NO173208B - Stroembegrensende koblingsapparat - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et strømbegrensende koblingsapparat, hvor en magnetutløser bevirker en kontaktåpning, hvor minst én kontakt som er opprettet mellom et bevegelig og et fast kontaktelement, er anordnet hos en innretning til frembringelse av et hjelpemagnetfelt, og med en akse står vinkelrett på utstrekningsretningen av det bevegelige kontaktelement.

Et slikt strømbegrensende koblingsapparat er kjent (DE-PS

nr. 942 455). Elektromagneter som magnetiseres av kortslut-ningsstrømmen, virker der på et kontaktsperreelement som sperrer det bevegelige koblingsstykke i hevet stilling foran den endelige utkoblingsstilling, mot tilbakegang til innkob-lingsstillingen.

Fra US-PS 2 555 799 er der kjent en elektrisk bryter som omleder sin driftsstrøm fra hovedkontakter til en hjelpekontakt hvis utformning stemmer med hva som er angitt ovenfor. Den kjente anordning er en av de mange kjente foranstaltninger av arten hjelpemidler for lysbueforplantning.

Det er ved slike koblingsapparater kjent å nytte strømføringen til den faste kontakt og til det bevegelige kontaktstykke som kontaktåpningskrefter (FR-A-2 400 761) . På den annen side er tiltakene hyppig rettet mot å holde kontaktene lukket før åpningen (DE-PS nr. 942 455, CH-PS nr. 264 111). Det er også kjent å forhindre en fornyet slutning av allerede hevede kontakter ved sperreelementer som manøvreres av en elektromagnet (DE-PS nr. 942 455). For herved å gjøre kontakthevende krefter hos elektromagnetene uskadelige, er der magnetkjernen på begge sider forsynt med magnetben som fører magnetfeltet utover kontaktsonen. En slik magnet kan over den forløpende

lysbue dessuten på avstand benyttes som blåsemagnet på lysbuen.

Ved strømbegrensende koblingsapparater er en rask kontaktåpning som inntreffer så tidlig som mulig, den viktigste forutsetning. Ved koblingsapparater blir dette som regel oppnådd ved hjelp av et hurtig magnetankersystem. Ofte slår magnetankersystemet mot det bevegelige kontaktelement allerede før utløsningen av en holdesperre. For å akselerere lysbueforplantningen er det også vanlig å la elektrodynamiske krefter virke på den bevegelige kontakt. Slike tiltak blir samtidig benyttet som hjelpemidler for lysbueforplantningen. Til dette formål blir det virksomme magnetfelt på kontaktstedet i tillegg forsterket ved jernbøy-ler, jernplater eller såkalte blåsespoler. Dermed kan en lysbue forplante seg raskere inn i slukkekammeret. Det egentlige sentrum for den magnetiske kraftfrembringelse, den magnetiske utløser, ligger i denne forbindelse som regel forholdsvis langt borte fra kontaktstedet, relativt sett.

Hensikten med oppfinnelsen er å utvikle et strømbegrensende koblingselement resp. koblingsapparat som utøver sterke åpningskrefter på et bevegelig kontaktelement, og som kan benyttes såvel med som uten slukkekamre.

Løsningen på den omtalte oppgave skjer ifølge oppfinnelsen ved de trekk som fremgår av krav 1, 2. I den forbindelse tjener magnetutløseren selv til å frembringe hjelpemagnetfeltet. Aksen til innretningen for hjelpemagnetfeltet ligger i det minste omtrent i bevegelsesretningen for det bevegelige kontaktelement og strømretningen for kontakten er valgt slik at det tilgrensende kontaktelement med hensyn til hjelpemagnetfeltet utsettes for en kraft som støter det bort fra det faste kontaktelement. Magnetfeltet til det for koblingsapparatet uten videre forekommende magnetutløsersystem blir benyttet direkte eller som lekkasjefelt for lysbuebevegelsen og den raske kontaktåpning. Det bevegelige kontaktelement er i den forbindelse lagret direkte i utløserens magnetfelt og strømretningen i den bevegelige kontakt er motsatt av spolestrømmen.

