Быстродействующий выключатель Советский патент 1984 года по МПК H01H9/30 

Изобретение относится к низковольтным электрическим аппаратам, и может найти применение в быстроде ствующих выключателях для защиты по лупроводниковых преобразователей. Известен быстродействующий автог 1атический -выключатель серии A370О, содержащий контакты, дугогасительную камеру и электромагнитный расцепитель. Врегдя расцепления механизма данного вы1слючателя составляет около 10 мс. Для повышения быстродействия в процессе отключения аварийного тока контакты выключателя отбрасываются электродинамическими силами. Магнитное поле для гашения дуги обеспечивается соответст ВУ1СЩИМ расположением токоведущих частей Cl3 4 Недостатки данного выключателя .сравнительно i низкое быстродействие , и низкий уровень токоограничения, что определяется быстродействием механизма расцепления и интенсивностью дугогашения. Известен выключатель, содерлсащий контакты и систему электромаг.нитного гашения дуги с дугогасительной к:атушкой, включенной -параллельно на напряжение сети 2. Недостатком указанного выключате ля является отсутствие надежного дугогашения в случае снижения или -полного исчезновения напряжения сет Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности быстродейст вующий выключатель типа ВАТ, содержащий контакты, систему электромагнитного гашения дуги с дугогаситель ной катушкой, включенной последовательно с контактами, индукционнодинамический привод размыкание; контактов, привод защелки, конденсатор который через тиристор соединен с индуктором индукционнодинамического привода, узел заряда конденсатора и блок защиты и управления C3J.Надежность работы известного вык лючателя (его быстродействие и уровень токоограничения) зависит от интенсивности дугогашения, т.е. от количества витков дугогасительной катушки, включенной последовательно с контактами. Для .повышения ин--тенсивности дугогашения, особенно при малых токах, приходится выбират большое количество витков катушки, что приводит к существенным перенапряжениям при отключении номиналь ного тока. Кроме того, катушка обте кается номинальным током. Сечение ее витков должно соответствовать iiaHHOMy току и, поэтому увеличение числа витков приводит к, большому . расходу меди и значительным габариЦель изобретения - повышение на дежности. Поставленная цель достигается тем, что в быстродействукщий выключатель, содержащий контакты, систему электромагнитного гашения дуги с дугогасительной катушкой, индукционно-динамический привод размыкания контактов, привод зштделки, конденсатор, который через тиристор соединен с индуктором индукционнодинамического привода, узел заряда конденсатора и блок зашитый управления дополнительно введен полупроводниковый ключ,через которыйконденсатор соединен с дугогасительной катушкой. В качестве полупроводникового ключа используют диод, что обеспечивает простоту схему управления выключателем. Ь качестве полупроводникового ключа может быть использован тиристОр, что позволяет регулировать момент начала дугогашения, исключая влияние быстродействия привода на процесс дугогашения. Реверсивное исполнение полупроводникового ключа дает возможность использовать выключатель в сетях переменного тока.. На фиг.1 приведена схема быстродействующего выключателя,на фиг.2 - схема полупроводникового ключа, варианты. ВыключаЕ.ель фиг. 1; содержит контакты 1, систему электромагнитно-; го гашения дуги с дугогасительной катушкой 2, индукционнодинамический привод 3, привод .4 защелки, предварительно заряженный конденсатор 5, который через тиристор б соединен с индуктором индукционно-динамического привода 3, а через полупроводниковый ключ 7 - с дугогасительной катушкой 2 и узел 8 заряда конденсатора. Функциональная связь всех узлов схегфа осуществляется блоком 9 защиты и управления, в состав которого входят датчики тока. На фиг.2 а приведен вариант, когда в качестве полупроводникового ключа применен диод; на фиг. 25тиристор. На фиг. 2В изображен полупроводниковый ключ, выполненный реверсивным. Быстродействугаций выключатель при использовании в качестве полупроводникового ключа диода (фиг. 2а) работает следующим образом. В исходном состоянии контакты 1 выключателя разомкнуты, а конденсатор 5 заряжен от узла 8 заряда до напряжения с полярностью, показанной на фиг. 1.. При включении выключателя (поступлении сигнала включения на вход блока 9) срабатывает привод 4 защелки и контакты 1 замыкаются. При подаче на вход блока 9 дистанционного сигнала отключения или при формировании аварийного сигнала отключения в самом блоке -с его

выхода поступает сигнал на включение тиристора б и конденсатор 5 разряжается на Индуктор индукционнодинамического привода.3.

В процессе разряда кокденса ора 5 якорь привода 3 перемещается и размыкает контакты 1, которые в разомкнутом состоянии фиксируются защелкой. Когда полярность напряжения на конденсаторе 5 изменяется, включается диод полупроводникового ключа 7 и через дугогасительную катушку протекает ток, обеспечивая требуемую интенсивность дугогашения, .этом увеличение количества витков в дугогасительной катушке для увеличения интенсивности дугогашения практически не влияет на габариты выключателя и не влияет на величину перенапряжений на контактах выключателя в процессе их размыкания

При использовании в качестве полупрово; ;«ико&ого ключа тиристора (фиг. 26) момент подключения дугогасительной катушки к конденсатору может регулироваться.

.Схема выключателя, у которой полупроводниковый ключ выполнен реверсивным, применяется в сетях переменного тока. В данном случае требуе0 мое направление тока в дугогасительной катушке, которое зависит от направления тока в контактах, обеспечивается полупроводниковым ключом.

5 Таким образом, наличие полупроводникового ключа, через который конденсатор соединен с дугогасительнбй катушкой, позволяет повысить Надежность работы выключателя.- .

1. БЫСТРОДЕЙСТВУЩНП ВЫКЛЮ-. ЧАТЕДЬ, содержащий контакты, систему электромагнитного гашения дуги с дугогасительной катушкой, индукционно-динамический привод размыкания контактов, привод защелки, конденсатор, соединенный через тиристор с индуктором индукционно-динамического привода, узел заряда конденсатора и блок защиты и управления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности,в него введен полупроводниковый ключ, через который конденсатор соединен с дугогасительной катушкойi 2.Выклюет атель по п. 1, отличающийся тем, что-В качестве полупроводникового ключа используют диод. 3.Выключатель по п. 1, отли(Л чающийся тем, что в качестве полупроводникового ключа используют тиристор. 4.Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что полупроводниковый ключ выполнен реверсивным. vj о У -ч1

6

-VP- 5 +

Фаг.1

. -

1 J. i

фиг. 2