КОНТАКТНОЕ КОММУТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1971 года по МПК H01H33/12 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в коммутационных электрических аппаратах.

Известные контактные коммутирующие устройства переменного тока, содержащие последовательно включенные вспомогательные контакты и токопроводящий полупроводниковый элемент, шунтирующие главные контакты, не позволяют упростить конструкцию устройства и расширить диапазон коммутируемых напряжений.

Цель изобретения - упрощение и удещевление устройства, повышение срока его службы при одновременном расширении диапазона коммутируемых напряжений за счет того, что токопроводящий элемент выполняется в виде двух упругих электропроводных пластин, установленных параллельно друг другу и электрически связанных на концах, с каждой из которых с наружной стороны жестко связана подвижная контактная накладка вспомогательного контакта.

На фиг. 1 изображено контактное коммутационное устройство во включенном состоянии, на фиг. 2 - то же устройство в момент нулевого значения тока; на фиг. 3 показаны расположение и характерные этапы работы устройства в контакторе переменного тока:

а - включенное состояние, б - состояние отключения цепи, в - отключенное состояние.

Устройство состоит из двух обращенных друг к другу токоведущих пластинчатых упругих пластин 1 и 2, изготовленных, например, из фосфористой бронзы. Эти пластины на основной своей длине в электрическом отношении изолированы друг от друга, например, оксидными пленками на поверхности, и лишь

на своих концах электрически соединяются друг с другом. Один конец такого элемента из двух пластинчатых пружин укрепляется неподвижно в изолирующем основании 3. С наружных сторон пластин расположены контактные накладки 4 и 5. В процессе работы устройства эти накладки могут электрически соединяться с контактами 6 п 7 аппарата, в который встраивается устройство. Принцип действия устройства для бездугового отключения ценей неременно о тока основано на использовании двух явлений: электродинамического взаимодействия двух проводников с токами, что позволяет осуществить замкнутую цепь переменного тока до подхода

его к нулевому значению, исключить образование дуги на контактах при отключении цепи и создать возможность для расхождения вспомогательных контактов непосредственно при переходе тока через нулевое значение; вытеПромежутков очень малой длины (сотые доли миллиметра) приобретать значительные нробивные напряжения (выше 300 в). Устройство работает следующим образом. Токопроводящие элементы, образованные пл астинчатыми токоведущими пружинами J и 2, располагаются между неподвижным 6 и подвижным 7 контактами отключающего аппарата, в который встраивается устройство. Во включенном состоянии (фиг. 1) аппарата эти элементы зажаты между контактами 6 и 7, образуя токоведущую цепь из двух параллельных ветвей. Внутренние поверхности пластин / и 2 покрыты слоем изоляционной пленки, их электрическое соединение осуществляется лишь на концах. Между пластинами / и 2 с токами разного направления возникают электродинамические силы отталкивания РЭ благодаря взаимодействию магнитных потоков Ф. Поэтому, когда аппарат отключается и главный подвила1ый контакт 7 перемещается вниз со скоростью Up, электродинамические силы изгибают пластинчатые токоведущие пружины / и 2 и прижимают их к контактам 6 и 7. Цепь тока оказывается замкнутой вплоть до момента, когда переменный ток приближается к нулевому значению и электродинамические силы близки к нулю. 1огда изогнувшиеся пластинчатые пружины за счет присущих им упругих свойств, а также за счет сил, развиваемых стальными плоскими пружинами 8, 9, 10 и и, возвращаются в исходное положение. Таким образом, в момент нулевого значения тока между контактными накладками 4 и 5 и дополнительными контактами б и 7 аппарата образуются изоляционные промежутки d, способные выдержать восстанавливающееся напряжение на контактах и исключить повторное зажигание дуги. По закону Пашена минимальное напряжение пробоя воздушного промежутка соответствует значению произведения ,6 рт. ст., где р - давление газа, d - длина промежутка. При атмосферном давлении расстояние оказывается равным d-0,01 мм. Пластинчатые пружины У и 2 расчитываются на кратковременное протекание тока (при частоте 50 гц - на 0,01 сек.) при допустимой плотности тока порядка нескольких сотен а/мм. Поэтому пластины 1 л 2 оказываются очень легкими, так что расстояние между контактными накладками 0,01 мм лри соответствующем выборе параметров пружин 1 и 2 и возвратных пружин 8, 9, 10 и 11 достигается за очень малое время, условия гашения дуги 55

переменного тока выполняются и цовторное зажигание ее на контактах не возникает.

В системе из одного элемента пробивное напряжение образовавшихся двух промежутков d (фиг. 2) не менее 600 в. Однако, с целью повышения уровня коммутируемых напряжений и результирующего пробивного лапряжемутируемых напряжении, токопроводящии элемент выполнен в виде двух упругих электропроводных пластин, установленных параллельно друг другу и электрически связанных на концах, с каждой из которых с наружной стороны жестко связана по.т,вижная контактная накладка вспомогательного контакта. НИН устройства, можно применить систему из нескольких последовательно соединенных элементов. Стальные пластинчатые 8, 9, 10 и и, помимо создания необходимой возвратной силы, предназначаются также и для того, чтобы уменьшить магнитное сопротивление для потока Ф, увеличить этот поток и электродинамическую силу взаимодействия между токами в пластинах / и 2. Кроме того, благодаря замыканию основной части потока Ф через эти стальные пластины, исключается электродинамическое взаимодействие между токопроводящими частями соседних элементов в схеме. Во включенном состоянии аппарата (фиг. За) ток цепи проходит через главные контакты 12, через контактное коммутирующее устройство (КУ) ток не проходит. В момент отключения аппарата (фиг. 36) деталь 13, связанная с приводом, поворачивается по часовой стрелке, контактный палец 14 за счет силы контактной пpyлvины /-к поворачивается вокруг оси 15 так, что его вспомогательный контакт 7 вначале оказывает давление на элементы контактного устройства и замыкает шунтируюШую цепь тока через них, и лишь затем размыкаются без дуги главные контакты аппарата 12. Цепь тока через КУ разрывается при первом переходе тока через нуль благодаря образованию изоляционных промежутков d. В отключенном состоянии аппарата (фиг. Зб) между главным 12 и вспомогательными б и 7 контактами аппарата образуются изоляционные воздушные промежутки. Необходимые характеристики устройства и выполнение требований к нему по надежности работы достигаются соответствующим выбором материала лластин, их длины, конфигурации и размеров поперечного сечения, параметров стальных пластинчатых пружин, 8, 9, 10 и 11, а также выбором соответствующих кинематических характеристик отключающего аппарата, в который встраивается предложенное устройство для бездугового отключения цепей переменного тока. Предмет изобретения Контактное коммутирующее устройство переменного тока, содержащее последовательно включенные вспомогательные контакты и токопроводящий элемент, шунтирующие главные контакты отключающего аппарата, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции устройства и расширения диапазона ком(О

.

(sti

i.аW i

ЛЛ

//