Сильноточный коммутационный аппарат

 

О П И С А Н И Е,,.868854

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

Союз Советских

Социалистически к

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (72) Авторы изобретения

В. В. Рысьев, Ф. М. Спевакова, А. М. Столо с

1

1 (71) Заявитель (54) СИЛЬНОТОЧНЫЙ КОММУТИРУЮЩИЙ АППАРАТ

Изобретение относится к сильноточной коммутирующей аппаратуре с большим быстродействием и может быть использовано, главным образом, в системах питания импульсных электрофизических установок, преимущественно во включающих аппаратах.

Известен сильноточный коммутационный аппарат, который содержит неподвижные подпружиненные контакты клинового и пальцевого типа и подвижный контакт с приводом а применяется для коммутации токов большой амплитуды, преимущественно в выключающих аппаратах (1).

Недостатком аппаратов с такой контактной системой является слабая механическая устойчивость при больших скоростях включения. Поэтому они используются, главным образом, для выключения тока.

Известен сильноточный коммутационный аппарат с контактной системой с двумя неподвижными контактами, выполненными с подпружиненными контактами розеточного типа, и подвижным контактом с приводом (2).

В этой конструкции подвижный цилиндрический контакт соприкасается постоянно с одним розеточным контактом, а при срабатывании контактной системы коммутирует со вторым розеточным контактом.

Теплоотвод от подвижного контакта в подобной системе затруднен из-за наличия двух систем гибких связей и большого количества контактных соединений. В связи с этим аппараты с контактной системой такого типа получаются громоздкими, имеют

10 небольшой ресурс работы при включениях тока и большое время срабатывания.

Наиболее близким к предлагаемому является сильноточный коммутационный аппарат, содержащий группы негодвижных контактов и подвижные контакты с индукционно-динамическим приводом (3).

Подвижные контакты выполнены роликового типа. Возможность хорошего теплоотвода от мест контакта позволяет выполнить подвижные контакты сравнительно меньшего веса. Вес же подвижной части аппарата с подобной контактной системой значителен в связи с необходимостью крепления на ней подпружиненных оправок с

868854

1О

25 зо

15

Кроме того, для уменьшения переходного контактного сопротивления каждый из подвижных контактов соединен с одним из неподвижных контактов соответствующей группы дополнительно введенным гибким контактными роликами, испытывающих большие динамические нагрузки, а также из-за систем демпфирования и фиксации. Таким образом, недостатками известной контактной системы являются сложность конструкции, большие динамические нагрузки на неподвижные части, что обуславливает сравнительно небольшой ресурс работы и большое время срабатывания.

Цель изобретения — увеличение ресурса работы и уменьшение времени срабатывания и веса аппарата.

Г!оставленная цель достигается тем. что в сильноточном коммутирующем аппарате, содержащем группы неподвижных контактов и подвижные контакты с индукционнодинамическим приводом, подвижные контакты закреплены на дополнительно введенных траверсах, каждая из которых установлена с возможностью вращения вокруг неподвижной оси и имеет два устойчивых положения, привод снабжен подвижной обоймой, в которой установлены скользящие опоры, подпружиненные, каждая, к соответ< твуюгцей траверсе.

Г1ри нахождении обоймы в одном определенном из двух крайних устойчивых положений, траверсы повернуты таким образом, что подвижные контакты прижаты к неподвижным контактам силой находящейся в обойме пружин. При расположении обоймы во втором крайнем положении, траверсы силой пружин повернуты таким образом, что подвижные контакты отведены от неподвижных на расстояние, обеспечивающее электрическую прочность.

