Коммутационное устройство переменного тока Советский патент 1986 года по МПК H01H9/30 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к коммутационным устройствам, предназначенным для применения в электрических сетях переменного тока.

Целью изобретения является повышение коммутационной износостойкости и повышение надежности отключения токов короткого замыкания.

На фиг.1 а, б показана главная токове- дущая часть устройства; на фиг.2 - цепь управления.

Устройство состоит из двух групп главных однотипных коммутационных элементов, содержащих главные контакты 1 и 2, электромагнитные приводы главных коммутационных элементов 3 и 4 и вспомогательные слаботочные контакты 5 и 6, двух дополнительных однотипных коммутационных элементов, содержащих электромагнитные приводы 7 и 8, по два замыкающих контакта 9 и 10 привода 7, 11, 12 - привода 8 и по два размыкающих контакта 13 и 14 привода 7 и 15 и 16 привода 8, щунтирующего резистора 17, блока чередования включения приводов дополнительных контактов 18, выполненного в виде диодов 19 и 20 элементов задержки отключения приводов дополнительных контактов 21, выполненных в виде диодов 22 и 23, замыкающего контакта 24 реле управления и размыкающего контакта 25 максимально-токовой защиты.

В зависимости от конкретной сети предлагаемое коммутационное устройство будет содержать соответствующее число показанных на фиг.1 а, б главных цепей. В частности, устройство, рассчитанное для применения в трехфазной сети, будет иметь три таких цепи. Кроме того, главные коммутационные элементы могут содержать по три и более щунтируемых одновременно межконтактных промежутка 1 и 2. На фиг.1 а показано по одному такому промежутку, на фиг.1 б - по два промежутка.

Устройство работает следующим образом.

При замыкании контактов 24 реле управления в зависимости от фазы напряжения питания в этот момент срабатывает один из дополнительных коммутационных элементов 7 или 8. Если, например, в момент замыкания контакта 24 напряжение питания по фазе совпадает с проводящим направлением диода 19, то срабатывает дополнительный коммутационный элемент 7. При этом по отнощению к диоду 20 напряжение питания будет приложено в запирающем направлении и дополнительный коммутацинный элемент 8 не включается, а разомкнувшийся при включении контакт 15 дополнительного коммутационного элемента 7 воспрепятствует включению дополнительного коммутационного элемента 8 и в последующий период, когда фаза напряжения изменится на обратную.

Включивщийся дополнительный коммутационный элемент 7 одним своим контактом 9 подключает щунтирующий резистор 17 параллельно главному контакту 1, а вторым контактом 10 включает первый главный коммутационный элемент 3. Коммутационный элемент 3 замыкает свой контакт 1 в главной цепи и вспомогательный контакт 5, который включает второй главный коммутационный элемент 4. Замкнув свой контакт 2 в главной цепи, второй коммутационный элемент включает нагрузку под напряжение. На этом процесс включения заканчивается.

При отключении размыкается контакт 24

реле управления и первым отключается коммутационный элемент 3. Благодаря шунтирующему резистору его главные контакты 1 при коммутации рабочих токов работают в облегченном режиме, так как восстанавливающееся напряжение в этом случае носит, как правило, апериодический характер и скорость роста восстанавливающегося напряжения всегда меньше скорости восстановления электрической прочности межкон0 тактного промежутка. Поэтому процесс дуго- гашения на контактах 1 заканчивается в течение 5-8 мс.

Первый главный коммутационный элемент своим контактом 5 отключает второй главный коммутационный элемент 4. Его

5 главные контакты 2 размыкаются уже после того, как дуга погасла на контактах 1. Поэтому контакты 2 отключают ток, определяемый величиной шунтирующего резистора 17 и не превышающий 1-4А. Эрозия контактов при этом практически отсутствует.

0 Наряду с отключением коммутационного элемента 3 контакт 24 реле управления отключает и дополнительный коммутационный элемент 7. Однако элемент 7 отключается с некоторой выдержкой времени, создаваемой в данном случае включением параллельно

5 катушки электромагнитного пр}{вода диода 22, когда процесс коммутации уже завершился. После отключения элемента 7 схема возвращается к исходному состоянию и оказывается подготовленной к следующему циклу включения-отключения.

Если в следующий момент замыкания контактов 24 полуволна напряжения питания совпадает с проводящим направлением диода 20, то первым включается дополнительный коммутационный элемент 8, который

5 своим контактом 11 подключает шунтирующий резистор 17 к главным контактам 2, а контактом 12 включает главный коммутационный элемент 4, который в свою очередь включает главный коммутационный элемент 3.

0 При отключении цепи первым отключается элемент 4 (именно его контакты в данном случае защунтированы резистором), а затем - 3 и 8. Таким образом, последовательность работы схемы одинакова и в том, и в другом случае. Поскольку момент

5 замыкания контактов реле управления является случайным, то он с равной вероятностью попадает в ту или иную полуволну питающего напряжения. Следовательно, в те0

чение срока эксплуатации общее число коммутаций равномерно распределяется между обоими главными коммутационными элементами. В случае отключения тока короткого замыкания размыкается контакт 25 максимально-токовой защиты 25 и отключает глав- ные коммутационные элементы 3 и 4 одновременно, дополнительный коммутационный элемент 7 или 8, благодаря наличию элементов задержки размыкается после отключения тока контактами 1 и 2.

