RU2344507C1

RU2344507C1 - Automatic air circuit breaker

Info

Publication number: RU2344507C1
Application number: RU2007139555/09A
Authority: RU
Inventors: Виктор Васильевич Шипицын (RU); Виктор Васильевич Шипицын; Иль Викторович Черных (RU); Илья Викторович Черных; 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: 2007-10-24
Filing date: 2007-10-24
Publication date: 2009-01-20

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: automatic air circuit breaker comprises two power leads for connecting to load and to power supply network, fixed and movable main contacts, fixed and movable arcing contacts, arc chute, flexible coupling, electromagnetic drive with trip-free release mechanism, overload relay, start and stop buttons. Electrodynamic coil, magnetic rod, metal disc and insulation rod are added, the electrodynamic coil is included into power current circuit and is rigidly connected to insulated casing. The movable main contact, magnetic rod and metal disc are rigidly connected to each other; the magnetic rod is placed inside the electrodynamic coil, coaxially to it and can be moved axially; with main contacts being closed the metal disc is closely pressed to the electrodynamic coil end surface and connected through the insulation rod to the electromagnetic drive and trip-free release mechanism. In case of short circuit in the power network the short circuit current runs through the electrodynamic coil and the short circuited power circuit is quickly opened due to the repulsive force generated between the coil and metal disc.

EFFECT: reducing proper and complete time of load short circuit opening in power circuit.

2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматическим воздушным выключателям.The present invention relates to electrical engineering, namely to automatic air circuit breakers.

Известно, что одним из главных назначений автоматического выключателя, особенно постоянного тока, является быстрое отключение тока короткого замыкания, что достигается применением быстродействующих электроприводов. К числу известных быстродействующих электроприводов относятся электродинамические - ЭДП и индукционно-динамические - ИДП приводы, при этом в первом случае электродинамическая сила возникает в результате отталкивания двух встречно включенных, расположенных рядом магнитно связанных катушек, обтекаемых одним током, а во втором случае электродинамическая сила возникает в результате протекания импульса тока через катушку, расположенную рядом с металлическим диском, и взаимодействия упомянутого тока с током, наводимым в упомянутом металлическом диске (Карпенко Л.Н. Быстродействующие электродинамические отключающие устройства. - Л.: Энергия, 1973 г.). И в том, и в другом случае сила отталкивания тем больше, чем больше ток, протекающий через катушки в приводе ЭДП или через катушку в приводе ИДП, а для улучшения массогабаритных показателей рассматриваемых электроприводов большие токи через катушки пропускают кратковременно. Поэтому в качестве источника питания в упомянутых электроприводах используют обычно предварительно заряженный конденсатор, который может медленно заряжаться, например, от источника постоянного напряжения через резистор и быстро разряжаться на катушки с помощью тиристора (Приложение 1. Проектирование электрических аппаратов. Учебник для ВУЗов. Г.Н. Александров, В.В. Борисов, Г.С. Каплан и др. Под ред. Г.Н. Александрова. - Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отд-ние, 1985, рис.6.18, стр.270) или заряжаться от источника переменного напряжения с помощью выпрямителя и разряжаться на катушки с помощью трех электродного разрядника (Приложение 2. Чунихин А.А. Электрические аппараты. Общий курс. Учебник для ВУЗов, 3-е изд., перераб и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1988, рис.18.30, стр.599).It is known that one of the main purposes of a circuit breaker, especially direct current, is to quickly turn off the short circuit current, which is achieved by the use of high-speed electric drives. Known high-speed electric drives include electrodynamic - EHF and induction-dynamic - IDP drives, in this case, in the first case, the electrodynamic force arises as a result of repulsion of two counter-connected, magnetically coupled coils located next to each other, streamlined by one current, and in the second case, the electrodynamic force arises in the result of the flow of a current pulse through a coil located next to a metal disk, and the interaction of said current with the current induced in said metal disk (Karpenko LN High-speed electrodynamic disconnecting devices. - L.: Energy, 1973). In both cases, the repulsive force is greater, the greater is the current flowing through the coils in the drive of the EAF or through the coil in the drive of the IDF, and to improve the overall dimensions of the drives in question, large currents pass through the coils for a short time. Therefore, as a power source, the aforementioned electric drives usually use a pre-charged capacitor, which can be slowly charged, for example, from a constant voltage source through a resistor and quickly discharged to coils using a thyristor (Appendix 1. Designing of electrical apparatuses. Textbook for universities. G.N Alexandrov, V.V. Borisov, G.S. Kaplan, etc. Edited by G.N. Alexandrov. - L .: Energoatomizdat, Leningrad Branch, 1985, Fig. 6.18, p. 270) AC voltage source using rectifier and discharged to coils using three electrode discharger (Appendix 2. Chunikhin AA Electrical apparatuses. General course. Textbook for universities, 3rd ed., revised and add. - M.: Energoatomizdat, 1988, Fig. 18.30 , p. 599).

