RU2158459C2 - Electric circuit current limiting and disconnecting device - Google Patents
Electric circuit current limiting and disconnecting device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2158459C2 RU2158459C2 RU98110232A RU98110232A RU2158459C2 RU 2158459 C2 RU2158459 C2 RU 2158459C2 RU 98110232 A RU98110232 A RU 98110232A RU 98110232 A RU98110232 A RU 98110232A RU 2158459 C2 RU2158459 C2 RU 2158459C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rails
- electric
- spiral
- electric circuit
- current
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Данное изобретение относится к средствам защиты электрических сетей и предназначено для ограничения и отключения тока электрической цепи. Преимущественно данное изобретение может быть использовано в устройствах защиты электрических сетей и источников электрической энергии от перегрузок при коммутации электрической цепи, например в результате коротких замыканий. This invention relates to the protection of electrical networks and is intended to limit and disable the current of the electrical circuit. Advantageously, this invention can be used in devices for protecting electric networks and sources of electric energy from overloads during switching of an electric circuit, for example, as a result of short circuits.
Известен автомат гашения поля, предназначенный для выключения цепи с индуктивностью, содержащий электрические контакты, ограничительное сопротивление и дугогасительную камеру, состоящую из корпуса, катушки радиального поля, катушки магнитного дутья, магнитопровода, пластин дугогасительнной решетки, шунтированных активными сопртивлениями. В таком устройстве при выключении цепи электрическими контактами электрическая дуга, возникающая под воздействием ЭДС самоиндукции коммутируемой цепи, под действием магнитного поля указанных выше катушек перемещается на пластины дугогасительной решетки и разрушается. При этом энергия накопленная в индуктивности цепи рассеивается на активном сопротивлении дуги [1]. A known field suppression machine, designed to turn off a circuit with an inductance, comprising electrical contacts, a limiting resistance, and an arcing chamber consisting of a housing, a radial field coil, a magnetic blast coil, a magnetic circuit, arcing plate plates, shunted by active resistances. In such a device, when the circuit is switched off by electric contacts, the electric arc arising under the influence of the self-induction EMF of the switched circuit, under the influence of the magnetic field of the above coils, moves to the arcing plate plates and collapses. In this case, the energy accumulated in the inductance of the circuit is dissipated by the active resistance of the arc [1].
Недостатком такого устройства является сложность его конструкции. The disadvantage of this device is the complexity of its design.
Наиболее близким по конструкции и принципу действия, устройством, выбранным в качестве прототипа, является устройство для ограничения и выключения тока электрической цепи, содержащее два параллельных электрода, соединенных между собой устройством для инициирования электрического разряда, причем в качестве электродов использованы параллельно расположенные друг относительно друга рельсы, а устройство для инициирования электрической дуги подключено со стороны концов рельсов, предназначенных для их включения в защищаемую электрическую цепь [2]. The closest in design and principle of operation, the device selected as a prototype is a device for limiting and turning off the current of an electric circuit, containing two parallel electrodes interconnected by a device for initiating an electric discharge, and rails located parallel to each other are used as electrodes and the device for initiating an electric arc is connected from the side of the ends of the rails intended for their inclusion in the protected electric w chain [2].
Данное устройство имеет относительно низкую эффективность при ограничении и отключении электрического тока электрической цепи, так как практически вся энергия выделяется в электрической дуге, имеющей низкое сопротивление электрическому току, а при гашении дуги неизбежно возникает перенапряжение в защищаемой цепи. This device has a relatively low efficiency when limiting and turning off the electric current of an electric circuit, since almost all the energy is released in an electric arc having a low resistance to electric current, and when the arc is extinguished, an overvoltage in the protected circuit inevitably occurs.
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение эффективности ограничения электрического тока и снижение перенапряжения в защищаемой цепи. The technical result of the present invention is to increase the efficiency of limiting electric current and reducing overvoltage in the protected circuit.
