Выключатель с дугогасительной камерой



Выключатель с дугогасительной камерой
Выключатель с дугогасительной камерой
Выключатель с дугогасительной камерой

 


Владельцы патента RU 2581049:

ИТОН ЭЛЕКТРИКАЛ АйПи ГМБХ УНД КО. КГ (DE)

Изобретение представляет собой выключатель с быстрым и не зависящим от соответствующей полярности процессом гашения электрических дуг и с теплозащитой мостовой схемы. Выключатель содержит по меньшей мере два отдельных неподвижных контакта (2) с двумя областями контакта и по меньшей мере один подвижный электропроводящий мостиковый контакт (3) с двумя вторыми областями (31, 32) контакта, по меньшей мере один магнит (71, 72), предназначенный для создания по существу постоянного магнитного поля (М) на участке первых и вторых областей контакта для воздействия магнитной силой (F) на электрическую дугу (51, 52), возникающую между первыми и вторыми областями контакта при установлении выключенного состояния, две первые дугогасительные камеры (41, 42) для гашения электрических дуг. Подвижный мостиковый контакт (3) содержит две мостиковые пластины (81, 82), которые для гашения электрических дуг (51, 52) со вторым направлением тока, противоположным первому направлению тока, проходят от мостикового контакта (3) вдоль оси (ВА) перемещения мостикового контакта (3). 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники изобретения

Изобретение относится к выключателям с дугогасительными камерами для быстрого гашения электрической дуги во время процесса выключения.

Уровень техники

Электрические выключатели являются компонентами электрической цепи, устанавливающими посредством внутренних электропроводящих контактов электропроводящее соединение (состояние коммутационного аппарата «включено» или включенное состояние) или размыкающими его (состояние коммутационного аппарата «выключено» или выключенное состояние). В случае размыкаемого токопроводящего соединения ток протекает через контакты, пока они не будут разомкнуты друг от друга. Если индуктивная цепь тока размыкается выключателем, то протекающий ток не может опуститься до нуля непосредственно. В этом случае между контактами образуется электрическая дуга. Эта электрическая дуга является газовым разрядом посредством как таковой непроводящей среды, как, например, воздуха. Электрические дуги в выключателях при работе на переменном токе (АС) гаснут самое позднее при прохождении переменного тока через нуль. В результате отсутствия прохождения тока через нуль в выключателях при работе на постоянном токе (DC) при размыкании контактов (выключение выключателя), если напряжение дуги явно ниже рабочего напряжения, возникают стабильно горящие электрические дуги. Если электрическая цепь эксплуатируется при достаточном токе и напряжении (обычно при токе более 1 А и напряжении более 50 В), то электрическая дуга сама по себе не гаснет. С этой целью в таких выключателях для гашения электрической дуги используются дугогасительные камеры. Продолжительность горения электрической дуги (время, в течение которого электрическая дуга горит) должно быть по возможности наименьшим, поскольку электрическая дуга высвобождает большое количество тепла, вызывающего обгорание контактов и/или тепловую нагрузку на мостовую схему в выключателе и сокращающего тем самым срок службы выключателя. Поэтому необходимо, чтобы эта электрическая дуга гасилась быстро.

Гашение электрической дуги, как правило, ускоряется за счет применения магнитного поля, поляризованного таким образом, чтобы оно создавало движущую силу для отвода электрической дуги в направлении дугогасительных камер. При этом величина движущей силы зависит от напряженности магнитного поля магнита или магнитов. Обычно для создания магнитного поля большой напряженности используются постоянные магниты. К сожалению, движущая сила магнитного поля в направлении дугогасительных камер действует лишь при определенном направлении тока. Во избежание монтажных погрешностей выключателей, обусловленных полярностью, или если выключатели необходимы для обоих направлений тока, в этих случаях желательны выключатели с быстродействующим и не зависящим от соответствующей полярности режимом гашения электрических дуг, возникающих между разомкнутыми контактами при выключении выключателя.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание выключателя, лишенного вышеупомянутых недостатков уровня техники.

