Аппарат для защиты от обратныхТОКОВ Советский патент 1981 года по МПК H01H83/08 

(54) АППАРАТ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОБРАТИЫ.Х ТОКОВ

I

Изобретение относится к технике коммутации сильноточных цепей постоянного тока, в частности к аппаратам для защиты от обратных токов.

Известен аппарат для защиты от обратных токов, содержащий электромагнит, якорь которого соединен с контактной системой, и магнитный поворотный myHt с размагничивающей обмоткой, включенной в защищаемую цепь 1.

Такое устройство характеризуется недостаточной надежностью в работе, особенно при повышенных ускорениях.

Известен также аппарат для защиты от обратных токов, содержащий контактную систему, состоящую из неподвижного контакта и установленного в контактодержателе подвижного контакта, соединенного через передаточный механизм с якорем электромагнита включения, механизм свободного расцепления и датчик направления тока, взаимодействующий с постоянным магнитом 2.

Этот аппарат характеризуется больщими габаритами, недостаточным быстродействием и малой надежностью, особенно при повышенных ускорениях.

Целью изобретения является уменьшение габаритов аппарата и повышение его быстродействия и надежности.

Это достигается тем, что в аппарате контакты выполнены жидкометаллическими, датчик направления тока выполнен в виде подпружиненной ферромагнитной скобы, охватвающей контактодержатель и жестко закрепленной на оси, проходящей свободно через контактодержатель и якорь электромагнита включения, средняя часть оси выJQ полнена с двусторонними параллельными, пазами, якорь электромагнита включения в месте прохода оси выполнен с фигурным отверстием, причем фигурное отверстие образует со средней частью оси фиксатор включенного положения.

15На фиг. 1 изображен предложенный аппарат в отключенном положении, разрез; на фиг. 2 - включенный аппарат в корпусе, общий вид; на фиг. 3 - то же, вид сбоку; на фиг. 4 - изометрия оси; на фиг. 5 - положение фиксатора при включенном аппарате; на фиг. 6 - то же, при отключенном аппарате.