Оба рассмотренных варианта электроприводов ЭДП и ИДП обеспечивают достаточно быстрое отключение короткозамкнутых цепей, однако оба эти аналога имеют недостатки, которые заключаются в том, что: во-первых, для срабатывания электропривода необходимы накопительный конденсатор, зарядное устройство для этого конденсатора, коммутирующее устройство для подключения конденсатора к отключающей катушке, а также схема управления для коммутирующего устройства, в качестве которой обычно используется датчик тока с выходным формирователем, все это из-за большого количества элементов ухудшает массогабаритные показатели и снижает надежность рассматриваемых электроприводов; во-вторых, процесс отключения короткого замыкания в рассматриваемых электроприводах происходит следующим образом - сначала нарастает ток силовой сети до заданного значения, затем формируется сигнал для открывания коммутирующего устройства для подключения заряженного конденсатора к отключающей катушке, затем ток разряда конденсатора на катушку (или катушки) достигает величины, необходимой для появления требуемой отталкивающей силы, и только после этого начинается отключение короткозамкнутой цепи, все это приводит к увеличению времени отключения короткозамкнутой сети по отношению к моменту времени возникновения короткого замыкания.Both of the considered options for electric drives of the EHP and IDP provide a fairly quick disconnection of short-circuited circuits, however, both of these analogues have the disadvantages that: firstly, for the drive to operate, a storage capacitor, a charger for this capacitor, a switching device for connecting the capacitor are required to the trip coil, as well as the control circuit for the switching device, which is usually used as a current sensor with an output driver, all this due to the large number of elements it worsens overall dimensions and reduces the reliability of the drives in question; secondly, the process of disconnecting a short circuit in the drives under consideration occurs as follows - first the current of the power network rises to a predetermined value, then a signal is generated to open the switching device to connect the charged capacitor to the disconnecting coil, then the discharge current of the capacitor to the coil (or coil) reaches the amount necessary for the appearance of the required repulsive force, and only after this the disconnection of the short-circuited circuit begins, all this leads to an increase in time and disabling a short-net as the point in time of a short circuit.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению аналогом, который выбран в качестве прототипа, является автоматический воздушный выключатель, который содержит силовые выводы для подсоединения к нагрузке и к силовой питающей сети, неподвижный и подвижный главные контакты 3, неподвижный и подвижный дугогасительные контакты 1, дугогасительную камеру 2, гибкую связь, электромагнитный привод включения и отключения 4, 8, 11 с механизмом свободного расцепления 6, 7, 13, а также включающие и отключающие кнопки (Приложение 3. Чунихин А.А. Электрические аппараты: Общий курс. Учебник для ВУЗов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 720 с.; ил., рис.17.1, стр.533). Выбранный в качестве прототипа выключатель может выполнять все функции аватоматического выключателя, то есть служит для редких включений и отключений вручную электрической цепи, а также для автоматических отключений при перегрузке и коротких замыканиях в силовой цепи. Однако этот прототип также имеет недостаток, заключающийся в его невысоком быстродействии, так как отключение осуществляется небыстродействующим электромагнитным приводом, что приводит к увеличению собственного времени отключения и полного времени отключения тока короткого замыкания. В результате этого ток короткого замыкания достигает больших, почти установившихся значений, что снижает надежность системы электроснабжения, так как подвергает воздействию больших токов защищаемое электрооборудование, и осложняет процесс отключения токов короткого замыкания.The closest analogue to the proposed invention, which is selected as a prototype, is an automatic air circuit breaker that contains power terminals for connecting to the load and to the power supply network, fixed and movable main contacts 3, fixed and movable arcing contacts 1, arcing chamber 2, flexible connection, electromagnetic drive of switching on and off 4, 8, 11 with the mechanism of free tripping 6, 7, 13, as well as switching on and off buttons (Appendix 3. Chunikhin AA Electric app arats: General course. Textbook for universities. - 3rd ed., revised and enlarged. - M.: Energoatomizdat, 1988. - 720 p .; ill., Fig. 17.1, p. 543). The circuit breaker selected as a prototype can fulfill all the functions of an automatic circuit breaker, that is, it serves for occasionally turning on and off manually the electrical circuit, as well as for automatic shutdowns during overload and short circuits in the power circuit. However, this prototype also has the disadvantage of its low speed, since the shutdown is carried out by a non-responsive electromagnetic drive, which leads to an increase in the own shutdown time and the total shutdown time of the short circuit current. As a result of this, the short-circuit current reaches large, almost steady-state values, which reduces the reliability of the power supply system, since it exposes the protected electrical equipment to high currents, and complicates the process of disconnecting short-circuit currents.

