Контактное коммутирующее устройство

 

па, с,. т... -;. с.,ав

Оll AЙие

ИЗОБРЕТЕНИЯ

3I3 234 союз Соевтскиз

Воцизлистическиз

Респуелик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 25.XI I.1969 (№ 1388728/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 31 Vill.1971. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 20.Х.1971

МПК Н 01h 33/12 йовитет по делам изобретвиий и открнтий ври Совете Миеистрев

СССР

УДК 621.316.56 (088.8) Автор изобретения

И. С. Таев

Московский ордена Ленина энергетический институт

Заявителв

КОНТАКТНОЕ КОММУТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в коммутационных электрических аппаратах.

Известные контактные коммутирующие устройства переменного тока, содержащие после- 5 довательно включенные вспомогательные контакты и токопроводящий полупроводниковый элемент, шунтирующие главные контакты, не позволяют упростить конструкцию устройства и расширить диапазон коммутируемых напря- 10 жений.

Цель изобретения — упрощение и удешевление устройства, повышение срока его службы при одновременном расширении диапазона ls коммутируемых напряжений за счет того, что токопроводящий элемент выполняется в виде двух упругих электропроводных пластин, установленных параллельно друг другу и электрически связанных на концах, с каждой из кото- 20 рых с наружной стороны жестко связана подвижная контактная накладка вспомогательного контакта.

На фиг. 1 изображено контактное коммута- 25 ционное устройство во включенном состоянии, на фиг. 2 — то же устройство в момент нулевого значения тока; на фиг. 3 показаны расположение и характерные этапы работы устройства в контакторе переменного тока: 30 а — включенное состояние, б — состояние отключения цепи, в — отключенное состояние.

Устройство состоит из двух обращенных друг к другу токоведущих пластинчатых упругих пластин 1 и 2, изготовленных, например, из фосфористой бронзы. Эти пластины на основной своей длине в электрическом отношении изолированы друг от друга, например, оксидными пленками на поверхности, и лишь на своих концах электриче" ки соединяются друг с другом. Один конец такого элемента из двух пластинчатых пружин укрепляется неподвижно в изолирующем основании 8. С наружных сторон пластин расположены контактные накладки 4 и 5. В процессе работы устройства эти накладки MO: ут электрически соединяться с контактами 6 и 7 аппарата, в который встраивается устройство.

Принцип действия устройства для бездугового отключения цепей переменно о тока основано на использовании двух явлений: электродинамического взаимодействия двух проводников с токами, что позволяет осуществить замкнутую цепь переменного тока до подхода его к нулевому значению, исключить образование дуги на контактах при отключении цепи и создать возможность для расхождения вспомогательных контактов непосредственно при переходе тока через нулевое значение; вытекающего из закона Пашена свойства газовых

313234

60 промежутков очень малой длины (сотые доли миллиметра) приобретать значительные пробивные напряжения (выше 300 в).

Устройство работает следующим образом.

Токопроводящие элементы, образованные пластинчатыми токоведущими пружинами 1 и 2, располагаются между неподвижным б и подвижным 7 контактами отключающего аппарата, в который встраивается устройство. Во включенном состоянии (фиг. 1) аппарата эти элементы зажаты между контактами б и 7, образуя токоведущую цепь из двух параллельных ветвей. Внутренние поверхности пластин 1 и 2 покрыты слоем изоляционной пленки, их электрическое соединение осуществляется лишь на концах. Между пластинами 1 и

2 с токами разного направления возникают электродинамические силы отталкивания F, благодаря взаимодействию магнитных потоков

Ф. Поэтому, когда аппарат отключается и главный подвижный контакт 7 перемещается вниз со скоростью vp, электродинамические силы изгибают пластинчатые токовсдущие пружины 1 и 2 и прижимают их к контактам б и

7. Цепь тока оказывается замкнутой вплоть до момента, когда переменный ток приближается к нулевому значению и электродинамические силы близки к нулю. ".îãäà изогнувшиеся пластинчатые пружины за счет присущих им упругих свойств, а также за счет сил, развиваемых стальными плоскими пружинами

8, 9, 10 и 11, возвращаются в исходное положение. Таким образом, в момент нулевого значения тока между контактными накладками 4 и б и дополнительными контактами б и 7 аппарата образуются изоляционные промежутки д, способные выдержать восстанавливающееся напряжение на контактах и исключить повторное зажигание дуги.