Эта задача решается с помощью выключателя, предназначенного для не зависящего от полярности режима работы на постоянном токе по меньшей мере с двумя отдельными неподвижными контактами с соответственно первой областью контакта и по меньшей мере с одним подвижным электропроводящим мостиковым контактом с двумя вторыми областями контакта для установления электропроводящего соединения между первыми и вторыми областями контакта во включенном состоянии выключателя и для размыкания первых и вторых областей контакта в выключенном состоянии выключателя по меньшей мере с одним магнитом для создания по существу постоянного магнитного поля на участке первых и вторых областей контакта для воздействия магнитной силой на электрическую дугу, возникающую при установлении выключенного состояния между первыми и вторыми областями контакта, с двумя первыми дугогасительными камерами для гашения электрических дуг с первым направлением тока, причем для отвода электрической дуги в первые дугогасительные камеры от первых дугогасительных камер по меньшей мере в выключенном состоянии первая направляющая пластина для электрической дуги проходит соответственно к первой области контакта, а вторая направляющая пластина для электрической дуги - ко второй области контакта, причем подвижный мостиковый контакт содержит две мостиковые пластины, которые для гашения электрических дуг со вторым направлением тока, противоположным первому направлению тока, проходят от мостикового контакта вдоль оси перемещения мостикового контакта соответственно вокруг первых областей контакта к обратным сторонам неподвижных контактов, обращенным от мостикового контакта. Выражение «причем подвижный мостиковый контакт содержит две мостиковые пластины» в данном случае означает также возможность опосредованной механической взаимосвязи между мостиковым контактом и мостиковыми пластинами. При этом мостовая схема означает устройство, с помощью которого мостиковый контакт остается подвижным, например, благодаря пружине и направляющей в соответствующим образом выполненном мостовом устройстве из пластика. Мостиковые пластины являются в данном случае также теплозащитой мостового устройства.

Выключатель согласно настоящему изобретению содержит любой вид одно- или многополюсных выключателей по меньшей мере с двумя неподвижными контактами, которые могут электрически замыкаться посредством по меньшей мере одного подвижного мостикового контакта. Примерами таких выключателей являются контактор, силовой разъединитель или силовой выключатель. При этом выключатель пригоден для режима работы на постоянном токе, однако он мог бы быть использован также в режиме работы на переменном напряжении. Режим работы на постоянном токе, не зависящий от полярности, означает эксплуатацию выключателя в цепи постоянного тока, причем для быстрого гашения электрических дуг в выключателе направление тока не имеет значения. В данном случае электрические дуги могут возникнуть между первыми и вторыми областями контакта, в которых ток может протекать от первой области контакта ко второй или наоборот. Поскольку по существу постоянное и по своему направлению определенное магнитное поле (задаваемое установкой магнитов в выключателе) при постоянном направлении тока всегда отводит электрическую дугу в направлении, определенном в соответствии с силой Лоренца, то для режима работы выключателя в другом направлении тока (втором направлении тока в электрической дуге) необходимо принимать дополнительные меры для быстрого гашения электрических дуг, что реализуется с помощью мостиковых пластин и их специальной установки согласно настоящему изобретению. В данном случае мостиковая пластина действует как теплоотвод электрической дуги. Преимуществом заявляемой конструкции является простая симметричная и тем самым экономичная структура выключателя. Чем больше напряженность магнитного поля в месте электрической дуги, тем быстрее электрическая дуга проходит в дугогасительную камеру или соответственно вдоль мостиковой пластины и тем самым гасится. При предпочтительной установке магнитов электрическая дуга в выключателе между одной из первых и вторых областей контакта отводится в соответствующую первую дугогасительную камеру, а электрическая дуга между другими первыми и вторыми областями контакта отводится вдоль мостиковой пластины. В режиме работы выключателя с обратным направлением тока процесс гашения являлся бы таким же, разве только что в этом случае электрические дуги отводились бы соответственно к другой дугогасительной камере или к другой мостиковой пластине. В альтернативном варианте выполнения магниты в выключателе установлены таким образом, что электрические дуги между обеими первыми и обеими вторыми областями контакта при определенном направлении тока в выключателе отводятся под действием магнитного поля соответственно в первые дугогасительные камеры или при обратном направлении тока соответственно - вдоль мостиковых пластин. Оба варианта включены в объем охраны изобретения. Выражение «по существу» охватывает в настоящем изобретении все формы выполнения, отклоняющиеся от заданного значения менее чем на 10%.