Предлагаемое изобретение позволяет устранить отмеченный недостаток прототипа.The present invention eliminates the noted disadvantage of the prototype.

Технический результат изобретения заключается в том, чтобы уменьшить собственное время отключения, а следовательно, и полное время отключения короткого замыкания нагрузки в силовой цепи, начиная с момента его возникновения.The technical result of the invention is to reduce its own disconnection time, and therefore the total disconnection time of the load short circuit in the power circuit, starting from the moment it occurs.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Предлагаемый автоматический воздушный выключатель содержит первый и второй силовые выводы для подсоединения к нагрузке и силовой питающей сети, неподвижный и подвижный главные контакты, неподвижный и подвижный дугогасительные контакты, дугогасительную камеру, гибкую связь, электромагнитный привод с механизмом свободного расцепления, реле перегрузки, а также пусковую и остановочную кнопки, при этом неподвижный и подвижный дугогасительные контакты соединены соответственно с неподвижным и подвижным главными контактами, дугогасительная камера соединена с дугогасительными контактами, главный неподвижный контакт соединен с первым силовым выводом и жестко связан с изолированным корпусом, главный подвижный контакт соединен с первым концом гибкой связи, реле перегрузки, пусковая и остановочная кнопки связаны с электромагнитным приводом и механизмом свободного расцепления, при этом неподвижный и подвижный главные контакты выполнены из проводникового материала.The essence of the invention is as follows. The proposed automatic air circuit breaker contains the first and second power leads for connecting to the load and the power supply network, fixed and movable main contacts, fixed and movable arcing contacts, arcing chamber, flexible coupling, electromagnetic drive with free trip mechanism, overload relay, as well as a starting relay and a stop button, while the fixed and movable arcing contacts are connected respectively to the fixed and movable main contacts, the arrester The second chamber is connected to the arcing contacts, the main fixed contact is connected to the first power terminal and rigidly connected to the insulated housing, the main movable contact is connected to the first end of the flexible connection, the overload relay, the start and stop buttons are connected to the electromagnetic drive and the free trip mechanism, while fixed and movable main contacts are made of conductive material.

