Быстродействующий выключатель (его варианты)

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 943913 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 21 . .05.80 (21)2928018/24-07 (51)М. Кл. с присоединением заявки ЭЙ

Н 01 Н 75/10

3Ьсудерстеенный квинтет (23) Приоритет(53) УДК 621 ° 316..54(088.8) пе делан нзебретеккй н открытий

Опубликовано 15. 07 ° 82 ° Бюллетень 3%26

Дата опубликования описания 15.07,82

1 (g

Д.M.Ãóëáèíñêèé и Л.А.Ниедэвиед

3 j

5 " т (й

Рижскии электромашиностроительный заво (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) БЫСТРОДЕЙСТВУК ЦИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ (ЕГО ВАРИАНТЫ) не меняется и не поддерживается самоиндукцией удерживающей катушки, а только вытесняется иэ области якоря в область сердечника размагничивающей катушки. Простота устройства выключателя и большое быстродействие привели к распространенному применению этих конструкций выключателей для защиты силовых цепей электрооборудования ЭПС постоянного

10 тока. В настоящее время эта система является основной в ЭПС.

В режимах короткого замыкания поток, возбуждаемый размагничивающей катушкой, направленный в якоре электромагнитной системы противоположно основному потоку удерживающей катушки, вытесняет его в сердечник раэмагничивающей катушки, суммарный поток через якорь уменьшается и якорь отрывается отключающей пружиной. Такой выключатель обладает большим быстродействием, так как основной поток, сцепленный с удерживающей катушкой, 1

Изобретение относится к электротехнике, преимущественно в устройствам защиты силовых цепей электрооборудования электроподвижного состава (ЭПС) постоянного тока.

Известен быстродействующий выключатель с П-образным электромагнитом, между полюсными наконечниками которого размещена раэмагничивающая катушка с сердечником, обтекаемая током защищаемой цепи 31).

Однако при очень быстром увеличивании тока защищаемой цепи ток в размагничивающей катушке может создавать поток обратного направления такой величины, что за собственное время срабатывания электромагнита выключателя якорь снова начинает притягиваться к полюсным наконечникам. Выключатель не срабатывает, наступает его "опрокидывание". Это явление весьма вероятно иэ-за увели9439

3 чения мощностей современных тяговых подстанций с увеличенными токами короткого замыкания, а также широкого внедрения бесконтактных датчиков, когда размагничивающий поток в аварийных режимах создается одновременно несколькими катушками, питаемыми разными бесконтактными датчиками, а резервирование защиты дополнительно осуществляется также размагничивающей катушкой, обтекаемой силовым током, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является быстродействующий выключатель, содержащий контактную систему, П-образный сердечник с удерживающей катушкой, размагничивающую катушку с сердечником, размещенную между полюсными наконечниками П-образного сердечника, и якорь с возвратной пружиной j2).

20

В этом выключателе зона электромагнитной системы выключателя с раз-2 магничивающей катушкой выполнена отдельной ветвью электромагнита, а якорь расположен в середине электромагнита.

Однако из-эа технологической сложности электромагнитной системы и неполного исключения явления перемагничивания зта система в конструка циях выключателей распространения не получила.

Целью изобретения являю )ся повышение надежности работы выключателя путем исключения возможности перемагничивания выключателя при больших скоростях нарастания тока короткого

40 замыкания и улучшения технологичности при изготовлении.

Поставленная цель достигается тем, что выключатель снабжен дополнительной размагничивающей катушкой, в одном из полюсных наконечников сер45 дечника выполнены окна, в которых размещена дополнительная размагничивающая катушка, которая включена последовательно с основной размагничивающей катушкой, причем сечение полюсных наконечников сердечника выбрано таким, что их насыщение наступает после достижения тока уставки выключателя.

В другом варианте выполнения быст- N родействующего выключателя поставленная цель достигается тем, что он снабжен дополнительной размагничиваю13

4 щей катушкой и датчиком аварийных режимов, в одном из полюсных наконечников сердечника выполнены окна, в которых размещена дополнительная размагничивающая катушка, которая подключена к датчику аварийных режимов, причем уставка датчика аварийных режимов выше, чем уставка выключателя.

На фиг. 1 и 2 схематически показаны варианты выполнения быстродействующего выключателя.

Быстродействующий выключатель (фиг. 1) состоит из П-образного сердечника 1, на котором установлена удерживающая катушка 2, создающая магнитный поток, удерживающий якорь

3. Размыкание установленного на якоре 3 подвижного контакта 4 выключателя осуществляется пружиной 5. Между полюсными наконечниками б П-образного сердечника установлена размагничивающая катушка 7 с сердечником 8.

Катушка 7 включена последовательно с дополнительной размагничивающей катушкой 9, расположенной в окнах 10 полюсного наконечника. Быстродействующий выключатель работает следующим образом.