В данном случае первые и вторые области контакта означают области неподвижных контактов и подвижного мостикового контакта, которые после замыкания выключателя (включенное состояние) находятся в непосредственном контакте. Во включенном состоянии ток протекает от одного из обоих первых контактов через первую область контакта в контактирующую с ней вторую область контакта, от нее через электропроводящий мостиковый контакт к другой второй контактной области мостикового контакта, а оттуда через контактирующую с ней другую первую область контакта в другом неподвижном контакте. Для этого первые контакты, а также первые и вторые области контакта, как и мостиковый контакт, состоят из электропроводящего материала. Для замыкания контактов (включенное состояние) мостиковый контакт со вторыми областями контакта перемещается к первым областям контакта. При этом первыми и вторыми областями контакта могут быть подобласти неподвижных контактов или мостикового контакта или отдельные компоненты, установленные на неподвижных контактах или на мостиковом контакте. Вышеупомянутое перемещение осуществляется вдоль оси перемещения мостикового контакта перпендикулярно поверхностям областей контакта. При этом мостиковый контакт, например, в мостовой схеме, предпочтительно, из пластика остается подвижным с помощью пружины, создающей также необходимое контактное давление. В одном из вариантов выполнения ось перемещения располагается перпендикулярно направлению перемещения электрической дуги в первые дугогасительные камеры. Размыкание выключателя происходит путем перемещения мостикового контакта в обратном направлении. Перемещение мостикового контакта может осуществляться вручную или электрически. Первые и вторые области контакта могут различаться по форме и материалу. При этом поверхности первых и вторых областей контакта варьируются от протяженных поверхностей до точечных контактов. Материалом контактных областей может быть соответствующий проводящий материал, например серебро-оксид олова.

При этом первая дугогасительная камера содержит любой вид компонентов, пригодных для гашения электрической дуги. В одном из вариантов выполнения дугогасительной камеры они содержат несколько гасительных пластин между первой и второй направляющими пластинами для электрической дуги, обе, которые установлены в дугогасительной камере параллельно друг другу. Применяемые магниты, предпочтительно постоянные магниты, используются для создания однородного магнитного поля большой напряженности и для воздействия силы на электрическую дугу в направлении дугогасительных камер. Для быстрого гашения электрической дуги последняя подвергается со стороны постоянных магнитов воздействию силы Лоренца, пока дуга не войдет в дугогасительную камеру. Если конструктивного размера внутри выключателя достаточно, то постоянные магниты предпочтительно устанавливать как можно ближе к дугогасительным камерам или даже сбоку за пределами дугогасительных камер. Гасительные пластины в дугогасительных камерах являются, например, V-образными. Электрическая дуга разделяется в дугогасительной камере на множество частичных электрических дуг (деионная камера). При этом необходимое минимальное напряжение для поддержания электрической дуги пропорционально количеству гасительных пластин, имеющихся в дугогасительной камере, вследствие чего напряжение, необходимое для поддержания электрической дуги, превосходит напряжение, имеющееся в распоряжении, что ведет к гашению электрической дуги. Гасительные пластины содержатся в изолирующем материале, на котором закреплены также направляющие пластины для электрической дуги. При этом направляющие пластины для электрической дуги могут иметь любую форму, пригодную для направления электрической дуги в дугогасительные камеры. Направляющие пластины для электрической дуги могут быть выполнены также в виде детали, гнутой в штампе. Кроме того, толщина и ширина направляющих пластин для электрической дуги могут варьироваться. При этом расстояние между первой (нижней) и второй (верхней) направляющей пластиной для электрической дуги может возрастать при увеличении расстояния до первых и вторых контактов.

В одном из вариантов выполнения мостиковые пластины проходят соответственно до вторых мест контактов подвижного мостикового контакта. Поскольку электрическая дуга между первой и второй областями контакта возникает при отключении, целесообразно, чтобы мостиковая пластина близко подходила к месту электрической дуги, чтобы путем быстрого отвода электрической дуги можно было добиться быстрого гашения.

В одном из вариантов выполнения расстояние между мостиковой пластиной и обратной стороной неподвижного контакта увеличивается с увеличением расстояния до оси перемещения мостикового контакта. В результате дуговой промежуток увеличивается и тем самым повышается напряжение электрической дуги, необходимое для поддержания электрической дуги. Если напряжение электрической дуги превышает рабочее напряжение выключателя, электрическая дуга гаснет.

В одном из вариантов выполнения магнит и мостиковая пластина установлены таким образом, что магнитное поле проходит в область между мостиковой пластиной и неподвижным контактом. Таким образом, магнитное поле сдвигает электрическую дугу со вторым направлением тока в направлении мостиковой пластины и тем самым ускоряет гашение электрической дуги.

В одном из вариантов выполнения магнит установлен таким образом, чтобы напряженность магнитного поля между первой и второй областями контакта, а также между мостиковыми пластинами и неподвижными контактами по существу являлась одинаковой. Чем больше напряженность магнитного поля в месте электрической дуги, тем сильнее движущая сила Лоренца действует на электрическую дугу. Для быстрого гашения электрических дуг при прохождении тока в обоих направлениях предпочтительно, чтобы магнитное поле большой напряженности могло действовать в области перемещения электрических дуг для обоих направлений тока.