Для достижения указанного технического результата предложено усовершенствовать устройство для ограничения и отключения тока электрической цепи, содержащее два параллельных электрода, соединенных между собой устройством для инициирования электрического разряда, причем в качестве электродов использованы параллельно расположенные друг относительно друга рельсы, а устройство для инициирования электрической дуги подключено со стороны концов рельсов предназначенных для их подключения в защищаемую электрическую цепь. Усовершенствование заключается в том, что рельсы изготовлены из резистивного материала, например нихрома. To achieve the technical result, it is proposed to improve a device for limiting and turning off the current of an electric circuit, containing two parallel electrodes interconnected by a device for initiating an electric discharge, moreover, rails arranged in parallel to each other are used as electrodes, and the device for initiating an electric arc is connected to the sides of the ends of the rails intended for their connection in a protected electrical circuit. The improvement is that the rails are made of resistive material, such as nichrome.
В другом варианте реализации предложенного устройства свободные концы рельсов соединены токопроводной перемычкой накоротко. In another embodiment of the proposed device, the free ends of the rails are connected by a shorting jumper.
В третьем варианте реализации предложенного устройства с целью снижения размеров, рельсы свернуты в спирали, причем оба рельса расположены в одной плоскости. In the third embodiment of the proposed device in order to reduce the size, the rails are coiled in a spiral, both rails being located in the same plane.
В четвертом варианте реализации, рельсы свернуты в спирали, при этом спирали расположены в параллельных плоскостях. In a fourth embodiment, the rails are coiled into spirals, with the spirals arranged in parallel planes.
В пятом варианте реализации рельсы свернуты по винтовой спирали, образуя чередующиеся витки, расположенные на одной цилиндрической поверхности. In the fifth embodiment, the rails are twisted in a helical spiral, forming alternating turns located on one cylindrical surface.
В шестом варианте реализации рельсы свернуты по винтовой спирали, причем витки спиралей каждого рельса расположены на разных коаксиальных цилиндрических поверхностях. In a sixth embodiment, the rails are coiled in a helical spiral, with the coils of the coils of each rail located on different coaxial cylindrical surfaces.
В седьмом варианте реализации один рельс свернут по винтовой спирали, а второй выполнен в виде стержня и расположен по оси этой винтовой спирали. In the seventh embodiment, one rail is folded in a helical spiral, and the second is made in the form of a rod and is located along the axis of this helical spiral.
Сущность предложенного изобретения поясняется прилагаемыми чертежами. На фиг. 1 показана электрическая схема предложенного устройства. На фиг. 2 показана схема во включенном состоянии, поясняющая принцип действия. На фиг. 3 - фиг. 8 показаны особенности конструкции рельсов в различных вариантах реализации предлагаемого устройства. The essence of the proposed invention is illustrated by the accompanying drawings. In FIG. 1 shows an electrical diagram of the proposed device. In FIG. 2 shows a diagram in the on state, explaining the principle of operation. In FIG. 3 - FIG. 8 shows the design features of the rails in various embodiments of the proposed device.
На фиг.1 устройство для ограничения и отключения тока электрической цепи содержит канал, образованный, парой параллельных токопроводящих рельсов 1 и 2, изготовленных из резистивного материала с повышенным электрическим удельным сопротивлением, входные концы которых подключены последовательно к внешней цепи, содержащей источник электрической энергии 3 и нагрузку 4, ток которой необходимо ограничить и отключить. Кроме того, вход рельсотрона шунтирован устройством для инициирования электрической дуги 5, например предохранительной плавкой вставкой или размыкающим контактом коммутатора. Корпус и электрические изоляторы не показаны. In Fig. 1, a device for limiting and turning off the current of an electric circuit comprises a channel formed by a pair of parallel
На фиг. 2 показано предлагаемое устройство во включенном состоянии. При этом стрелками отмечен путь протекания электрического тока I и направление скорости V движения электрической дуги 6. In FIG. 2 shows the proposed device in the on state. In this case, the arrows indicate the path of the flow of electric current I and the direction of the speed V of the movement of the
