NO123791B

NO123791B -

Info

Publication number: NO123791B
Application number: NO16520566A
Authority: NO
Inventors: I Oehberg
Original assignee: Rockwool Ab
Priority date: 1966-10-18
Filing date: 1966-10-18
Publication date: 1972-01-17

Description

Koblingsarrangement for hurtigbryter med holdemagnet. Connection arrangement for quick switch with holding magnet.

Oppfinnelsen angår et koblingsarrangement for hurtigbryter med holdemagnet, til hvis magnetsystem der hører en magnetisk shunt med en eller flere luftspalter. Shunten bærer en egen utløsningsspole, som styres av hovedstrømmen eller en del av denne. The invention relates to a connection arrangement for a quick-release switch with a holding magnet, to whose magnet system there belongs a magnetic shunt with one or more air gaps. The shunt carries a separate release coil, which is controlled by the main current or part of it.

Slike hurtigbrytere blir f. eks. anvendt Such quick switches are e.g. used

til beskyttelse av likerettere i elektrolyse-anlegg. I slike anlegg, som drives med meget høye strømstyrker, arbeider likeretter-ne i flere grupper parallelt på samleskinnene. Likerettere i parallelldrift behøver på likestrømsiden hurtigbrytere, som i øye-blikket for en forstyrrelse beskytter den rammede enhet mot tilbakestrøm. Den for-styrrede likerettergruppe må skilles fra samleskinnene på korteste tid. for the protection of rectifiers in electrolysis plants. In such plants, which are operated with very high currents, the rectifiers work in several groups in parallel on the busbars. Rectifiers in parallel operation require quick-acting switches on the direct current side, which, in the blink of an eye, protect the affected unit against reverse current. The pre-controlled rectifier group must be separated from the busbars in the shortest possible time.

Hurtigbrytere med holdemagnet er Quick switches with holding magnet are

vanligvis strømstigningsfølsomme, dvs. de reagerer tidligere dynamisk enn statisk. Ved meget flat strømsynkning i det for-overgående strømområde resp. ved ukon-trollerbare prosesser på likerettersiden under en forstyrrelse som kan vare lenger enn det er heldig for en likeretters belast-ningsevne, kan der medgå flere 100 ms inntil den definitive frakobling skjer ved hjelp av hurtigbryteren, uten at koblings-apparatets egenutløsning har reagert. usually current rise sensitive, i.e. they react dynamically earlier than statically. In the case of a very flat current drop in the pre-transient current range or in the case of uncontrollable processes on the rectifier side during a disturbance that may last longer than is fortunate for a rectifier's load capacity, several 100 ms may elapse until the definitive disconnection takes place using the quick-release switch, without the switching device's self-release having reacted.

For å bedre en slik hurtigbryters virke-måte slik at bryteren sikkert frakobler selv ved visse tilfeller av forstyrrelser hvor den vanlige egenutløsning enten svikter helt eller setter inn for sent, er der ifølge oppfinnelsen tildelt holdemagnetsystemet en ytterligere, i og for seg kjent, ved hjelp av kondensatorutladning energiserbar mot-magnetiseringsspole for fremmed-hurtig-utløsning, hvis fluks forløper over holdemagnetens shunt. In order to improve the operation of such a quick-release switch so that the switch safely disconnects even in certain cases of disturbances where the normal self-release either fails completely or kicks in too late, according to the invention, the holding magnet system is assigned an additional, known in and of itself, by means of by capacitor discharge energizable counter-magnetizing coil for extraneous-quick release, the flux of which passes across the holding magnet's shunt.

