Индукционно-динамический выключатель постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H01H77/10 

1

Изобретение относится к защитным максимальным автоматическим выключателям -и предназначено для защиты электрических систем постоянного тока с помощью коммутационных электрических аппаратов, применяющихся в различных областях народного хозяйства, в частности в электротехнической промьшшенности. ,

Известны быстродействующие автоматические выключатели, содержащие контактную систему с щарнирным токоподводом, в цепи главных и дугогасительных контактов, связанную с приводным устройством с помощью механизма свободного расцепления и пружины. Указанный расцепитель устанавливается на изоляционной стен.ке и осуществляет защиту по скорости нарастания тока защищаемой цепи.Катушка установлена в стенке, а диск закреплен на скобе При срабатывании диска скоба ударом пово-.

рачивается. Механизм свободного расцепления расцепляется, и автоматический выключатель отключается 1 J.

Однако для указанного устройства характерно недостаточно высокое быстродействие, обусловленное тем, . что динамический расцепитель, воз действует не непосредственно на контактную систему, а на замок, удерживающий контактную систему во вклю10ченном положении, на отпирание которого затрачивается определенное время.

Известен также индукдионно-динамический выключатель постоянного

15 тока, содержащий систему управления, выполненную в виде емкости, , управляемого разрядника и катушки, соединенной последовательно с ем„ костью, и неподвижный и подвижный контакты 2,

Однако для этого устройства характерно недостаточно высокое быстродействие, так как для того, что3

бы динамический расцегштель воздействовал на контактную систему, необходимо отпереть замок, удерживающий контактную систему во вкгаоченном положениц, на что затрачивается определенное время Кроме того, учитывая, что разделение основных контактов происходит в тот момент, когда ток к.з, имеет достаточно большую величину, появляется эрозия указанных контактов.

Целью изобретения является повышение быстродействия выключателя и долговечности электрических контактов.

Поставленная цель достигается тем, что в иццукционно-динамическом выключателе, содержащем систему управления, выполненную в виде конденсатора, управляемого разрядника и катушки, соединенной последовательно с конденсатором, и неподвижный и подвижный контакты, выключатель снабжен перелшмным токоограничивающим узлом, выполнен11ым в виде цилиндрического игщуктора, внутри которого расположен концентратор магнитного поля, керамической трубки, торцы которой охвачены токопроводами в виде стаканов, элементов перемен-. ного объема и клапанов, распололсенных с торцов керамической трубки, прчем керамическая трубка, элементы переменного объема и упомянутые стакагт заполнены жидким металлом, пере наемной токоограничивающий узел электрически связан с контактной системой выключателя, а цилиндрический индуктор соединен с системой управл ения..

На чертеже изобралсен предлагаемый выключатель.

Индукционно-динамйческий выключатель содержит систему управления 1, конденсатор 2 с системой заряда 3, управляемый разрядник 4, катушку 5, прижатый к катушке контакт,.6, выполненный, например, в форме диска, неподвижный контакт 7, пережимной узел, содержащий цилиндрический индуктор 8 с помещенным в него концентратором магнитного поля 9, размещенную внутри концентратора керамическую трубку 10,. заполненную жидким металлом 11, ограниченную на кон цах металлическими токопроводами 12, выполненными в виде стаканов, и элементами 13 переменного объема с

34

расположенными внутри них клапанами 14.

Индукционно-динамйческий выключатель работает следующим образом.

Ток к.з„ проходя через металлические токопроводы 12, выполненные в виде стаканов, жидкий металл 11, неподвилшый контакт 7. и подвижный контакт 6, регистрируется на входе пережимного токоограничивающего. устройства по амплитуде системой управления 1, которая выдает сигнал на включение управляемого разрядника 4 При включении разрядника 4 происходит разряд конденсатора 2 на катушку 5 и последовательно соединенный с ,. ней цилиндрический ивдуктор 8. Протекающий по ин,цуктору 8 импульсный разрядный ток создает импульсное магнитное поле, которое наводит вихревой ток в концентраторе магнитного поля 9, который в свою очередь наводит импульсное магнитное поле ,в зазоре мелсду концентратором и жидким металлом 11. Взаимодействие вихревого тока в жидком металле с импульсным магнитным нолем концентратора создает электродинамическую силу, воздействующую на жидкий металл. Металл 11 в месте воздействия, электродинамической силы пережимается, уменьшая диаметр канала и создавая в месте лережима, большую плотность тока К.З., что в свою очередь ведет к еще большему локальному пережиму канала -за счет взаимодействий азимутального магнитного поля и осевого тока канала.Металл 11 в канапе быстро вскипает, пары вскипевшего металла разделяют лсидкий металл и вытесняют его в.металлические токопроводы 12 и элементы 13 переменного объема. Канал в керамической трубке 10 на какой-то промежуток времени становится неэлектропроводным и. в этот же момент происходит разведение неподвижного контакта 7 и подвижного контакта 6 за счет электродинамического роздействия от протекающего по катушке 5 разрядного тока и вихревого тока в подвижном контакте 6.

За счет введения в выключатель пережимного токоограничивающего устройства разведение основных контак- - тов происходит одновременно с зажиганием дуги в канале керамической трубки, т.е. токоограничение начи5нается в момент, когда контакты не разомкнуты, что в значительной степени повышает быстродействие предлагаемого выключателя по сравнению с известными, в которых контактная система замыкается только после отпирания замка. Вместе с тем разведение основных контактов выключателя осуществляется при меньшей энергии емкостного накопителя, что позв ляет уменьшить габарибы и вес устройства. Кроме того, в связи с тем, что разделение основных контактов происходит в тот момент, когда ток к.з. становится мал, эрозия контактов становится минимальной. Формула изобретения Индукционно-динамический выключатель постоянного тока, содержащий систему управления, выполненную в виде конденсатора, управляемого аз рядника и катушки, соединенной .последовательно с конденсатором, и не подвижный и подвижный контакты. 36 отличающийся тем, что, с целью повьшения быстродействия и долговечности электрических контактов, выключатель снабжен пережимным токоограничивающим узлом, выполненным в виде цилиндрического индуктора, внутри которого расположен концентратор магнитного поля, керамической трубки, торцы которой охвачены токопроводами в виде стаканов, элементов переменного объема и клапанов, располженных с торцов керамической трубки, причем керамическая трубка, элементы переменного объема и упомянутое стаканы заполнены жидким металлом, пережимной токоограничиванщий узел электрически связан с контактной системой . , выключателя, а цилиндрический индуктор соединен с системой управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельстйо СССР № 412651, кл. Н 02 Н 3/16, 1972. 2.Сб. Электросила, 1967, 26, с. 36. ,S 3