В другом варианте реализации предложенного устройства, изображенном на фиг.3, показан канал, образованный парой параллельных рельсов 1 и 2, изготовленных из материала с повышенным электрическим сопротивлением, входные концы которых подключены последовательно к внешней цепи, содержащей источник электрической энергии 3 и нагрузку 4. Вход рельсов шунтирован устройством для инициирования электрической дуги 5, а свободные концы замкнуты накоротко перемычкой 7. In another embodiment, the implementation of the proposed device, shown in figure 3, shows a channel formed by a pair of
На фиг. 4 показана конструкция рельсов, в которой рельсы 1 и 2 свернуты в спираль, причем оба рельса 1 и 2 расположены в одной плоскости. In FIG. 4 shows the construction of the rails in which the
На фиг. 5 показана конструкция рельсов, в которой рельсы 1 и 2 свернуты в спираль, причем рельсы 1 и 2 расположены в параллельных плоскостях. In FIG. 5 shows the construction of the rails, in which the
На фиг. 6 показана конструкция рельсов, в которой рельсы 1 и 2 свернуты по винтовой спирали, причем оба рельса расположены на одной цилиндрической поверхности. In FIG. 6 shows the construction of the rails in which the
На фиг. 7 показана конструкция рельсов, в которой рельсы 1 и 2 свернуты по винтовой спирали, причем рельс 1 расположен на одной, а рельс 2 расположен на другой коаксиальных цилиндрических поверхностях. In FIG. 7 shows the construction of the rails in which the
На фиг. 8 показана конструкция рельсов, в которой рельс 1 свернут по винтовой спирали, а рельс 2 расположен на оси этой спирали. In FIG. 8 shows the construction of the rails in which the
Работа предлагаемого устройства (фиг. 1, фиг. 2) осуществляется следующим образом. В исходном состоянии электрический ток от источника электрической энергии 3 протекает по нагрузке 4 и по проводнику устройства для инициирования электрической дуги, в данном примере - по плавкой вставке предохранителя 5, шунтирующей вход рельсов. При разрушении плавкой вставки, например плавлении в результате токовой перегрузки, на входе рельсов возникает электрическая дуга 6 (фиг. 2), которая под действием магнитного поля собственного тока перемещается вдоль рельсов со скоростью V. По мере движения дуги, в цепь последовательно с нагрузкой включаются участки рельсов 1 и 2, изготовленных из резистивного материала с повышенным удельным сопротивлением, от точек подключения внешней цепи до дуги. В результате падения напряжения на указанных участках рельсов ограничивается и снижается ток внешней цепи. Электрическая дуга гаснет в результате уменьшения тока или разрушается по достижении свободных концов рельсов. В результате этого отключается ток нагрузки 4. Относительно плавное включение возрастающего активного сопротивления последовательно во внешнюю цепь позволяет рассеять энергию, накопленную в индуктивности внешней цепи, и снизить коммутационные перенапряжения. Величина общего сопротивления рельсов выбирается из условий требуемой кратности ограничения (снижения) тока. Например, для защиты от короткого замыкания, электрическое сопротивление рельсов может быть соизмеримым с номинальным сопротивлением нагрузки. The operation of the proposed device (Fig. 1, Fig. 2) is as follows. In the initial state, the electric current from the source of
Устройство, изображенное на фиг. 3, работает аналогично устройству фиг. 1, кроме того, по мере приближения электрической дуги к короткозамкнутым концам рельсов, в результате шунтирования тока перемычкой 7, дуга гаснет без отключения тока нагрузки. При этом ток внешней цепи ограничивается сопротивлением рельсов, а выключение, в случае необходимости, может быть произведено другими известными средствами, например коммутатором внешней цепи. The device shown in FIG. 3 operates similarly to the device of FIG. 1, in addition, as the electric arc approaches the short-circuited ends of the rails, as a result of current shunting by
Рельсы, конфигурация которых показана на фиг. 4. - фиг. 8 работают в составе устройств изображенных на фиг. 1 и фиг. 3 аналогично описанным выше и позволяют уменьшить габариты. Вместе с тем, в устройствах фиг. 5 и фиг. 7 после прохождения дугой первого витка спирали на дугу действует суммарное магнитное поле всех пройденных витков. Следовательно, электрическая дуга будет эффективнее перемещаться при меньших токах. Кроме того, в таких рельсах более высокое значение величины индуктивной составляющей вводимого сопротивления, что повышает эффективность ограничения тока внешней цепи. Rails, the configuration of which is shown in FIG. 4. - FIG. 8 operate as part of the devices depicted in FIG. 1 and FIG. 3 similar to those described above and can reduce the size. However, in the devices of FIG. 5 and FIG. 7, after the arc passes through the first turn of the spiral, the total magnetic field of all the passed turns acts on the arc. Consequently, the electric arc will move more efficiently at lower currents. In addition, in such rails there is a higher value of the inductive component of the input resistance, which increases the efficiency of limiting the current of the external circuit.
