Способ очистки электрических контактов автоматического выключателя Советский патент 1992 года по МПК H01H73/04 G05B23/02 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам очистки электрических контактов автоматических выключателей, и может быть использовано при техническом обслуживании автоматических выключателей, работающих в химически и биологически агрессивной среде, например в животноводческих помещениях.

Известен способ очистки контактов, работающих в химически и биологически активной среде, согласно которому поверхности контактов зачищают механическим путем с помощью надфиля.

Недостатком известного способа является высокая трудоемкость работ, вследствие необходимости отключения аппарата от сети и его частичной разборки. Кроме того, при механической очистке контактов безвозвратно теряется значительная часть се- ребросодержащего материала контакта.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ очистки электрического контакта в вакууме и контроля его качества, заключающийся в пропускании через контакт импульса тока, определении переходного сопротивления по величине тока, при котором возникает скачкообразное увеличение электронно- ионной эмиссии и воздействии вращающимся магнитным полем, имеющим период, равный длительности пропускаемого через контакт импульса тока, и направленным в плоскости, перпендикулярно направлению тока, протекающего через контакт.

Недостатком этого способа очистки контактов является достаточно большая трудоемкость, связанная с подключением

ч ся

о -ч о

устройства к аппарату, большая себестоимость работ, связанная с необходимостью в применении достаточно сложного устройства.

Цель изобретения - уменьшение трудоемкости и себестоимости очистки.

Цель достигается тем, что в способе очистки электрических контактов автоматических выключателей, заключающемся в пропускании через них импульса тока, вызывающего дуговой разряд на поверхностях контактов, и контроля качества очистки по величине их переходного сопротивления, согласно изобретению вышеупомянутый импульс тока через контакты получают путем подключения дополнительной нагрузки к выходу автоматического выключателя, обеспечивающей возрастание тока до величины в 1,25-2 раза большей тока отсечки электромагнитных расцепителей.

Подключение дополнительной нагрузки к выходу автоматического выключателя приведет к возрастанию тока, проходящего через его расцепители, величина которого будет определяться параметрами дополнительной нагрузки, а именно величиной сопротивления.

Дополнительная нагрузка, подключенная к выходу автоматического выключателя и обеспечивающая возрастание тока до величины в 1,25-2 раза большей тока отсечки электромагнитных расцепителей, приводит к срабатыванию электромагнитных расцепителей автоматического выключателя и отключению цепи. Время отключения при срабатывании электромагнитных расцепителей обуслорлено техническими данными автоматического выключателя и составляет, как правило, не более 20-50 мс. Таким образом, подключенная дополнительная нагрузка указанных параметров приводит к возникновению импульса тока определенной величины и длительности. При отключении электрической цепи на размыкающих контактах образуется мощный дуговой разряд отключения длительностью до 10 мс. Возникновение мощного дугового разряда на поверхности контактов приводит к выгоранию оксидных пленок, а также других частиц, в том числе и соединений, образованных под воздействием биологически активной среды. В связи с тем, что контакты автоматических выключателей изготавливаются из спеченных композиционных материалов, которые способствуют увеличению подвижности дуги при возникновении дугового разряда, с одной стороны, нет необходимости в применении дополнительных устройств, перемещающих основа- ние дуги по поверхности контактов

(источника вращающегося магнитного поля), с другой стороны, высокая подвижность дуги предотвращает образование значительных кратеров расплавленного металла

на поверхности контакта.

Граничные режимные параметры очистки обосновывались исходя из следующего, Нижний предел превышения тока во время очистки по отношению к току отсечки

0 электромагнитных расцепителей (1,25) обусловлен из необходимости надежного срабатывания расцепителей, Для обеспечения надежности срабатывания защиты в этом аварийном режиме величина тока дол5 жна быть несколько большей паспортного тока отсечки, что учитывается введением коэффициента запаса.принятого равным 1,09. Кроме того, при этом необходимо учитывать разброс защитных характеристик электро0 магнитных расцепителей, который для большинства низковольтных автоматических выключателей составляет +,1 ...Е1,15, Таким образом, общее превышение тока должно быть 1,09-1,15-1,25.