Аппарат содержит неподвижный контакт 1 с жидкометаллическими контактирующим. 384 элементами 2 и подвижный контакт 3 с жидкометаллическим элементом 4. Подвижный контакт 3 установлен с возможностью перемещения при помош,и жидкометаллической смазки 5 в контактодержателе 6. Подвижный контакт 3 соединен с приводным устройством через передаточный механизм. Передаточный механизм содержит жестко связанные между собой детали 7, 8, 9, 10 пружину 11 контактного давления и пружину 12 отключения. Приводное устройство состоит из электромагнита 13 включения с обмоткой 14, детали (якоря) 9, которая являет ся частью передаточного механизма, постоянного магнита 15 с обмоткой 16 подмагничивания (в устройстве использовано два постоянных магнита с обмотками подмагничивания; см. фиг. 2) и механизма свободного расцепления с подпружиненной защелкой 17, выполненной в виде двуплечего рычага, одно плечо которого является якорем, а другоем - защелкой. Датчик обратного тока выполнен в виде ферромагнитной скобы 18, жестко закрепленной на оси 19. Ось проходит насквозь через контактодержатель 6 и якорь 9 и может поворачиваться относительно контактодержателя 6. Свободные концы ферромагнитной скобы 18 имеют отгибы, которые притягиваются к полюсным наконечникам постоянных магнитов 15 во включенном положении аппарата (фиг. 2 и 3). С обратной стороны скоба 18 прикреплена к пружине 20, противодействующей постоянным магнитам 15. Ось 19 в средней части выполнена с двусторонними параллельными пазами (фиг. 4) а якорь 9 электромагнита включения выполнен с фигурным отверстием (фиг. 5 и 6) Средняя часть оси 19 и фигурное отверстие якоря 9 образуют фиксатор включенного положения. Для включения аппарата необходимо возбудить током обмотку 14 электромагнита 13 включения. Обмотка 14 соединена параллельно с обмоткой подмагничивания 16 одного из постоянных магнитов 15. При возбуждении током обмоток 14 и 16 якорь 9 электромагнита начнет двигаться вверх (по стрелке А на фиг. 6), сжимая пружину 12, до упора в ось 19. Включение не произойдет, так как при возбуждении обмотки 14 механизм свободного расцепления одним- из своих рычагов притянется к электромагниту 13 и защелка 17 остановит движение подвижного контакта 3, связанного с якорем 9, на некотором расстоянии от неподвижного контакта 1 (состояние предвключения). В это время один из постоянных магнитов 15 в результате возбуждения его обмотки 16 притягивает к себе ферромагнитную скобу 18 и тем самым позорачивает ось 19 на некоторый угол (фиг. 5). После этого обмотки 14 и 16 обесточиваются, пружины механизма свободного расцепления освобождают защелки 17 и пружина 4 11 контактного давления дожимает подвижiный контакт 3 до неподвижного контакта 1, завершая операцию включения и подготовку аппарата к последующему отключению. Механизм свободного расцепления необходим для предотвращения включения аппарата на обратный ток в момент, когда аппарат не подготовлен к отключению. Во включенном положении аппарат настроен на отключение обратного тока определенной величины. Величина уставки обратного тока обусловлена подбором геометрических размеров и материалов ферромагнитной скобы 18 и постоянных магнитов 15. При прохождении тока нужной полярности в ферромагнитной скобе 18 наводится магнитный поток, направленный в ту же сторону, что и поток постоянных магнитов 15. При-появлении обратного тока магнитный поток в ферромагнитной скобе меняет направление и направлен навстречу потокам постоянных магнитов 15. При достижении обратным током величины уставки, когда сила притяжения постоянных магнитов 15 становится недостаточной для удержания ферромагнитной скобы 18, происходит ее поворот по действием пружины 20. Совместно со скобой 18 повернется и ось 19. Когда пазы средней части оси 19 совпадут с фигурным отверстием якоря 9, пружина 12 вернет через передаточный механизм подвижный контакт 3 в отключенное положеПри необходимости произвести отключение независимо от величины и направления тока в защищаемой цепи, надо подать напряжение обратной полярности на обмотку 16 другого магнита 15. Описываемый аппарат более надежен в работе, так как удержание аппарата во включенном положении осуществляется при помощи фиксатора, а в известном аппарате 2 - только за счет сил притяжения постоянного магнита. Выполнение контактов в виде пластин, зазоры между которым заполнены жидким металлом, либо в виде металлической ленты, свернутой в спираль, с жидким металлом, помещенным между витками спирали, позволяет не только существенно уменьщить габариты аппарата и увеличить его быстродействие, а также использовать датчик направления тока - ферромагнитную скоОу в качестве исполнительного органа, так как при ее повороте поворачивается и ось, в результате чего происходит отключение. Формула изобретения Аппарат для защиты от обратных токов. содержащий контатную систему, состоящую из неподвижного контакта и установленного в контактодержателе подвижного контакта, соединенного через передаточный механизм с якорем электромагнита включения, механизм свободного расцепления и датчик направления тока, взаимодействующий с постоянным магнитом, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, повышения быстродействия и надежности, контакты выполнены жидкометаллическими, датчик направления тока выполнен в виде подпружиненной ферромагнитной скобы, охватывающей контактодержатель и жестко закрепленной на оси, проходяшей свободно через контактодержатель и якорь электромагнита включения, средняя часть оси выполнена с двусторонними параллельными

е. 1 пазами, якорь электромагнита включения в месте прохода оси выполнен с фигурным отверстием, причем фигурное отверстие образует со средней частью оси фиксатор включенного положения. Источники информации, принятые во внимание при экспе,ртизе 1.Авторское свидетельство СССР № 53712, кл. Н 01 Н 83 08, 1937. 2.Авторское свидетельство СССР № 23722, кл. Н 01 Н 83/08, 1965 (прототип).

16 7/

-18 19

Фиг. 2

Фиг.З

19

Фиг.