RU2313845C1

RU2313845C1 - Device for disconnecting direct current by contact switching apparatus

Info

Publication number: RU2313845C1
Application number: RU2006111837/09A
Authority: RU
Inventors: Эльхан Шахбаба оглы Мурадов (RU); Эльхан Шахбаба оглы Мурадов; Роман Евгеньевич Середко (RU); Роман Евгеньевич Середко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Технос"
Priority date: 2006-04-10
Filing date: 2006-04-10
Publication date: 2007-12-27

Abstract

FIELD: electrical engineering; electrical equipment short-circuit and overload protection.

SUBSTANCE: proposed device has contacts, arc-control chamber, parallel magnetic blowout coil, off-line power supply, and current sensor. Device is also provided with series magnetic blowout coil connected in series with contacts, electronic switch being inserted between current sensor and off-line power supply that functions to feed parallel magnetic blowout coil when circuit carries current below rated value and to deenergize this coil when circuit carries current equal to or higher than rated current of device.

EFFECT: enhanced reliability of arc suppression between contacts during device disconnection.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутационным аппаратам, в частности к сильноточным аппаратам, и предназначено для отключения как больших, так и малых токов, например, для выключателей, защищающих электрооборудование городского электротранспорта.The invention relates to electrical engineering, namely to switching devices, in particular to high-current devices, and is intended to turn off both large and low currents, for example, for switches protecting the electrical equipment of urban electric vehicles.

Устройства отключения постоянного тока известны, например, из следующих источников.DC disconnecting devices are known, for example, from the following sources.

В книге Таев И.С. Электрические аппараты управления: Учебник для вузов по специальности "электрические аппараты". 2-е издание, перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1984, §3-2 описано устройство, которое содержит включенные в главную цепь контакты, дугогасительную камеру и катушку параллельного магнитного дутья. Катушка параллельного магнитного дутья подключена к источнику питания в главной цепи. Недостатками указанного устройства являются: зависимость от направления протекания тока в главной цепи, что не позволяет отключать ток при изменении его направления; отсутствие гальванической развязки между контактами в отключенном положении контактов, что создает угрозу поражения электрическим током в эксплуатации; повышенное потребление электроэнергии из-за постоянного включения в главную цепь катушки параллельного магнитного дутья.In the book, Taev I.S. Electrical control devices: A textbook for universities in the specialty "electrical devices". 2nd edition, revised. and add. - M .: Higher. shk., 1984, §3-2 describes a device that contains contacts included in the main circuit, an arcing chamber and a coil of parallel magnetic blast. A parallel magnetic blast coil is connected to a power source in the main circuit. The disadvantages of this device are: dependence on the direction of current flow in the main circuit, which does not allow to turn off the current when changing its direction; the absence of galvanic isolation between the contacts in the disconnected position of the contacts, which creates a risk of electric shock in operation; increased energy consumption due to the constant inclusion of parallel magnetic blasting coils in the main circuit.

Эти недостатки устраняются в устройстве по полезной модели РФ №35923, Н01Н 33/62, 2005 г. (прототип).These disadvantages are eliminated in the device according to the utility model of the Russian Federation No. 35923, Н01Н 33/62, 2005 (prototype).

Оно содержит включенные в главную цепь контакты, дугогасительную камеру, катушку параллельного магнитного дутья, независимый источник питания, к которому подключена катушка параллельного магнитного дутья, и датчик тока для управления независимым источником питания. В качестве датчика тока могут использоваться различные по принципу работы датчики, в том числе основанные на преобразователе Холла.It contains contacts included in the main circuit, an arcing chamber, a parallel magnetic blast coil, an independent power source to which a parallel magnetic blast coil is connected, and a current sensor for controlling an independent power source. Various current sensors can be used as current sensors, including those based on a Hall converter.

Однако это устройство недостаточно надежно при гашении дуги в момент отключения. Это связано с возможностью выхода из строя катушки параллельного магнитного дутья или неисправностью независимого источника питания. Неисправность системы магнитного дутья при отключении может привести к возгоранию всего устройства, то есть к отказу.However, this device is not reliable enough to extinguish the arc at the time of shutdown. This is due to the possibility of failure of the coil of the parallel magnetic blast or a malfunction of an independent power source. A malfunction of the magnetic blast system during shutdown can lead to the ignition of the entire device, that is, to failure.

Патентуемое изобретение направлено на повышение ресурса работы устройства и уменьшение времени гашения дуги.The patented invention is aimed at increasing the life of the device and reducing the arc extinction time.

Технический результат, который достигается изобретением, состоит в повышении надежности гашения дуги между контактами при отключении устройства.The technical result, which is achieved by the invention, is to increase the reliability of the extinction of the arc between the contacts when the device is turned off.