В одном из вариантов выполнения магнит является постоянным магнитом. Постоянное магнитное поле очень большой напряженности может быть создано постоянным магнитом, являющимся, например, редкоземельным магнитом. Редкоземельные магниты состоят, например, из сплава NdFeB или SmCo. Эти материалы обладают большой коэрцитивной силой и поэтому также, например, обеспечивают возможность изготовления магнитов в виде очень тонких пластин. При этом постоянные магниты установлены таким образом, что они по существу создают однородное магнитное поле по меньшей мере в области первых и вторых контактов, предпочтительно вдоль направляющих пластин для электрической дуги и мостиковых пластин. Время отвода электрической дуги в дугогасительные камеры или вдоль мостиковых пластин зависит от напряженности и от однородности магнитного поля. Для этого постоянные магниты, предпочтительно, установлены таким образом, чтобы они создавали магнитное поле перпендикулярно направлению прохождения тока в электрической дуге и перпендикулярно желательному направлению перемещения электрической дуги, то есть вдоль направляющих пластин для электрической дуги и мостиковых пластин. Для этого в одном из вариантов выполнения постоянный магнит содержит два пластинчатых постоянных магнита, поверхности которых расположены параллельно друг другу и которые по меньшей мере через первые и вторые области контакта проходят параллельно мостиковому контакту, а также первым и вторым параллельно к направляющим пластинам для электрической дуги и первой мостиковой пластине по меньшей мере в выключенном состоянии выключателя.

Таким образом, постоянные магниты по существу также установлены параллельно направлению перемещения подвижного мостикового контакта. Постоянные магниты, предпочтительно, представляют собой тонкие пластины, поскольку место, имеющееся в распоряжении в выключателе, ограничено. Расстояние между противолежащими постоянными магнитами для создания однородного магнитного поля может варьироваться как функция используемого магнитного материала. Между противолежащими поверхностями магнитов расположены первые и вторые области контакта, а также по меньшей мере части подвижного мостикового контакта и неподвижных контактов и по меньшей мере частей направляющих пластин для электрической дуги и мостиковых пластин. В другом варианте выполнения обратный магнитный поток может проходить между противолежащими постоянными магнитами через мостик из магнитного материала. Для режима работы с постоянным напряжением 1500 В и токами порядка 30 А расстояние между постоянными магнитами при заданной толщине и заданном материале постоянного магнита в выключателе может составлять, например, около 8 мм. Поскольку выключатели, предпочтительно, выполнены симметричными, магнит для воздействия силой Лоренца на электрическую дугу может быть выполнен в общей сложности из 4 постоянных магнитов, установленных, например, в виде двух пар плоских пластин в области обеих соответственно первых и вторых контактных поверхностей. Для предпочтительного достижения гашения обеих электрических дуг между обоими первыми и вторыми контактами в первой дугогасительной камере для одной электрической дуги и в мостиковой пластине или во второй дугогасительной камере для другой электрической дуги обе пары постоянных магнитов должны создавать соответственно поле противоположного направления. Если в другом варианте выполнения выключателя направление поля в обеих парах постоянных магнитов было бы одинаковым, то электрические дуги или обе отводились бы в первые дугогасительные камеры, или в направлении моста к мостиковым пластинам, или соответственно ко вторым дугогасительным камерам. При этом геометрическая форма магнитов в других вариантах выполнения в рамках настоящего изобретения может быть выбрана также другой.

В одном из вариантов выполнения первые направляющие пластины для электрической дуги жестко соединены соответственно с первыми областями контакта. Тем самым исключаются препятствия для перемещения электрической дуги, как, например, воздушные зазоры для неподвижных контактов.

В одном из вариантов выполнения мостиковые пластины проходят по меньшей мере во вторую дугогасительную камеру, установленную на подвижном мостиковом контакте. В данном случае мостиковая пластина действует как направляющая пластина для электрической дуги. Выражение «установлен на подвижном мостиковом контакте» в данном случае означает также возможность опосредствованного механического соединения между собой мостикового контакта и дугогасительной камеры с помощью мостовой схемы. Вторая дугогасительная камера может иметь аналогичную или в принципе такую же конструкцию, как и первая дугогасительная камера. Размеры второй дугогасительной камеры в зависимости от положения второй дугогасительной камеры на подвижном мостиковом контакте могут быть меньшими, чем у первой дугогасительной камеры. Предпочтительно, мостиковый контакт содержит две отдельные вторые дугогасительные камеры, в которые соответственно проходят мостиковые пластины.

