Устройство для защиты от токов короткого замыкания Советский патент 1992 года по МПК H01H71/43 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для быстродействующей защиты пускорегулируюшей аппаратуры, предназначенной для работы в условиях ударных воздействия и вибраций, сейсмических колебаний и т.п.

Известно устройство для защиты токов короткого замыканий 1, содержащее двуплечий поворотный П-образный электродинамический элемент с шунтирующим контактом, жестко укрепленный на оси, совпадающий с его осью и статически уравновешенный относительно ее симметрии, двух петлевых токоггодводов, охватываю- щих электрические соединенные с ними плечи двуплечего ловоротного элементаТй неподвижный токоподвод с шунтирующим контактом.

К недостатком этого устройства следует отнести наличие только статического урав новешивания подвижного элемента, что 1 обеспечивает удароустойчивость только при поступательных ударных воздействиях. При вращательных ударных воздействиях подвижный элемент также повернется, что приведет к самопроизвольному замыканию шунтирующего контакта.

Кроме того, это устройство выполнено однофазным и не может быть применено в трехфазных сетях.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для защиты токов от короткого замыкания 2, принятое за прототип, содержащее в каждой из трех фаз, состоящий из двуплече го электродинамического элемента,, статически уравновешенного относительно поворотной оси, двух петлевых токопрово- дов, Электрически соединенных с двуплечим поворотным электродинамическим

XI

сл со сл о

элементом гибкими соединениями, подвижного и неподвижного контактов.

Недостаток этого устройства также является то/чтоудароустойчивость обеспечивается только при поступательных ударных воздействиях.

Целью изобретения является повышение удароустойчивости.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для защиты от токов короткого замыкания, содержащем в каждой из трех фаз узел, состоящий из двуплечего электродинамического элемента, статически уравновешенного относительно поворотной оси, двух петлевых токоподводов, электрически соединенных с двуплечим поворотным электродинамическим элементом гибкими соединениями, подвижного и неподвижного контактов, двуплечий поворотный электродинамический элемент выполнен П-образным и жестко укреплен на поворотной изоляционной раме так, что поворотная ось совпадает с осью симметрии электродинамического элемента, а поворотные изоляционные рамы на сторонах, параллельных оси вращения, снабжены симметрично расположенными выступами, причем узлы в каждой фазе установлены параллельно друг другу: в крайних фазах идентично, а в средней повернут на 180° так, что выступы его поворотной рамы помещены между противоположными выступами рам узлов крайних фаз с перекрытием их,

Новизна заявленного технического решения заключается в новой совокупности известных признаков.

Использование устройств с подвижными поворотными системами, статически уравновешенных относительно своих осей вращения, дополнительно снабженных выступами, перекрывающимися в межфазных промежутках, с встречным направлением их движения при воздействии вращательных ударных ускорений, ведет к появлению нового свойства: достижения полной компенсации динамических нагрузок, воздействующих на поворотные подвижные системы, каждая из которых в отдельности не уравновешена динамически относительно своей оси вращения. Несовпадение свойств заявленного и известного решения дает основание признать существенность отличий. Вышеописанное свойство является причиной возникновения сверхсуммарного положительного эффекта, выражающегося в повышении удароустойчивости.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг,2 - схеме устройства; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2,

Предлагаемое устройство состоит из расположенных в каждой фазе трех узлов, в каждом из которых содержится двуплечий П-образный электродинамический элемент

1, жестко укрепленный на поворотной изоляционной раме 2 так, что ось 3 поворота рамы 2 совпадает с осью симметрии электродинамического элемента 1. Каждый узел снабжен двумя неподвижными петлевыми

0 токоподводами 4 и 5, электрически соединенными последовательно один с другим с помощью перемычки 6, соединяющей концы тех ветвей токоподводов 4 и 5, в направлении к которым необходим поворот

5 электродинамического элемента 1, и с электродинамическим элементом 1 с помощью гибкого соединения 7, токоподводом 8, соединенным электрически с электродинамическим элементом с помощью гибкого

0 соединения 9, токоподводом 10, электрически изолированным от токоподводов 4, 5 и 8 и от электродинамического элемента 1, и шунтирующими контактами 11 и 12, из которых - подвижный контакт 11 - укреплен на

5 конце того плеча электродинамического элемента 1, Q которым соединен токоподвод 8, а неподвижный контакт 12 - на изолированном токоподводе 10,

Каждая поворотная рама 2 с укреплен0 ным на ней электродинамическим элементом 1 удерживается в исходном положении возвратной пружиной 13.

Поворотные изоляционные рамы 2 на сторонах, параллельных оси вращения,

5 снабжены симметрично расположенными выступами 14 и 15, выступающими за пределы изоляционных рам 2 и перекрывающие друг друга в области межфазных изоляционных перегородок 16. Причем узлы в крайних

0 фазах А и С установлены идентично, а в средней фазе В узел повернут на 180°.

