Быстродействующий автоматическийВыКлючАТЕль пОСТОяННОгО TOKA Советский патент 1981 года по МПК H01H33/08 

(54) БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

часть изоляционного короба расположена внутри пламегасительной камеры. Изоляционный короб установлен с возможностью вертикального перемещения, а площади поцеречных сечений изоляционного короба и пламегасительной камеры выбраны в-отношении 1:2. Кроме того,, короб снаружи в верхней части снабжен выступами для фиксации его в пламегасительной камере в рабочем положении. Пламегасительная камера в своей нижней части имеет стопорные штыри для фиксации изоляционного короба в нерабочем положении.

Расположение пламегасительной стальной камеры над дугогасительной и их связь через направляющий короб по сравнению с известным в жлючателем позволяет увеличить путь прохождения горячих ионизированных газов, а также площадь их соприкосновения с охлаждающими поверхHOCTH iH, что способствует ускорению процесса их деионизации. Сквозной периметрический зазор между дугогасительной камерой и изоляционным коробом обеспечивает подсос воздуха снизу, то также способствует деионизации раскаленных газов за счет ускорения перемещения их вдоль охлаждающих поверхностей. Этому способствует также наличие в верхней части короба рамки из магнитного материала, а также плаутегасительной камеры, выполненной из магнитного материала. Кроме того, указанное соотношение площадей поперечного сечения короба и пламегасительной камеры обеспечивает ускорение охлаждения ионизированных газов за счет их расщирёния при выходе из короба в пламегасительную. камеру. Все это обеспечивает значительное снижение концентрации, температуры и скорости ионизированных газов на выходе из пламегасительной камеры, т. е. интенсивное и практически полное пламегашение в пределах этой камеры.

На чертеже изображен предлагаемый быстродействующий автоматический выключатель постоянного тока.

Выключатель содержит быстродействующий привод 1, содержащий постоянный магнит 2 и электромагнит с магнитопроводом 3 и катушкой 4. В окне магнитопровода 3 проходит шина 5, соединенная одним концом с .выводной щиной б, а вторым - с подвижным контактом 7, который с помощью тяги 8 соединен с якорем 9. Неподвижный контакт 10 выключателя укреплен с помощыо стойки И на. изоляционной плите 12, а упомянутая стойка 11 соединена с выводной шиной 13, образующей виток вокруг П-образного магнитопровода 14, т. е. катущку магнитного дутья. Сверху к стойке 11 прикреплен дугогасительный рог 15, а над подвижным контактом 7 расположен дугогасительный рог 16. Дугогасительная камера 17 содержит внутренние перегород и 18 V-образной формы с сужающимися

кверху концами и удлиненным основанием. На перегородках 18 вдоль их оси со стороны дугогасительной камеры 17 расположены магнитопроводы 19, имеющие на концах магнитные перемычки 20 и разрезинные в Верхней части кольца 21 из немагнитного токопроводящего материала, которые охватывают упомянутые перемычки 20. Над дугогасительной камерой 17 расположена Пламегасительная камера 22, выполненная из магнитного материала с решет. чатой крыщкой 23. В отверстие днища камеры 22 входит своей верхней частью направляющий изоляционный короб 24, выступающий внутрь этой камеры на одну треть своей высоты и охватывающий дугогасительную камеру 17 со сквозным периметрическим зазором. Короб 24 в своей верхней части с внутренней стороны снабжен магнитной рамкой 25 с перемычкой посредине, которая прикреплена с зазором к его стенкам, а с наружной стороны он «меет выступы 26 для фиксации его в пла мегасительной камере 22 в рабочем (нижнем) положении. Нерабочее (верхнее) положение короба 24 фиксируют стопорные штыри 27, установленные в нижней части пламегасительной камеры 22, которая при5 креплена к основанию выключателя с помощью стойки 28, изолированной от камеры 22 изолятором 29. Площади поперечных сечений короба 24 и пламегасительной камеры 22 относятся как 1:2 - 1:2,5.

0 При щкафном исполнении комплектных тиристорных преобразователей Пламегасительная камера 22 может крепиться к щкафу с помощью изоляторов.