В одном из вариантов выполнения неподвижные контакты содержат соответственно контактную направляющую пластину, проходящую от первой области контакта до второй дугогасительной камеры. Таким образом, электрическая дуга направляется соответственно к первым дугогасительным камерам, а из первых областей контакта вдоль направляющей пластины для электрической дуги, в данном случае контактной направляющей пластины первого контакта, во вторую дугогасительную камеру. Эта контактная направляющая пластина первого контакта при той же силе Лоренца способствует ускорению перемещения электрической дуги во вторую дугогасительную камеру. Благодаря наличию второй дугогасительной камеры первая дугогасительная камера может быть также выполнена более компактной, то есть меньшего размера.

В одном из вариантов выполнения вторая дугогасительная камера содержит гасительные пластины для гашения электрической дуги, установленные параллельно оси перемещения мостикового контакта. Благодаря этому обеспечивается небольшая конструктивная форма второй дугогасительной камеры.

В одном из вариантов выполнения магнит проходит до второй дугогасительной камеры. Тем самым движущая магнитная сила воздействует на электрическую дугу вплоть до ее попадания в дугогасительную камеру, что также дополнительно способствует увеличению скорости и надежности гашения электрической дуги.

В отличие от выключателей, известных из уровня техники, выключатель согласно изобретению обеспечивает быстрое гашение электрических дуг в первых и вторых дугогасительных камерах или в мостиковых пластинах, поскольку магнитные поля отводят электрические дуги, в частности, в случае мощных постоянных магнитов независимо от направления тока в выключателе в одну или другую дугогасительную камеру или к мостиковой пластине. Кроме того, мостиковые пластины осуществляют теплозащиту мостовой схемы. Помимо этого, соответственно первая направляющая пластина для электрической дуги или контактная направляющая пластина первого контакта непосредственно соединены с первой областью контакта, так что при перемещении электрической дуги на первую или вторую дугогасительную камеру не приходится шунтировать барьеры, как, например, воздушные зазоры, служащие препятствием. Установка постоянных магнитов в качестве параллельных поверхностей на малом расстоянии от первых и вторых областей контакта увеличивает силу Лоренца, перемещающую электрические дуги в направлении дугогасительных камер. Таким образом, гашение электрических дуг происходит заранее определенным, надежным, ускоренным способом независимо от направления тока в выключателе.

Краткое описание чертежей

Эти и другие аспекты настоящего изобретения подробно показаны на чертежах, на которых изображено:

фиг. 1 - поперечное сечение варианта выполнения коммутационной камеры выключателя согласно настоящему изобретению,

фиг. 2 - поперечное сечение половины коммутационной камеры выключателя согласно фиг. 1 в увеличенном масштабе,

фиг. 3 - поперечное сечение другого варианта выполнения коммутационной камеры выключателя согласно настоящему изобретению.