Новым является то, что в автоматический воздушный выключатель дополнительно введены электродинамическая катушка, магнитный стержень, металлический диск и изоляционный стержень, при этом второй конец гибкой связи соединен с первым выводом электродинамической катушки, второй вывод которой соединен с вторым силовым выводом, а электродинамическая катушка жестко связана с изолированным корпусом. Главный подвижный контакт жестко связан с первым торцом магнитного стержня, второй торец которого жестко связан с металлическим диском, который расположен соосно и перпендикулярно этому магнитному стержню, при этом сам магнитный стержень расположен внутри электродинамической катушки соосно с ней с возможностью осевого перемещения и таким образом, что при замкнутых главных контактах металлический диск плотно прижат к торцевой поверхности электродинамической катушки. Упомянутый металлический диск связан с первым торцом изоляционного стержня, второй торец которого связан с электромагнитным приводом и механизмом свободного расцепления.What is new is that an electrodynamic coil, a magnetic rod, a metal disk and an insulating rod are additionally introduced into the automatic air circuit breaker, while the second end of the flexible connection is connected to the first terminal of the electrodynamic coil, the second terminal of which is connected to the second power terminal, and the electrodynamic coil is rigidly connected with insulated housing. The main movable contact is rigidly connected to the first end of the magnetic rod, the second end of which is rigidly connected to the metal disk, which is located coaxially and perpendicular to this magnetic rod, while the magnetic rod itself is located inside the electrodynamic coil coaxially with it so that with closed main contacts, the metal disk is tightly pressed against the end surface of the electrodynamic coil. The said metal disk is connected to the first end of the insulating rod, the second end of which is connected with an electromagnetic drive and a free trip mechanism.

При возникновении короткого замыкания нагрузки ток короткого замыкания протекает через электродинамическую катушку и наводит ток в рядом расположенном металлическом диске. При этом, как отмечено выше, возникает сила отталкивания между электродинамической катушкой и металлическим диском, что при жестко закрепленной электродинамической катушке вызывает быстрое перемещение влево металлического диска, а следовательно, быстрое перемещение влево главного подвижного контакта и быстрое размыкание короткозамкнутой силовой цепи, при этом между главными контактами возникает электрическая дуга, которая ограничивает рост тока короткого замыкания и переходит сначала на дугогасительные контакты, а затем в дугогасительную камеру и гасится в ней. Таким образом, достигается заявленный технический результат, а именно уменьшается собственное время отключения короткозамкнутой цепи, а следовательно, и полное время отключения, так как размыкание силовой цепи начинается без задержки точно в момент достижения током короткого замыкания заданной величины, а не с запаздыванием, как при работе небыстродействующего магнитного привода в прототипе или при работе ЭДП или ИДП-приводов в аналогах. Значение тока срабатывания можно регулировать числом витков электродинамической катушки.When a load short circuit occurs, a short circuit current flows through the electrodynamic coil and induces current in a nearby metal disk. In this case, as noted above, a repulsive force arises between the electrodynamic coil and the metal disk, which, when the electrodynamic coil is rigidly fixed, causes the metal disk to quickly move to the left, and therefore, the main movable contact moves to the left and the short-circuited power circuit quickly opens, while between the main With contacts, an electric arc arises, which limits the growth of the short circuit current and passes first to the arcing contacts, and then to the arcing tion chamber and extinguished it. Thus, the claimed technical result is achieved, namely, the self-time of disconnection of the short-circuited circuit is reduced, and hence the total time of disconnection, since the opening of the power circuit begins without delay exactly at the moment when the short circuit current reaches a predetermined value, and not with a delay, as with the operation of a non-responsive magnetic drive in the prototype or during the operation of EHP or IDP drives in analogues. The value of the tripping current can be adjusted by the number of turns of the electrodynamic coil.

