Комбинированный расцепитель многополюсного автоматического выключателя Советский патент 1984 года по МПК H01H77/10 

2. Расцепитель по п. 1, оличающийся тем, что в качестве резистивных датчиков использованы линейные резисторы.

3. Расцепитель по п. 1, о т л ичающийсй тем, что в качестве резистивных датчиков использованы участки токовых шин соответствующих полюсов.

1. КОМБИНИРОВАННЫЙ РАСЦЕПИ ТЕЛЬ МНОГОПОЛЮСНОГО -АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ, содержащий резистивные датчики, включенные в каждом полюсе, две группы резисторов, переменный резистор и электромагнитный расцепитель, причем одни из выводов резис- торов первой группы соединены с входными выводами резистивньпс датчиков,одни из выводов резисторов второй группы соединены с выходными выводами резистивных датчиков, другие выводы резисторов первой группы объединены в общую точку, другие выводы резисторов второй группы также объединены в общую точку, причем между указанными общими точками включены последовательно соединенные переменный резистор и катушка, злектромагнитного расцепителя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения веса и габаритов расщепителя и повышения , стабильности срабатывания, в качестве резисторов второй группы использованы терморезисторы.

Изобретение относится к электроаппаратостроению, в частности к авт матическим выключателям. Известен комбинированный расцепитель, имеющий зигзагообразный, эле мент, выполненный из сплава, облада нщего обратимой механической память формы, деформирующийся в результате нагрева током защищаемой цепи, осуществляющий при этом защиту оборудования от токов перегрузки. Свободный конец этого расцепителя перемещается также под действием электродинамических сил, осуществляя защиту обору дования от токов короткого замыкания tl Однако этот расцепитель имеет относительно большой вес, размеры и некоторую нестабильность срабатывани обусловленную отсутствием ударного воздействия на механизм свободного расцепления. Известны также термомагнитные расцепители, осуществляющие защиту оборудования от токов перегрузки и от токов короткого замыкания, термочувствительный элемент которых выполнен из термомагнитного материала и составляет часть магнитной системы расцепителя С23. , Так как срабатывание термомагнитных расцепителей при токах перегрузки происходит так же, как и при токах короткого замыкания за счет уда ра якоря, то они по стабильности срабатьшания в зоне токов перегрузки превосходят все известные тепловые расцепители и уступают только полупроводниковым расцепителям. Однако необходимость размещения термомагнит ных расцепителей в каждом полюсе обусловливает их значительный вес. Известен комбинированный расцепитель многополюсного автоматического выкггвд ате.ля, имеющий в каждом полюсе термобиметаллический и электромагнитный .расцепитель СЗ L Как и термомагнитный расцепитель, такой расцепитель имеет относительно большой вес. Кроме того, в зоне токов перегруЭки он имеет низкую ста- . бильность срабатывания, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является комбинированный расцепитель многополюсного автоматического включателя, содержащий резистивные датчики, функции которых выполняют тепловые расцепители, включенные в каждом полюсе, две группы линейных резисторов, переменный резистор и электромагнитный расцепитель, причем одни из выводов резисторов первой группы соединены с входными выводами резистивных датчиков, одни из выводов резисторов второй группы соединены с выходными выводами резистивных датчиков, другие выводы резисторов первой группы объединены в общую точку, другие выводы резисторов второй группы объединены в общую точку, другие выводы резисторов второй группы также объединены в общую точку, причем между указанными общими точками включены последовательно соединенные переменный резистор и катушка электромагнитного расцепителя 4. Наличие тепловых расцепителей и линейных резисторов во второй их группе увеличивает вес и габариты и снижает стабильность срабатьгоания в зоне токов перегрузки. Цель изoбpeteния - уменьшение веса и габаритов расцепителя и повьш1ение стабильности срабатывания. Поставленная цель достигается тем, что в комбинированном расцепителе многополюсного автоматического выключателя, содержащем резистивные датчики, включенные