Устройство для отключения цепей переменного тока с ограниченной дугой Советский патент 1988 года по МПК H01H33/04 

1

Изобретение относится к низковольтным электрическим аппаратам, в частности может найти применение в быстродействующих выключателях, предназначенных для защиты полупроводниковых преобразователей.

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг. 1 представлена схема устройства для отключения цепей переменного тока с ограниченной дугой, у которого в качестве двух разрывов используются два последовательно включенных контакта, а коммутирующая цеп выполнена в виде последовательно соединенных тиристора, конденсатора и катушки привода; на фиг. 2 - диаграм tы изменения во времени токов и расстояния X между контактами в процессе их размыкания, поясняющие работу устройства на фиг. 1; на фиг. 3 - схма устройства для отключения цепей переменного тока с ограниченной дугой, у котррого два разрыва образова ны мостиковым контактом а коммутирующая цепь вьшолнена в виде двух параллельно включенных цепей.

Устройство для отключения цепей переменного тока с ограниченной дугой (фиг. 1) содержит два последовательно соединенных контакта 1 и 2, общий электромагнитный привод 3, в качестве которого может быть применен индукционно-динамический механиз с защелкой, мостиковый выпрямитель на диодах А-7, из которых диоды 5 и 7 являются дополнительными, диоды А и 6 подключены соответственно параллельно контактам 1 и 2, причем катодами - к общей точке контактов, а анодами - к другим точкам контактов, которые одновременно являются первым и вторым выводами устройства и подключены к входным клеммам 8 моста, к выходным клеммам 9 моста подключена коммутирующая цепь из последовательно соединенных катушки привода 3, тиристора 10 и конденсатора 11,

В устройстве на фиг. 3, в отличие от устройства на фиг. I, вместо двух последовательно соединенных кйнтак- тов применен один мостиковый контакт 12, а параллельно коммутирующей цепи дополнительно включена цепь из последовательно соединенных индуктивности 13, дополнительного тиристора 1 4 и дополнительного конденсатора 15.

10

25

51622

Работа устройства для отключения цепей переменного тока с ограниченной дугой (фиг. 1) заключается в следующем.

В включенном состоянии контакты 1 и 2 замкнуты, а конденсатор 11 заряжен от схемы управления (не показана) до напряжения с полярностью, указанной на фиг. 1.

Если направление нарастающего аварийного тока совпадает со стрелкой на фиг. 1, его отключение обеспечивают контакты 2, так как контакты 1 15 шунтируются диодом 4, который для

данного тока включен в прямом направлении.

5

0

5

0

5

При этом в момент t (фиг. 2), когда нарастающий ток цепи i достигает уставки i

у

со схемы управления

поступает сигнал на включение тиристора 10 и конденсатор 11 начинает разряжаться по двум параллельньм цепям: диод 7, контакты 2, катушка привода 3, тиристор 10 и диод 5, контакты 1, катушка привода 3, тиристор 10. Разрядный ток i с в контакте 2 направлен против тока i, поэтому общий ток в контакте 2 1, , равный разности

0 двух токов 1д и i, уменьшается и к моменту начала размыкания контактов (момент t) меняет направление (так как i().

В процессе размыкания контактов 2 на расстояние X(tj), обеспечиваю5 щее необходимую электрическую прочность, необходимо, чтобы выполнялось условие . В этом случае диод 6 открыт, ток из цепи контактов 2 перетекает в шунтирующую цепь, а процесс размь1кания контактов сопровождается короткой дугой.

С момента времени t, когда закрывается диод 6, начинается процесс то- коограничения. К этому времени прочность межконтактного промежутка должна полностью восстановиться.

Наличие только короткой дуги в процессе размыкания контактов способствует быстрому восстановлению электрической прочности межконтактного промежутка, а следовательно, уменьшению времени t , что, в свою очередь, повышает уровень токоограничения устройства.

Если направление отключаемого тока в момент размыкания контактов противоположно указанному на фиг. 1, то отключение тока обеспечивают кон313

такты 1. Процесс отключения аналогичен рассмотренному.

В устройстве на фиг. 3, если в момент размыкания мостикового контакта 12 направление тока в отключаемой сети i совпадает со стрелкой, то отключение тока обеспечивается правой частью мостикового контакта, а, если , направление противоположно стрелке, то его левой частью.

Тиристор 14 включается схемой управления с некоторой задержкой по отношению к тиристору 10. Разрядный ток i,- в данном случае обеспечивается разрядом двух конденсаторов 15 и 11. Время задержки на включение тиристора 14, а также параметры схемы выбираются из условия, чтобы, как и в устройстве на фиг. 1, в процессе размыкания контактов и восстановления электрической прочности межконтактного промежутка выполнялось условие ic-vioТаким образом, обеспечивается прак тически бездуговая коммутация, что сокращает время отключения устройства и, следовательно, повышает его уровень токоограничения, т.е. повышает его надежность.

Формула изобретения

tУстройство для отключения цепей переменного тока с ограниченной дугой, содержащее два вывода, два последовательно включенных контакта, имеющие общий электромагнитный привод, два диода, которые подключены параллельно контактам, причем к об

5

0

0

624

щей точке последовательного соединения контактов диоды подключены катодами, а анодами соединены соответственно с первым и вторым выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены два дополнительных диода, коммутирующая цепь, дополнительные диоды образуют вместе с указанными диодами мостовой выпрямитель, причем выводы переменного тока указанного мостового выпрямителя соединены соответственно с первым и вторым выводами устройства, плюсовой вывод постоянного тока указанного мостового выпрямителя через коммутирующую цепь соединен с минусовым выводом мостового вьшрямителя,

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве указанных двух последовательно включенных контактов использованы мости- ковые контакты так, что их общей точкой является подвижный контакт,

3.Устройство по пн. 1 или,2, отличающееся тем, что коммутирующая цепь вьшолнена в виде последовательно соединенных тиристора, конденсатора и катушки электромагнитного привода.

4.Устройство по пп. 1, или 2, или 3, отличающееся тем, что в него введена дополнительная коммутирующая цепь, подключенная параллельно коммутирующей цепи и состоящая из последовательно соединенных дополнительного тиристора, дополнительного конденсатора и индуктивности.

Изобретение относится к низковольтным электрическим аппаратам, в частности, может найти применение в быстродействующих выключателях, предназначенных для защиты полупроводниковых преобразователей. Целью изобретения является повышение надежности. По достижении нарастающим аварийным током уставки включается тиристор 10 и конденсатор 11 начинает разряжаться по двум параллельным цепям: диод 7, контакты 2, привода 3, тиристор 10 и диод 5, контакты 1, катушка привода 3, тиристор 10. Разрядный ток конденсатора направлен против аварийного тока, следовательно, общий ток в контакте 2, равный разности аварийного тока и тока разряда конденсатора, уменьшается. При изменении направления тока контакты 2 размыкаются. В процессе размыкания контактов 2 на расстояние, обеспечивающее необходимую электрическую прочность, ток разряда должен быть больше аварийного тока. Тогда диод 6 открыт, ток из цепи сонтактов 2 перетекает в шунтирующую цепь и процесс размыкания сопровождается короткой дугой, т.е. обеспечивается практически бездуговая коммутация и существенно возрастает надежность работы устройства. 3 з.п. ф-лы, 3 ил. 5 (О со а: ел 05 to

Фиг Z

фиг.З