Hjelpemagnetfeltet kan i den forbindelse være en del av en magnetankerkrets, hvorved det sentrale sted for den største magnetiske kraftutfoldelse kan virke direkte på de rommelige hertil nært anordnede kontakter. Dertil kan magnetankeret i den forbindelse på i og for seg kjent måte stå i virksom forbindelse med det bevegelige kontaktledd, hvorved det utnyttes en slagankervirkning.

En spesielt sterk kraftvirkning på det bevegelige kontaktelement oppnås når to kontaktstykker for to kontakter er utført som et felles bevegelig kontaktelement, som ligger i det minste tilnærmet i et plan vinkelrett på aksen til innretningen for hjelpemagnetfeltet. Et slikt kontaktelement kan omgi magnetanordningen U-formig eller sigdformig. Det bevegelige kontaktelement frembringer på denne måte en stor angrepsflate for åpningskreftene.

Slukkeplatene kan i denne forbindelse anordnes i tenkte plan vinkelrett på magnetfeltet, slik at der fås en kompakt konstruksjon ved en bryteranordning med slukkekammer. Ved den innledningsvis omtalte kjente anordning (US-PS nr. 2 555 799) , forløper bevegelsesretningen for det bevegelige kontaktelement ikke i retningen for hjelpemagnetfeltet, men vinkelrett på dette. Dessuten kan slukkeplater bare anordnes innenfor en hjelpevikling eller i et i forhold til denne forskutt plan, noe som fører til en voluminøs konstruksjon.

Det felles, bevegelige kontaktelement kan også danne flere vindinger om hjelpemagnetfeltet, hvorved kraftvirkningen blir ytterligere forsterket. I motsetning til ved en kjent strømbe-grensende eller elektrodynamisk åpnet koblingsinnretning (US-PS nr. 3 555 471) virker det sentrale magnetfelt til magnetut-løsersystemet da på flere vindinger, hvorved kraftvirkningen forstørres. Når de faste kontaktelement sammen med det felles, bevegelige kontaktelement for to kontaktsteder danner U-formede ben i kontaktområdet, fremmes lysbuens forplantning på kjent måte, da der dannes strømsløyfer.

Ved mekanismer med dødpunktstilling som i og for seg kjent (f.eks. fra FR-A-I 551 832) og holdeinnretninger, som vil bli detaljert beskrevet senere, kan virkningen av den magnetiske kraft for åpning av kontakten doseres på kjent måte.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet i tilknytning til på tegningen grovt skjematisk viste utførelseseksempler.

Fig. 1 viser et strømbegrensende koblingsapparat uten magnetisk utløser og holdesperre, idet visse deler er gjennomskåret resp. fjernet. Fig. 2 viser den prinsipielle anordning i forhold til hjelpemagnetf eltet av et bevegelig kontaktelement som er felles for to kontaktsteder. Fig. 3 viser anordningen i forhold til hjelpemagnetfeltet av et bevegelig kontaktelement som består av flere vindinger. Fig. 4 viser et strømbegrensende koblingsapparat, hvis innretning til frembringelse av hjelpemagnetfeltet er del av en magnetankerkrets, idet magnetankeret kan virke utløsende på en holdesperre.

Ved det strømbegrensende koblingsapparat resp. bryterelement på fig. 1 er der anordnet to kontakter 1, 2, som hver er anordnet mellom et bevegelig kontaktelement 3 og et fast kontaktelement 4. Kontaktelementene bærer kontaktstykker 5. Aksen til en innretning for frembringelse av et hjelpemagnetfelt 7 står vinkelrett på utstrekningen av det bevegelige kontaktelement 3 ved kontakt i lukkestilling. Bevegelsesretningen for det bevegelige kontaktelement 3 ligger omtrent i akseretningen for innretningen til frembringelse av hjelpemagnetfeltet 7. Strømretningen over tilkoblingslederen 8 (i pilretningen 9) er slik valgt at det bevegelige kontaktelement 3 med hensyn til hjelpemagnetfeltet 7 utsettes for en kraft som støter det bort fra det faste kontaktelement.

