RU2391737C1

RU2391737C1 - Fast-acting automatic circuit breaker

Info

Publication number: RU2391737C1
Application number: RU2008149425/09A
Authority: RU
Inventors: Эльхан Шахбаба оглы Мурадов (RU); Эльхан Шахбаба оглы Мурадов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Технос"
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2010-06-10

Abstract

FIELD: electricity. ^ SUBSTANCE: fast-acting automatic circuit breaker comprises movable and fixed contacts, disconnecting spring, spring of free release, magnetic conductor with restraining coil, main anchor and anchor of free release. Main anchor and anchor of free release are mounted on magnetic conductor with the possibility of rotation relative to magnetic conductor and towards each other, with limitation of the main anchor motion depending on position of free release anchor, at the same time main anchor, anchor of free release and magnetic conductor serve as single magnetic-conducting circuit, and movable contact is arranged directly on the main anchor. ^ EFFECT: reduced dimensions, reduction of weight and provision of high efficiency of the breaker. ^ 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитной коммутационной аппаратуре, и может применяться для защиты от перегрузок и коротких замыканий электроустановок и линий постоянного тока.The invention relates to electrical engineering, in particular to protective switching equipment, and can be used to protect against overloads and short circuits of electrical installations and direct current lines.

Выключатели автоматические быстродействующие известны из следующих источников:High-speed circuit breakers are known from the following sources:

1. Свидетельство РФ №27737 на полезную модель H01H 77/06, 2003 г.1. Certificate of the Russian Federation No. 277737 for utility model H01H 77/06, 2003

2. Справочник по наладке электрооборудования промышленных предприятий. Под ред. М.Г.Зименкова, Г.В.Розенберга, Е.М.Феськова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1983, с.236-238.2. Reference for the adjustment of electrical equipment of industrial enterprises. Ed. M.G. Zimenkova, G.V. Rosenberg, E.M. Feskova. - 3rd ed., Revised. and add. - M .: Energoatomizdat, 1983, p. 236-238.

3. Патент RU №2239253 на изобретение, H01H 77/06, 2003 г.3. Patent RU No. 2239253 for the invention, H01H 77/06, 2003

4. Патент RU №2262769 на изобретение, H01H 77/06, 2004 г.4. Patent RU No. 2262769 for the invention, H01H 77/06, 2004

Выключатель по первому источнику (свидетельство РФ №27737 на полезную модель Н01Н 77/06, 2003 г.) содержит один подвижный и один неподвижный контакты, отключающую пружину, пружину свободного расцепления, магнитопровод с удерживающей катушкой, главный якорь, якорь свободного расцепления и тяги.The circuit breaker according to the first source (certificate of the Russian Federation No. 27737 for utility model Н01Н 77/06, 2003) contains one movable and one fixed contacts, breaking the spring, free trip spring, magnetic circuit with holding coil, main armature, free trip anchor and traction.

Недостатком этого выключателя является большой габарит по высоте при вертикальном расположении контактов, а при горизонтальном расположении контактов снижается надежность гашения дуги при отключении малых токов.The disadvantage of this switch is the large size in height with a vertical arrangement of contacts, and with a horizontal arrangement of contacts, the reliability of arc extinction decreases when low currents are disconnected.

Кроме того, подвижные части вышеуказанного выключателя имеют большую массу, что снижает быстродействие.In addition, the moving parts of the above switch have a large mass, which reduces performance.

Также недостатком указанного выключателя являются повышенные габариты и масса ввиду наличия двух магнитопроводящих контуров.Also the disadvantage of this switch is the increased dimensions and weight due to the presence of two magnetic circuits.

Выключатель по третьему источнику (патент RU №2239253 на изобретение, 2003 г.) содержит подвижный и неподвижный контакты, отключающую пружину, пружину свободного расцепления, Н-образный магнитопровод с удерживающей катушкой, главный якорь и тяги.The switch according to the third source (patent RU No. 2239253 for the invention, 2003) contains movable and fixed contacts, breaking the spring, spring of free tripping, H-shaped magnetic circuit with holding coil, main armature and traction.

При такой конструкции имеют место два магнитопроводящих контура, один из которых содержит главный якорь, а второй - якорь свободного расцепления.With this design, there are two magnetically conductive circuits, one of which contains the main anchor, and the second is the free trip anchor.

Недостатком указанного выключателя являются повышенные габариты и масса ввиду наличия двух магнитопроводящих контуров.The disadvantage of this switch is the increased dimensions and weight due to the presence of two magnetic circuits.