Это достигается тем, что патентуемое устройство отключения постоянного тока дополнительно снабжено катушкой последовательного магнитного дутья, включенной последовательно с контактами, при этом независимый источник питания имеет возможность подключения катушки параллельного магнитного дутья при протекании через контакты тока меньше номинального тока устройства отключения постоянного тока контактным коммутационным аппаратом, и возможность отключения катушки параллельного магнитного дутья при протекании тока в цепи, равного или превышающего номинальный ток этого устройства.This is achieved by the fact that the patented DC disconnect device is additionally equipped with a serial magnetic blast coil connected in series with the contacts, while an independent power source has the ability to connect a parallel magnetic blast coil when current flows through the contacts less than the rated current of the DC disconnect device by a contact switching device, and the ability to disable the parallel magnetic blast coil when current flows in a circuit equal to or exceeds an rated current of the device.

При наличии указанной катушки последовательного магнитного дутья обеспечивается гашение дуги даже при неисправной катушке параллельного магнитного дутья или выходе из строя независимого источника питания, что обеспечивает надежность патентуемого устройства. При токах выше номинального тока, протекающего через контакты устройства, сила, действующая на дугу при протекании тока по катушке последовательного магнитного дутья, достаточна для гашения дуги. В этом случае при совместной работе катушка параллельного магнитного дутья и катушка последовательного магнитного дутья создадут силу, действующую на дугу, большего значения, чем требуется для гашения дуги. Это может привести к выходу дуги за пределы дугогасительного устройства, что является аварийной ситуацией, то есть происходит снижение надежности устройства. Поэтому существенным является применение независимого источника питания с возможностью подключения катушки параллельного магнитного дутья при протекании через контакты тока, меньшего номинального тока устройства отключения постоянного тока контактным коммутационным аппаратом, и с возможностью отключения катушки параллельного магнитного дутья при протекании через контакты тока, равного или превышающего номинальный ток этого устройства.In the presence of the indicated coil of sequential magnetic blasting, arc quenching is ensured even with a faulty coil of parallel magnetic blasting or failure of an independent power source, which ensures the reliability of the patented device. At currents above the rated current flowing through the contacts of the device, the force acting on the arc during the flow of current through the coil of sequential magnetic blast is sufficient to extinguish the arc. In this case, when working together, the coil of parallel magnetic blast and the coil of sequential magnetic blast will create a force acting on the arc of a greater value than is required for extinguishing the arc. This can lead to the exit of the arc beyond the arcing device, which is an emergency situation, that is, there is a decrease in the reliability of the device. Therefore, it is essential to use an independent power source with the ability to connect a parallel magnetic blast coil when current flows through the contacts less than the rated current of the DC disconnect device by a contact switching device, and with the ability to turn off the parallel magnetic blast coil when current flows through the contacts equal to or greater than the rated current of this device.

Кроме того, указанное подключение (отключение) катушки параллельного магнитного дутья способствует снижению потребления электроэнергии патентуемым устройством.In addition, the specified connection (disconnection) of the parallel magnetic blast coil helps to reduce the power consumption of the patented device.

Патентуемое устройство поясняется чертежом, где показана блок-схема устройства.The patented device is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of the device.

Устройство отключения постоянного тока контактным коммутационным аппаратом содержит включенные в главную цепь контакты 1, дугогасительную камеру 2, катушку параллельного магнитного дутья 3, независимый источник питания 4, датчик тока 5 для управления независимым источником питания 4. Последовательно с контактами дополнительно включена катушка последовательного магнитного дутья 6.The DC disconnecting device by the contact switching device contains contacts 1 included in the main circuit, an arcing chamber 2, a parallel magnetic blast coil 3, an independent power supply 4, a current sensor 5 for controlling an independent power source 4. An additional sequential magnetic blast coil 6 is connected in series with the contacts .

В цепи между датчиком тока и независимым источником питания встроен электронный ключ (на чертеже показан в виде управляемого контакта в независимом источнике питания).An electronic key is integrated in the circuit between the current sensor and the independent power source (shown in the drawing as a controlled contact in an independent power source).

Благодаря этому электронному ключу независимый источник питания может запитывать катушку параллельного магнитного дутья при протекании через контакты тока, меньшего номинального тока устройства, и обесточивать катушку параллельного магнитного дутья при протекании через контакты тока, равного или превышающего номинальный ток этого устройства.Thanks to this electronic key, an independent power source can power a parallel magnetic blast coil when current flows through the contacts of a device lower than the rated current, and de-energize the parallel magnetic blast coil when current flows through the contacts that are equal to or higher than the rated current of this device.