Оперативное включение и отключение номинальных токов, а также отключение токов перегрузки при появлении сигнала от реле перегрузки осуществляется электромагнитам небыстродействующим приводом, так как в этих операциях быстродействие не требуется.Operational switching on and off of rated currents, as well as disconnection of overload currents when a signal from the overload relay occurs, is carried out by electromagnets with a non-fast drive, since speed is not required in these operations.

Предлагаемый автоматический воздушный выключатель изображен на фиг.1 (включенное состояние) и на фиг.2 (выключенное состояние) и содержит: первый 1 и второй 2 силовые выводы для подсоединения к нагрузке и к силовой питающей сети, неподвижный главный контакт 3 и подвижный главный контакт 4, неподвижный дугогасительный контакт 5 и подвижный дугогасительный контакт 6, дугогасительную камеру 7, электродинамическую катушку 8, гибкую связь 9, магнитный стержень 10, металлический диск 11, изоляционный стержень 12, электромагнитный привод с механизмом свободного расцепления 13, реле перегрузки 14, а также пусковую кнопку 15 и остановочную кнопку 16, при этом неподвижный дугогасительный контакт 5 соединен с неподвижным главным контактом 3, подвижный дугогасительный контакт 6 соединен с подвижным главным контактом 4, а дугогасительная камера 7 соединена с дугогасительными контактами 5 и 6. Главный неподвижный контакт 3 соединен с первым силовым выводом 1 и жестко связан с изолированным корпусом, а главный подвижный контакт 4 соединен с первым концом гибкой связи 9, второй конец которой соединен с первым выводом электродинамической катушки 8, второй вывод которой соединен с вторым силовым выводом 2, при этом электродинамическая катушка 8 жестко связана с изолированным корпусом. Главные контакты 3 и 4 выполнены из проводникового материала, при этом главный подвижный контакт 4 жестко связан с первым торцом магнитного стержня 10, второй торец которого жестко связан с металлическим диском 11, который расположен перпендикулярно и соосно магнитному стержню 10, при этом сам магнитный стержень 10 расположен внутри электродинамической катушки 8 соосно с ней с возможностью осевого перемещения и таким образом, что при замкнутых главных контактах 3 и 4 металлический диск 11 плотно прижат к левой торцевой поверхности электродинамической катушки 8. В то же время упомянутый металлический диск 11 связан с первым торцом изоляционного стержня 12, второй торец которого связан с электромагнитным приводом и механизмом свободного расцепления 13. Реле перегрузки 14, пусковая кнопка 15 и остановочная кнопка 16 также связаны с упомянутым электромагнитным приводом и механизмом свободного расцепления 13. На фиг.1 и 2 для упрощения не показаны отключающая пружина главных контактов, а также контактные пружины главных и дугогасительных контактов, которые входят в состав электромагнитного привода и механизма свободного расцепления 13.The proposed automatic air circuit breaker is shown in figure 1 (on state) and figure 2 (off state) and contains: first 1 and second 2 power leads for connection to the load and to the power supply network, fixed main contact 3 and a movable main contact 4, fixed arcing contact 5 and movable arcing contact 6, arcing chamber 7, electrodynamic coil 8, flexible coupling 9, magnetic rod 10, metal disk 11, insulating rod 12, electromagnetic drive with a release trip 13, overload relay 14, as well as the start button 15 and stop button 16, while the fixed arcing contact 5 is connected to the fixed main contact 3, the movable arcing contact 6 is connected to the movable main contact 4, and the arcing chamber 7 is connected to the arcing contacts 5 and 6. The main fixed contact 3 is connected to the first power terminal 1 and is rigidly connected to the insulated housing, and the main movable contact 4 is connected to the first end of the flexible connection 9, the second end of which is connected to vym electrodynamic coil terminal 8, second terminal of which is connected to a second power terminal 2, the electrodynamic coil 8 is rigidly connected to the insulated housing. The main contacts 3 and 4 are made of conductive material, while the main movable contact 4 is rigidly connected to the first end of the magnetic rod 10, the second end of which is rigidly connected to the metal disk 11, which is perpendicular and aligned with the magnetic rod 10, while the magnetic rod 10 itself It is located inside the electrodynamic coil 8 coaxially with it with the possibility of axial movement and so that when the main contacts 3 and 4 are closed, the metal disk 11 is tightly pressed against the left end surface of the electrodes coil 8. At the same time, said metal disk 11 is connected to the first end of the insulating rod 12, the second end of which is connected to the electromagnetic drive and the free trip mechanism 13. The overload relay 14, the start button 15 and the stop button 16 are also connected to the said electromagnetic drive and a free trip mechanism 13. In Figs. 1 and 2, for simplicity, the breaking spring of the main contacts, as well as the contact springs of the main and arcing contacts, which are part of the electromagnetic on the drive and trip-free mechanism 13.