Из приведенного описания следует, что предлагаемое устройство содержит только два главных коммутационных элемента - выключатель, который отключает ток нагрузки, и отделитель, гальванически развязывающий нагрузку и источник питания. Кроме того, предлагаемое устройство имеет еще то преимущество, что в нем в качестве главных функциональных узлов применены однотипные коммутационные элементы, которые благодаря предлагаемому техническому ре- щению поочередно выполняют функции вы- ключателя и отделителя.

Формула изобретения

. Коммутационное устройство перемен- ного тока, содержащее последовательно включенные главные контакты с приводным механизмом, защунтированные резистором, в цепь которого включен вспомогательный контакт со своим приводным механизмом, блок управления и выводы для подключения ис- точника питания, отличающееся тем, что, с целью повыщения коммутационной износостойкости, в него введены второй вспомогательный контакт с.приводным механизмом, второй приводной механизм главных контактов, главные контакты разделены на две группы, первая группа управляется первым приводным механизмом, а вторая - вторым, блок чередования включения приводных механизмов вспомогательных контактов, приводные механизмы вспомогательных контактов выполнены с замедлением на отпуска- ние, причем два вспомогательных контакта соединены последовательно и включены параллельно главным контактам, средние точки параллельных цепей соединены между собой через резистор, один из выходов катушек всех приводных механизмов объединены и соединены с одним из выводов для подключения источника питания, другой вывод катущки каждого приводного механизма главных контактов соединен с другим выводом для подключения источника питания через две параллельные цепи, одна из которых состоит из последовательно соединенных замыкающего блок-контакта приводного механизма, вспомогательный контакт которого шунтирует главные контакты, и замыкающего контакта блока управления, а другая - из последовательно соединенных размыкающего блок-контакта указанного приводного механизма, вспомогательного контакта и замыкающего блок-контакта другого приводного механизма главных контактов, другой вывод катушек каждого приводного механизма вспомогательных контактов через блок чередования включения приводных мех анизмов вспомогательных контактов соединен с одним из выводов размыкающего блок-контакта другого приводного механизма вспомогательного контакта, другой вывод которого через замыкающий контакт блока управления соединен с другим выводом для подключения источника питания.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок чередования включения вспомогательных контактов выполнен в виде двух диодов, включенных в цепи питания катущек одного и другого приводных механизмов вспомогательных контактов, а в качестве источника питания используется сеть переменного тока.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности отключения токов короткого замыкания, в него введены выводы для подключения контакта максимальной токовой защиты, причем указанные выводы включены в общую цепь питания катушек всех приводных механизмов.

Фиг.г

Изобретение относится к электротехнике, в частности к коммутационным устройствам, предназначенным для применения в электрических сетях переменного тока. Цель изобретения - повышение износостойкости и надежности отключения токов короткого замыкания. Устройство содержит последовательно включенные главные контакты (ГК) с приводным механизмом (ПМ), за- шунтированные резистором, в цепь которого включен вспомогательный контакт (ВК) со своим ПМ, блок управления и выводы для подключения источника питания. ГК разделены на две группы. Первая группа ГК управляется первым ПМ, а вторая - вторым. ПМ, предназначенные для ВК, выполнены с замедлением на отпускание. Два В К соединены последовательно и включены параллельно ГК. Средние точки параллельных цепей соединены между собой через резистор. Одни из выходов катушек всех ПМ объединены и соединены с одним из выводов для подключения источника питания. Устройство содержит две параллельные цепи для подключения другого вывода для подключения источника питания к другому выводу катушки каждого ПМ, предназначенного для ГК. Одна из параллельных цепей содержит замыкающий блок-контакт ПМ, замыкаю- Ш.ИЙ контакт блока управления, причем ВК шунтирует ГК. Другая цепь содержит размыкающий блок-контакт того же ПМ, предназначенного для ВК, и размыкающий блок-контакт другого ПМ, предназначенного для ГК. Устройство также содержит блок чередования включения вспомогательных контактов, который может быть выполнен в виде двух диодов, включенных в цепи питания катушек ПМ, предназначенных для ВК, а в качестве источника питания используется сеть переменного тока. В устройство также могут быть введены выводы для подключения контакта максимальной токовой защиты, включенные в общую цепь питания катушек всех ПМ. Таким образом, устройство содержит только два главных коммутационных элемента-выключатель, который отключает ток нагрузки, и отделитель, гальванически развязывающий нагрузку и источник питания. В качестве их использованы однотипные коммутационные элементы, которые поочередно выполняют функции выключателя и отделителя. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. i (Л ГС ГчЭ оо О5