Коммутационное устройство Советский патент 1982 года по МПК H01H9/30 

(54) КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к бездуговым электрически.м аппаратам и может быть использовано в силовых цепях переменного тока для включения и отключения нагрузки.

Известны коммутационные устройства, у которых в целях уменьшения длительности горения дуги параллельно главным контактам включена вспомогательная цепь, состоящая из вентилей и контактов. В определенном диапазоне токов коммутационная износостойкость таких устройств превышает износостойкость обычных коммутационных аппаратов 1 - Л.

В коммутационных устройствах 1 и 2 для синхронизации момента размыкания контактов применены сложные и дорогостоящие устройства. Область применения коммутационного устройства 3 ограничена небольшими токами.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, у которого для синхронизации момента размыкания контактов применены простые и надежные в работе контролирующие электромагниты 4.

Однако с увеличением номинального напряжения сети возникает необходимость

последовательного соединения нескольких вентилей. Это приводит к повышению напряжения на вспомогательную цепь. Время горения дуги на главных контактах увеличивается, снижая ее износостойкость.

Цель изобретения - повышение надеж5 ности работы устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем электромагнитный привод с главными контактами и дву.мя парами вспомогательных контактов, хронизирующий узел, выполненный в виде двух электромагнитов, якорь каждого из которых механически связан с одной парой вспомогательных контактов электромагнитного привода, а катущка - электрически, высоковольтный и низковольтный блоки вентилей, каждый из которых соединен с одной парой вспомогательных контактов, высоковольтный блок вентилей зашунтирован одними вспомогательны.ми контактами электромагнитного привода, механически связанными с якорем одного из электромагнитов, один из выводов высоковольтного блока вентилей подключен к точке соединения одних из выводов катушек одного и другого электромагнитов, другой вывод

катушки одного электромагнита подключен к одному из выводов низковольтного блока вентилей, который включен так, что направление его проводимости противоположно направлению проводимости высоковольтного блока вентилей, другой выход низковольтного блока вентилей соединен с другим выводом катушки другого электромагнита и через другую пару вспомогательных контактов, механически связанных с якорем другого электромагнита - с одной из выходных клемм устройства, другая выходная клемма устройства подключена к другому выводу высоковольтного блока вентилей, причем главные контакты также соединены с выходными клеммами устройства.

На чертеже изображена одна фаза коммутационного устройства.

Коммутационное устройство состоит из высоковольтного 1 и низковольтного 2 блоков силовых подупроводниковых вентилей, электромагнитов 3 и 4, электромагнитного привода 5 с главными 6 и со вспомогательными 7 и 8 контактами. Пунктирными линиями показаны механические связи электромагнитного привода электромагнитов с контактами.

Устройство работает следуюш,им образом.

При включении устройства замыкаются главные контакты 6 и вспомогательные контакты 7 и 8. Причем контактная система коммутируюшего устройства настраивается так, что при включении первыми замыкаются вспомогательные контакты, а при отключении первыми размыкаются главные контакты. Опережение размыкания главных контактов выбирается таким, чтобы до начала размыкания вспомогательных контактов закончился процесс перетекания тока во вспомогательную (синхронизирующую) цепь.

После замыкания вспомогательных контактов по вспомогательной цепи (до замыкания главных контактов) проходит импульс тока нагрузки , время которого зависит от скорости движения подвижной системы привода и составляет в реальных конструкциях 1 -1,5 мс. В этих условиях главные контакты замыкаются практически без искрообразования.

При отключении устройства могут иметь место два случая.

Если в момент размыкания главных контактов полярность тока не совпадает с направлением проводимости блока 2, ток перетекает во вспомогательную цепь в элементы контакт 8, электромагнит 4, контакт. В это время электромагнит 3 током не обтекается, поэтому контакт 7 с выбранным отставанием (после окончания перетекания тока во вспомогательную цепь) размыкаются под действием отключающей пружины непосредственно за размыканием главных контактов и введут во вспомогательную цепь высоковольтный блок вентилей. Контакт 8 удерживается электромагнитом 4 в

замкнутом состоянии до конца полупериода тока. После естественного перехода тока через нуль запираются вентили высоковольтного блока, при этом через катушку электромагнита 4 прекращается протекание тока, контакт 8 под действием отключающей

пружины размыкается без образования дуги. Процесс отключения на этом заканчивается.

Если в момент размыкания главных контактов полярность тока совпадает с

направлением проводимости вентиля блока 2, ток перетекает во вспомогательную цепь, разветвляясь в электромагниты 3 и 4. Контакты 7 и 8 удерживаются электромагнитами 3 и 4 в замкнутом состоянии до конца полупериода тока. После естественного

перехода тока через нуль запирается блок 2 и процесс отключения происходит аналогично.

Из принципа работы устройства видно, что в процессе отключения главные конS такты в первый момент оказываются защунтированы сопротивлением вспомогательной цепи, состоящей из параллельно включенных катушки электромагнита 3 с блоком 2 и катушки электромагнита 4, и последовательно подключенных к ним контактов 7 и 8. Сопротивление рассмотренной цепи имеет наибольшую величину при полярности тока встречной с направлением проводимости блока 2 и равно сум.ме сопротивление катушки электромагнита 4 и контактов 7 и 8. Высоковольтный блок 1 вентилей зашунтирован контактами 7, поэтому не вносит изменение (увеличение) в величину сопротивления вспомогательной цепи.

Таким образом в момент размыкания главных контактов, сопротивление вспомогательной (шунтирующей) цепи в предлагаемом устройстве оказывается меньше, чем в известных устройствах на величину сопротивления высоковольтного блока.

В реальных аппаратах при напряжении сети 6 кВ уменьшение сопротивления вспомогательной цепи достигается в 2-3 раза. Это почти в 2 раза уменьшает время горения дуги на главных контактах. При этом время дуги зависит только от фазы и величины коммутируемого тока и не зависит от номинального напряжения сети (числа последовательно включенных вентилей в высоковольтном блоке).

Формула изобретения

Коммутационное устройство, содержащее электромагнитный привод с главными