Автоматический воздушный выключатель, приведенный на фиг.1 и 2 работает следующим образом. Оперативное включение выключателя осуществляется электромагнитным приводом 13 при нажатии пусковой кнопки 15, при этом подается управляющее напряжение на включающую катушку, находящуюся в составе электромагнитного привода и механизма свободного расцепления 13, электромагнитный привод и механизм свободного расцепления 13 обеспечивает необходимое усилие для включения, которое через изоляционный стержень 12, металлический диск 11 и магнитный стержень 10 передается главному подвижному контакту 4, который перемещается вправо до соприкосновения с главным неподвижным контактом 3 и замыкает силовую цепь. При отсутствии короткого замыкания в силовой цепи: первый силовой вывод 1 - главный неподвижный контакт 3 - главный подвижный контакт 4 - гибкая связь 9 - электродинамическая катушка 8 - второй силовой вывод 2 будет протекать номинальный ток, при этом сила отталкивания между электродинамической катушкой 8 и металлическим диском 11 недостаточна для преодоления удерживающей главные контакты 3 и 4 в замкнутом состоянии силы и выключатель остается во включенном состоянии.Automatic air circuit breaker shown in figures 1 and 2 operates as follows. Operational closing of the circuit breaker is carried out by the electromagnetic drive 13 when the start button 15 is pressed, while the control voltage is supplied to the switching coil, which is part of the electromagnetic drive and the free trip mechanism 13, the electromagnetic drive and the free trip mechanism 13 provides the necessary force for switching on, which is through the insulating rod 12, the metal disk 11 and the magnetic rod 10 is transmitted to the main movable contact 4, which moves to the right until they are in contact Iya with the main fixed contact 3 and closes the power circuit. In the absence of a short circuit in the power circuit: the first power terminal 1 - the main fixed contact 3 - the main movable contact 4 - flexible connection 9 - the electrodynamic coil 8 - the second power terminal 2 will flow rated current, while the repulsive force between the electrodynamic coil 8 and the metal the disk 11 is insufficient to overcome the force holding the main contacts 3 and 4 in the closed state, and the switch remains in the on state.

При отключении выключателя могут иметь место три случая:When the circuit breaker trips, three cases may occur:

А - режим оперативного отключения;A - operational shutdown mode;

Б - режим отключения при перегрузке;B - shutdown mode during overload;

В - режим отключения короткозамкнутой силовой цепи.In - disconnect mode short-circuited power circuit.

А. Оперативное отключение выключателя.A. Operational shutdown of the circuit breaker.

Оперативное отключение выключателя осуществляется при размыкании остановочной кнопки 16 небыстродействующим электромагнитным приводом и механизмом свободного расцепления 13, усилие от которого передается через изоляционный стержень 12, металлический диск 11, магнитный стержень 10 к главному подвижному контакту 4, последний перемещается влево и размыкает силовую цепь.Operational shutdown of the circuit breaker is carried out when the stop button 16 is opened by a non-responsive electromagnetic drive and a free tripping mechanism 13, the force from which is transmitted through an insulating rod 12, a metal disk 11, a magnetic rod 10 to the main movable contact 4, the latter moves to the left and opens the power circuit.