Подробное описание вариантов выполнения

На фиг. 1 и 2 изображены поперечные сечения варианта выполнения коммутационной камеры выключателя согласно настоящему изобретению. Для наглядности фигуры ограничены коммутационными камерами выключателя. Выключатель содержит в дополнение к коммутационным камерам, естественно, и другие компоненты, известные специалисту. Конструкция выключателя 1 пригодна для режима работы на постоянном токе независимо от полярности. Весь выключатель изображен на фиг. 1 в симметричном исполнении, в то время как на фиг. 2 для лучшего понимания левая часть выключателя согласно фиг. 1 изображена в увеличенном масштабе. Для этого выключатель 1 содержит два отдельных неподвижных контакта 2 с соответственно одной первой областью 21, 22 контакта и подвижным электропроводящим мостиковым контактом 3 с двумя вторыми областями 31, 32 контакта, контактирующими друг с другом для установления электропроводящего соединения между первыми и вторыми областями 21, 22, 31, 32 контакта во включенном состоянии выключателя 1 вдоль оси ВА перемещения мостикового контакта. Для разделения первых и вторых областей 21, 22, 31, 32 контакта в выключенном состоянии выключателя 1 мостиковый контакт 3 перемещается вдоль оси ВА перемещения в противоположном направлении, так чтобы между первыми и вторыми областями 21, 22, 31, 32 контакта появился разрыв. В этих разрывах после выключения могут возникнуть электрические дуги 51, 52. Для их надежного и быстрого гашения выключатель 1 содержит по меньшей мере один магнит 71, 72, предусмотренный для создания на участке первых и вторых областей 21, 22, 31, 32 контакта по существу постоянного магнитного поля М для воздействия магнитной силой F1, F2 на электрическую дугу 51, 52, находящуюся между первыми и вторыми областями 21, 22, 31, 32 контакта. Направление магнитного поля показано в левой части фигур кружком М с черной точкой (фиг. 1 и 2) в центре. В этом изображении силовые линии выходят с поверхности чертежа вверх. На фиг. 1 направление М магнитного поля для правой части выключателя 1 дополнительно показано в виде кружка с крестиком. В этом изображении силовые линии выходят с поверхности чертежа вниз. На участке пластинчатых магнитов 71, 72 силовые линии по существу параллельны друг другу. Для наглядности не показаны соответствующие пластинчатые магниты, противолежащие изображенным магнитам, с целью обеспечения наглядности места контактов и на направляющие пластины для электрических дуг. В укомплектованном выключателе для создания однородного магнитного поля перпендикулярно направлению тока I1, I2 через электрические дуги и перпендикулярно направляющим пластинам для электрической дуги, контактным направляющим пластинам и мостиковым пластинам магниты всегда установлены попарно напротив друг друга. Под действием этой магнитной силы (силы Лореца) F1, F2 в предпочтительном варианте выполнения, показанном на фиг. 1, для гашения электрических дуг 51, 52, как это показано пунктирными стрелками F1, F2 над коммутационной камерой, одна электрическая дуга 52 с правой стороны с направлением тока I2 прижимается с силой F2 в направлении первых дугогасительных камер 4, а другая электрическая дуга 51 с левой стороны с противоположным направлением тока I1 прижимается с силой F2 в направлении мостиковой пластины 81. Направления токов I1, I2 в соответствующих электрических дугах показаны пунктирными стрелками. При противоположном направлении тока левая электрическая дуга 51 отводится соответственно в первую левую дугогасительную камеру 4, а правая электрическая дуга 52 - к правой мостиковой пластине 82. Оба возможных направления перемещения электрической дуги 51 показаны на фиг. 2 стрелками F1, F2 в зависимости от обоих направлений токов I1, I2 при заданном направлении М магнитного поля. В данном случае при направлении тока I1 на электрическую дугу 51 действует сила F1, а при направлении тока I2 - сила F2. Чтобы соответствующие электрические дуги 51, 52 могли быстро перемещаться в первую дугогасительную камеру 4, они по меньшей мере в выключенном состоянии выключателя посредством направляющей пластины 61 для электрической дуги соединены с первыми областями 21, 22 контакта, а посредством второй направляющей пластины 62 для электрической дуги - со вторыми областями 31, 32 контакта или направляющие пластины для электрической дуги проходят по меньшей мере к первым и вторым областям контактов. Понятие «проходить» означает такое состояние, когда компоненты соединены друг с другом или при необходимости установлены рядом друг с другом, но все же разделены воздушным зазором (просвет). В случае мостиковых пластин понятие «проходить» в этом примере означает даже значительно больший просвет, например порядка нескольких миллиметров или больше. Кроме того, подвижный мостиковый контакт 3 содержит две мостиковые пластины 81, 82, проходящие для гашения электрических дуг 51, 52 от мостикового контакта 3 вдоль оси ВА перемещения, соответственно вокруг первых областей 21, 22 контакта до обратных сторон 23 неподвижных контактов 2, обращенных от мостикового контакта 3, если направление тока в электрической дуге является вторым направлением тока, являющимся противоположным первому направлению тока. В данном случае электрическая дуга проходит вдоль изогнутой мостиковой пластины и поэтому описывает круговую траекторию вокруг неподвижного контакта 2 на его обратной стороне 23. Благодаря увеличивающемуся расстоянию А между неподвижным контактом 2 (обратной стороной 23) и мостиковой пластиной 81 электрическая дуга гасится, поскольку, начиная с определенного расстояния А, напряжение, необходимое для поддержания электрической дуги 51, превышает фактическое рабочее напряжение.

На фиг. 3 изображено поперечное сечение другого варианта выполнения выключателя согласно настоящему изобретению. В данном случае выключатель 1 отличается по сравнению с фиг. 1 и 2 вариантом выполнения гасительного промежутка на мостиковом контакте 3. Показанная на данной фигуре мостиковая пластина 81 (тоже относится к другой стороне выключателя, соответственно к мостиковой пластине 82) проходит во вторую дугогасительную камеру 10, установленную на подвижном мостиковом контакте 3. Для быстрого и надежного отвода электрической дуги 51 в дугогасительную камеру 10 магнитным полем М неподвижные контакты 2 содержат соответствующую контактную направляющую пластину 91, 92, проходящую от первой области 21 контакта ко второй дугогасительной камере 10. Чтобы вторая дугогасительная камера 10 могла компактно устанавливаться в выключателе 1, гасительные пластины 11 второй дугогасительной камеры 10 установлены параллельно оси ВА перемещения мостикового контакта 3. При этом для быстрого гашения электрической дуги предпочтительно, чтобы магнит 71, 72 проходил вплоть до второй дугогасительной камеры 10.