Таким образом, пружина, расположенная в обойме, выполняет несколько функций: в начале движения, до достижения скользяшими опорами пружины положения над осями вращения траверс, пружина демпфирует движение обоймы, преобразуя ее кинетическую энергию в потенциальную энергию сжатия пружины. После достижения обоймой с пружиной положения, при котором скользящие опоры пружины переходят по поверхностям траверс за их оси вращения, благодаря силе сжатия пружины, происходит вращение траверс вместе с подвижными контактами до замыкания последними контактных поверхностей неподвижных контактов или до полного размыкания контактной системы. Пружина фиксирует в этом положении траверсы с подвижными контактами, а благодаря углу наклона поверхностей траверс пружина с помощью скользящих опор заставляет двигаться обойму до упора и выполняет роль защелки. токопроводом. Подобная контактная система имеет один контактный переход, а контактная система с мостиковым контактом— два. Причем в случае с костиковым контактом касание подвижного контакта контактной поверхности одного неподвижного контакта осуществляется в двух точках, а другого — в одной. Благодаря силе нажатия происходит деформация KOHTBKTOB в точках касания и площадь контакта несколько увеличивается. Можно представить, что мостиковый контакт — разделенный на две части обычный контакт с включенными последовательно обеими частями. Следовательно, сопротивление одного контактного перехода с той же силой нажатия приблизительно в 4 раза меньше, чем мостикового. Учитывая сопротивление гибкой связи и сопротивление контактного перехода от гибкой связи ко второму неподвижному контакту, переходное сопротивление такой контактной системы может быть уменьшено в 1,5 раза.

С целью расширения функциональных возможностей коммутируюший аппарат выполнен с группами из трех неподвижных контактов, траверсы выполнены токопроводящими и осесимметричными, а ось траверсы связана со средним неподвижным контактом. Подвижные контакты, совмещенные с траверсой, с каждым из двух других неподвижных контактов контактируют при одном из двух крайних положений. обоймы. Контактная система, содержащая подвижные контакты, являющиеся и траверсами, позволяет расширить коммутационные возможности такого аппарата, в связи с введением дополнительного неподвижного контакта, что дает возможность производить переключение тока.

Контактные поверхности неподвижных контактов выполнены цилиндрическими, а обойма выполнена в виде диска с глухими радиальными отверстиями, в которых расположены указанные подпружиненные скользящие опоры. В плоских контактных системах обычно несимметричное распределение токов между подвижными контактами, такая система занимает сравнительно большой объем и представляет трудности в обеспечении ее механической устойчивости. В цилиндрической контактной системе проще осуществлять необходимую механическую прочность, так как цилиндрический электрод воспринимает все усилия и имеет гораздо большую механическую прочность, чем плоский. Цилиндрическая контактная система занимает меньший объем и в ней равномернее распределяются токи между подвижными контактами. Поэтому цилиндрическая контактная система при тех же габаритах позволяет выполнить аппарат с большим значением допустимой амплитуды тока и его длительности.

868854

На фиг. 1 изображен аппарат с двумя неподвижными контактами и с подвижными контактами мостикового типа, разрез; на фиг. 2 — аппарат с подвижными контактами, соединенными гибкими связями с одним из неподвижных контактов, разрез; на фиг. 3 — аппарат с подвижными контактами, являющимися и траверсами, и с тремя неподвижными контактами в группе, разрез; на фиг. 4 — аппарат с цилиндрическими контактными поверхностями неподвижных контактов, продольный раз1О рез; на фиг. 5 — разрез А — А на фиг. 4.

Сильноточный коммутирующий аппарат содержит группу неподвижных контактов 1, у контактных поверхностей которых расположены подвижные контакты 2, закреп- 1f ленные, например, шарнирно в траверсах 3, имеющих возможность вращаться около неподвижных осей 4 и имеющих два устойчивых положения. Пружины 5 заключены в обойму 6, являющуюся подвижной частью индукционно-динамического привода, и опираются через скользящие опоры 7, например шарикоподшипники, на плоскости траверс 3.

На фиг. 2 изображен аппарат, подвижные контакты 2 которого соединены гибкими связями 8 с одним из неподвижных контактов. На фиг. Э показан аппарат с тремя неподвижными контактами 1. Подвижные контакты 2, имеющие стальные накладки 3, являющиеся одновременно траверсами, электрически и механически связаны 30 цилиндрическими шарнирными соединениями со средним неподвижным контактом.

