Быстродействующий выключатель Советский патент 1962 года по МПК H01H83/20 H01H83/08 

Предметом изобретения является быстродействующий выключатель постоянного тока для защиты ртутных выпрямителей от обратных зажиганий и цепей постоянного тока от перегрузок и коротких замыканий. Подобно известным выключателям того же целевого назначения, этот выключатель имеет П-образный магнитопровод с дополнительными полюсами и якорем, жестко связанным с проходящей через окно магнитопровода щиной подвижного контакта. На указанном магнитопроводе установлены включающая и отключающая катущки выключателя, запирание контактного рычага которого во включенном положении осуществляется защелкой.

Основная особенность предлагаемого выключателя заключается в применении в нем вспомогательного якоря, укрепленного на трехплечем рычаге, горизонтальное плечо которого освобождает указанную защелку, а на двух других укреплены регулируемые по длине тяги, из которых верхняя предназначена для ограничения хода подвижного контакта при включении, а нижняя - для подготовки защелки для автоматического отключения выключателя.

Таким ньшолнением выключателя достигается исключение вибраций подвижного контакта в момент включения.

Повыщенное быстродействие предлагаемого выключателя обеспечивается применением размещенного на одной из выходных щин трансформатора тока, к вторичной обмотке которого подключена включающая катущка выключателяНа фиг. 1 изображен предлагаемый выключатель, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - схема включения трансформатора тока, служащего для повыщения быстродействия выключателя.

Во включенном положении, т. е. при замкнутых контактах / и 2, выключатель удерживается пружинами 3.

Ток цепи, защищаемой выключателем, от неподвижного контакта / проходит по подвижному контакту 2, выполненному в виде шины, про№ 146841 2 пущенной через окно П-образного магнитопровода 4, и через выходную шину 5, соединенную с подвижным контактом гибкой связью 6.

Магнитопровод 4 снабжен дополнительными полюсами 7 из нерасслоенного железа, на которые насажены короткозамкнутые медные кольца 8.

Зазор между главными полюсами магнитопровода 4 и якорем 9 значительно больше зазора между дополнительными полюсами 7 и тем же якорем, в результате чего увеличение тока, протекающего через выключатель, сопровождается увеличением давления между контактами / и 2.

Соотношение сечений якоря и дополнительных полюсов выбрано таким, что насыщение якоря наступает при токе, значительно больщем номинального, и при этом сила притяжения якоря дополнительными полюсами остается больше силы притяжения того же якоря главными полюсами магнитопровода 4.

Вследствие этого, как бы ни повышался ток прямого направления, контакты / и 2 остаются в замкнутом положении.

При возникновении обратного зажигания ток в цепи, защищаемой выключателем, резко уменьшается а пройдя через нуль, начинает расти в обратном направлении.

Синхронно с током может изменяться только та часть потока якоря 9, создаваемого током, которая замыкается через главные полюса, так как магнитопровод 4 выполнен из тонких листов электротехнической стали.

Быстрое нарастание потока при обратном зажигании через дополнительные полюса 7 невозможно, так как они выполнены из нерасслоенной стали и на них насажены демпферные короткозамкнутые медные кольца 8.

Следовательно, в момент возникновения обратного зажигания якорь 9 быстро притягивается к полюсам магнитопровода 4, контакты ) и 2 размыкаются и обратный ток разрывается.

Обратному замыканию контактов препятствует защелка 10.

Для дистанционного отключения служит катушка 11, на которую в «ужный момент подается напряжение от источника переменного тока.

Создаваемый катушкой 11 поток по тем же причинам, как это было пояснено выше, в большей своей части замыкается через главные полюса, и выключатель отключается.

Описанный выключатель может быть использован и в качестве аппарата защиты от перегрузок и короткого замыкания.

В этом случае изменяется только соотношение сечений дополнительных полюсов и якоря 9, а именно, оно должно быть таким, чтобы насыщались прежде дополнительные полюса, в результате чего при некотором значении тока якорь притягивается к главным полюсам и, следовательно, происходит отключение выключателя.

В предлагаемом выключателе решается задача исключения вибраций подвижного контакта в момент включения, обусловленных тем, что этот контакт до момента замыкания с неподвижным контактом проходит значительный путь, равный зазору между контактами в положении «отключено, в результате чего подвижный контакт получает большую скорость и избежать удара уже не представляется возможным.

Безударность замыкания контактов в предлагаемом выключателе достигается в результате того, что цикл включения делится на два этапа.