Работа устройства в условиях ударных сотрясений осуществляется следующим образом. Так как при нормальных режимах

5 работы, когда ток не превышает предельно допустимого, положение устройства соответствует обесточенному. Именно в этом положении в условиях ударных сотрясений не должно быть изменений коммутационно0 го положения, в результате которого может произойти недопустимое замыкание шунтирующего контакта.

При возникновении в сети тока короткого замыкания момент, создаваемый элект5 родинамическими силами относительно поворотный осей 3, превышает момент усилия возвратных пружин 13. Электродинамические элементы 1 вместе с поворотными рамами 2 поворачиваются вокруг поворот- ных осей 3 в направлениях против часовой

стрелки в фазах А и С, по часовой стрелке в фазе В (см. фиг,1), шунтирующие контакты замыкаются.

После снижения или отключения тока устройства под действием пружин 13 воз- вращаются в исходное положение.

Устройчивость устройств в исходном положении обеспечивается следующим образом. При поступательных ударных воздействиях на основание устройств в направлениях, указанных стрелками Г и Е, статически уравновешенных относительно осей 3, поворотные рамы 2 с выступами 14 и 15 не изменяют своего положения.

При ударном воздействии на основании устройств, придающих вращательное ускорение, опасным, т.е. могущим привести к изменению коммутационного положения, является направление поворота по стрелке D. Действие вращательного ускорения и возникающие при этом моменты инерции стремятся повернуть поворотные рамы 2 в одинаковом направлении (против часовой стрелки). При равенстве моментов инерции относительно осей вращения 3 они взаимно компенсируются при соприкосновении выступами 14 с 14 и 15 с 15, перемещающихся навстречу друг другу. Ложного срабатывания (касания шунтирующего контакта) не происходит.

Предлагаемое техническое решение может быть использовано для двухполюсного исполнения устройств для защиты от сквозных токов короткого аамыкания. Предлагаемое техническое решение может быть использовано для обеспечения удароустой- чивости поворотных систем узлов аппаратов другого назначения (например, электродинамических расщепителей). Предлагаемое решение наиболее целесооб- разно использовать в электроустановках

тех объектов, которые подвергаются интенсивным постоянно действующим или периодически возникающим ударным воздействием.

Экономический эффект, который может быть получен в результате использования предлагаемого решения, заключается, в устранении возможных из-за ударных воздействий ложных замыканий шунтирующих контактов устройств и обесточивания шунтируемых устройствами участков электрической цепи.

Формула изобретения Устройство для защиты от токов короткого замыкания, содержащее в каждой из трех фаз узел, состоящий из двуплечего поворотного электродинамического элемента, статически уравновешенного относительно поворотной оси, двух петлевых токоподво- дов, электрически соединенных с двуплечим поворотным электродинамическим элементом гибкими соединениями, подвижного и неподвижного контактов, отличающееся тем, что, с целью повышения ударо- устойчивости, двуплечий поворотный электродинамический элемент выполнен П-образным и жестко укреплен на дополнительно введенной поворотной изоляционном раме, установленной на поворотной оси, которая совпадает с осью симметрии электродинамического элемента, а поворотные изоляционные рамы на сторонах параллельных оси вращения, снабжены симметрично расположенными выступами, причем узлы в каждой фазе установлены параллельно друг другу, в крайних фазах идентично, а в средней фазе повернут на 180° так, что выступы его поворотной фазы помещены между противоположными выступами рам узлов крайних фаз с перекрытием этих выступов.

«о

Ъ

ид

о ш со ю гte

N Ј

4xl И

я Бч

Ч

Ч

Использование: защита пускорегулиру- ющей аппаратуры. Сущность изобретения; в каждой из трех фаз содержится узел, состоящий из двуплечего электродиНёмиче- ского элемента 1, жестко укрепленного на поворотной изоляционной раМб 1, и установленный на поворотной оси 3. Поворотные изоляционные рамы 2 соседних фаз имеют перекрытие выступами. В фазах А и С узлы имеют идентичное расположение, а в фазе В узел повернут на 180°.При ударном воздействии на основание устройств приводящие к вращательным ускорениям возникающие моменты инерции стремятся повернуть поворотные рамы в одинаковом направлении. При равенстве моментов инерции относительно осей вращения 3 они взаимно компенсируются при соприкосновении выступами, перемещающимися навстречу друг другу, Ложного срабатывания не происходит. 3 ил. i Ј О СО

V

f

N

5

Редактор Т.Зубкова

Составитель В.Кулакова Техред М Моргентал

N

to

4

x

I

C5

V-V

Корректор А.Ворович