5 Верхний предел превышения тока во время очистки по отношению к току отсечки электромагнитных расцепителей обусловлен из необходимости, с одной стороны, получить рабочую поверхность контактов

0 эксплуатационной шероховатости без заметных неровностей и кратеров, образовывающихся под действием дуги отключения и увеличивающих переходное сопротивление; с другой стороны, он должен быть мень5 шим значения тока предельной коммутационной способности. Экспериментально установлено, что при превышении импульса тока во время очистки по отношению к тому отсечки электромагнитного расцепи0 теля, более чем в два раза, хотя и происходит очистка поверхности контакта, однако на поверхностях контактирования остаются кратеры, следы расплавленного металла, которые увеличивают переходное сопротив5 ление (таблица). Кроме того, двукратное увеличение тока по сравнению с током отсечки электромагнитного расцепителя меньше значения тока предельной коммутационной способности. Например, для автоматиче0 ского выключателя ВА 51-25 на номинальный ток 25 А при кратности тока отсечки 12 максимальное превышение импульса тока во время очистки согласно заявляемому параметру 25х12х2 -600 А, а ток предельной

5 коммутационной способности равен 3800 А. При проведении очистки контактов в соответствии с предлагаемым способом не требуется отключение аппарата от сети и его частичная разборка по сравнению с известными способами. Это позволит снизить

трудоемкость очистки. Кроме того, для проведения очистки нет необходимости в специальном оборудовании для очистки (генератора импульсов, накопительного конденсатора, источника вращающегося магнитного поля). Для этого достаточно активного сопротивления малой величины,которое легко может быть изготовлено из стальной проволоки. Так как для очистки контактов достаточно, как правило до 10 включений, при каждом из которых возни- кает импульс тока длительностью 10-40 мс. которая намного меньше интервала между включениями, то для очистки могут применяться сопротивления относительно малой мощности, что позволяет изготавливать установку малых габаритов и переносной. Установка не требует дефицитных материалов и деталей, за счет чего достигается снижение себестоимости очистки. Кроме того, уменьшение трудоемкости приводит к снижению затрат на заработную плату, что также снижает себестоимость очистки.

На чертеже представлена схема установки, реализующей предлагаемый способ.

Установка содержит автоматический выключатель 1, к выходу которого подключен потребитель 2, Для проведения очистки к выходу автоматического выключателя 1 подключается дополнительная на грузка - активные сопротивления 3-5 через предохранители 6-8, предотвращающие , аварийные режимы при неисправных электромагнитных расцепителях автоматического выключателя 1. Контроль степени очистки осуществляется по величине контактного сопротивления, измеряемого методом вольтметра-амперметра с помощью милливольтметра 9 и токоизмерительных клещей 10.

Установка работает следующим образом.

К автоматическому выключателю 1, требующему технического обслуживания контактов, подключают дополнительную нагрузку- резисторы 3-5 через предохранители 6-8. Величину резисторов подбирают таким образом, чтобы обеспечить увеличение тока через электромагнитные расцепи- тели автоматического выключателя 1 в 1,25-2 раза больше по сравнению с его током отсечки. После этого производят включение автоматического выключателя 1. Так как в цепи устанавливается ток, ёеличина которого больше тока отсечки электромаг- нитного расцепителя, то происходит мгновенное отключение автоматического выключателя 1, при этом на размыкающих- ся контактах возникает дуговой разряд длительностью до полупериода напряжения

сети (10 мс). в результате которого на поверхности контакта выгорают окислы и органическиеосадки,формируются приработанные поверхности эксплуатационной шероховатости. Так как для отключения автоматического включателя 1 достаточно срабатывания одного расцепителя, то при подключении трехфазной дополнительной нагрузки увеличивается надежности работы установки. При неисправных всех трех электромагнитных расцепителях автоматического выключателя 1 аварийные токи отключаются предохранителями 6-8. Степень очистки контакта контролируют по величине контактного сопротивления, измеряемого методом вольтметра-амперметра с помощью милливольтметра 9 и токоизмерительных клещей 10. При превышении величины контактного сопротивления выше допустимой величины повторяют включение автоматического выключателя 1 с дополнительной нагрузки 3-5.

Примеры. Для проверки способа выбраны автоматические выключателя типа ВА51-25 с номинальным током 25 А, установленные в животноводческом комплексе с агрессивной и биологически активной средой. Перед проведением очистки определяют переходное сопротивление контактов методом вольтметра-амперметра с использованием универсального измерительного прибора Щ 4313, для измерения падения напряжения на контактах и токоизмерительных клещей типа Ц4501 для измерения величины силы тока. Для автоматических выключателей допустимое падение напряжения на контактах составляет 50 мВ при номинальной нагрузке. Предельное значение переходного сопротивления для выключателей указанного типа составляет 50 мВ/25 мОм. Очистку проводят при значении переходного сопротивления, превышающем допустимое значение.