Innretningen for hjelpemagnetfeltet 7 består av en elektromagnet hvis vikling 10 er forsynt med tilkoblinger 11, og av et magnetisk tilbakekoblingsstykke 12, som fører feltet tilbake til kjernen 13.

Magnetfeltet 7 virker åpnende på strømmen når feltets fluks har en retning 9 og når magnetfeltet med sin tenkte akse 14 har en nordpol over tegningens plan.

Bena til det bevegelige kontaktelement som er felles for to kontakter 1, 2, bærer kontaktstykker 5 og danner med de faste kontaktelementer 4 U-formede ben, resp. en strømsløyfe. Når en kontakt åpner seg, virker en kraft på lysbuen i retning av den tenkte U-akse, nærmere bestemt i retning mot bunnen av U'en. Slukkeplater i et lysbuekammer 15 kan derfor være anordnet i lysbuens forplantningsretning. Samtidig virker tilkoblings-skinnen 8 som ledeskinne, idet en annen ledeskinne 16 kan være anordnet overfor den nedre ledeskinne. Slike slukkekamre 15 kan være anordnet i forbindelse med begge kontakter. Lysbueinnløpet i slukkekammeret understøtter samtidig magnetiske lekkasjefel-ter i kontaktområdet, hvorved der på lysbuen utøves en kraft som står vinkelrett på strømretningen i lysbuen og vinkelrett på lekkasjemagnetfeltet i kontaktområdet.

Strømtilførselen til kontaktene kan utføres som seriekobling til elektromagnetens vikling.

Det bevegelige kontaktelement 3 for de to kontakter er i utførelseseksempelet svingbart om en mekanisk akse 17. De to kontaktsteder virker i åpen stilling som dobbeltavbryter av strømkretsen mellom tilkoblingsskinnene 8.

På fig. 2 er et bevegelig kontaktelement 3 som er felles for to kontaktsteder, anordnet i et plan omtrent vinkelrett på aksen 14 for innretningen til frembringelse av hjelpemagnetfeltet. De faste kontaktelementer danner sammen med det felles, bevegelige kontaktelement 3 hver U-formede ben i kontaktområdet. Strømtilførselen og -bortledningen kan geometrisk også være utformet annerledes, når et hjelpemiddel av den allerede omtalte art for lysbuef orplantningen ikke er nødvendig. For på den annen side å utnytte magnetvirkningen også for fri forplantning av lysbuen bør bena til det U-formede resp. sigdformede felles kontaktelement 3 ende i magnetområdet, altså eksempelvis være kort. Dessuten kan det bevegelige kontaktelement være ført i flere vindinger om aksen 14 for hjelpemagnetfeltet 7, slik det er vist på fig. 3.

Det bevegelige kontaktelement 3 på fig. 2 eller 3 kan enten være translatorisk bevegelig tilnærmet i retningen for aksen 14 til innretningen for frembringelse av hjelpemagnetfeltet 7 for magnetfeltaksen 14, eller også være dreibart opplagret om en akse i det plan som det bevegelige kontaktelement 3 på fig. 2 ligger i. Endene av det felles, bevegelige kontaktelement 3 er derved igjen bevegelig tilnærmet i magnetfeltaksens retning. Magnetfeltet blir ved anordningen i henhold til oppfinnelsen forsterket av strømmen i de faste kontaktelementer 4. Da det på grunn av kontaktenes stilling til magnetfeltet og på grunn av det spesielle bevegelige kontaktelement allerede ved lave strømstyrker fås store åpningskrefter i det strømbegrensende bryterelement, klarer man seg også ved brytere med holdesperre og magnetutløsere med forholdsvis enkle magnetutløsersystemer som kan være forholdsvis langsomme.

På fig. 4 er der vist et bryterelement hvis innretning 6 for hjelpemagnetf eltet er en del av en magnetankerkrets 18, hvis magnetanker 22 står i virkningsforbindelse med det bevegelige kontaktelement 3, idet en støtstang 19 virker i åpningsretnin-gen på en tenkt del 20 som står i forbindelse med det bevegelige kontaktelement 3. Kontaktstedene er i utførelseseksempelet anordnet i delkamre 21 av elektrisk isolerende veggmateriale. Innretningen 6 for hjelpemagnetf eltet er en elektromagnet til hvis magnetiseringsvikling 10 to kontakter er koblet i serie ved et felles bevegelig kontaktelement 3.

