RU2381589C1

RU2381589C1 - Dc switch independent magnetic blow-out device on permanent magnets

Info

Publication number: RU2381589C1
Application number: RU2008122727/09A
Authority: RU
Inventors: Эльхан Шахбаба оглы Мурадов (RU); Эльхан Шахбаба оглы Мурадов; Сергей Игоревич Марценюк (RU); Сергей Игоревич Марценюк
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Технос"
Priority date: 2008-06-04
Filing date: 2008-06-04
Publication date: 2010-02-10
Also published as: RU2008122727A

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to components of switching hardware, particularly DC switch. DC switch independent magnetic blow-out device on permanent magnets consists of permanent magnets and magnetic core. Every magnetic pole incorporates U-like horns. One pole of magnetic core is fitted between bifurcated horn parts of every electric pole, while another one is located at the bottom and aside of aforesaid U-like horns.

EFFECT: higher reliability of arc control due to DC arc blow-out in preset direction at whatever arc current direction.

3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к составным частям коммутационного оборудования, к устройствам выключателей постоянного тока.The invention relates to electrical engineering, in particular to the components of switching equipment, to devices of direct current switches.

Конструкции магнитного дутья выключателей постоянного тока известны из следующих источников:Designs of magnetic blasting of DC switches are known from the following sources:

1. Брон О.Б. Электрическая дуга в аппаратах управления, М. - Л.: «Госэнергоиздат», 1954 г., стр.214-222, 364-371.1. Bron O.B. Electric arc in control apparatuses, M. - L .: Gosenergoizdat, 1954, pp. 214-222, 364-371.

2. Голубев А.И. Быстродействующие автоматические выключатели, М. - Л.: «Энергия», 1964 г., стр.136-147.2. Golubev A.I. High-speed circuit breakers, M. - L .: "Energy", 1964, pp.136-147.

В вышеперечисленных источниках описаны различные типы устройств магнитного дутья, применяемые в выключателях постоянного тока.The above sources describe various types of magnetic blast devices used in DC circuit breakers.

В источниках 1 и 2 приведены конструкции выключателей постоянного тока, имеющих устройство последовательного (сериесного) магнитного дутья, работающее от тока главной цепи выключателя. Устройство последовательного (сериесного) магнитного дутья состоит из обмотки, включенной последовательно в главную цепь выключателя, и магнитопровода. Устройство последовательного (сериесного) магнитного дутья работает следующим образом. Ток главной цепи выключателя, проходя через обмотку, создает в магнитопроводе магнитный поток, который направляется в зону горения дуги. При отключении выключателя постоянного тока его контакты расходятся, между ними зажигается электрическая дуга, которая под воздействием магнитного потока от магнитопровода с большой скоростью выдувается в заданном направлении из межконтактного пространства. Недостатком известного дугогасительного устройства последовательного (сериесного) магнитного дутья является сложность выдува дуги при малой величине тока, так как при небольшом значении главного тока магнитный поток, создаваемый устройством последовательного (сериесного) магнитного дутья, столь незначителен, что под его воздействием электрическая дуга не может переместиться из межконтактного промежутка и горит между контактами, что может приводить к разрушению конструкции выключателя.Sources 1 and 2 show the design of direct current circuit breakers having a sequential (serial) magnetic blast device operating from the main circuit current of the circuit breaker. A sequential (serial) magnetic blast device consists of a winding connected in series in the main circuit of the switch and a magnetic circuit. The device serial (serial) magnetic blast works as follows. The current of the main circuit of the switch, passing through the winding, creates a magnetic flux in the magnetic circuit, which is sent to the arc burning zone. When the DC circuit breaker is turned off, its contacts diverge, an electric arc is ignited between them, which, under the influence of magnetic flux from the magnetic circuit, is blown out at a given direction from the intercontact space at a high speed. A disadvantage of the known sequential (serial) magnetic blast arcing device is the difficulty of blowing the arc at a small current value, since with a small value of the main current the magnetic flux generated by the serial (serial) magnetic blast device is so insignificant that under its influence the electric arc cannot move from the contact gap and burns between the contacts, which can lead to the destruction of the circuit breaker design.

