпусе индуктора, с объемом над подвижным контактным электродом. При этом в неподвижном внутреннем контактном электроде выполнена полость, увеличивающая газовый объем полости под подвижным контактным электродом, а в корпусе индуктора, в его осевой части, установлен газовый клапан. Технический результат - возможность коммутации электрических цепей мощных источников питания при длительном протекании больших токов с обеспечением при этом высокого быстродействия, низкого переходного сопротивления контактной группы, увеличения ресурса и надежности в работе. 4 з.п. ф-лы, 2 ил. .

Высоковольтная дугогасительная камера // 2551360

Изобретение относится к дугогасительным камерам высоковольтных пневматических и электромагнитных контакторов электроподвижного состава. Высоковольтная дугогасительная камера содержит спаренные изоляционные стенки, образующие между собой входную щель в зоне предварительного растяжения дуги, дугогасительных устройств в зоне гашения дуги, верхний и нижний рога, два магнитных полюса, перфорированную изоляционную пластину, вставленную в паз на выходе камеры. Спаренные изоляционные стенки спрессованы каждая как единое целое из отдельно расположенных различных дугогасительных материалов, а дугогасительные устройства выполнены в виде решетки с пластинами, которые имеют клинообразный вырез, начинаются с двух различных уровней и при вхождении в эту решетку дуга разбивается на короткие участки в два приема и гаснет внутри камеры, не успевая нагревать ее спаренные стенки. Техническим результатом является повышение отключающей способности контакторов и снижение коммутационных перенапряжений. 6 ил.

Контактная система вакуумной дугогасительной камеры // 2562246

Изобретение относится к вакуумным выключателям и может быть использовано в вакуумных дугогасительных камерах высокого напряжения. Контактная система вакуумной дугогасительной камеры содержит соосно расположенные подвижный и неподвижный контактные узлы, каждый из которых состоит из токоподвода в виде стержня и присоединенной к нему контактной детали с плоской поверхностью контактирования. В центре плоской поверхности контактирования подвижного контактного узла выполнено углубление, а в центре плоской поверхности контактирования неподвижного контактного узла закреплен выступающий над поверхностью цилиндрический контакт, который выполнен из спрессованной смеси порошков с высокой и низкой удельной электропроводностью так, что концентрация порошка с высокой удельной электропроводностью монотонно убывает от закрепленного конца цилиндрического контакта до свободного. Соосно расположенные углубление и цилиндрический контакт выполнены с размерами, обеспечивающими их электрическое соединение. Технический результат - предотвращение возникновения дуги при размыкании контактных узлов и, как следствие, предотвращение их эрозионного разрушения, повышение ресурса и надежности конструкции контактной системы вакуумной дугогасительной камеры. 2 ил.

Комбинированный газонаполненный аппарат высокого напряжения // 2580937

Газонаполненный аппарат включает закрепленные на общей опорной раме (1) расположенные один за другим, по крайней мере, три полюса, каждый из которых содержит выключатель, размещенный в горизонтально расположенном корпусе (2), и блоки, включающие ввод (4) с узлом вывода (5). По крайней мере, один блок каждого полюса содержит разъединитель, установленный в газонаполненном корпусе (3), который соединен с основанием ввода (4). Каждый блок с разъединителем снабжен внешним заземлителем, выполненным в виде неподвижного контакта (6) и взаимодействующего с ним поворотного контакта (7). Поворотные контакты (7) внешних заземлителей связаны между собой и с приводом заземлителей механизмом поворота и шарнирно установлены при помощи элементов механизма поворота на боковых поверхностях газонаполненных корпусов (3) разъединителей. Неподвижные контакты (6) закреплены на узлах выводов (5) вводов (4) так, что при взаимодействии контактов (6, 7) поворотные контакты (7) располагаются вдоль вводов (4). Технический результат - уменьшение габаритов и металлоемкости аппарата. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство ограничения или прерывания тока в линии электропередачи и способ управления указанным устройством // 2614807

Изобретение относится к устройству ограничения или прерывания тока в линии электропередачи, а также к способу управления этим устройством. Устройство включает в себя ветвь (29) прерывания тока и мостовую ветвь. Мостовая ветвь содержит два плеча моста, которые образованы четырьмя идентичными ветвями коммутации тока. Каждые две из четырех ветвей коммутации тока подключены последовательно, а образованные в результате два плеча моста подключены параллельно. Оба плеча моста подключены параллельно к ветви коммутации тока, а средние точки двух плеч моста по отдельности подключены к двум концам линии. Каждая из ветвей коммутации тока содержит по меньшей мере один быстродействующий изолирующий переключатель (6) и по меньшей мере один двунаправленный силовой полупроводниковый переключатель (10), которые подключаются последовательно. Указанное устройство может прерывать токи в двух направлениях. Техническим результатом является обеспечение высокой скорости размыкания и низких потерь. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Прерыватель цепи в литом корпусе // 2633514