Быстродействующий автоматический выключатель постоянного тока включается

5 в цепь защиты силовых тиристоров от аварийных режимов в комплектных тиристорных приводах. Ток защищаемой цепи проходит через выводную шину 13, неподвижный контакт 10, подвижный контакт 7, щину 5 и выводную шину 6. Размыкание контактов осуществляется быстродействующим приводом 1. При возникновении в защищаемой цепи тока, больше допустимого, в магнитопроводе 3 электромагнита возникает значительная по величине намагничивающая

5 сила, создаваемая шиной и направленная согласно с намагничивающей силой постоянного магнита 2. Под действием результирующей намагничивающей силы якорь 9 перебрасывается, например, влево и посредством тяги 8 тянет за собой подвижный кон0 т-зкт 7 и цепь размыкается. Последующие включения выключателя производятся с помощью катущки 4.

При размыкании между подвижным 7 и неподвижным 10 контактами возникает

, дуга, которая под действием электромагнитного поля, создаваемого витком выводной шины 13, намотанной на магнитопровод 14, т. е. катушкой магнитного дутья, вытесняется из контактного промежутка, перебрасывается на дугогасительные рога 15 и 16 и с их помощью вводится в дугогасительную камеру 17, где происходит растяжение дуги между перегородками 18 с помощью магнитопровода 19, электромагнитное поле кото рых перемещает дугу вдоль оси перегородок 18 до магнитных перем,ычек 20, и переходит на кольца 21, которые защищают перемычки 20 от перегрева и стабилизируют точки горения дуги. Дуга, горящая между кольцами 21 имеет установивщееся напряжение, которое ,по величину уже не изменяется, но значение его выше напряжения устойчивого горения дуги, т. е. сопротивление дуги больще, а ток минимальный, и дуга гаснет.

Дуга гасится полностью в объеме дугогасительной камеры 17, но продукты ее горения (пламя и разогретые ионизированные газы) под действием газодинамических сил выбрасываются за пределы дугогасительной камеры 17 в окружающее пространство, что может привести к перекрытию на окружающие элементы устройства, находящиеся под потенциалами (щины, заземленные элементы оболочек и т. д.). Разогретые ионизированные газы с помощью направляющего короба 24 под действием тяги, создаваемой воздухом, проходящие через зазор между коробом 24 и стенками дугогасительной камеры 17, втягиваются в пламегасительную камеру 22. Соприкасаясь со стенками короба 24, рамкой 25, ионизированные газы отдают им свое тепло, интенсивно охлаждаются и большая часть потока разогретых газов деионизируется. Одновременно поток ионизированных газов взаимодействует с магнитным полем рамки 25, в результате чего изменяется скорость и траектория движения указанного потока, при этом в результате взаимодействия марнитного поля камеры 22 с ионным потоком, попавшим в нее, скорость ионного потока уменьшается, изменяется траектория его движения и оставшаяся часть газов деионизируется стенками камеры 22 и крышкой 23.

Благодаря тому, что конструкция предлагаемого выключателя обеспечивает интенсивное и практически полное пламегашение в пределах пламегасительной камеры, т. е. значительно снижает концентрацию, температуру и скорость ионизированных газов, обеспечивается возможность уменьшения ограничивающего габариты выключателя в два раза. При использовании выключателей в комплектных тиристорных приводах, размещенных в шкафах, за счет уменьшения ограничивающего габарита выключателя снижается металлоемкость, экономятся производственные площади в 2,5 раза, а также используются стандартные щкафы для комплектных тиристорных приводов. За счет сокращения полного времени гашения дуги и снижения перенапряжения в от.ключаемой цепи повышается отключающая способность выключателя и появляется возможность при прочих равных условиях использовать в преобразователях тиристоры более низкого класса, что дает значительную экономию.

Формула изобретения

1. Быстродействующий автоматический выключатель постоянного тока по авт. св. № 237220, отличающийся тем, что, с целью повышения отключающей способности выключателя и уменьшения зоны выброса ионизированных газов за счет интенсификации деионизации продуктов горения дуги, он снабжен изоляционным коробом, с внутренней стороны стенок которого в верхней части с зазором закреплена рамка из магнитного материала с перемычкой посредине. и пламегасительной камерой из магнитного материала; с решетчатой крышкой, причем изоляционный короб одет на дугогасительнукр камеру с зазором по периметру, а верхняя часть изоляционного короба расположена внутри пламегасительной камеры, изоляционный короб установлен с возможностью вертикального перемещения, а площади поперечных сечений изоляционного короба и пламега.сительной камеры выбраны в отношении 1:2.

2. Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что ксфоб снаружи в верхней своей части снабжен выступами для фиксации его в пламегасительной камере в рабочем полсУдеении.

13- Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что пламегасительная камера в своей ниЖ1ней части имеет стопорные штыри для фикрации изоляционного короба в нерабочем положении.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР № 237220, кл. Н 01 Н 33/08, 1965.