По закону Пашена минимальное напряжение пробоя воздушного промежутка соответствует значению чроизведения pd=7,6 мм рт. ст., где р — давление газа, d — длина промежутка. При атмосферном давлении расстояние оказывается равным d=-0,01 мм.

Пластинчатые пружины 1 и 2 расчитываются на кратковременное протекание тока (при частоте 50 ги — на 0,01 сек.) при допустимой плотности тока порядка нескольких сотен а/ям . Поэтому пластины 1 и 2 оказываются очень легкими, так что расстояние между контактными накладками 0,01 ям при соответствующем выборе параметров пружин 1 и 2 и возвратных пружин 8, 9, 10 и 11 достигает я за очень малое время, условия гашения дуги переменного тока выполняются и повторное зажигание ее на контактах не возникает.

В системе из одного элемента пробивное напряжение образовавшихся двух промежутков

d (фиг. 2) не менее 600 в. Однако, с целью повышения уровня коммутируемых напряжений и результирующего пробивного напряже5

З5

45 ния устройства, можно приме in:ь систему из нескольких последовательно соединенных элементов. Стальные пластинчагые пружины 8, 9, 10 и 11, помимо создания необ. одимой возвратной силы, предназначаются также и для того, чтобы уменьшить магнитное сопротивление для потока Ф, увеличить этот поток и электродинамическую силу взаимодействия между токами в пластинах 1 и . Кроме того, благодаря замыканию основной части потока

Ф через эти стальные пластины, исключается электродинамическое взаимодей" твие между токопроводящими частями соседних элементов в схеме.

Во включенном состоянии аппарата (фиг. За) ток цепи проходит через главные контакты 12, через контактное коммутирующее устройство (КУ) ток не проходит. B момент отключения аппарата (фиг. Зб) деталь И, связанная с приводом, поворачивается по часовой стрелке, контактный палец 14 за счет силы контактной пружины F,; поворачивается вокруг оси 15 так, что его вспомогательный контакт 7 вначале оказывает давление на элементы контактного устройства и замыкает шунтирующую цепь тока через них, и лишь затем размыкаются без дуги главные контакты аппарата 12. Цепь тока через КУ разрывается при первом переходе тока через нуль благодаря образованию изоляционных промежутков

В отключенном состоянии аппарата (фиг. Зв) между главным 12 и вспомогательными б и 7 контактами аппарата образуются изоляционные воздушные промежутки.

Необходимые характеристики устройства и выполнение требований к нему по надежности работы достигаются соответсгвующим выбором материала .пластин, их длины, конфигурации и размеров поперечного сечения, параметров стальных пластинчатых пружин 8, 9, 10 и 11, а также выбором соответствующих кинематических характеристик отключающего аппарата, в который встраивается предложенное устройство для бездугового откл очения цепей переменного тока.

Предмет изобретения

Контактное коммутирующее устройство переменного тока, содержащее последовательно включенные вспомогательные конi акты и токопроводящий элемент, шунтирующие главные контакты отключающего аппарата, отличаюи1ееся тем, что, с целью упрощения конструкции устройства и расширения диапазона коммутируемых напряжений, токопроводящий элемент выполнен в виде двух упругих электропроводных пластин, установленных параллельно друг другу и электрически связанных на концах, с каждой из которых с наружной стороны жестко связана подвижная контактная накладка вспомогательно -о контакта, 313234 б 7 а1 1иг.З

Состя Внтсль С. Гордон

Техред Е. Борисова Корректор Л. А. Царькова

Редактор И. Орлова

Типография, пр. Сапунова, 2

Закан 2а33 ", Изд. М 1174 Тираж 473 Подписное

ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5