Кроме того, большое количество подвижных элементов вышеуказанных выключателей, а также большая их масса снижают быстродействие.In addition, a large number of movable elements of the above switches, as well as their large mass, reduce speed.

Изобретением решается задача создания выключателя, характеризующегося высоким быстродействием, надежным при эксплуатации и простым по конструкции.The invention solves the problem of creating a circuit breaker characterized by high speed, reliable in operation and simple in design.

Технический результат, который достигается изобретением, состоит в уменьшении габаритов, снижении массы и обеспечении высокого быстродействия выключателя.The technical result that is achieved by the invention is to reduce the dimensions, reduce weight and ensure high speed circuit breaker.

Это достигается тем, что главный якорь и якорь свободного расцепления смонтированы на магнитопроводе с возможностью поворота относительно магнитопровода и навстречу друг другу, с ограничением движения главного якоря в зависимости от положения якоря свободного расцепления, при этом главный якорь, якорь свободного расцепления и магнитпоровод служат одним магнитопроводящим контуром, а подвижный контакт размещен непосредственно на главном якоре.This is achieved by the fact that the main anchor and the free trip anchor are mounted on the magnetic circuit with the possibility of rotation relative to the magnetic circuit and towards each other, with restriction of the movement of the main anchor depending on the position of the free trip armature, while the main anchor, the free trip anchor and the magnetic flux serve as one magnetically conductive contour, and the movable contact is placed directly on the main anchor.

Указанная установка главного якоря и якоря свободного расцепления позволяет обеспечить работу выключателя с одним магнитопроводящим контуром, благодаря чему исключается второй магнитопроводящий контур по сравнению с прототипами. Это способствует уменьшению габаритов и снижению массы электромагнитного привода, а следовательно и всего выключателя.The specified installation of the main anchor and the free trip anchor allows the circuit breaker to operate with one magnetic circuit, thereby eliminating the second magnetic circuit as compared to prototypes. This helps to reduce the size and weight of the electromagnetic drive, and therefore the entire switch.

Размещение подвижного контакта непосредственно на главном якоре исключает применение дополнительных подвижных элементов, что упрощает конструкцию с технологической стороны и влияет на уменьшение финансово-экономических показателей.Placing a movable contact directly on the main anchor eliminates the use of additional movable elements, which simplifies the design from the technological side and affects the reduction of financial and economic indicators.

Уменьшение массогабаритных показателей и количества подвижных элементов в выключателе способствуют повышению быстродействия и надежному отключению выключателя при аварийных режимах работы.The reduction of overall dimensions and the number of movable elements in the circuit breaker contribute to increased speed and reliable tripping of the circuit breaker during emergency operation.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 схематично изображен патентуемый выключатель в отключенном положении, на фиг.2 - то же в предвключенном положении, на фиг.3 - то же в отключенном положении.The invention is illustrated in the drawing, where Fig. 1 schematically shows a patented switch in the off position, in Fig. 2 the same in the up position, in Fig. 3 the same in the off position.

Выключатель автоматический быстродействующий содержит подвижный 1 и неподвижный 2 контакты, отключающую пружину 3 и пружину 4 свободного расцепления, магнитопровод 5 с удерживающей катушкой 6, главный якорь 7 и якорь 8 свободного расцепления. Главный якорь 7 установлен на оси 9, а якорь 8 свободного расцепления - на оси 10.The automatic high-speed switch contains a movable 1 and a fixed 2 contacts, disconnecting the spring 3 and the free release spring 4, the magnetic circuit 5 with a holding coil 6, the main armature 7 and the free trip armature 8. The main anchor 7 is installed on the axis 9, and the anchor 8 of the free trip on the axis 10.

Выключатель работает следующим образом.The switch operates as follows.