в каждом полюсе, две группы резисторов, переменный резистор и электромагнитный расцепитель, причем одни из выводов резисторов первой группы соединены с входными выводами резистивных датчиков, одни из выводов резисторов второй группы соединены с выходными выводами резистивных датчиков, другие выводы резисторов первой группы объединены в общую точку, другие выводы резисторов второй группы также объединены в общую точку, причем между указанными общими точками включены последовательно соединенные переменный резистор и катушка электромагнитного расцепителя, в качестве резисторов второй группы использованы ч ерморезисторы. В качестве резистивных датчиков могут быть использованы линейные резисторы или участки токовых шин соот ветствзпощих полюсов. На чертеже приведен один из возможных вариантов схемы предлагаемого расцепителя для трехфазной защищаемой цепи. Автоматический выключатель 1 имеет в каждом полюсе резистивный датчик 2, представляющий участок шины из соответствужяцего материала. К резистивному датчику 2 автоматического выключателя 1 в каждом полюсе со сто роны источника питания присоединены одним своим выводом три одинаковых линейных резистора 3, вторые вьтоды которых закорочены в один узел 4. Со стороны нагрузки к дополнительным резистивным датчикам 2 также присоединены одним своим выводом три одинаковых нелинейных резистора (терморезисторы) 5, вторые выводы которых закорочены в один узел 6. Терморезисторы 5 установлены с возможностью косвенного нагрева от резистивнрго датчика 2. Точки 4 и 6 электрически соединены между собой через порле довательное соединение катушки 7 электромагнитного расцепителя и переменного резистора 8. Электромагнитный расцепитель при срабатывании воздействует на механизм свободного расцепления (на чертеже не показан) автоматического выключателя. Комбинированный расцепитель работает следующим образом. При протекании через автоматичес кий выключатель 1 тока защищаемой ц пи на резистивных датчиках 2 возникает падение напряжения, величина которого пропорциональна величине тока. Тогда линейные резисторы 3 можно рассматривать как трехфазный источник питания с выведенной нейтральной точкой 4, а нелинейные резисторы 5 можно рассматривать как нагрузку, соединенную звездой с выведенной нейтральной точкой 6. Таким образом, в данном случае тепловой расцепитель - трехфазная система соединения источника питания и нагрузки звезда - звезда с нулевым проводом, так как между узлами 4 и 6 включены катушка 7 электромагнитного расцепителя и регулируемый резистор 8. Поскольку резисторы 5 являются нелинейными, то это обычный утроитель частоты, т.е. между узлами 4и 6 (через катушку 7 и резистор 8) проходят токи утроенной частоты. Величина тока, протекающего через катушку 7 и резистор 8, тем больше, чем больше разность между значениями сопротивлений резисторов 3 и 5. Если в качестве йелинейных резисторов использовать, например, терморезисторы, то значение их сопротивлений будет являться функцией температуры. Так как температура тепловых расцепителей есть функция тока защищаемой цепи и времени, то значение сопротивлений терморезисторов 5в предлагаемом устройстве является функцией тока защищаемой цепи, протекающего через автоматический выключатель 1, и функцией времени протекания этого тока. Таким образом, величина тока в катушке 7 прямо пропорциональна току защищаемой цепи и времени его протекания. При протекании через автоматический выключатель 1 номинального тока 3 резистивные датчики 2 нагреваются незначительно, а поэтому незначителен и нагрев терморезисторов 5. Мало и падение напряжения на резистивных датчиках 2 и мала возникающая в результате нагрева разность между значениями сопротивлений нелинейных резисторов 5 и линейных резисторов 3. Соответственно величина тока между, узлами 4 и 6 в катушке 7 мала и недостаточна для срабатывания электромагнитного расцепителя. При возник- новении тока перегрузки(1,25J)увеличивается в 1,25 раза падение напряжения на резистивном датчике 2,а значит, увеличивается и входное напряжение на терморезисторах 5.