Датчик тока управляет как полярностью, так и определяет величину значения тока. В качестве датчика в разработанном устройстве применен преобразователь Холла. Источник питания 7 предназначен для питания независимого источника питания 4 и датчика тока 5. Независимый источник питания может быть выполнен на конденсаторной батарее или возобновляемых химических источниках тока, например аккумуляторах. Этот источник способен самостоятельно питать катушку параллельного магнитного дутья в течении времени, необходимого для гашения дуги. В качестве источника питания 7 может быть использована низковольтная сеть питания собственных нужд городского электротранспорта. Для обеспечения минимальных габаритов патентуемого устройства предпочтительно, чтобы датчик тока был пространственно расположен так, чтобы магнитное поле катушки параллельного магнитного дутья создавало положительную обратную связь между датчиком тока и катушкой параллельного магнитного дутья. Катушка последовательного магнитного дутья включена последовательно с контактами 1. Выход датчика тока сигнала тока в цепи меньше номинального (<Iном) подключен к одноименному входу независимого источника питания. Направление тока в катушке параллельного магнитного дутья обеспечивается датчиком тока так, чтобы сила, действующая на дугу, была направлена в сторону дугогасительной камеры.The current sensor controls both the polarity and determines the magnitude of the current value. As a sensor in the developed device, a Hall converter is used. The power source 7 is designed to power an independent power source 4 and a current sensor 5. An independent power source can be performed on a capacitor bank or renewable chemical current sources, such as batteries. This source is capable of independently feeding a coil of parallel magnetic blast for the time necessary to extinguish the arc. As the power source 7 can be used low-voltage power supply network for domestic needs of electric vehicles. To ensure the minimum dimensions of the patented device, it is preferable that the current sensor be spatially arranged so that the magnetic field of the parallel magnetic blast coil creates a positive feedback between the current sensor and the parallel magnetic blast coil. The sequential magnetic blast coil is connected in series with contacts 1. The output of the current sensor of the current signal in the circuit is less than the nominal (<In) and connected to the same input of an independent power source. The direction of the current in the coil of the parallel magnetic blast is provided by the current sensor so that the force acting on the arc is directed towards the arcing chamber.

Устройство служит для отключения изменяемой нагрузки 8.The device serves to disable the variable load 8.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При работе устройства катушка последовательного магнитного дутья работает в непрерывном режиме.When the device is in operation, the sequential magnetic blast coil operates continuously.

По сигналу тока уставки (I_уст) с датчика тока 5 размыкаются контакты 1, сигнал начала размыкания контактов подается на вход "пуск" независимого источника питания. По сигналу "Пуск" на катушку параллельного магнитного дутья 3 поступает питание полярностью соответствующей сигналу "направления тока" с датчика тока 5. По сигналу "тока меньше номинального" (<I_ном) с датчика тока электронный ключ коммутирует сигнал "Пуск", обеспечивая питание катушки параллельного магнитного дутья только при токе в цепи меньше номинального. После истечения времени, достаточного для гашения дуги в дугогасительном устройстве катушка параллельного магнитного дутья обесточивается.According to the set current signal (I _set ), contacts 1 open from the current sensor 5, the signal of the beginning of the opening of the contacts is fed to the "start" input of an independent power source. By the “Start” signal, a parallel magnetic blast coil 3 receives power with a polarity corresponding to the “current direction” signal from the current sensor 5. By the “current is less than the nominal” signal (<I _nom ) from the current sensor, the electronic key switches the “Start” signal, providing power coils of parallel magnetic blast only when the current in the circuit is less than the nominal. After the expiration of the time sufficient to extinguish the arc in the arcing device, the coil of the parallel magnetic blast is de-energized.

В случае отказа катушки параллельного магнитного дутья или независимого источника питания гашение дуги обеспечивается с помощью катушки последовательного магнитного дутья.In the event of a failure of a parallel magnetic blast coil or an independent power source, arc extinction is ensured by a sequential magnetic blast coil.

Таким образом, обеспечивается надежность устройства отключения постоянного тока контактным коммутационным аппаратом.Thus, the reliability of the DC disconnect device by the contact switching device is ensured.

Claims

A DC disconnect device with a contact switching device, comprising contacts included in the main circuit, an arcing chamber, a parallel magnetic blast coil, an independent power source and a current sensor, characterized in that the device is additionally equipped with a series magnetic blast coil connected in series with the contacts, circuit between the current sensor and an independent power source, an electronic key is switched on, thanks to which an independent power source powers the coil parallel magnetic blast when the current flow in the circuit is less than the nominal and de-energizes the coil of parallel magnetic blast when the current flow in the circuit is equal to or greater than the rated current of this device.