Величину дополнительных резисторов подбирают таким образом, чтобы обеспечить увеличение тока через электромагнит- ные расцепители автоматического выключателя в 1,25-2 раза больше по сравнению с его током отсечки, исходя из выражения

R V

К| Кот ком где V - фазное напряжение сети;

KI - коэффициент увеличения тока по отношению к току отсечки электромагнитного расцепителя;

Кот - кратность тока отсечки - отношение тока отсечки к номинальному току автоматического выключателя;

IHOM - номинальный ток автоматического выключателя.

Для указанных автоматических выключателей кратность тока отсечки электромагнитных расцепителей составляла 12.

Например, при фазном напряжении 220 В, коэффициенте увеличения тока 1,25, кратности тока отсечки 12 и номинальном токе 25 А величина дополнительного сопротивления составляет

R 220/1,25 12-25 0,59 Ом.

К автоматическому выключателю, требующему технического обслуживания кон- тактов, подключают дополнительную нагрузку в соответствии с чертежом. После этого производят включение автоматического выключателя. Так как в цепи устанавливается ток, величина которого больше тока отсечки электромагнитного расцепите- ля, то происходит мгновенное отключение автоматического выключателя, при этом на размыкающихся контактах возйикает дуговой разряд длительностью до полупериода напряжения сети (10 мс), в результате которого на поверхности контакта выгорают окислы и органические осадки, формируются приработанные поверхности эксплуатационной шероховатости. Так как для отключения автоматического выключателя достаточно срабатывания одного расцепи- теля, то при подключении трехфазной дополнительной нагрузки увеличивается надежность работы установки. Степень очи- стки контакта контролируют по величине контактного сопротивления, измеряемого универсальным измерителем и токоизмери- тельными клещами. При превышении величины контактного сопротивления выше допустимой величины повторяют включение автоматического выключателя с дополнительной нагрузкой.

Для проверки граничных значений заявляемых параметров проверку проводят на нескольких аппаратах с различными превышениями значения импульса тока по отношению к току отсечки в пределах 0,85-3 путем подбора величины дополнительного сопротивления.

Результаты проверки представлены в таблице.

Как видно из данных, представленных в таблице, при подключении дополнительной нагрузки, обеспечивающей увеличение тока по отношению к току отсечки в пределах 1,25-2,0 (примеры 2-5) переходное сопротивление контактов автоматического выключателя уменьшается и становится меньше предельно допустимых значений практически после восьми включений.

При увеличении тока выше заявляемых пределов (примеры 6 и 7) достичь снижения переходного сопротивления ниже допустимых пределов не удалось, вследствие сильного воздействия дугового разряда на поверхность контактов и образования заметных кратеров и бугорков расплавленного металла.

При подключении сопротивлений, не обеспечивающих возрастание тока больше 1,25 пс отношению к току отсечки электромагнитного расцепителя автомат не срабатывал, при этом цепь отключалась путем расплавления плавки вставок предохранителей (пример 1).

Использование предлагаемого способа очистки электрических контактов автоматических выключателей позволит уменьшить трудоемкость и себестоимость работ при их техническом обслуживании и ремонте в 1 8 раза, а также значительно снизить потери серебросодержащего материала по срагне- нию с механической зачисткой контактоа.

Формула изобретения

Способ очистки электрических кон актов автоматического выключателя, заключающийся в пропускании через них импульса тока, вызывающего дуговой разряд на поверхностях контактов, и контроле качества очистка по величине их переходного сопротивления, отличающийся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости и себестоимости процесса очистки, импульс тока через контакты получают путем подключения дополнительной нагрузки к выходу автоматического выключателя, обеспечивающей возрастание тока до величины, в 1,25-2 разз большей тока отсечки электромагнитных расцепителей.

Продолжение таблицы

Изобретение относится к способам очистки электрических контактов автоматических выключателей, работающих в химически и биологически агрессивной сре- .де, например в животноводческих помещениях. Цель изобретения 7 уменьшение трудоемкости и себестоимости очистки. Сущность способа очистки электрических контактов автоматических выключателей заключается в пропускании через контакты импульса тока, вызывающего дуговой разряд на поверхностях контактов. Указанный импульс тока через контакты получают путем подключения дополнительной нагрузки к выходу автоматического выключателя, обеспечивающей возрастание тока до величины в 1,25...2 раза больше тока отсечки электромагнитных расцепителей и вызывающей мощный дуговой разряд отключения длительностью до 10 мс. 1 ил. (Л

ю