Изобретение позволяет упростить конструкцию устройства для ограничения и отключения тока электрической цепи и повысить быстродействие коммутации при малых коммутационных перенапряжениях, благодаря рассеянию энергии индуктивностей коммутируемой цепи на вводимом активном сопротивлении рельсов. The invention allows to simplify the design of the device for limiting and turning off the current of the electric circuit and to increase the switching speed at low switching overvoltages, due to the dissipation of the energy of the inductances of the switched circuit on the input active resistance of the rails.
Литература
1. Г. А.Лукьянов. Сверхзвуковые струи плазмы. Л.: Машиностроение, 1985, с. 36, рис. 2-11.Literature
1. G. A. Lukyanov. Supersonic jets of plasma. L .: Engineering, 1985, p. 36, fig. 2-11.
2. Авторское свидетельство СССР N 112017, кл. МКИ G 01 R 31/02, H 01 T 1/02, от 02.08.1958 г. 2. Copyright certificate of the USSR N 112017, cl. MKI G 01 R 31/02, H 01
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98110232A RU2158459C2 (en) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | Electric circuit current limiting and disconnecting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98110232A RU2158459C2 (en) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | Electric circuit current limiting and disconnecting device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98110232A RU98110232A (en) | 2000-03-20 |
RU2158459C2 true RU2158459C2 (en) | 2000-10-27 |
Family
ID=20206585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98110232A RU2158459C2 (en) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | Electric circuit current limiting and disconnecting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2158459C2 (en) |
-
1998
- 1998-05-26 RU RU98110232A patent/RU2158459C2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЛУКЬЯНОВ Г.А. Сверхзвуковые струи плазмы, - Л.: Машиностроение, 1985, с.36, рис.2-11. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8018705B2 (en) | Spark gap protection device | |
KR101652937B1 (en) | DC circuit breaker | |
US7755873B2 (en) | Device for protection against voltage surges with parallel simultaneously triggered spark-gaps | |
EP3550581B1 (en) | Methods and apparatus for dc arc detection/suppression | |
US4359708A (en) | Fusible element for a current-limiting fuse having groups of spaced holes or notches therein | |
US6930871B2 (en) | Lightning arrester device for low-voltage network | |
US11824346B2 (en) | Current cut-off device for high-voltage direct current with adaptive oscillatory circuit, and control method | |
JP5650914B2 (en) | System and method for protecting a series capacitor bank | |
CN110651348B (en) | Electrical DC switching system | |
US3320482A (en) | Lightning arrester for high energy switching surges | |
EP2837010B1 (en) | Passive resonance dc circuit breaker | |
US3566201A (en) | Discharge arc control means for a lightning arrester | |
US4481495A (en) | Fusible element for a current-limiting fuse having groups of spaced holes or notches therein | |
RU2158459C2 (en) | Electric circuit current limiting and disconnecting device | |
CN109510184B (en) | Surge protection device and system | |
US2295320A (en) | Electric discharge device | |
KR101845826B1 (en) | Improved reliability Two-way DC circuit breaker | |
JP3209727B2 (en) | Fault-tolerant power supply circuit | |
US3611045A (en) | Lightning arrester sparkgap assembly having opposed electromagnetic field-generating means for controlling arc movement | |
RU2191455C2 (en) | Device for limiting and switching-off of electric circuit current | |
US6665157B2 (en) | Apparatus for interrupting an electrical circuit | |
WO1998010498A1 (en) | Overvoltage protection spark gaps and transformers | |
US6661628B2 (en) | Method for interrupting a current-carrying path | |
AU724362B2 (en) | Overvoltage protection spark gaps and transformers | |
Drebenstedt et al. | Transient Arc Characteristic of a Commutation Switch Utilizing High Velocity Contact Separation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20161227 |