Б. Отключение выключателя при перегрузке.B. Opening the circuit breaker during overload.

При перегрузке ток силовой цепи, как правило, также недостаточен для создания необходимой отталкивающей силы между электродинамической катушкой 8 и металлическим диском 11, поэтому отключение выключателя осуществляется небыстродействующим электромагнитным приводом с механизмом свободного расцепления 13. Режим перегрузки может иметь два варианта. Первый вариант - появление тока перегрузки после номинального режима. В этом варианте сигнал о перегрузке поступает от реле перегрузки 14 на небыстродействующий электромагнитный привод с механизмом свободного расцепления 13 и последний обеспечивает отключение выключателя аналогично рассмотренному случаю А.During overload, the current of the power circuit is usually also insufficient to create the necessary repulsive force between the electrodynamic coil 8 and the metal disk 11, therefore, the circuit breaker is turned off by a non-responsive electromagnetic drive with a free trip mechanism 13. The overload mode can have two options. The first option is the appearance of an overload current after the rated mode. In this embodiment, an overload signal is supplied from the overload relay 14 to a non-responsive electromagnetic drive with a free trip mechanism 13 and the latter ensures that the circuit breaker closes in the same way as case A.

Второй вариант - появление тока перегрузки при включении выключателя. В этом варианте сигнал о перегрузке от реле перегрузки 14 также поступает на небыстродействующий электромагнитный привод с механизмом свободного расцепления 13, и последний аналогично рассмотренному случаю А обеспечивает отключение выключателя, а механизм свободного расцепления предотвращает многократное включение и отключение режима перегрузки при нажатой пусковой кнопке 15.The second option is the appearance of an overload current when the circuit breaker is turned on. In this embodiment, an overload signal from the overload relay 14 also arrives at a non-operating electromagnetic drive with a free tripping mechanism 13, and the latter, similarly to the case A examined, provides a circuit breaker, and a free tripping mechanism prevents the overload mode from being switched on and off repeatedly when the start button 15 is pressed.

В. Отключение выключателя при коротком замыкании нагрузки.B. Opening the circuit breaker during short circuit load.

Режим отключения короткозамкнутой нагрузки также может иметь два варианта.The short-circuit disconnection mode can also have two options.

Первый вариант - появление режима короткого замыкания после номинального режима. В этом варианте ток короткого замыкания, протекая по цепи 1-3-4-9-8-2, быстро обеспечивает необходимую отталкивающую силу между электродинамической катушкой 8 и металлическим диском 11, которая через магнитный стержень 10 передается главному подвижному контакту 4 и последний, перемещаясь влево, быстро размыкает силовую цепь, при этом через изоляционный стержень 12 начальное движение металлического диска 11 передается небыстродействующему электромагнитному приводу с механизмом свободного расцепления 13, который обеспечивает разведение главных контактов на заданное расстояние, соответствующее номинальному напряжению выключателя.The first option is the appearance of a short circuit mode after the nominal mode. In this embodiment, the short circuit current flowing through the circuit 1-3-4-9-8-2, quickly provides the necessary repulsive force between the electrodynamic coil 8 and the metal disk 11, which is transmitted through the magnetic rod 10 to the main movable contact 4 and the latter, moving to the left, it quickly opens the power circuit, while through the insulating rod 12 the initial movement of the metal disk 11 is transmitted to a non-responsive electromagnetic drive with a free trip mechanism 13, which ensures the separation of the main contacts at a predetermined distance corresponding to the rated voltage of the switch.