Et tilbakestrømrelé gir under samtidig åpning av holdestrømkretsen utløsnings-kommandoen for kondensatorutladningen. Foran kondensatorens utladningskrets er der innkoblet en motstand med høy ohm-verdi, hvormed virkningen av utladnings-strømstøtet blir konsentrert på ankerspolen. For levering av magnetiseringsstrøm til holdespolen eller -spolene og for oppladning av kondensatoren kan man benytte samme spenningskilde. Fremmed-hurtigutløsnings-spolen er anordnet på holdemagnetens bevegelige anker og innleiret i støpeharpiks, så den er uømfintlig for rystelser. A reverse current relay gives, while simultaneously opening the holding current circuit, the release command for the capacitor discharge. A resistance with a high ohm value is connected in front of the capacitor's discharge circuit, with which the effect of the discharge current surge is concentrated on the armature coil. The same voltage source can be used for supplying magnetizing current to the holding coil or coils and for charging the capacitor. The foreign quick-release coil is arranged on the holding magnet's movable armature and embedded in casting resin, so it is insensitive to vibrations.

På tegningen er vist et eksempel på et arrangement utført overensstemmende med oppfinnelsen. The drawing shows an example of an arrangement carried out in accordance with the invention.

Hurtigbryterens magnetsystem består av en holdemagnet 1 et anker 2 og et åk 3 med to luftspalter. I den normale utførelse blir holdefluksen ([> M frembragt ved hjelp av spoler 4 som er tilsluttet likespenning og er anbragt på den bakre del av magnet-benet. Mens systemets samlede fluks blir opprettholdt bak åket 9, er <P H i den for-reste magnetdel delt opp i (£<>>HN og $ Hv <<>1<>> er større enn <I> m, da åkets luftspalte er meget stor sammenholdt med ankerets luftspalte i den tiltrukne tilstand. Det be-tyr at holdekraften ved normal innstilling av åket bare blir bagatellmessig påvirket. Rundt åket fører en vinding 5, som f. eks. ligger parallelt med magnetens hoved-blåsespole, og som ved strømstigning, altså i tilfellet av en kortslutning, frembringer en fluks $ N i motsatt retning til <E> HA og dermed forårsaker at ankeret blir satt i bevegelse av avtrekningsfjæren 6. Alt efter steilheten (di/dt) av strømendringen vil utløsningsstrømmen frembringe motfluk-sen i den nødvendige størrelse på et tidligere eller senere tidspunkt. Bryteren er i dette arrangement strømstignings-følsom. Hurtigbryterens kontakter 7 står under innflydelsen av blåsespolen 8. Den bevegelige kontaktarm 10 er dreibart lagret ved 11. Fjæren 9 frembringer kontakttrykket. The quick switch's magnet system consists of a holding magnet 1, an anchor 2 and a yoke 3 with two air gaps. In the normal embodiment, the holding flux ([> M is produced by means of coils 4 which are connected to direct voltage and are placed on the rear part of the magnet leg. While the overall flux of the system is maintained behind the yoke 9, <P H in the front magnetic part divided into (£<>>HN and $ Hv <<>1<>> is greater than <I> m, as the yoke's air gap is very large compared to the armature's air gap in the attracted state. This means that the holding force at normal setting of the yoke is only trivially affected. Around the yoke a winding 5, which for example lies parallel to the main blowing coil of the magnet, and which in the event of an increase in current, i.e. in the case of a short circuit, produces a flux $ N in the opposite direction to <E> HA and thus causes the armature to be set in motion by the release spring 6. Depending on the steepness (di/dt) of the current change, the release current will produce the counter-flux in the required size at an earlier or later time. In this arrangement, the switch is current rising -sensitive. The quick switch's contacts 7 are under the influence of the blowing coil 8. The movable contact arm 10 is rotatably supported at 11. The spring 9 produces the contact pressure.

På holdemagnetens bevegelige anker befinner der seg en ekstra mot-magnetiser-ingsspole 12. Dens vikling er omstøpt med støpeharpiks og derfor uømfintlig overfor alle mekaniske innflytelser, særlig slag og rystelser. Parallelt med spoletilslutningene ligger, som vist på fig. 2, en kondensator 13, som har en kapasitet av minst 600 til 800 H F, og hvis oppladning skjer ved hjelp av den normale spenningskilde for holde-spolene. I høyre halvdel av fig. 2 er også vist holdespolen 4 med en beskyttelsesmot-stand 16 og en seriemotstand 17. On the holding magnet's movable armature there is an additional counter-magnetizing coil 12. Its winding is remoulded with casting resin and is therefore insensitive to all mechanical influences, especially shocks and vibrations. Parallel to the coil connections are, as shown in fig. 2, a capacitor 13, which has a capacity of at least 600 to 800 HF, and whose charging takes place by means of the normal voltage source for the holding coils. In the right half of fig. 2 also shows the holding coil 4 with a protective resistor 16 and a series resistor 17.

