Автоматический выключатель Советский патент 1991 года по МПК H01H73/38 H01H77/10 

Выключатель содержит (фиг.1) в каждом полюсе подвижные контакты 1, закрепленные на подвижном контактодержателе 2 мо- стикооого типа, неподвижные контакты 3, закрепленные на неподвижных контакто- держателя. выполненных в виде токоведу- щих шин 4 и 5, оканчивающихся подводящим выводом 6 и отводящим выводом 7. Контактодержатель 2 с помощью направляющих 8 подвижно закреплен на траверсе 9, соединенной шарниром 10 с механизмом свободного расцепления 11 (показан частично). Между траверсой 9 и контактодержателем 2 расположены контактные пружины 12. Против каждой пары контактов: подвижного контакта и неподвижного контакта 3 в основании 13 пластмасс о п оI о корпуса выключателя установлены ду|огасительные камеры 14 деионного типа. На юковедущих шинах 4 и 5 распогожены измерительные органы - датчики юка 15 расщепителя максимального тока 16, выход которого электрически соединен с органом (не показан), расцепляющим механизм свободного расцепления 11 К токоведущей шине 5 между измерительным органом 15 и отводящим выводом 7 присоединен первый коммутирующий злоктрод, состоящий из неподвижной части 17 л подвижной части 18, расположенной с возможностью контактирования со вторым коммутирующим электродом 19, который соединен электрически с аналогичными электродами других полюсов и отводящим выводом 7 полюса, не имеющего коммутирующих электродов. Места возможного контакт ирования подвижной части

18первого электрода и второго электрода

19оснащены накладками 20 из материала, устойчивого к свариванию. Возможность контактирования подвижной части 18 первого электрода со вторым коммутирующим электродом 19 обеспечена за счет размещения ее в непосредственной близости от не- подвихной части 17 первого коммутирующего электрода, что обуславливает противоположное направление электрического тока в этих частях первого коммутирующего элек рода

Оба коммутирующих электрода, кроме их частей, соединяющихся с выводами или другими полюсами, расположены в нише 21 основания 13, закрытой вспомогательной колодкой 22.

В нишу 21 введен элек г род 23 поджига, между которым и вторым коммутирующим электродом 19 подключен индуктор 24 высокого напряжения чод кигл ду| и. Ниша 21, при необходимости ммжот сообщаться через отверстие 25 с остальной внутренней полостью основания 13.

Со стороны механизма 11 и дугогаси- тельных камер 14 выключатель закрыт

крышкой 26, в прорези которой перемещается рукоятка управления 27. Токоведущая шина 4 и подводящий вывод 6, а также токо- ведущая шина 5 и отводящий вывод 7 образуют П-образные контуры 28 (фиг.2,4). На

0 фиг.З показана электрическая схема предлагаемого выключателя, являющегося линейным, и включающая потребитель 29, преимущественно полупроводниковый преобразователь, подключенный к сети через

5 фидерный выключатель 30.

Выключатель работает следующим образом.

При токах перегрузки сигнал на индуктор 24 высокого напряжения не поступает и

0 выключатель срабатывает традиционным способом за счет расцепления механизма свободного расцепления 11 от расцепителя максимального тока 16. При этом траверса 9 перемещается вместе с подвижными кон5 тактами 1 в отключенное положение. Между контактами 1 и 3 возникают электрические дуги, которые втягиваются в дугогаситель- ные камеры 14, в результате чего и происходит отключение цепи.

0При коротком замыкании в цепи, например в потребителе 29 (фиг. 3). от фидерного выключателя 30 поступает управляющий сигнал на индуктор 24 высокого напряжения поджига дуги. Указанный управляющий

5 сигнал может формироваться и в самом предлагаемом выключателе, например, в его расцепителе максимального тока 16, при достижении током КЗ заданной величины. В обоих случаях индуктор 24 формирует

0 высоковольтный (1,5 - 2,5 кВ) импульс напряжения, который прикладывается между электродом 23 поджига и вторым коммутирующим электродом 19. На них возникает электрическая дуга, которая поджигает

5 электрическую дугу между вторым коммутирующим электродом 19 и подвижной частью 18 первого коммутирующего электрода, При перемыкании указанных электродов короткой электрической дугой начинается быст0 рое увеличение тока КЗ через выключатель при одновременном быстром прекращении его в защищаемой цепи. Под воздействием электродинамических усилий, возникающих при протекании этого тока между по5 движной частью 18 и неподвижной частью 17 первого коммутирующего электрода, подвижная часть 18 быстро перемещается и прижимается ко второму коммутирующему электроду 19(фиг.4). При этом дуговое замыкание в цепи: неподвижная часть 17 первого

коммутирующего электрода, подвижная часть 18 указанного электрода, второй коммутирующий электрод 19 - превращается в металлическое, что обеспечивает условия для еще более эффективного отсекания тока в поврежденном потребителе 29 и способствует уменьшению энергии, выделяемой в нише 21. При нарастании тока КЗ а главной цепи выключателя до значения, равного установке тока срабатывания расцепителя максимального тока 16, последний вызывает срабатывание механизма свободного расцепления 11. Дальнейшее отключение выключателя происходит аналогично описанному срабатыванию под действием тока перегрузки. Быстрое шунтирование в процессе отключения участка цепи, включающего выключатель 30 и потребитель 29, резко снижает воздействие тока КЗ на них. Энергия дуги отключения, выделяющаяся в выключателе 30, и джоулев интеграл как через этот выключатель, так и через потребитель 29 будут существенно меньше, чем в случае, когда в качестве вышестоящего выключателя используются известные выключатели. Тем самым расширяется область использования предлагаемого выключателя, который может быть применен, например, для защиты тиристорных преобразователей и полупроводниковых модулей с низкой устойчивостью к токам короткого замыкания

Работа предлагаемого выключателя, представленного на фиг.2, отличается некоторыми особенностями.

