Выключатель постоянного тока Советский патент 1990 года по МПК H01H9/30 H01H33/04 

Фиг,1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутационной аппаратуре высокого напряжения, и предназначено для коммутации постоян- ного тока.

Цель изобретения - повышение отключающей способности и снижение массогабаритных показателей выключателя.

На фиг,1 представлена схема выключателя; на фиг.2 - вариант исполнения выключателя.

Выключатель содержит силовые контакты 1 и соединенную последователь- но с ним первую обмотку 2 дросселя 3 с ферромагнитным сердечьччом h,, Параллельно им присоединен конденсатор 5 с ключевым элементом 6, которым может быть,, например управ- ляемый разрядник Конденсатор 5 сое™ динен с зарядным устройством 7 Дрос- сель 3 содержит также вторую обмотку 8 размагничивания, охватывающую тот (же сердечник h. Обмотка 8 включена в контур, содержащий конденсаторы 9Э катушки 10 индуктивности и ключевой элемент 11, который может быть, например разрядником. Конденсаторы 9 и катушки индуктивности имеют такие характеристики и соединены таким образом, чтобы тон разряда конденсаторо |имел приблизительно прямоугольную форму. Зарядное устройство 12 предназначено для заряда конденсаторов 9 Выключатель работает следующим

I

образом.

После размыкания силовых контакто 1, на них загорается дуга. После разведения контактов на дугогасительное расстояние производится поджиг разрядника 6, что вызывает разряд конденсаторов 5 через дугу на силовых контактах 1. Заряд конденсаторов 5 должен иметь такую полярность, чтобы направление тока его разряда в цепи силовых контактов 1 в первом попу- периоде было противоположно отключаемому току. Одновременно производятся поджиг разрядника и через обмотку 8 размагничиоания - разряд конденсаторов. Ток этого разряда должен быть приблизительно постоянным в течение времени, большего четверти периода разряда конденсаторов 5, а его значе ние близко к току перемагничивания сердечника k. Тогда при подходе тока в цепи контактов 1 к нулю магнитный поток в сердечнике дросселя 3 также

Q

5

5

приближается к нулю. В этом случае индуктивность обмотки 2 резко возрастает, что приводит к соответствующему снижению скорости подхода тока к нулю в цепи силовых контактов 1.

На фиг.2 изображен вариант предлагаемого выключателя, в котором ток размагничивания сердечника k создается за счет разряда конденсатора 9 через резистор 13. Постоянная времени этого разряда должна быть порядка или больше четверти периода разряда конденсатора 5. Разряда конденсатора 9 осуществляется с помощью того же разрядника 6, что и разряд конденсаторов 5 В этой схеме имеется также одно зарядное устройство 7, общее для конденсаторов 5 и 9. Для того, чтобы разряды этих конденсаторов не зависели друг от друга, между их контурами поставлен зарядный резистор И.

Применение второй обмотки в катушке индуктивности с ферромагнитным сердечником, с помощью которой создается размагничивание этого сердечника при подходе тока к нулю, в сотни раз снижает скорость подхода тока в дугогасительном устройстве к нулю. Расчеты показывают, ч го это в 2-3 раза уменьшает емкость конденсаторов при отключении предельных токов.

Формула изобретения

1. Выключатель постоянного тока, содержащий вывод для подключения источника питания и вывод для подключения нагрузки, силовые контакты, основную обмотку дросселя, расположенную на ферромагнитном сердечнике, основной конденсатор и основной ключевой глемент, по крайней мере одну цепь, состоящую из последовательно соединенных предварительно заряженного конденсатора и ограничительного элемента, и блока заряда основного конденсатора, причем вывод для подключения источника питания-,; основная обмотка дросселя, силовые контакты и вывод для подключения нагрузки соединены в последовательную цепь, основной конденсатор и основной ключевой элемент соединены последовательно и подключены параллельно участку указанной цепи из последовательно соединенных основной обмотки дросселя и силовых контактов так, что полярность предварительного заряда основs 156

ного конденсатора противоположна полярности напряжения источника питания отличающийся тем, что, с целью повышения отключающей спо- собности и снижения массогабаритных показателей выключателя, в него введена дополнительная обмотка дросселя, примем выводы дополнительной обмотки дросселя подключены через ключевой элемент к цепи из последовательно . соединенных дополнительного конденсатора и ограничительного элемента так, что дополнительная обмотка дросселя является размагничивающей по отно- шению к основной обмотке дросселя.

2. Выключатель по п.отличающийся тем, что в качестве ограничительного элемента использован катушка индуктивности, в качестве ключевого элемента - дополнительный ключевой элемент, причем указанные цепи, содержащие ограничительные элементы и дополнительные конденсаторы, соединенные параллельно.

3. Выключатель по п.отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности заряда дополнительного конденсатора от блока заряда основного конденсатора, в него введен зарядный резистор, в качестве ограничительного элемента использован резистор, причем, цепь из последовательно соединенных ограничительного элемента и дополнительного конденсатора соединена последовательно с дополнительной обмоткой дросселя и подключена параллельно основному ключевому элементу, один вывод зарядного резистора подключен к выводу для подключения нагрузки, другой вывод зарйдного резистора подключен к цепи между вспомогательным конденсатором и дополнительной обмоткой дросселя .

Изобретение относится к коммутационной аппаратуре постоянного тока, высокого напряжения. Цель изобретения - повышение отключающей способности и снижение массогабаритных показателей выключателя. Подключение размагничивающей обмотки 8 дросселя 3 через ключевой элемент 11 к цепи, состоящей из конденсаторов 9 и катушек 10 индуктивности, позволяет на два порядка снизить скорость подхода тока в цепи силового контакта 1 к нулю, что повышает отключающую способность и снижает массогабаритные показатели выключателя. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

и

фиг. 2