Быстродействующий автоматический выключатель постоянного тока Советский патент 1979 года по МПК H01H33/08 

(54) БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ АВТО АТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к устройствам. высокого напряжения, предназначенным для ограничения тока.Известны быстродействующие выключатели постоянного тока, содержащие быстродействующий привод, контактную систему и дугогасительную камеру с про дольной внутренней перегородкой, на которой размещен дугогасительный рог Из-за отсутствия собственного магнитного дутья в дугогасительной камере такого выключателя скорость подъема напряжения на дуге при отключении аварийного тока мала, следовательно, увеличивается полное время отключения и . уменьшается токоограничивающая способ ность выключателя. Известен также быстродействующий автоматический выключатель; постоянного тока, содержащий быстродействующий привод. Контактную систему, катушку магнитного дутья и цугогасительную камеру, включающую в себя наружные стенки, процольнбте внутрейние V -образные перегородки, установленные симметрично и охваченные П-образными магни- топровддами, основные и дополнительный дугогасительные рога 2 .- - - - Эти выключатели рассчитаны на напряжение не вйше 1О50 В. На более высокие напряжения они получаются больших габаритов из-за увеличения размеров дугогасительной камеры, что в свою очередь ведет к уменьщению Скорости подъема напряжения на дуге. Целью изобретения является повышение коммутационной способности. Для этого дугогасительная камера снабжена дополнительной продольной перегородкой, на которой с обеих сторон установлены.клинья, У-образные перегородки выполнены с У-образной прорезью в средней части, а в нижней части снабжены, выступами., приЧем дополнительная 7 продольная перегородка установлена так, что делит дугогасительную камеру на две равные части, основные и дополнительный дугогасительйые рога расположены с обеих сторон дополнительной продольной перегородки, а клинья расположены в пазах У-образных перегородок. .Клинья и дополнительная : продольная перегородка выполнены из .цугостойкого изоляционного материала, а стенки камеры выполнены из газогенерирующегр материала. На фиг. 1 изображен предлагаемый . выключатель; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. 1; .на фиг. 4 --разрез В-В фиг. 3; на фиг. 5 схематически показаны этапы горения дуги в одной щели камеры. Быстродействующий автоматический выключатель содержит быстродействующий привод, в который входит магнито- провод 1, якорь 2, удерживающая катушка 3, отключающая пружина 4. Якорь 2 через тягу 5 связан с подвижным контактом б контактной системы. Контактная система включает пружину 7, осуществляющую контактное нажатие, изоляционную панель 8, на которую установлена сериесная катущка 9 магнитного дуть являющаяся одновременно неподвижным контактом. Неподвижный контакт 9 снабжен токоведущей шиной 10. -. Через окно магнитопровода 11 проко- дит размагничивающий виток 12, оканчивающийся выводной шиной 13. На магни- топроводе 11 размещена катушка 14 для оперативного включения выключателя. Дугогасительная система содержит подвижный контакт б, неподвижный .контакт 9 и дугбгасительную камеру, состо щую из наружных стенок 13, выполненных-из газогенерирующего материала, . торцовБрс стенок 16, внутренних перегородок 17 У-образной формы, охваченны П-образными магнитопроводами 18, дополнительной внутреннеД продольной пере городки 19, разделяющей камеру пополам дугогасительных основных 2О и дополнительного 21 рогов и пламя Гасительных решёток 22, служащих для снижения звукового и светового эффектов при раз рыве дуги. На перегородке 19с обеих сторон размещены клинья 23. На нижней части перегородок 17 размещены выс:ту- пы 24 для предварительного разворота 1 дуги и облегчения захода ее в рабочие щели дугогасительной камеры. В средней части перегородок 17 имеется про- резь 25 У-образной формы. Клинья. 23 и дополнительная перегородка 19 выполнены из дугостойкого изоляционного материала. Выключатель, рассчитанный на прямой и обратный, токи, работает следующим образом. При отключении выключателя ток,, (Протекающий через размагничивающий виток 12, создает в месте касания якоря 2 и магнитопривода 11 магнитный поток, который направлен встречно потоку, создаваемому TQKOM в удерживаюш:ей катушке 3. В результате сила, удерживающая якорь 2 в положении включено, исчезает. В то же время в левом зазоре между якорем 2 и магнитопроводом 11 магнитный поток создает силу, стремящуюся перевести якорь 2 в положение отключено. Быстродействие электромагнитного привода обеспечивается-тем, что удер- . живающий поток не уничтожается, а вытесняетсяв левый зазор между якорем 2 и МаГнитопроводом 