Катушка 2 создает магнитный поток, удерживающий якорь 3 в притянутом к полюсным наконечникам положения.

Силовой ток i от контактной сети через токоприемник 11 проходит через подвижный 4 и неподвижный 12 контакты выключателя, дополнительную размагничивающую 9 и основную размагничивающую 7 катушки в тяговые двигатели 13. При коротком, замыкании в цепях тяговых двигателей 13 магнитный поток размагничивающей катушки

7а направленный встречно в якоре 3 электромагнита основному потоку удерживающей катушки 2, увеличивается и вытесняет этот поток из якоря в сердечник 8 размагничивающей катушки 7. Сечение полюсных наконечников

6 электромагнита выбрано таким образом (определяющий размер б сечения), что насыщение в этом сечении потоками дополнительной размагничивающей катушки 9, обтекаемой аварийным током i„ íàñòóïàåò после того, как достигается ток уставки выключателя размагничивающей катушкой 7 и электромагнит начинает отключение. Насыщение полюсного наконечника 6, наступающее после достижения тока уставки выключателя, не влияет на собствен13 разный сердечник с удерживающей катушкой, размагничивающую катушку с сердечником, размещенную между полюсными наконечниками П-образного сердечника, и якорь с возвратной пружиной, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности

его работы путем исключения возможности перемагничивания выключателя при больших скоростях нарастания тока короткого замыкания и улучшения технологичности при изготовлении, он снабжен дополнительной размагничивающей катушкой, в одном из полюсHblx наконечников сердечника выполнены окна, в которых размещена дополнительная размагничивающая катушка, которая включена последовательно с основной размагничивающей катушкой, причем сечение полюсных наконечников электромагнита выбрано таким, что их насыщение наступает после достижения тока уставки выключателя.

2. Быстродействующий выключатель, содержащий контактную систему, П"образный сердечник с удерживающей ка" тушкой, размагничивающую катушку с сердечником, размещенную между полюст ными наконечниками П-образного сердечника, и якорь с возвратной пружиной, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его работы путем исключения возможности перемагничивания выключателя при больших скоростях нарастания тока короткого замыкания и улучшения технологичности при изготовлении, он снабжен дополнительной размагничивающей катушкой и датчиком аварийных режимов, в одном из полюсных наконечников сердечника выполнены окна, в которых размещена дополнителЬная размагничивающая катушка, которая подключена к датчику аварийных режимов, причем уставка датчика аварийных режимов выше,чем уставка выключателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Баталов Н.И., Петров Б.П. Тяго1 I вые электрические аппараты. М., Энергия", 1969, с. 136.

2. Голубев А,И. Быстродействующие автоматические выключатели. M-Л., "Энергия", 1964, с. 83 (прототип).

5 9439 ное время срабатывания быстродейст- . вующего выключателя, но не позволяет возрастать потоку размагничивающей катушки 7 после тока уставки в такой мере, чтобы снова притянуть якорь 3 к полюсным наконечникам и исключает

"опрокидывание" выключателя.

В целях сокращения потерь электрической энергии в катушке 9 можно осуществить питание этой катушки от вспомогательного бесконтактного датчика 14 только в аварийных режимах (фиг. 2), в нормальных режимах катушка обесточена. Тогда силовой ток i проходит по цепи, контактная сеть — 15 токоприемник 11 — подвижный контакт

4 - неподвижный контакт 12 — размагничивающая катушка 7 — тяговые двигатели 13. В аварийном режиме ток в размагничивающей катушке 7 созда- 2o ет такой магнитный поток, направленный в якоре встречно основному потоку удерживающей катушки 2, который вытесняет этот основной поток в сердечник 8 размагничивающей катуш- 25 ки и при токе уставки происходит срабатывание электромагнита. После этого датчик 14 с уставкой срабатывания выше уставки срабатывания выключателя (уставка катушки 7) подает 5в ток в катушку 9, насыщает полюсный наконечник 6 и исключает "опрокидывание" выключателя.

Таким образом, включением двух последовательно соединенных катушек, одна из которых размещена между полюсными наконечниками, а втораяв окнах полюсных наконечников, и выбором сечения полюсного наконечника таким образом, что его насыщение наступает после достижения тока уставки выключателя, или включением катушки, расположенной в окнах полюсных наконечников, датчиком аварийного режима после достижения тока уставки

:выключателя без уменьшения быстродействия технологического и простого в изготовлении выключателя с П-образным магнитопроводом удается исключить

"опрокидывание" и неотключение выклю50 чателя при больших скоростях нарастания тока короткого замыкания.

Формула изобретения

1. Бвстродействующий выключатель, содержащий контактную систему, П-oá