На фиг. 4 и 5 — аппарат с неподвижными, расположенными в параллельных плоскостях контактами 1, выполненными с цилиндрическими поверхностями, расположенными в одной цилиндрической поверхности, причем пружины 5, расположенные в глухих отверстиях кольцевой обоймы 6, опираются через скользящие опоры 7 на траверсы 3.

Устройство работает следующим образом.

С помощью импульсных катушек 9 и 10 индукционно-динамического привода обойма 6 приводится в движение. В исходном положении, при разомкнутой контактной системе, обойма 6 находится, например, у 45 катушки 9. Пружины 5 воздействуют на свободные от подвижных контактов поверхности траверс. Подвижные контакты отстоят на изоляционном расстоянии от контактных поверхностей неподвижных контактов. По команде на замыкание в катушку 9 подается импульс тока. Под действием индукционно-динамических сил обойма 6 приводится в движение. Скользящие опоры двигаются по плоскостям траверс, пружины 5 сжимаются. Когда скользящие опо- ры переходят уровень осей, на которых вращаются траверсы, происходит поворот последних под действием энергии сжатых пружин. При касании подвижными контактами контактных поверхностей неподвижных контактов, они фиксируются пружинами в этом положении. Угол наклона траверс выбран таким, что под действием пружин обойма двигается до упора к катушке 10. В этом положении обоймы скользящие опоры пружин расположены на траверсах над серединой подвижных контактов или над серединой зазора между. средним и соответствующим крайним контактом (фиг. 3). Отключение контактной системы происходит аналогично включению после подачи импульса тока в катушку 10.

С помощью предлагаемой системы увеличивается ресурс работы аппарата по сравнению с известным (например, ВО-15М) в 1,5 раза, что проверено на макете, включающем восемь подвижных контактов. Контактная система получается меньшего веса и более простой и облегченной конструкции. Благодаря малому весу подвижной части и связанной с этим возможности применения в аппарате с предлагаемой контактной системой индукционно-динамического привода со сравнительно малой запасаемой энергией время срабатывания макета оказывается равным 2--3 мс по сравнению с

30 — 50 мс для известного аппарата (BO-15М

ВО-ЗОМ, ВО-55М) .

Формула изобретения

1. Сильноточный коммутирующий аппарат, содержащий группы неподвижных контактов и подвижные контакты с индукционно-динамическим приводом, отличающийся тем, что. с целью увеличения ресурса работы, уменьшения времени срабатывания и веса аппарата, подвижные контакты закреплены на дополнительно введенных траверсах, каждая из которых установлена с возможностью вращения вокруг неподвижной оси и имеет два устойчивых положения, привод снабжен подвижной обоймой, в которой установлены скользящие опоры, подпружиненные, каждая, к соответствующей траверсе.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения переходного контактного сопротивления, каждый из подвижных контактов соединен с одним из неподвижных контактов соответствующей группы дополнительно введенным гибким токопроводом.

3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем. что, с целью расширения функциональных возможностей, число неподвижных контактов в группе выбрано равным трем, каждая траверса выполнена токопроводящей и симметричной, а ось вращения каждой траверсы связана со средним неподвижным контактом группы.

4. Аппарат по и. 1, отличающийся тем, что контактные поверхности неподвижных

868854

10 ко;, актов выполнены цилиндрическими, а ооо1,ма выполнена в виде диска с радиальными отверстями, в которых расположены казанные подпружиненные скользяшие нюры.

11снлпики информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 442521, кл. Н 01 Н 1/06, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 254613, кл. Н 01 Н 1/24, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР № 233768, кл. Н Ol Н 1/16, 1967.

868854

Составитель М. Кузнецова

Редактор B.Ïåòðà ш Техред А. Бойкас Корректор С. Шомак

Заказ 8343/76 Тираж 787 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4