Способ повышения включающей способности автоматических выключателей

 

О П И C А Н И Е <111 519778

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.01.74 (21) 1985582/24-7 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.76. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 21.07.76 (51) М. Кл.з Н 01Н 1/50

Н 01Н 33/66

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.316.54 (088.8) (72) Авторы изобретения

О. Б. Врон, В. И. Гусев, В. П. Горенышев, Н. Г. Мясникова и В. Д. Молчанов (7l) Заявитель

Северо-Западный заочный политехнический институт (54) СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ВКЛЮЧАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ

АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в сильноточном аппаратостроении при производстве выключателей, предназначенных для установок в сетях с большими токами короткого замыкания.

Известны аппараты,,выполняющие аналогичные функции, в частности автоматические выключатели серии АМ и АС завода «Электросила».

Однако эти автоматические выключатели плохо работают при включении больших токов короткого замыкания.

Известные способы повышения включающих способностей заключаются в подборе материала контактов, механизмов, производящих включение, в применении компенсаторов электродинамических сил, в повышении нажатия на контакты во включенном положении и т. д. Они не дают возможности осуществить включение аппаратами очень больших токов.

Контакты аппаратов при этом привариваются или выгорают, так как выделяется большое количество тепла, связанное с недостаточной скоростью в момент соприкосновения контактов.

Известен также способ повышения включающей способности автоматических выключателей, работающих на размыкание и замыкание контактов, путем механического воздействия на подвижный контакт, направленного в сторону неподвижного контакта.

Цель изобретения — уменьшение тепловых потерь и вибрации при замыкании контактов и предотвращение их сваривания и выго|рания при включении больших токов короткого замыкания.

Это достигается путем увеличения скорости подвижной контактной системы за счет нанесения по ней удара в направлении ее движения при включении, устранения или ограничения вибрации путем совместного после удара движения ударяющего тела и подвижной контактной системы.

15 На фиг. 1 дан график зависимости тока и сопротивления контактов от времени во время процесса включения; на фиг.2 — график зависимости скорости контактов от пройденного ими пути в процессе включения: а) под

20 действием включающей пружины; б) под действием удара и включающей пружины; на фиг. 3 — схема контактной системы, предназначенной для включения больших токов короткого замыкания (перед началом включения); на фиг. 4 — то же, в момент соприкос новения контактов.

Процесс, включения представляет собой переход контактного соединения от положения, при котором контакты разомкнуты и сопро30 тивление существующего между ними промЕ519778 жутка равно бесконечности, к положению, когда контакты замкнуты и их сопротивление становится весьма малым. Этот процесс перехода происходит не мгновенно, а длится некоторый, хотя и малый, но конечный промежуток времени. В этот промежуток времени 4 (время включения) сопротивление К; контактов падает, а ток, наоборот, нарастает (см. фиг. 3). Энергия, выделяющаяся на контактах во время процесса включения, опреде- 10 ляется уравнением: å

РР. К

Эта энергия идет на нагревание контактов, 15 их сваривание или выгорание.

Для предотвращения указанных явлений необходимо уменьшить величину энергии, выделяющейся на контактах, что может быть достигнуто ускорением процесса включения, 20 т. е. сокращением времени 4.

Для этого необходимо увеличить скорость контактов при включении. Выгорание контактов при включении может произойти и по другой причине: когда контакты приближа- 25 ются друг к другу и расстояние между ними уже мало, может наступить пробой межконтактного промежутка.

Это явление приводит к значительному газовыделению. Между контактами начинают 30 действовать отбрасывающие силы, способные воспрепятствовать включению. Контакты»е смогут включиться, если импульс, создаваемый отбрасывающими силами, окажется больше количества снижения подвижной кон- 35 тактной системы.

Для предотвращения этого явления необходимо увеличивать массу и скорость подвижного контакта.

С увеличением скорости контактов возника- 40 ет опасность их отброса в результате вибрации. Это также может привести к свариванию или выгоранию контактов.

Поэтому с повышением скорости контактов необходимо предотвращение их размыкания 45 в результате вибрации.

По схеме на фиг. 3 напряжение подведено к выводным зажимам 1 аппарата. Однако ток в системе отсутствует, так как контакты 2 и

3 разомкнуты. Включение начинается движе- 50 нием контакта 2, который, не доходя немного до контакта 3, стопорится упором 4, становясь неподвижным контактом.

Контакт 3 удерживается в своем положении фиксатором 5. Он соединен с компенсатором 6 электродинамических сил, сжатой включающей пружиной 7 и проходящим через корпус 8 аппарата соединительным стержнем

9, который заканчивается неупругой прокладкой 10. Ударный якорь 11 удерживается в своем положении.

Когда контакт 2 в процессе вкл1очения становится на упор 4, якорь 11 освобождается и под действием пружин, гравитационных, электромагнитных или иных сил начинает движение, накапливает на своем пути кинетическую энергию и ударяет в неупругую прокладку 10. Удар передается через соединительный стержень 9 контакту 3. Он выскакивает из-под фиксатора 5 положения и совместно с уда рным якорем начинает движение по направлению к контакту 2. Скорость его определяется упругостью включающей пружины

7 и тем количеством движения, которое ему передано ударным якорем, и значительно больше той, которую могла бы создать только одна включающая пружина 7, Неупругая прокладка 10 нужна для того, чтобы после удара подвижный контакт 3 и ударный якорь не отскочили друг от друга, а продолжали бы движение вместе.

В момент удара контакта 3 о контакт 2 воз можно возникновение вибрации. Однако, так как подвижный контакт находится в соприкосновении с ударным якорем, то от возникшего удара отскочит не контакт 3, а ударный якорь 11, и размыкания контактов в результате их соударения при включении не произойдет.

Компенсатор электромагнитных сил предохраняет контакты 2 и 3 от размыкания в результате возникающих между ними электродинамических сил.

Формула изобретения

Способ повышения включающей способности автоматических выключателей, работающих на размыкание и замыкание контактов путем механического воздействия на подвижный контакт, направленного в сторону неподвижного контакта, отличающийся тем, что, с целью предотвращения сваривания и выгорания контактов при включении больших токов, механическое воздействие осуществляют в виде удара, например, при помощи ударного якоря.