Второй вариант - появление режима короткого замыкания при включении выключателя. В этом режиме отключение выключателя аналогично первому варианту быстро осуществляется за счет отталкивающей силы между электродинамической катушкой 8 и металлическим диском 11, а небыстродействующий электромагнитный привод с механизмом свободного расцепления 13 разводит главные контакты 3 и 4 на заданное расстояние и предотвращает многократное включение и выключение выключателя при нажатой пусковой кнопке 15.The second option is the appearance of a short circuit when the circuit breaker is turned on. In this mode, the circuit breaker is disconnected, similarly to the first embodiment, quickly due to the repulsive force between the electrodynamic coil 8 and the metal disk 11, and a non-responsive electromagnetic drive with a free tripping mechanism 13 pushes the main contacts 3 and 4 to a predetermined distance and prevents the circuit breaker from being turned on and off repeatedly when pressed start button 15.

Для реализации предлагаемого изобретения необходимо в известный автоматический воздушный выключатель, имеющий главные и дугогасительные контакты, дугогасительную камеру, гибкую связь, электромагнитный привод с механизмом свободного расцепления, реле перегрузки, а также пусковую и остановочную кнопки, ввести электродинамическую катушку, магнитный стержень, металлический диск и изоляционный стержень, затем включить электродинамическую катушку в цепь силового тока, магнитный стержень жестко связать с главным подвижным контактом и с металлическим диском и расположить внутри электродинамической катушки соосно с ней, а металлический диск через изоляционный стержень связать с электромагнитным приводом. Все это может быть реализовано в ООО «Технос».To implement the present invention, it is necessary to introduce an electrodynamic coil, a magnetic rod, a metal disk and, into the well-known automatic air circuit breaker having main and arcing contacts, an arcing chamber, flexible coupling, an electromagnetic drive with a free trip mechanism, an overload relay, as well as a start and stop button. insulating rod, then turn on the electrodynamic coil in the power current circuit, tightly connect the magnetic rod to the main movable contact and to metal disk and position inside the electrodynamic coil coaxially with it, and connect the metal disk through an insulating rod with an electromagnetic drive. All this can be implemented at Technos LLC.

В заключение следует заметить, что магнитный стержень 10, расположенный внутри электродинамической катушки 8, можно жестко связать не с подвижным главным контактом 4, а с механической защелкой, которая может удерживать отключающую пружину в номинальном режиме и может обеспечить за счет указанной отключающей пружины размыкание главных и дугогасительных контактов при отключении короткого замыкания.In conclusion, it should be noted that the magnetic rod 10, located inside the electrodynamic coil 8, can be rigidly connected not with the movable main contact 4, but with a mechanical latch, which can hold the breaking spring in the nominal mode and can ensure the opening of the main and arcing contacts when disconnecting a short circuit.

Claims

Automatic air circuit breaker containing the first and second power leads for connecting to the load and the power supply network, fixed and movable main contacts, fixed and movable arcing contacts, arcing chamber, flexible coupling, electromagnetic drive with free trip mechanism, overload relay, as well as a starting relay and a stop button, while the fixed and movable arcing contacts are connected respectively to the fixed and movable main contacts, the arcing chamber with connected to the arcing contacts, the main fixed contact is connected to the first power output and rigidly connected to the insulated housing, the main movable contact is connected to the first end of the flexible connection, the overload relay, the start and stop buttons are connected to the electromagnetic drive and the free trip mechanism, while the fixed and movable main contacts are made of conductive material, characterized in that an electrodynamic coil, a magnetic rod, a metal disk and a rod, while the second end of the flexible connection is connected to the first terminal of the electrodynamic coil, the second terminal of which is connected to the second power terminal, while the electrodynamic coil is rigidly connected to the insulated housing, the main movable contact is rigidly connected to the first end of the magnetic rod, the second end of which is rigidly connected with a metal disk located coaxially and perpendicular to the magnetic rod, while the magnetic rod itself is located inside the electrodynamic coil coaxially with it and with zhnosti axial movement so that the closed main contacts metal disk is pressed firmly against the end face of the coil of the electrodynamic, wherein said metal disc is connected to a first end of the insulating rod, a second end which is associated with an electromagnetic drive mechanism, and trip-free.