Настоящее изобретение относится к прерывателю цепи в литом корпусе, в котором блокирующий элемент образован на внутренней стороне рычага и противовращательный элемент образован на верхней стороне. Блокирующий элемент может приводиться в контакт с противовращательным элементом, если ручка поворачивается в положение выключения даже в сплавленном состоянии между неподвижным контактором и подвижным контактором, тем самым, предотвращая вращение ручки в положение выключения. Техническим результатом является возможность распознавания состояния прерывателя цепи в литом корпусе. 5 з.п. ф-лы, 13 ил.

Размыкатель цепи с механической связью // 2641308

Изобретение относится к области электротехники, в частности к трехфазному высоковольтному размыкателю цепи с механической связью и направляющим средством. Техническим результатом является повышение надежности и устойчивости. Размыкатель цепи с механической связью содержит поперечную штангу и тяговую штангу, причем тяговая штанга расположена в указанной поперечной штанге. Кроме того, размыкатель цепи с механической связью содержит направляющее средство. Направляющее средство снабжено двумя несущими нагрузку элементами и двумя направляющими рукавами, при этом несущие нагрузку элементы прикреплены к поперечной штанге и расположены по двум сторонам тяговой штанги. Направляющие рукава соответствующим образом окружают несущие нагрузку элементы с возможностью поворота и отстоят от тяговой штанги. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Вакуумный прерыватель, полюс автоматического выключателя, включающий такой вакуумный прерыватель, и способ для изготовления таких устройств // 2645299

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах отключения тока. Технический результат - увеличение надежности и упрощение способа изготовления. Вакуумный прерыватель (1) включает герметическую камеру (4) с цилиндрическим корпусом (5), два электрических контакта (7, 7`) и диэлектрическое покрытие (12), которое покрывает внешнюю поверхность камеры (4). Это покрытие (12) включает по меньшей мере два слоя, а именно сформованный поверх слой (14), изготовленный из синтетического материала, и промежуточный слой (13), представляющий собой непрерывный слой, изготовленный из кремнийорганического соединения. Сформованный поверх слой (14) расположен на промежуточном слое (13). Промежуточный слой (13) выполнен прерывистым и локализованным на металлических участках камеры (4) для покрытия, по меньшей мере, частично, внешней поверхности металлических участков. Кремнийорганическое соединение промежуточного слоя (13) включает полые тела, которые являются сжимаемыми, а также имеют оболочку, изготовленную из термопластичного материала. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил., 5 табл.

Компенсатор реактивной энергии // 2648275

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение надежности работы контакторов и повышение быстродействия компенсации реактивной энергии. Компенсатор (1) реактивной энергии для трехфазной сети (4), имеющей первую фазу (6), вторую фазу (7) и третью фазу (8), содержит набор (24) конденсаторов (С1, С2, С3), по меньшей мере два электромеханических контактора (СТ1, СТ2), электрически соединенных с набором (24) конденсаторов (С1, С2, С3), при этом каждый контактор (СТ1, СТ2) содержит по меньшей мере один входной силовой контакт (18) и по меньшей мере один выходной силовой контакт (20), при этом электрический ток может проходить между входным и выходным силовыми контактами (18, 20) в замкнутом положении контактора (СТ1, СТ2), при этом первый контактор (СТ1) выполнен с возможностью соединения с первой фазой (Ph1) и второй контактор (СТ2) выполнен с возможностью соединения с третьей фазой (Ph3), средства (33) измерения напряжения между входным и выходным силовыми контактами (18, 20) по меньшей мере одного электромеханического контактора (СТ1, СТ2) и средства (36, 38) управления электромеханическими контакторами (СТ1, СТ2) согласно заранее определенному закону управления. Закон управления включает в себя замыкание соответствующего электромеханического контактора (СТ1, СТ2) при, по существу, нулевом напряжении (UAC, UBD) между входным и выходным силовыми контактами (18, 20) и размыкание соответствующего электромеханического контактора (СТ1, СТ2) при, по существу, минимальном значении энергии конденсатора или конденсаторов (С1, С2, С3), с которыми соединен упомянутый контактор (СТ1, СТ2). 10 з.п. ф-лы, 4 ил.