Быстродействующий автоматический выключатель Советский патент 1979 года по МПК H01H75/02 

Изобретение относится к электротехнике, а точнее, к устройствам, предназначенным для ограничения тока и обладающим повышенным быстродействием.

Известны быстродействуюн ие выключатели постоянного тока, содержащие контактную систему, состоящую из подвижного и неподвижного контактов, дугогасительную систему, удерживающий электромагнит, обеспечивающий удержание контактов выключателя во включенном положении и отключающую пружинуЕИСЗЛ .

Из-за недостаточного быстродействия таких выключателей они обладают низкой надежностью: при отключении выключателя аварийного тока происходит сгорание вентильных предохранителей полупроводниковых преобразователей.

Одним из средств повышения быстродействия выключателей является увеличение усилия отключающей пружины.

Наряду с повышенным быстродействием такие выключатели имеют сложную конструкцию.

Из всех известных выключателей наиболее близким к данному изобретению по

технической сути и достигаемому результату является быстродействующ1 Й токоограничивающий автоматкческ1{й выкл.ючатсль постоянного тока, содержащий контактную систему, состояи;ую из подвижного и неподвижного контактов, удерживающий электромагнит, четырехполюсник ключевой элемент, индукционно-динамический привод, шунт, и два расцепителя, первый из которых состоит из удерживающего is отключающего электромагнитов, а второй - из щунта с усилителем (активным четыре.хполюсником), ключом и индукционно-динамическим приводом, предназначнным для размыкания контактов независимо друг от друга.

Обладая повышенным быстродействием, такой выключатель имеет довольно сложную конструкцию; он содержит два расцепителя, имеющий каждый свое реле (датчик) и работающих независимо друг от друга;

выполнение активного четырехполюсника по схеме усилителя постоянного тока, требует автономного стабилизированного источника питания, и, кроме того, обладает недопустимо низкой помехозащищенностью.

что nptibGAiiT К конижсник) иадуж) работы включателя.

Целью данного изобрстенмя является упрощенме конструкции и повышение надежности выключателя.

Указанная цель достигается тем, что быстродействующий автоматический выключатель, содержащий контактную систему, состоящую, из подвижного и неподвижного контактов, дугогасительную систему, удерживающий электромагнит, ключ,ключевой элемент, индукционно-динамический привод и четырехполюсник, и реле максимального тока, размыкающий контакт которого включен носледовательно в цепь катушки удерживающего электромагнита и подключен к входу четырехполюсника, выполненного пассивным, и соединенного с индукциопногдинамическим приводом через ключевой элемент предназначенного для управления ключом, обеспечивая синхронную подачу сигналов на срабатыванне удерживающего электромагнита и индукционно-динамического привода.

На фиг. 1 схематически показан заяв.ляемый быстродействую1ций автоматический токоограничивающий выклю11ате.ль; на фиг. 2 изображена схема пассивного четырехполюсника (поз. 13 фиг. 1).

Выключатель имеет контактную систему, состоящую из подвижного 1 и неподвижного 2 контактов; удерживающий электромагнит, состоящий из магнитопровода 3, якоря 4, удерживающей катушки 5, в цепь которой включен поеледовательно размыкаюП1.ий контакт 6, реле максимального тока и отключающей пружины 7. Якорь 4 через тягу 8 связан с подвижным контактом 1. Контактное нажатие осуществляется пружиной 9. Индукционно-динамический привод состоит из катушки 10, медного .a,iiCKa 1, связанного через рычаг 12 с нодвижным контактом 1 гзыключателя. Пассивный четырехполюсник 13 состоит из конденсаторов 14 и 15, подключенных парал.:1ельпо размыкающему контакту 6 реле максимального тока, динистора 16, импульсного трансформатора 17, подключенного к упра }ляющим электрода.м тиристора ключевого элемента 18, предназначенного для разряда предварительно заряженного конденсатора 19, на катушку 10 индукционно-дкнамического привода.

Дугогасительная система состоит из катушки магнитного дутья 2, являющейся одновременно неподвижным контактом 2, дугонаправляющих рогов 20, 2 дугогасительного контакта 22 и дугогасительной камеры. Кроме того, выключатель снабжен токопроводящими щинами 23, 24.

Ток, защищаемой выключателем цепи, проходит по шине 23, катушке магнитного дутья, неподвижному контакту 2, подвижному контакту I и шине 24.

Во зключеньюм сосгоянии якорь 4 притянут к прагзому полюсу сердечника 3 и удерживается в таком положении под действием магнитного потока, создаваемого пос.тояннь м током в катушке 5. Сила магнитHOio притяжения якоря 4 превосходит по величине силу отключаюпгей пружины 7 и контактной пружины 9, стремящихся оторвать якорь 4 от сердечника 3.

При повышении током заданной величины размыкается контакт 6 реле максимального тока, включенный последовательно в цепь катушки 5 удерживающего электромагнита. Появляющееся при этом напряжение на контакте 6 реле подаетея на вход пассивного четырехполюсника 13. Под действием этого напряжения происходит заряд конденсаторов 14, 15. По достижении на конденсаторе 14 величины напряжения, равной напряжению переключе 1ия динисторов 16, последний переключается и разряжает конде к;атор 14 на первич1;ую обмотку ИМПУЛЬСНОГО трансфор.матора 17. При этом во вторичной обмотке трансформатора 17 индуктируется импульс тока, открывающий тиристор 18, в результате чего, предварительно заряженный конденсатор 19 разряжается на катушку 10 индукционнодимамического привода, представляющего собой в данном частном случае трансформатор в режиме короткого замыкания с подвижной вторичной обмоткой. При подаче имнул)Са тока на первичную обмотку (катушку 10)ко второй обмотке (медном диске 11) 1аводится ток обратного направления. Между обмотками появляется магнитное ноле, под действием которого диск 1I отталкивается от катушки 10 и воздействует на подвижный контакт 1 выключателя. При этом процесс выделения энергии коиденсатора 19 на Г еремеп1,ение подвижного контакта 1 выключателя нротекает достаточно быстро.

Диск 11 нндукциоино-динамическо1о привода воздействует непосредственно на подвижный контакт 1 выключателя, минуя нро.межуточные звенья механизма, обеспечивая наименьшее собственное время размыка гия контактов 1, 2. Конденсатор 15 способствует быстрому спаду тока в катушке 5 удерживающего электромагнита, в результате чего исчезает сила, удерживаюпшя якорь4 во включенно.м положепни, при этом последний нод действием усилия отключающей пружины 7 переводится в положение «отключено. Без конденсатора 15 при переключении динистра 16 произойдет закорачивание контакта 6 реле максимального тока первичной обмоткой трансфор.1атора 17 и якорь 4 удерживающего электромагнита не отключится.

Использование заявляемого быстродйествующего автоматического токоограничиваю