11, т. е. этот поток, ранее удерживающий якорь 2 в положении включено,, теперь помогает перебросить его в положение отключено. Возникающая на контактах 6 и 9 ду- ; га под действием поля катушки магнитного дутья выдувается вверх и попадает на основные рога 2О дугогасительной камеры. Двигаясь по основным рогам 20, дуга предварительно разворачивается выступами 24 на У-образных перегородках 17 для облегчения захода дуги в рабочие щели дугогасительной камеры и достигает дополнительного рога 21, который делит дугу на две, включенные последовательно. Дальнейший процесс рацтяжения и гащения дуг происходит в обеих щелях камеры. Так как обе щели: работают аналогично, то рассмотрим работу одной из них. Под действием магнитного поля, созгдаваемого током в дуге и П-образными магнитопроводами 18, дуга п родолжаёт двигаться вверх, а.основания дуги движутся по основному рогу 2О и соответствующей половинедополнительного рога 21. По мере продвижения вверх дуга проходит прорезь 25 на перегородке 17 и достигает У-образного выреза перегородок 17. При этом средний отрезок дуги вытесняется клином 23 в широкую часть щели (фиг. 5). Ъ -образная прорезь 25 обеспечивает изоляционные расстояния для напряжейия пробоя по поверхности .V -образных перегородок 17 в области загиба рогов 20 и 21, а также подает свежий воздух в пространство под дугой, что ускоряет деонизацию воздушного промежутка между рогами и исключает повторные пробои По мере продвижения вверх дуга касается наружных стенок 15, выполненных из газогенерирующего материала, охлаждает ся и за счет выделения газов направленные вверх газодинамические силы усиливаются, что позволяет увеличить скорост движения дуги в рабочих щелях и повысить градиент напряжения на дуге. По мере дальнейшего .продвижения дуги ввер она растягивается и, достигнув верхних концов П-образных магнитопроводов 18, полностью выходит в широкую часть щели, ограниченную наружной стенкой 15, верхними концами -образной перегород. ки 1 7 и дополнительной перегородкой 19 Переход от узкой части щели к её широкой части резкий, и дуга, попав в широкий объем, не может войти обратно в узкую часть щели. Вход ионизированных газов в узкую часть щели по той же при чине затруднен, что исключает возникновение повторных пробоев. Таким образом дуга стабилизируется в широком объеме, длина ее в течёнй:б рсёго времени Гаше- ния практически не меняется,а напряжение на дуге вследствие этого остаетсянеизменным. Горячие газы вытекают из ; щели Через пламягасительные решетки 22. охлаждающие дугу, которая гаснет и от- .ключаёт аварийную цепь. .Размещение клиньев на дополнительной внутренней перегородке позволяет .среднюю часть ствола дуги стабилизиро вать в верхнем положений. Достижению этой цели способствует У-образные прорези в средней части У-образных перегородок 17. Наличие выступов в нижней части У-образных перегородок Облегчает деление дуги на две . У описываемого выключателя полное время отключения в 1,5 раза меньше, а напряжение На дуге в 1,5-2 раза больше. по сравнению, например, с выключателями типа АБ-2/4 и типа ВАБ-28, которые рассчитаны на токи короткого замыкания соответственно 15 и 10 и А. Формула изобрете 1. Быстродействующий автоматический выключатель постоянного тока, содержащий быстродействующий привод, контактную систему, катушки магнитного дутья и дугогасительную камеру, включающую в себя наружные стенки, продольные внутренние У-образные перегородки, установленные симметрично и охваченйые П-образными магнитопроводамй, основные и дополнительный дугогасительные рога, отличающийся тем, что, с целью повышений коммутационной способности, дугог асительная камера снабжена дополнительной продольной перегородкой, на которой с обеих | сторон установлены клинья/ У-обрйзные перегородки выполнены с У-образной про резью в средней части,- а в нижней части снабжень выступами, причем дополнительная продольная перегородка установлена так, что делит дугогасительную камеру на две равные части, основные и дополнительнЬ1й дугогасительные рога расположены с обеих сторон дополнитель ной продольной перегородки, а клиНья расположены в пазах У-образных перегородок., 2. Быстродействующий автоматический выключатель по.п. 1, о т л и ч,а ю щ и и с я тем, что клинья и дополнительная продольная перегородка выполнены из дугостойко о изоляционного материала. 3. Быстродействующий автоматический выключатель по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что наружные стенки камеры выполнены из газогенерирующе- ГО материала. Источники информации, принйтые во внимание при экспертизе 1.Голубев А. И. Быстродействующие автоматические выключатели. Л., Энергия, 1964, С.-145. 2.Авторское свидетельство СССР 237220, кл. Н О1 Н 33/О8, 1965. N« }8

uz.Z 15