Подетальное изображение изобретения в этом разделе и на фигурах следует понимать как пример возможных вариантов выполнения в рамках изобретения и поэтому не ограничивает объем притязаний. В частности, приведенные параметры специалисту следует адаптировать к производственным условиям выключателя (ток, напряжение). Поэтому приведенные параметры следует понимать лишь как пример для определенных вариантов выполнения.

Альтернативные варианты выполнения, возможно, рассматриваемые специалистом в рамках настоящего изобретения, также входят в объем охраны настоящего изобретения. В пунктах формулы изобретения единственное число распространяется и на множественное число. Ссылочные позиции, приведенные в пунктах формулы изобретения, не ограничивают объем притязаний.

Перечень ссылочных позиций

1 выключатель согласно настоящему изобретению

2 неподвижный контакт

21, 22 первые области контакта

23 обратная сторона неподвижных контактов

3 подвижный мостиковый контакт

31, 32 вторые области контакта

33 пружина подвижного мостикового контакта

4 первая дугогасительная камера

51, 52 электрические дуги

61 первая направляющая пластина для электрической дуги

62 вторая направляющая пластина для электрической дуги

71, 72 магниты, предпочтительно постоянные магниты

81, 82 мостиковые пластины

91, 92 контактные направляющие пластины первых контактов

10 вторая дугогасительная камера

11 гасительная пластина

А расстояние между мостиковой пластиной и контактом

ВА ось перемещения подвижного мостикового контакта

11, 12 направления токов в электрической дуге

М магнитное поле

F1, F2 сила Лоренца, действующая на электрическую дугу

ZA выключенный выключатель (выключенное состояние)

1. Выключатель (1), предназначенный для не зависящего от полярности режима работы на постоянном токе, по меньшей мере с двумя отдельными неподвижными контактами (2) с соответственно первой областью (21, 22) контакта и по меньшей мере с одним подвижным электропроводящим мостиковым контактом (3) с двумя вторыми областями (31, 32) контакта для установления электропроводящего соединения между первыми и вторыми областями (21, 22, 31, 32) контакта во включенном состоянии выключателя (1) и для разделения первых и вторых областей (21, 22, 31, 32) контакта в выключенном состоянии выключателя (1), по меньшей мере с одним магнитом (71, 72), предназначенным для создания по существу постоянного магнитного поля (M) на участке первых и вторых областей (21, 22, 31, 32) контакта для воздействия магнитной силой (F) на электрическую дугу (51, 52), возникающую между первыми и вторыми областями (21, 22, 31, 32) контакта при установлении выключенного состояния, с двумя первыми дугогасительными камерами (41, 42) для гашения электрических дуг (51, 52) с первым направлением тока, причем для отвода электрической дуги (51, 52) в первые дугогасительные камеры (4) от первых дугогасительных камер (4) по меньшей мере в выключенном состоянии первая направляющая пластина (61) для электрической дуги проходит соответственно к первой области (21, 22) контакта, а вторая направляющая пластина (62) для электрической дуги - ко второй области (31, 32) контакта, причем подвижный мостиковый контакт (3) содержит две мостиковые пластины (81, 82), которые для гашения электрических дуг (51, 52) со вторым направлением тока, противоположным первому направлению тока, проходят от мостикового контакта (3) вдоль оси (BA) перемещения мостикового контакта (3) соответственно вокруг первых областей (21, 22) контакта к обратным сторонам (23) неподвижных контактов (2), обращенным от мостикового контакта (3).

2. Выключатель (1) по п.1, отличающийся тем, что мостиковые пластины (81, 82) проходят соответственно ко вторым областям (31, 32) подвижного мостикового контакта (3).

3. Выключатель (1) по п.1 или 2, отличающийся тем, что расстояние (A) между мостиковой пластиной (81, 82) и обратной стороной (23) неподвижного контакта (2) увеличивается с увеличением расстояния до оси (BA) перемещения мостикового контакта (3).