В отключенном положении (фиг.1) при протекании по удерживающей катушке 6 включающего тока якори 7 и 8 стремятся притянуться к сердечнику магнитопровода 5. При этом главному якорю 7 противодействует отключающая пружина 3, а якорю 8 свободного расцепления - пружина 4 свободного расцепления. Так как якорь 8 свободного расцепления изготовлен меньшей массы, чем главный якорь 7, то он поворачивается вокруг оси 10 в сторону магнитопровода 5 с большей скоростью, преодолевая усилие пружины 4. Главный якорь 7, а вместе с ним и подвижный контакт 1 поворачиваются вокруг оси 9 и останавливаются в промежуточном (предвключенном положении) за счет того, что тело якоря 8 свободного расцепления ограничивает их дальнейшее движение. Достигая определенного магнитного потока в общем магнитном контуре 5-7-8 система становится неподвижной. Между контактами сохраняется зазор δ (фиг.2). Это необходимо для того, чтобы контакты выключателя не замыкались, пока по катушке привода протекает включающий ток большой величины, так как, если в главной цепи уже имеется короткое замыкание, привод не сможет сработать на отключение с нужным быстродействием.In the off position (Fig. 1), when the switching current 6 flows along the holding coil 6, the anchors 7 and 8 tend to be drawn to the core of the magnetic circuit 5. In this case, the breaking spring 3 counteracts the main armature 7, and the free release anchor 8 is opposed. Since the free trip armature 8 is made of less mass than the main armature 7, it rotates around the axis 10 towards the magnetic core 5 with greater speed, overcoming the force of the spring 4. The main armature 7, and with it the movable contact 1, rotates around the axis 9 and stop in the intermediate (upstream position) due to the fact that the body of the armature 8 of free disengagement limits their further movement. Reaching a certain magnetic flux in the general magnetic circuit 5-7-8, the system becomes stationary. Between the contacts, a gap δ is maintained (Fig. 2). This is necessary so that the circuit breaker contacts do not close while a large amount of switching current flows through the drive coil, since if the main circuit already has a short circuit, the drive will not be able to trip with the desired speed.

Через определенный промежуток времени (обычно 0,5 с) включающий ток катушки 6 переводят на удерживающий ток, гораздо меньшей величины. Якорь 8 свободного расцепления не может удерживаться магнитным потоком держащего тока в указанном на фиг.2 положении и под действием пружины 4 поворачивается на оси 10 в сторону отключенного положения, при этом главный якорь 7, освобождаясь из стопора якоря 8 свободного расцепления, притягивается к магнитопроводу 5. Контакты 1 и 2 выключателя замыкаются, а электромагнитный привод готов к немедленному отключению (фиг.3).After a certain period of time (usually 0.5 s), the switching current of the coil 6 is transferred to a holding current, much smaller. The free trip armature 8 cannot be held by the magnetic current of the holding current in the position indicated in FIG. 2 and, under the action of the spring 4, rotates on the axis 10 towards the disconnected position, while the main armature 7, being released from the stop of the free trip armature 8, is attracted to the magnetic circuit 5 Contacts 1 and 2 of the switch are closed, and the electromagnetic drive is ready for immediate shutdown (figure 3).

Таким образом обеспечивается свободное расцепление выключателя.In this way, the circuit breaker can be tripped freely.

Для отключения выключателя полностью обесточивается удерживающая катушка 6, и под действием отключающей пружины 3 выключатель переводится в отключенное положение (фиг.1).To turn off the switch, the holding coil 6 is completely de-energized, and under the action of the tripping spring 3, the switch is switched to the off position (Fig. 1).

Из изложенного видно, что благодаря тому, что главный якорь и якорь свободного расцепления смонтированы на магнитопроводе с возможностью поворота относительно магнитопровода и навстречу друг другу, с ограничением движения главного якоря в зависимости от положения якоря свободного расцепления, при этом главный якорь, якорь свободного расцепления и магнитпоровод служат одним магнитопроводящим контуром, а подвижный контакт размещен непосредственно на главном якоре, достигнуто высокое быстродействие выключателя, уменьшены массогабаритные показатели, а следовательно снижена и стоимость выключателя, при этом повышена надежность работы и технологичность конструкции выключателя.It can be seen from the foregoing that due to the fact that the main anchor and the free trip anchor are mounted on the magnetic circuit with the possibility of rotation relative to the magnetic circuit and towards each other, with restriction of the movement of the main anchor depending on the position of the free trip anchor, the main anchor, the free trip anchor and the magnetic drive serve as one magnetically conducting circuit, and the movable contact is located directly on the main anchor, the circuit breaker has achieved high speed, and the weight and size are reduced indicators were, and consequently the cost is reduced and circuit breaker, wherein increased operating reliability and manufacturability of the switch structure.

Claims

A quick-acting automatic switch containing movable and fixed contacts, breaking the spring, free trip spring, magnetic circuit with holding coil, main and free trip anchor, characterized in that the main and free trip anchor are mounted on the magnetic circuit with the possibility of rotation relative to the magnetic circuit and towards each other friend, with restriction of movement of the main anchor depending on the position of the free trip anchor, while the main anchor, the freedom anchor th tripping and magnitporovod serve one magnetically conductive loop, and the movable contact is arranged directly on the main anchor.