Det er gunstig om magnetankeret 18 på fig. 4 påvirkes av en holdeinnretning og det bevegelige kontaktelement 3 føres av en mekanisme som foran åpningsveien har en dødpunktstilling. I denne forbindelse bør holdekreftene være slik innstilt at strømmer med utkoblende strømstyrke med sikkerhet er tilstrekkelige til at ankeret beveges forbi sin dødpunktstilling. Derved unngås en uønsket for tidlig åpning av bryteren, og likevel blir de sterke magnetiske åpningskrefter utnyttet fra en terskelverdi.

Det er videre fordelaktig om holdeinnretningen er utført slik at magnetankeret 18 frigis i lukkeretningen for det bevegelige kontaktelement først etter et tidsrom som utelukker en fastsveising av kontakten. Derved forhindrer man en for tidlig lukking av kontaktene, slik at kontaktstykkene ikke kan fastsveises.

Claims (7)

1. Strømbegrensende koblingsapparat, hvor en magnetutløser bevirker en kontaktåpning, hvor minst én kontakt (1,2) som er opprettet mellom et bevegelig (3) og et fast kontaktelement (4) , er anordnet hos en innretning (6) til frembringelse av et hjelpemagnetfelt (7), og med en akse (14) står vinkelrett på utstrekningsretningen av det bevegelige kontaktelement (3), karakterisert ved at magnetutløseren som innretning til frembringelse av hjelpemagnetfeltet (7) er anordnet slik at dens magnetiseringsviklings (10) akse (14) i det minste ligger omtrent i bevegelsesretningen for det bevegelige kontaktelement (3) og slik at dens felt med en vesentlig komponent loddrett på bevegelsesretningen til den bevegelige kontakt, virker på denne, at strømretningen til kontakten er valgt slik at det bevegelige kontaktledd (3) med hensyn på hjelpemagnetfeltet (7) utsettes for en fra det faste kontaktelement (4) frastøtende kraft, og at to kontaktstykker (5) for kontakter er anordnet på det felles, bevegelig kontaktelement (3), som i det minste strekker seg omtrent i et plan perpendikulært på aksen (14) av innretningen for hjelpemagnetf eltet (7) .

2. Strømbegrensende koblingsapparat i henhold til krav 1, karakterisert ved at det felles, bevegelige kontaktelement (3) danner flere vindinger om aksen (14) av innretningen til frembringelse av hjelpemagnetfeltet (7).

3. Strømbegrensende koblingsapparat i henhold til krav 1, karakterisert ved at det faste kontaktelement (4) sammen med det felles, bevegelige kontaktelement (3) hver danner U-formede ben i kontaktområdet.

4. Strømbegrensende koblingsapparat i henhold til krav 1, karakterisert ved at innretningen (6) til frembringelse av hjelpemagnetfeltet (7) er en del av en magnetankerkrets (18) hvis magnetanker (22) står i virkningsforbindelse med det bevegelige kontaktelement (3).

5. Strømbegrensende koblingsapparat i henhold til krav 1, karakterisert ved at det bevegelige kontaktelement (3) er ført av en mekanisme som foran åpningsveien har en dødpunktstilling.

6. Strømbegrensende koblingsapparat i henhold til krav 4, karakterisert ved at magnetankeret (22) er pådratt av en holdeinnretning og det bevegelige kontaktelement (3) er ført av en mekanisme som foran åpningsveien har en dødpunktstilling, og at holdekreftene er slik innstilt at strømmer med strømstyrke som skal kobles ut, med sikkerhet er tilstrekkelige til å bevege ankeret forbi dets dødpunktstil-ling.

7. Strømbegrensende koblingsapparat i henhold til krav 6, karakterisert ved at holdeinnretningen er utført slik at magnetankeret (22) i slutningsretningen for det bevegelige kontaktelement (3) først frigis etter et tidsrom som utelukker en kontaktsveising.