Motstanden 14, som har høy ohm-verdi og er innskudt foran holdespolen, tjener til å konsentrere utladningsstrømstøtet på ut-ladningskretsen. Denne krets blir for im-pulsgivning sluttet ved betjening av en arbeidskontakt 15. Til dette formål anvendes hjelpekontakten på et hurtigrelé (til-bakestrømrelé), som samtidig åpner magnetens holdestrømkrets ved fallende for-overgående strøm i en likerettergruppe. Derved skaffes en ekstra sikkerhet for vir-kelig frakobling av bryteren. Dessuten arbeider de av strømimpulsen frembragte mot-amperevindinger bare på den allerede svinnende holdefluks. De åpningstider som oppnås med dette arrangement, utgjør ved hurtigbrytere for 7500 A nominell strøm bare noen millisekunder og ligger under de egentider som er vanlige for disse bry-tere. The resistor 14, which has a high ohm value and is inserted in front of the holding coil, serves to concentrate the discharge current surge on the discharge circuit. This circuit is closed for pulsing by operating a work contact 15. For this purpose, the auxiliary contact is used on a fast relay (reverse current relay), which at the same time opens the magnet's holding current circuit in case of falling forward current in a rectifier group. This provides additional security for actual disconnection of the switch. Moreover, the counter-amp windings produced by the current pulse only work on the already diminishing holding flux. The opening times achieved with this arrangement, in the case of quick-acting switches for 7500 A nominal current, amount to only a few milliseconds and are below the characteristic times that are common for these switches.

For å holde lysbuen ved åpning av holdestrømkretsen ved relékontakten så svak som mulig, i betraktning av at en relativt høy induktivitet skal frakobles, kan der bygges inn en slukkekrets bestående av en kondensator med motstand 19. Fig. 3 viser denne anordning i et koblingsskjema for hele utløsningskretsen, hvor også en kortslutningskontakt 18 for holdekretsen er vist. In order to keep the arc when opening the holding current circuit at the relay contact as weak as possible, considering that a relatively high inductance is to be disconnected, an extinguishing circuit consisting of a capacitor with resistance 19 can be built in. Fig. 3 shows this device in a connection diagram for the entire release circuit, where a short circuit contact 18 for the holding circuit is also shown.

Da ankerets bevegelse ikke overstiger 20 mm, kan tilslutningen for mot-magne-tiseringsspolen på ankeret gjøres fleksibel uten at det derfor blir nødvendig å regne med noen avkortning av levetiden. As the armature's movement does not exceed 20 mm, the connection for the counter-magnetizing coil on the armature can be made flexible without it therefore being necessary to expect any shortening of the lifetime.

Claims

1. Coupling arrangement for quick-release switch with holding magnet to whose magnetic system there belongs a magnetic shunt which has one or more air gaps and carries a self-releasing coil which works in the event of a short circuit, characterized in that the magnetic system is assigned an additional, in and of itself known, by means of by capacitor discharge energizable counter-magnetizing coil for extraneous rapid release, whose flux passes across the shunt.

2. Coupling arrangement as stated in claim 1, characterized in that the counter-magnetizing coil for extraneous rapid release is arranged on the holding magnet's armature.

3. Connection arrangement as stated in claims 1 and 2, characterized by one reverse current relay which gives the release command for the capacitor discharge while simultaneously opening the holding magnet's holding current circuit.

4. Connection arrangement as stated in claim 2, characterized in that a resistor with a high ohm value is connected in front of the capacitor's discharge circuit, with the help of which the discharge current is concentrated on the armature coil.

5. Connection arrangement as stated in claim 1-4, characterized in that the same voltage source is used for the energization of the holding coil of the holding magnet and for the charging of the capacitor.