В источнике 1 также описано устройство выключателя постоянного тока с устройством параллельного магнитного дутья. Устройство параллельного магнитного дутья состоит из управляющего устройства, обмотки и магнитопровода. Устройство работает следующим образом. При отключении выключателя постоянного тока его контакты расходятся и между ними зажигается электрическая дуга. Управляющее устройство в этот момент определяет направление тока в главной цепи выключателя и подает в катушку электрическое напряжение необходимой полярности от дополнительного источника электроэнергии или от дополнительного разрыва главной цепи выключателя. Катушка создает в магнитопроводе магнитный поток, который магнитопроводом направляется в зону горения дуги. Дуга под воздействием магнитного потока с большой скоростью выдувается из межконтактного пространства. Недостатком известного устройства параллельного магнитного дутья является наличие сложного управляющего устройства, в состав которого должен входить датчик тока для определения направления тока в главной цепи выключателя, либо наличие дополнительного разрыва главной цепи, что требует дополнительного усложнения механической части выключателя.The source 1 also describes a direct current circuit breaker device with a parallel magnetic blast device. A parallel magnetic blast device consists of a control device, a winding and a magnetic circuit. The device operates as follows. When the DC circuit breaker trips, its contacts diverge and an electric arc ignites between them. The control device at this moment determines the direction of the current in the main circuit of the switch and supplies the coil with the necessary voltage of the required polarity from an additional source of electricity or from an additional break in the main circuit of the switch. The coil creates a magnetic flux in the magnetic circuit, which is directed by the magnetic circuit into the arc burning zone. An arc under the influence of magnetic flux is blown out of the intercontact space with a high speed. A disadvantage of the known parallel magnetic blast device is the presence of a complex control device, which must include a current sensor to determine the current direction in the main circuit of the circuit breaker, or the presence of an additional break in the main circuit, which requires additional complication of the mechanical part of the circuit breaker.

В источнике 1 также описано устройство выключателя постоянного тока с устройством независимого магнитного дутья на постоянных магнитах. Устройство независимого магнитного дутья на постоянных магнитах состоит из постоянных магнитов и магнитопровода. Устройство независимого магнитного дутья на постоянных магнитах работает следующим образом. Постоянные магниты создают в магнитопроводе магнитный поток, который направляется магнитопроводом в зону горения дуги. При размыкании контактов выключателя постоянного тока между ними зажигается электрическая дуга, которая под воздействием магнитного потока от магнитопровода с большой скоростью перемещается из межконтактного пространства. Недостатком известного устройства независимого магнитного дутья на постоянных магнитах является невозможность выдува электрической дуги в нужном направлении при обратном токе. Электродинамические силы при обратном направлении тока переместят электрическую дугу в обратную от нужного направления сторону, при этом дуга может попасть в механизм выключателя постоянного тока, вызвав тем самым его поломку.The source 1 also describes a direct current circuit breaker device with an independent permanent magnet magnetic blast device. The device of an independent magnetic blast on permanent magnets consists of permanent magnets and a magnetic circuit. The device of independent magnetic blasting with permanent magnets works as follows. Permanent magnets create a magnetic flux in the magnetic circuit, which is directed by the magnetic circuit into the arc burning zone. When the contacts of the DC switch are opened between them, an electric arc is ignited, which, under the influence of magnetic flux from the magnetic circuit, moves at high speed from the intercontact space. A disadvantage of the known device of independent magnetic blasting with permanent magnets is the impossibility of blowing an electric arc in the right direction with a reverse current. The electrodynamic forces in the opposite direction of the current will move the electric arc in the opposite direction from the desired direction, while the arc can get into the DC circuit breaker mechanism, thereby causing its breakdown.

Наиболее близким по технической сущности к патентуемому устройству независимого магнитного дутья на постоянных магнитах следует считать устройство независимого магнитного дутья на постоянных магнитах, описанное в источнике 1.The closest in technical essence to the patented device of independent magnetic blasting with permanent magnets should be considered a device of independent magnetic blasting with permanent magnets, described in source 1.

Изобретением решается задача надежного гашения электрической дуги в заданной области дугогасительного устройства.The invention solves the problem of reliable extinction of the electric arc in a given area of the arcing device.

Технический результат, который достигается изобретением, состоит в обеспечении движения дуги в заданном направлении.The technical result that is achieved by the invention is to ensure the movement of the arc in a given direction.

Это достигается тем, что в состав устройства независимого магнитного дутья на постоянных магнитах по источнику 1 дополнительно вводятся рога со стороны каждого электрического полюса, имеющие U-образную форму. Между раздвоенными частями рогов дополнительно вводится полюс магнитопровода магнитного дутья, второй полюс магнитопровода помещается в нижней и боковых частях от U-образных рогов каждого электрического контакта.This is achieved by the fact that horns from each electric pole, having a U-shape, are additionally introduced into the composition of an independent magnetic blast device with permanent magnets at source 1. Between the bifurcated parts of the horns, an additional magnetic pole of the magnetic blast is introduced, the second pole of the magnetic circuit is placed in the lower and side parts of the U-shaped horns of each electrical contact.