4. Выключатель (1) по п.1, отличающийся тем, что магнит (71, 72) и мостиковая пластина (81, 82) установлены таким образом, что магнитное поле (M) простирается также в область между мостиковой пластиной (81, 82) и неподвижным контактом (2).

5. Выключатель (1) по п.4, отличающийся тем, что магнит (71, 72) установлен таким образом, что напряженность магнитного поля (M) между первыми и вторыми областями (21, 22, 31, 32) контакта, а также между мостиковыми пластинами (81, 82) и неподвижными контактами (2) по существу является одинаковой.

6. Выключатель (1) по п.1, отличающийся тем, что магнит (71, 72) является постоянным магнитом.

7. Выключатель (1) по п.6, отличающийся тем, что постоянный магнит (71, 72) содержит два пластинчатых постоянных магнита, поверхности которых расположены параллельно друг другу и которые по меньшей мере через первые и вторые области (21, 22, 31, 32) контакта проходят параллельно мостиковому контакту (3), а также первым и вторым направляющим пластинам (61, 62) электрической дуги и первой мостиковой пластине (81, 82) по меньшей мере в выключенном состоянии выключателя (1).

8. Выключатель (1) по п.1, отличающийся тем, что первые направляющие пластины (61) электрической дуги жестко соединены с соответственно первыми областями (21, 22) контакта.

9. Выключатель (1) по п.1, отличающийся тем, что мостиковые пластины (81, 82) проходят по меньшей мере во вторую дугогасительную камеру (10), установленную на подвижном мостиковом контакте (3).

10. Выключатель (1) по п.9, отличающийся тем, что неподвижные контакты (2) содержат соответственно по одной контактной направляющей пластине (91, 92) каждый, проходящей от первой области (21, 22) контакта ко второй дугогасительной камере (10).

11. Выключатель по п.9, отличающийся тем, что вторая дугогасительная камера (10) содержит гасительные пластины (11) для гашения электрической дуги (51, 52), установленные параллельно оси (BA) перемещения мостикового контакта (3).

12. Выключатель по п.9, отличающийся тем, что магнит (71, 72) простирается до второй дугогасительной камеры (10).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к системе (1) коммутации, для реле или контактора, которая имеет контактный мост (5), расположенный между двумя контактами (4а, 4b) с возможностью вращения вокруг оси (6).

Прерыватель цепи выполнен с возможностью пропуска и разрыва тока в основной цепи. Прерыватель включает дугогасящее устройство с дугогасительным средством, намагничивающей катушкой (11) и группой электродных средств (9, 10), электрически связанной с намагничивающей катушкой (11).

Изобретение относится к контактору, работающему на постоянном и переменном токе и содержащему по меньшей мере одну контакт-деталь с неподвижным контактом и подвижным контактом; по меньшей мере один постоянный магнит, размещенный возле контакт-детали, для создания постоянного магнитного дугогасящего поля и по меньшей мере одну катушку, размещенную возле контакт-детали с целью создания электромагнитного дугогасящего поля для втягивания дуги, образующейся при размыкании контакта по меньшей мере в одну дугогасительную камеру.

Изобретение относится к устройствам для гашения электрической дуги при отключении как токов короткого замыкания, так и малых токов коммутационным аппаратом и предназначено для использования в дугогасительных устройствах токоограничивающих и быстродействующих выключателей.

Изобретение относится к составным частям коммутационного оборудования, в частности выключателя постоянного тока. .

Изобретение относится к устройствам коммутации электрических цепей постоянного тока и может быть использовано в конструкциях реле, контакторов и других коммутационных устройств автоматики, управления и защиты.

Изобретение относится к контактной системе аппаратов защиты и управления. .

Изобретение относится к выключателю, обеспечивающему быстрое, надежное и не зависящее от направления тока гашение возникших электрических дуг и пригодному для многополюсного режима. Выключатель (1) содержит две коммутационные камеры (11а, 11b), каждая из коммутационных камер содержит одиночный прерыватель с неподвижным контактом (2) с первой областью (21) контакта и подвижный проводящий контактный элемент (30) со второй областью (31) контакта для соответствующего установления проводящего соединения между первой и второй областями контакта во включенном состоянии выключателя и для разделения первой (21) и второй области (31) контакта в выключенном состоянии выключателя (1) и две дугогасительные камеры (4) для гашения электрической дуги (5). Каждая электрическая дуга (5) распространяется в направлении одной из дугогасительных камер (4) независимо от направления тока в электрической дуге (5), подвижные контактные элементы коммутационных камер установлены параллельно направлению магнитного поля (М) в коммутационных камерах и обеспечивают поступательное движение. 14 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх