RU2145746C1

RU2145746C1 - Electromagnet-operated circuit breaker

Info

Publication number: RU2145746C1
Application number: RU98111969A
Authority: RU
Inventors: Н.Н. Трусов; А.И. Земцов; В.И. Олейников; З.В. Брысикова
Original assignee: Трусов Николай Николаевич; Земцов Александр Иванович; Олейников Владимир Иванович; Брысикова Зинаида Васильевна
Priority date: 1998-06-24
Filing date: 1998-06-24
Publication date: 2000-02-20

Abstract

FIELD: power circuit breaker manufacture. SUBSTANCE: circuit breaker has making electromagnet supplied with rectified current and built up of coil, armature, stop, and yoke, as well as double-arm lever, shaft, control rod, movable and fixed contacts, pawls, breaking electromagnet, and hold- down spring. Making electromagnet armature is hinged through rod to one end of lever whose other end is hinged to movable-contact control rod of arc-control chamber; ratio of clearance between effective surface of armature and that of stop to clearance between effective surface of stop and inner surface of yoke is between 1.0 and 1.1. Circuit breaker is fully latched in response to short circuit with making electromagnet supplied with power from source depending on voltage across circuit-breaker handled circuit. EFFECT: simplified design, improved functional reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к силовому выключателестроению, и может быть использовано при выполнении высоковольтных выключателей, в том числе вакуумных, с электромагнитным приводом, питающимся выпрямленным током от источника, зависимого от напряжения коммутируемой выключателем цепи. The invention relates to electrical engineering, in particular to a power circuit breaker, and can be used when performing high-voltage circuit breakers, including vacuum circuit breakers, with an electromagnetic drive powered by a rectified current from a source dependent on the voltage of a switched circuit breaker.

Известен выключатель высоковольтный вакуумный трехполюсный типа ВВТЭ-10-20/630 УХЛ2 с электромагнитным приводом, питающимся выпрямленным током, содержащий электромагнит включения, состоящий из ярма, катушки, якоря и стопа, механизм свободного расцепления, вал с рычагами для передачи движения к подвижному контакту дугогасительной камеры, электромагнит отключения, пружину отключения и поджатия, защелки (ТУ 16-91 ИНЛЯ 674132007 ТУ)
Недостатком известного выключателя является его низкая надежность, обусловленная тем, что электромагнит включения не обеспечивает полное включение с посадкой на защелку при коротком замыкании и питании электромагнита включения от источника, зависимого от напряжения коммутируемой выключателем цепи, и обязательно наличие механизма свободного расцепления, для обеспечения отключения из недовключенного положения выключателя при коротком замыкании.Known is a high voltage vacuum three-pole circuit breaker of the type VVTE-10-20 / 630 UHL2 with an electromagnetic drive fed by a rectified current, comprising a switching electromagnet consisting of a yoke, a coil, an armature and a stop, a free trip mechanism, a shaft with levers for transmitting movement to the moving contact of the interrupter cameras, disconnect solenoid, disconnect and preload spring, latches (TU 16-91 INLA 674132007 TU)
A disadvantage of the known switch is its low reliability, due to the fact that the switching electromagnet does not provide a full switch-on latch during a short circuit and powering the switching electromagnet from a source dependent on the voltage of the circuit switched by the switch, and there must be a free trip mechanism to ensure disconnection from short circuit breaker position.

Наиболее близким к заявленному решению является выключатель с электромагнитным приводом, содержащий подвижные и неподвижные контакты, вал, промежуточный вал, отключающую пружину, механизм свободного расцепления, защелки, рычаги, электромагнитный привод, питающийся выпрямленным током и пару подпружиненных звеньев. (Авторское свидетельство СССР N 1552250, H 01 H 33/66, публикация от 23.03.90 г. Бюллетень N 11). Closest to the claimed solution is a switch with an electromagnetic drive, containing movable and fixed contacts, a shaft, an intermediate shaft, a breaking spring, a free trip mechanism, latches, levers, an electromagnetic drive powered by a rectified current and a pair of spring-loaded links. (USSR author's certificate N 1552250, H 01 H 33/66, publication of 03.23.90, Bulletin N 11).

Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является его низкая надежность, обусловленная сложностью конструкции, а именно наличием механизма свободного расцепления, механизма передачи движения от штока электромагнита включения к подвижному контакту камеры дугогасительной, состоящего из системы рычагов и пары подпружиненных звеньев. A disadvantage of the known device adopted for the prototype is its low reliability, due to the complexity of the design, namely the presence of a free trip mechanism, a mechanism for transmitting movement from the rod of the inclusion electromagnet to the movable contact of the arcing chamber, consisting of a system of levers and a pair of spring-loaded links.

Заявленное решение направлено на повышение надежности выключателя. The claimed solution is aimed at improving the reliability of the circuit breaker.

В ходе решения задачи получен следующий технический результат: упрощена конструкция выключателя за счет исключения механизма свободного расцепления, многозвенной системы рычагов механизма передачи движения от штока электромагнита включения к подвижному контакту дугогасительной камеры и пары подпружиненных звеньев, при этом сохранена функциональная возможность полного включения выключателя с посадкой на защелку при коротком замыкании и питании электромагнита включения от источника, зависимого от напряжения коммутируемой выключателем цепи. In the course of solving the problem, the following technical result was obtained: the design of the circuit breaker was simplified by eliminating the free trip mechanism, the multi-link system of levers of the motion transmission mechanism from the rod of the inclusion electromagnet to the movable contact of the arcing chamber and a pair of spring-loaded links, while the functionality was retained that the switch was fully turned on with landing on latch during short circuit and power supply of the switching electromagnet from a source dependent on the voltage of the switched off elem chain.

Указанные результаты достигаются тем, что в выключателе с электромагнитным приводом, содержащим питающийся выпрямленным током электромагнит включения, состоящий из катушки, якоря, стопа и ярма, двуплечий рычаг, вал, тягу, подвижный и неподвижный контакты, защелки, электромагнит отключения, пружину отключения, пружину поджатия, согласно изобретению зазор между рабочей плоскостью якоря и рабочей плоскостью стопа и зазор между рабочей плоскостью стопа и внутренней плоскостью ярма выбраны такими, что отношение первого зазора ко второму находится в пределах от 1,0 до 1,1, а якорь электромагнита включения через шток шарнирно связан с одним концом двуплечего рычага, другой конец которого шарнирно связан с тягой подвижного контакта дугогасительной камеры. The indicated results are achieved by the fact that in a switch with an electromagnetic drive containing a switching electromagnet fed by a rectified current, consisting of a coil, armature, foot and yoke, a two-arm lever, a shaft, a rod, movable and fixed contacts, latches, a shutdown electromagnet, a disconnecting spring, a spring preload, according to the invention, the gap between the working plane of the anchor and the working plane of the foot and the gap between the working plane of the foot and the inner plane of the yoke are selected such that the ratio of the first gap to the second it ranges from 1.0 to 1.1, and the armature of the switching electromagnet through the rod is pivotally connected to one end of the two-shouldered lever, the other end of which is pivotally connected to the thrust of the movable contact of the arcing chamber.

Выполнение указанного отношения зазоров обеспечивает полное включение выключателя при коротком замыкании с посадкой на защелку, за счет накопления энергии электромагнитом, при этом величина тока трогания близка к величине тока установившегося режима. Fulfillment of the indicated gap ratio ensures that the circuit breaker is fully turned on during a short circuit with a snap fit, due to the accumulation of energy by an electromagnet, and the magnitude of the starting current is close to the magnitude of the steady-state current.

При этом отпадает необходимость в наличии механизма свободного расцепления, системы рычагов механизма передачи движения от штока электромагнита включения к подвижному контакту камеры дугогасительной и пары подпружиненных звеньев, а это приводит к упрощению конструкции и, следовательно, к повышению надежности. At the same time, there is no need for a free trip mechanism, a system of levers of the mechanism for transmitting movement from the rod of the switching electromagnet to the movable contact of the arcing chamber and a pair of spring-loaded links, and this leads to a simplification of the design and, consequently, to increased reliability.

При величине отношения зазоров меньше 1,0, не обеспечивается функциональная возможность полного включения выключателя при коротком замыкании с посадкой на защелку, а при величине отношения больше 1,1 не обеспечивается трогание якоря электромагнита включения. Отношение величины зазоров установлено экспериментально. When the ratio of the gaps is less than 1.0, the functionality does not provide the full inclusion of the circuit breaker with a short circuit with a latch, and when the value of the ratio is greater than 1.1, the armature of the electromagnet is not moved off. The ratio of the gaps is established experimentally.

Сущность изобретения поясняется чертежом. The invention is illustrated in the drawing.

На чертеже приведена кинематическая схема выключателя. The drawing shows the kinematic diagram of the switch.

Выключатель содержит электромагнит включения 1, состоящий из катушки 2, якоря 3, стопа 4 и ярма 5, шток 6, закрепленный на якоре 3, двуплечий рычаг 7, с роликом 8 на одном конце и шарниром на другом, вал 9, жестко связанный с рычагом 7, тягу 10, связанную через пружину поджатия 11 с подвижным контактом 12, дугогасительной камеры с неподвижным контактом 13. The switch contains an inclusion electromagnet 1, consisting of a coil 2, an anchor 3, a stop 4 and a yoke 5, a rod 6 mounted on an anchor 3, a two-arm lever 7, with a roller 8 at one end and a hinge at the other, a shaft 9, rigidly connected to the lever 7, a rod 10 connected through a compression spring 11 with a movable contact 12, of the arcing chamber with a fixed contact 13.

Защелки 14 и 15, связанные с пружинами 16 и 17 установлены с возможностью фиксации ролика 8 рычага 7 во включенном положении, защелка 15 выполнена в виде двуплечего рычага, одно плечо которого связано с электромагнитом 18, а другое с защелкой 14. Пружина отключения 19 связана с двуплечим рычагом 7, а пружина 20 связана с якорем 3 электромагнита 1. The latches 14 and 15 associated with the springs 16 and 17 are installed with the possibility of fixing the roller 8 of the lever 7 in the on position, the latch 15 is made in the form of a two shoulders lever, one shoulder of which is connected to the electromagnet 18 and the other to the latch 14. The disconnect spring 19 is connected with two shoulders lever 7, and the spring 20 is connected with the armature 3 of the electromagnet 1.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При подаче питания на катушку 2, в магнитной цепи электромагнита включения 1 создается магнитный поток, обеспечивающий тяговое усилие якоря 3. Отношение величины зазора между рабочей плоскостью якоря 3 и рабочей плоскостью стопа 4 к величине зазора между стопом 4 и внутренней плоскостью ярма 5 численно равно 1,05. При этом отношении величина тока трогания электромагнита близка к величине тока установившегося режима, т.е. в катушке запасается энергия, близкая к энергии установившегося режима, и в процессе всего движения якоря 3 увеличения энергии не требуется. When power is applied to the coil 2, a magnetic flux is created in the magnetic circuit of the switching solenoid 1, which ensures the traction force of the armature 3. The ratio of the gap between the working plane of the armature 3 and the working plane of the stop 4 to the size of the gap between the stop 4 and the inner plane of the yoke 5 is numerically equal to 1 , 05. In this regard, the magnitude of the starting current of the electromagnet is close to the magnitude of the current of the steady state, i.e. energy is stored in the coil close to the energy of the steady state, and during the entire movement of the armature 3, an increase in energy is not required.

Шток 6 через ролик 8 воздействует на один конец двуплечего рычага 7, который другим концом через шарнир воздействует на тягу 10 и через пружину поджатия 11 передает движение подвижному контакту 12 камеры дугогасительной. Происходит замыкание контактов 12 и 13, посадка ролика 8 на защелку 14 и фиксация включенного положения выключателя запирающей защелкой 15. Выключатель включен. The rod 6 through the roller 8 acts on one end of the two shoulders of the lever 7, which at the other end through the hinge acts on the rod 10 and through the compression spring 11 transmits the movement to the movable contact 12 of the arcing chamber. The contacts 12 and 13 are closed, the roller 8 is seated on the latch 14 and the on position of the switch is locked by the locking latch 15. The switch is on.

Отключение выключателя происходит при подаче команды на электромагнит отключения 18, который воздействует своим штоком на защелку 15, происходит отскок защелки 14 под действием пружины отключения 19 и пружины поджатия 11. Привод снова готов к включению. The circuit breaker trips when a command is issued to the shutdown electromagnet 18, which acts with its rod on the latch 15, the latch 14 bounces under the action of the trip spring 19 and the preload spring 11. The drive is ready to turn on again.

Пружины 16 и 17 служат для возврата защелок 14 и 15 в рабочее положение, а пружина 20 служит для возврата якоря 3 после прекращения питания на катушку 2. The springs 16 and 17 serve to return the latches 14 and 15 to the working position, and the spring 20 serves to return the armature 3 after the power supply to the coil 2 is stopped.

Подача питания на катушку 2 прекращается после касания контактов 12 и 13, за счет регулировки блок контактов выключателя. The power supply to the coil 2 is stopped after touching the contacts 12 and 13, by adjusting the contact block of the switch.

Claims

A switch with an electromagnetic drive, comprising a switching electromagnet powered by a rectified current, consisting of a coil, armature, foot and yoke, a two-arm lever, a shaft, traction, movable and fixed contacts, latches, a shutdown electromagnet, a breaking spring, a preload spring, characterized in that the gap between the working plane of the anchor and the working plane of the foot and the gap between the working surface of the stop and the inner plane of the yoke are chosen such that the ratio of the first gap to the second is in the range of 1.0 - 1.1, and the electron armature nit turn through the rod is pivotally connected to one end of a two-armed lever whose other end is pivotally connected to the movable contact rod arc chamber.