Для этого в предлагаемом выключателе предусмотрен вспомогательный якорь 12, притягивающийся к полюсам магнитопровода 4 при

включении выключателя, осуществляемом в результате подачи напряжения на катушку 13.

Якорь 12 укреплен на трехплечем рычаге, к одному плечу которого прикреплена тяга 14, имеющая удлиненное отверстие, через которое проходит палец 15.

Размер и расположение отверстия на тяге 14 таковы, что освобожденный контакт не может коснуться неподвижного контакта / до тех пор, пока не будет снято напряжение с катущки 13.

Длину тяги М можно регулировать, а тем самым можно регулировать и величину хода контакта 2 до замыкания с неподвижным контактом /.

Для напряжений до 1000 в этот зазор можно довести до 2 мм, что позволяет исключить вибрацию контакта.

Горизонтальное плечо трехплечего рычага вспомогательного якоря 12 при притяжении якоря освобождает защелку 10, запирающую подвижный контакт во включенном положении. Так как при обрыве тока одновременно с основным якорем 9 отходит от магнитопровода 4 и вспомогательный якорь 12, то в результате этого защелка 10 может оказаться подготовленной к запиранию контакта 2 в положении «отключено. Во избежание этого к третьему плечу рычага прикреплена регулируемая по длине тяга 16.

Регулируя длину тяги 16, можно достигнуть того, что перемещающийся при отключении контакт 2 будет ударять пальцем 17 по зубу тяги 16 в тот момент, когда якорь 9 приблизится к полюсам магнитопровода.

В результате такого удара якорь 12 отрывается от полюсов магнитопровода 4 раньше, чем исчезнет ток в защищаемой цепи, и защелка 10 подготовится к выполнению своих функций.

Катушка 13 используется, как показано на фиг, 3, также для повышения быстродействия выключателя и обеспечения селективности его действия при отключении им обратных зажиганий. Ускоряющий импульс тока генерируется трансформатором тока 18, размещенным на входной или выходной шине выключателя. Этот трансформатор снабжен дополнительной намагничивающей катущкой, которая после каждого отключения обратного зажигания намагничивает сердечник трансформатора так, чтобы токи короткого замыкания в защищаемой цепи не вызывали нарастания потока, вследствие наличия значительного остаточного потока.

В противоположность короткому замыканию, при обратном зажигании величина тока быстро уменьшается, а затем меняет свое направление, и в этот момент происходит резкое изменение потока в сердечнике трансформатора и в его обмотке возникает э.д.с., которая подается на катущку 13.

Под действием возникающего в катущке 13 тока якорь 12 притягивается, и верхний конец его рычага с помощью тяги 14 быстро отводит подвижный контакт 2 от неподвижного контакта 1.

Импульс тока, возникающий в катущке, значительно ускоряет работу выключателя, защищающего выпрямитель от обратных зажиганий. Вместе с этим обеспечивается и селективность работы защитного устройства, так как из-за насыщения трансформатора в обмотке другого трансформатора э.д.с. возникнуть не может.

Предмет изобретения

1. Быстродействующий выключатель постоянного тока для защиты ртутных выпрямителей от обратных зажиганий и цепей постоянного то- 3 -№ 146841

№ 146841- 4 ка от перегрузок и коротких замыканий, состоящий из П-образного магнитопровода с дополнительными полюсами и якорем, жестко свпзанным с проходящей через окно магнитопровода шиной подвижного контакта, пружины для удержания контактов во включенном положении, включающей и отключающей катущек, установленных на магнитопроводе, и защелки для запирания контактного рычага во включенном положении, отличающийся тем, что, с целью исключения вибрации подвижного контакта в момент включения, П-образный магнитопровод снабжен вспомогательным якорем, укренленным на трехплечем рычаге, горизонтальное плечо которого освобождает защелку, запирающую подвижный контакт во включенном положении, а на двух других укреплены регулируемые по длине тяги, из которых верхняя предназначена для ограничения хода подвижного контакта при включении, а нижняя тяга-для подготовки защелки для автоматического отключения выключателя.

2.Быстродействующий выключатель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повыщения его быстродействия, на одной из выходных щин размещен трансформатор тока, к вторичной обмотке которого подключена включающая катушка выключателя.

3.Быстродействующий выключатель по п. 2, отличающийся тем, что трансформатор тока снабжен обмоткой подмагничивания. питаемой От цепи управления постоянно1 :1 тока.

Фиг.2

PUfi.J