При токах перегрузки выключатель работает аналогично описанному. При токах КЗ, когда возникает электродинамический отброс подвижного контактодержателя 2, момент начала движения траверсы 9 наступает позже, чем начинается перемещение контактодержателя 2 (фиг.4). Возникающая на подвижных контактах 1 и неподвижных контактах 3 электрическая дуга под действием электромагнитного поля, создаваемого токоведущими шинами 4 и 5 и подвижным контактодержателем 2, более эффективно входит в дугогасительные камеры 14. Все это обеспечивает высокое токо- ограничениеприотключении

выключателем токов КЗ тем более появляющихся после замыкания коммутирующих электродов. При этом с увеличением значения ожидаемого тока КЗ величина энергии дуги отключения втокоограничивающих выключателях растет лишь до определенного значения. В дальнейшем она или остается неизменной или может даже снижаться. Поэтому в предлагаемом выключателе (фиг.2)

при перемыкании электрической дугой ПРО вого коммутирующего электрода и второю коммутирующего электрода 19 и возникает режим отключения, практически, предельно

возможного тока КЗ. при котором создаются условия для снижения энергии, выделяемой в выключателе при отключении. Газы создающиеся при этом, выходят через отверстие 25 уже охлажденными в полость основания

13.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый выключатель имеет более широкую область применения, обеспечивая эффективную защиту различных потребителей с пониженной устойчивостью к воздействию токов короткого замыкания, преимущественно полупроводниковых преобразователей.

Формула изобретения

1. Автоматический выключатель, содержащий крышку и изоляционный корпус, образующие внутреннюю полость выключателя, в которой размещены п полюсов, и имеющий в каждом полюсе контактную систему, состоящую из подвижного и неподвижных контакто- держателей с контактами, дугогасительные камеры, подводящие и отводящие выводы, механизм свободного расцепления с рукояткой, расцепитель максимального тока, о т л ичающийся тем, что, с цел ю расширения области применения, каждый из п-1 полюсов снабжен двумя коммутирующими электродами, электродом поджига электрической дуги и индуктором высокого напряжения, один из

коммутирующих электродов состоит из электрически соединенных подвижной и неподвижной частей, причем неподвижная часть соединена с отводящим выводом, а подвижная часть установлена с возможностью

электрического контактирования со вторым коммутирующим электродом в месте, выполненном из материала, устойчивого к сва- риванию, а вторые коммутирующие электроды электрически соединены между

собой и с отводящим выводом n-го полюса, свободного от коммутирущих электродов электрод поджига электрической дуги расположен между коммутирующими электродами, а индуктор высокого напряжения

включен между электродом поджига электрической дуги и вторым коммутирующим электродом, при этом в изоляционном корпусе выполнено поднутрение, в котором размещены коммутирующие электроды и

электроды поджига электрической дуги.

2. Выключатель по п.1, от л и ч а ю щ и- й с я тем, что поднутрение изоляционного корпуса соединено каналом с внутренней полостью выключателя.

с

и: «о

N

999gJ T

if

45

r- o rtO

CVI

Slfr4

17

22

фиэ.Ь

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты полупроводниковых преобразователей. Целью изобретения является расширение области применения. Автоматический выключатель содержит в каждом полюсе контактную систему преимущественно мостикового типа, включающую подвижные контакты 1, закрепленные на подвижном контактодержателе 2, и неподвижные контакты 3, закрепленные на неподвижных контактодержателях в виде токоведущих шин 4 и 5, дугогасительные камеры 14, подводящие выводы 6, отводящие выводы 7, механизм свободного расцепления 11 с рукояткой 27, расцепитель максимального тока 16, первый коммутирующий электрод (КЭ), состоящий из подвижной части (ПЧ) 18 и неподвижной части (НЧ) 17, второй КЭ 19, электрод поджига 23, индуктор 24 высокого напряжения. ПЧ 18 и НЧ 17 электрически соединены между собой, причем НЧ 17 соединена с отводящим выводом 7, а ПЧ 18 установлена с возможностью электрического контактирования со вторым КЭ 19 в месте, выполненном из материала, устойчивого к свариванию. Вторые КЭ 19 всех полюсов соединены электрически между собой и с отводящим выводом 7 полюса, свободного от КЭ, а также электродом 23 поджига электрической дуги, расположенным между КЭ. Индуктор 24 высокого напряжения включен в каждом полюсе между электродом 23 поджига и вторым КЭ 19. КЭ вместе с электродами поджига 23 всех полюсов установлены в нише 21 изоляционного корпуса. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.