Кроме того, пропорционально квадрату тока растет и те пература терморезисторов. С ростом времени протекания через резистивный датчик 2 увеличивается и входно напряжение на терморезисторах 5. Кр ме того, пропорционально квадрату тока растет и температура терморезисторов, С ростом времени протекания тока через резистинный датчик 2 температура терморезисторов продолж ет расти, и через определенное время, обратно пропорциональное величи не тока в резистивном датчике 2, ве личина тока в катушке 7 электромагнитного расцепителя за счет увеличения входного напряжения на резист рах и за счет увеличения температур терморезисторов достигает значения тока срабатьшания электромагнитного расцепителя. Расцепитель срабатывае и ударом якоря при его движении воз действует на механизм свободного расцепления автоматического выключателя, переводя его в отключенное положение. Чем больше ток перегрузки тем больше входное напряжение на терморезисторах и тем быстрее они достигают необходимой для сраба тывания температуры, т.е. с ростом тока перегрузки вьщержка времени пе ред срабатьшанием распылителя умень шается, что соответствует требовани ям технических условий и характерис тикам защищаемого оборудования. Кро ме того, с ростом тока перегрузки растет падение напряжения на резистивных датчиках 2, т.е. увеличивается входное напряжение на терморезисторах 5, а поэтому для достижения тока срабатывания электромагнит ного расцепителя необходима уже мен шая температура нагрева терморезисторов. Это также соответствует требованиям защиты оборудования. Уставку тока перегрузки можно регулировать или перемещением терморезисторов 5 относительно резистивных датчиков 2, меняя тем самым нагрев терморезисторов (на чертеже не пока зано), или меняя величину сопротивления регулируемого резистора 8. Уставка тока перегрузки устанавливается таким образом, чтобы при возникновении номинального тока перегрузки (,) в одном из полюсов автоматического выключателя через определенное время (меньше 20 мин) сработал электромагнитный рас.цепитель. Тогда в случае возник2ft . новения тока перегрузки в двух и более полюсах ток в катушке 7 электромагнитного расцепителя становится равным сумме токов и расцепитель -срабатывает быстрее, т.е. выдержка времени перед срабатыванием выключателя уменьшается. Таким образом, суммирование усилий от токов перегрузки каждого полюса на рейку механизма свободного расцепления автоматического выключателя осуществляется за счет суммирования электрического тока от каждого полюса. При протекании через резисторные датчики тока короткого замыкания (10-15Э) значение входного напряжения на терморезисторах достаточно для срабатывания электромагнитного расцепителя, который, воздействуя за счет удара якоря на механизм сво бодного расцепления, переводит автоматический выключатель в отключенное положение. В предлагаемом расцепителе регулировка уставки тока перегрузки осуществляется в каждом полюсе перемещением терморезистора относительно резистивного датчика, а регулировка уставки тока короткого замыкания производится только для одного полюса резистором 8. Если автоматический выключатель отрегулирован на срабатывание при коротком замыкании в одной фазе, то он срабатывает при коротком замыкании и в любой другой фазе, а тем более при коротком замыкании в двух и более фазах. Суммарный вес электромагнитных и термобиметаллических расцепителей для базового объекта составляет 153 г, в то время как вес предлагаемого расцепителя для трехполюсного выключателя составит около 75 г. Таким образом, предлагаемый комбинированный расцепитель для многополюсного .автоматического выключателя позволяет уменьшить вес примерно на 78 г, уменьшаются его размеры, снижается трудоемкость регулировки уставки тока короткого замь1кания. Кроме того, уменьшение температуры срабатывания расцепителя при увеличении тока перегрузки позволяет уменьшить потребляемую им мощность в режиме коммутации. Отказ от термобиметаллических расцепителей, которые очень трудоемки,имеют нестабильнуюзащитную характеристику,требуют использования при изготовлении остро7 11006528

дефицитных материалов (слюда, се-действия расцепителя на рейку мехареСЗро), позволяет уменьшить вес все-низма свободного расцепления ударом

го автоматического выключателя.якоря электромагнитного расцепителя.

Предлагаемый расцепитель позволяет. но и за счет суммирования действий

значительно повысить стабильностьj расцепителей при токах перегрузки,

срабатывания не только за счет воз-возникающих более чем в одном полюсе.