Введение рогов U-образной формы и иное расположение полюсов магнитопровода внизу, сбоку и между раздвоенной частью рогов позволило получить устройство независимого магнитного дутья на постоянных магнитах, выдувающее дугу постоянного тока любого направления в заданном направлении.The introduction of U-shaped horns and a different arrangement of the poles of the magnetic circuit below, on the side and between the bifurcated part of the horns made it possible to obtain an independent magnetic blast device with permanent magnets, blowing a direct current arc of any direction in a given direction.

Изобретение поясняется фиг.1, где изображен эскиз патентуемого устройства независимого магнитного дутья на постоянных магнитах в составе с контактным узлом и дугогасительным устройством выключателя постоянного тока. Изобретение также поясняется фиг.2, где изображен в изометрии эскиз патентуемого устройства независимого магнитного дутья на постоянных магнитах в составе с контактным узлом. Устройство независимого магнитного дутья на постоянных магнитах в составе с контактным узлом и дугогасительным устройством выключателя постоянного тока содержит неподвижный контакт 1, подвижный контакт 2, U-образные рога электрических полюсов 3 и 4, дугогасительное устройство 5, постоянные магниты 6, полюса 7 и 8 магнитопровода магнитного дутья.The invention is illustrated in figure 1, which shows a sketch of a patented device for independent magnetic blasting with permanent magnets in composition with a contact node and an arcing device of a DC switch. The invention is also illustrated by figure 2, which shows in isometric sketch of a patented device of independent magnetic blasting with permanent magnets in the composition with the contact node. An independent permanent magnet magnetic blast device comprising a contact assembly and an arcing device of a DC circuit breaker comprises a fixed contact 1, a movable contact 2, U-shaped horns of electric poles 3 and 4, an arcing device 5, permanent magnets 6, poles 7 and 8 of the magnetic circuit magnetic blast.

Устройство независимого магнитного дутья на постоянных магнитах работает следующим образом. Постоянные магниты 6 с полюсами 7 и 8 магнитопровода магнитного дутья создают магнитный поток в зоне расхождения неподвижного контакта 1 и подвижного контакта 2, а также между U-образными рогами соседних электрических полюсов. При расхождении контактов 1 и 2 между ними зажигается электрическая дуга. Ввиду того что электрическая дуга является проводником электрического тока, под воздействием магнитного потока от полюсов магнитопровода магнитного дутья 7 и 8 дуга с большой скоростью перемещается по рогам 3 и 4, по правой или левой части U-образных рогов противоположных электрических полюсов фиг.1 (в зависимости от направления тока дуги), и далее выдувается в дугогасительное устройство 5. Расчетная картина магнитных потенциалов, вдоль которых будет происходить перемещение электрической дуги, которая образуется между U-образными рогами соседних электрических полюсов и между полюсами 7 и 8 магнитопровода магнитного дутья, приведена на фиг.3.The device of independent magnetic blasting with permanent magnets works as follows. Permanent magnets 6 with poles 7 and 8 of the magnetic blast magnetic circuit create a magnetic flux in the divergence zone of the fixed contact 1 and the movable contact 2, as well as between the U-shaped horns of the neighboring electric poles. If contacts 1 and 2 diverge between them, an electric arc is ignited. Due to the fact that the electric arc is a conductor of electric current, under the influence of magnetic flux from the poles of the magnetic circuit of the magnetic blast 7 and 8, the arc moves with high speed along the horns 3 and 4, along the right or left side of the U-shaped horns of the opposite electric poles of Fig. 1 (in depending on the direction of the arc current), and then it is blown into the arcing device 5. The calculated picture of the magnetic potentials along which the electric arc will move, which is formed between the U-shaped horns with adjacent electric poles and between the poles 7 and 8 of the magnetic circuit of the magnetic blast, shown in Fig.3.

Таким образом, создано устройство независимого магнитного дутья на постоянных магнитах выключателя постоянного тока, выдувающее электрическую дугу в заданном направлении при токе дуги любого направления и обеспечивающее надежное гашение дуги в дугогасительном устройстве.Thus, a device for independent magnetic blasting with permanent magnets of a constant current circuit breaker has been created, blowing an electric arc in a given direction at an arc current of any direction and providing reliable arc extinction in an arcing device.

Claims

The device of independent magnetic blasting on permanent magnets of a DC circuit breaker, consisting of permanent magnets and a magnetic circuit, characterized in that U-shaped horns are additionally introduced at each electric pole, one pole of the magnetic circuit is inserted between the forked parts of the horns of each electric pole, the second pole of the magnetic circuit located at the bottom and sides of the U-shaped horns of each electric pole.