Короткозамыкатель Советский патент 1982 года по МПК H01H31/00 

(54) КОРОТКОЗАМЫКАТЕЛЬ

1

Данное изобретение относится к электрическим коммутационным аппаратам, а именно к короткозамыкателям, предназначенным для создания, в процессе испытаний электрических машин и аппаратов искусственного короткого замыкания (КЗ) в цепи, а также для осу цес1;вления защиты различных электротехнических устройств, при возникновении в них больших токов, путем создания искусственного КЗ на входных зажимах.

Известен короткозамыкатель, содержащий подвижный контакт, соединенный с неподвижной токоведущей стойкой посредством гибкого соединения, образуя с ней петлевой контур - электродинамический компенсатор, неподвижный контакт и привод 1 .

Недостатком известного короткозамыкателя является низкая износостойкость (механическая) из-за наличия гибкой связи в петлевом контуре и коммутационная вследствие образования электрической дуги между контактами при включении.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является короткозамыкатель, содержащий неподвижный контакт, подвижный контакт, жестко закрепленный на подпружиненном контактодержателе, соединенном с приводом и образующим с неподвижной токоведущей стойкой петлевой контур. В данном короткозамы5 кателе повышена механическая износостойкость благодаря шарнирному соединению в петлевом контуре, а коммутационная износостойкость осталась на прежнем уровне. Коммутационная изнрсостойкость сущест Q вующих конструкций корЬткозамыкателей может несколько повышаться за счет усиления сжатия контактов и применения в них новых, лучших композиций металлокерамических накладок, радикального изменения достигнуто быть не может, так

15 как основной причиной большого износа контактов является возникновение при включении замыкателя электрической дуги: в процессе включения при сближении контактов воздушный промежуток между

2Q ними пробивается и под воздействием образовавшейся дуги материал контактов испаряется с эффектом взрыва. Электрическая дуга может возникать также и после замыкания контактов, если переходное сопротивление в контакте велико и

джоулеве тепло, выл(1чю дееся по.а БОЗдейетби;- токз КЗ, вызывает интенс: нное иепаренк , шзд;;:V:.H ойласть п.арэе со сголь юдьши.м л,,а1екисм. что контакты iafHH;jr;r ра;х;л--;;ься, между ними образуется Дуг;|С2.1.

U,:,i;ij Г обрсгенмя - - повышение коммуTauTiiiiij ...носостой кости короткоза мыкать.п-i.

Уки.а ;;1с1 : достигается тем, что Г; :;оротлозямыкателе, содержа;цем неподw;A;i4.i; контакт, подвин-сный контакт, жестко .чкреплсчтный на подпружиненном кон-Ялтодержйтеле. соединенном с приводом k ебр.г-укииим с неподвижной токоведущей стоГжой iev.iebofi контур, введена пара дополкитс.тьных контактов - подвижный и нег;пд8иж.ный, причем дополнительный подви.|;ь1Й контакт жестко закреплен на контйк одер:-;;;-;теле со стороны, противоположной расположению основного подвижного контакта, а контактодержатель соединен с гфиводом посредством дополнительно введенного захвата с усилием, не превышающим тягозого усилия привода, и помещен между неподвижными контактами - основным и допо.анительиым.

На фиг. 1 схематически изображен короткозамыкатель в однополюсном исполнении, в г;о.,ожении «Отключено ; на фиг. 2 - разроз А-А на фиг. 1.

Короткозамыкатель содержит неподвижные контакты - основной 1 и дополнитель|;ь Ь 2.. контактодержатель в форме шины 3 с припаянными к нему с противоположных сторон подвижными контактами - основным 4 и дополнительным 5. Шина 3 щарнирно посредством токоведущей оси 6 соединена с неподвижной токоведущей стойкой 7, образуя с ней петлевой контур, между стойкой и шиной помещена пружина 8 сжатия. Другим своим концом шина 3 через серьгу 9 и захват, состоящий из двух скоб 10 и И, связанных между собой шарнирно и стянутых пружиной 12 растяжения, соединена с якорем 13 соленоидного привода 14, имеющего упор 15, ограничивающий перемещение якоря. Пружиной 12 задается усилие удержания захватом серьги 9, не превышающее тягового усилия привода 14.

Короткозамыкатель работает следующим образом.

При подаче напряжения на соленоидный привод 14, якорь 13 начинает втягиваться, и, преодолевая усилие пружины 8, перемещает верхний конец шины 3 вправо, производит замыкание контактов 2 и 5. После касания неподвижного контакта 2 шина останавливается. При дальнейщем продвижении якоря до упора 15 пружина 12 растягивается, захват освобождает серьгу 9 и шину. Под действием пружины 8 сжатия. г1 также образовавшихся к этому моменту СИ-/;, л.ействуюии.х на освободившуюся шину

В том же направлении, что и пружцна 8, вызванных взрывом при пробое воздушного промежутка перед моментом касания контактов 2 и 5 и сужением линий тока в контакте и взаимодействием электромагнитных полей тока, протекающего по петлевому контуру, шина перебрасывается от контакта 2 к контакту 1. Происходит замыкание цепи контактами 1 и 4. С замыканием контактов i и 4 дуга между контактами 2 и 5 погасает, эти контакты остаются разомкнутыми.

Контактные накладки 2 и 5 выполнены из материала высокой дугостойкости, например вольфрама, а 1 и 4 - из материала с малой упругостью, например металлокерамики на основе графита.

В предлагаемой конструкции электрический износ контактов будет минимальным, что обеспечивается следующим.

Сближение контактов 1 и 4, которые являются основными, не сопровождается пробоем воздушного промежутка, образованием дуги и эффектом взрыва, так как разность потенциалов между ними мала, она равна лишь падению напряжения на дуге между контактами 2 и 5. Отскока контакта 4 с образованием дуги также происходить не будет, поскольку материал контактных накладок контактов 1 и 4 может быть выбран с малой упругостью.

Электрическое сопротивление между замкнутыми контактами 1 и 4 имеет мень0 щую величину, чем в существующих короткозамыкателях вследствие большей площади контактных точек. Возрастание площади контактных точек обусловливается малой упругостью контактного материала и наличием дополнительной силы, движущей 5 подвижный контакт, благодаря которой при соударении этого контакта с неподвижным увеличивается площадь контактирования. Эта дополнительная сила является суммой силы взрыва при пробое возQ душного промежутка перед моментом касания контактов 2 и 5 и силы, вызванной сужением линий тока в этом контакте.

Меньшее электрическое сопротивление между контактами 1 и 4 обусловливает меньшее количество выделяющегося джоу5 лева тепла, а следовательно, и меньшую вероятность испарения контактов с образованием между ними дуги.

Износ дополнительных контактов 2 и 5 не может быть значительным вследствие того, что эти контакты замыкают цепь в начальной стадии процесса, когда ток еще не успевает нарасти до большой величины, а длительность их замыкания весьма мала: замкнувшись, они практически немедленно шунтируются контактами 1 и 4 (зазор меж5 ДУ контактами может быть порядка 1-2 мм). Кроме того, если в известных конструкциях (где применяется одна пара контактов) использовать наиболее дугостойкие контактные