RU2393575C1

RU2393575C1 - Fast direct current switch

Info

Publication number: RU2393575C1
Application number: RU2009113132/09A
Authority: RU
Inventors: Эльхан Шахбаба оглы Мурадов (RU); Эльхан Шахбаба оглы Мурадов; Игорь Васильевич Андреев (RU); Игорь Васильевич Андреев; Сергей Викторович Бурков (RU); Сергей Викторович Бурков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Технос"
Priority date: 2009-04-07
Filing date: 2009-04-07
Publication date: 2010-06-27

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: invention is applied in fast-response automatic DC switches for overload and short circuit protection in DC lines and aggregates. Additionally the switch includes spring positioned concentrically inside disconnection spring, so that the springs can affect main anchor directly.

EFFECT: enhanced movement speed of movable contact during disconnection.

5 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к коммутационной аппаратуре, и применяется в конструкциях быстродействующих автоматических выключателей постоянного тока, предназначенных для защиты от недопустимых перегрузок и токов короткого замыкания в линиях и электроустановках постоянного тока.The invention relates to electrical engineering, in particular to switching equipment, and is used in the designs of high-speed DC circuit breakers designed to protect against unacceptable overloads and short-circuit currents in DC lines and electrical installations.

Выключатели автоматические быстродействующие, удерживающиеся во включенном положении электромагнитным приводом и отключающиеся при спадании тока в катушке электромагнита, известны из следующих источников:High-speed automatic switches that are held in the on position by an electromagnetic drive and are turned off when the current drops in the electromagnet coil are known from the following sources:

1. Патент RU №27737. Выключатель быстродействующий автоматический постоянного тока, 2002 г.1. Patent RU No. 27737. High Speed Automatic DC Switch, 2002

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 №2328789. Выключатель автоматический быстродействующий постоянного тока, 2006 г.3. Patent RU No. 23228789. Automatic high-speed DC circuit breaker, 2006

Наиболее близким к патентуемому устройству следует считать выключатель по первому источнику (патент RU №27737).The closest to the patented device should be considered a switch for the first source (patent RU No. 27737).

Этот выключатель содержит два подвижных и два неподвижных контакта, отключающую и контактную пружину, электромагнитный привод, якорь свободного расцепления, тяги.This switch contains two movable and two fixed contacts, breaking and contact spring, electromagnetic drive, free trip anchor, traction.

Недостатком такой конструкции является изготовление отключающей пружины по виду нагружения в виде пружины растяжения. А как известно, пружины растяжения по характеристикам уступают пружинам сжатия. А именно, при длительной эксплуатации пружина растяжения теряет свои технические параметры гораздо быстрее пружины сжатия, что снижает надежность работы выключателя.The disadvantage of this design is the manufacture of a breaking spring by type of loading in the form of a tension spring. And as you know, tensile springs are inferior in characteristics to compression springs. Namely, during long-term operation, the tension spring loses its technical parameters much faster than the compression spring, which reduces the reliability of the circuit breaker.

Кроме того, отключающая пружина расположена с возможностью воздействия на главный якорь через скобу и удалена на значительном расстоянии от рабочего зазора между якорем и магнитопроводом. Это приводит к необходимости применения пружины, развивающей значительные усилия, причем время размыкания контактов выключателя увеличивается.In addition, the breaking spring is located with the possibility of acting on the main armature through the bracket and is removed at a considerable distance from the working gap between the armature and the magnetic circuit. This leads to the need to use a spring that develops significant efforts, and the opening time of the switch contacts increases.

Изобретением решается задача создания выключателя быстродействующего постоянного тока, характеризующегося высоким быстродействием и эксплуатационной надежностью.The invention solves the problem of creating a high-speed direct current circuit breaker, characterized by high speed and operational reliability.

Технический результат состоит в увеличении скорости движения подвижного контакта при размыкании.The technical result consists in increasing the speed of movement of the movable contact upon opening.

Для обеспечения этого выключатель дополнительно содержит разгонную пружину, которая размещена концентрично и расположена внутри отключающей пружины, причем пружины установлены с возможностью воздействия непосредственно на главный якорь.To ensure this, the switch further comprises an accelerating spring, which is placed concentrically and located inside the tripping spring, the springs being installed with the possibility of acting directly on the main armature.

Сущность заключается в следующем.The essence is as follows.

Наличие разгонной пружины, усилие которой действует в момент отключения, и расположение отключающей пружины с возможностью воздействия непосредственно на главный якорь позволяет привести в движение главный якорь и соответственно подвижный контакт с высокой скоростью. Кроме того, при таком исполнении конструкции отключающая пружина применяется в виде пружины сжатия, что повышает эксплуатационную надежность выключателя.The presence of an accelerating spring, the force of which acts at the moment of disconnection, and the location of the disconnecting spring with the possibility of acting directly on the main armature allows the main armature and, accordingly, the movable contact to move at high speed. In addition, with this design, the breaking spring is used in the form of a compression spring, which increases the operational reliability of the circuit breaker.

Изобретение поясняется на примере выполнения. На фиг 1 схематично представлен выключатель во включенном положении, на фиг.2 - то же в предвключенном положении, на фиг.3 - то же в отключенном положении, на фиг.4 - вид выключателя сверху, на фиг.5 - вид выключателя в изометрии.The invention is illustrated by example. Figure 1 schematically shows the switch in the on position, figure 2 is the same in the up position, figure 3 is the same in the off position, figure 4 is a top view of the switch, figure 5 is a perspective view of the switch .

Выключатель содержит два подвижных 1 и два неподвижных 2 контакта, отключающие пружины 3 и пружины контактного нажатия 4, электромагнитный привод, состоящий из магнитопровода 5 с главным якорем 6 и катушкой 7, якорь свободного расцепления 8, тяги 9, 10. Отключающие пружины 3 размещены с торцов магнитопровода 5 со стороны главного якоря 6. Внутри каждой отключающей пружины размещена разгонная пружина 11 (фиг.3). Выключатель содержит скобу 12, один конец которой посредством тяги 10 и пружины 13 связан с главным якорем 6 привода, а другой конец скобы расположен над якорем свободного расцепления 8, имеющего ограничитель 14 движения скобы, при этом подвижный контакт 1 прикреплен к скобе 12 и электрически изолирован от нее.The switch contains two movable 1 and two fixed 2 contacts disconnecting springs 3 and contact pressing springs 4, an electromagnetic drive consisting of a magnetic circuit 5 with a main armature 6 and a coil 7, a free trip armature 8, rods 9, 10. The breaking springs 3 are placed with the ends of the magnetic circuit 5 from the side of the main anchor 6. Inside each disconnecting spring placed an accelerating spring 11 (figure 3). The switch contains a bracket 12, one end of which is connected via a rod 10 and a spring 13 to the main armature 6 of the drive, and the other end of the bracket is located above the free trip arm 8 having a bracket 14 for movement of the bracket, while the movable contact 1 is attached to the bracket 12 and is electrically isolated from her.

Выключатель работает следующим образом.The switch operates as follows.

При протекании по катушке 7 привода включающего тока якорь 6 притягивается к правому сердечнику магнитопровода 5. Отключающие пружины 3 и разгонные пружины 11 сжимаются. Якорь свободного расцепления 8 притягивается к левому сердечнику магнитопровода 5 и удерживает скобу 12 с помощью ограничителя 14. Пружина 13 через тягу 10 сжимается (фиг.2).When flowing along the drive coil 7 of the switching current, the armature 6 is attracted to the right core of the magnetic circuit 5. The breaking springs 3 and the accelerating springs 11 are compressed. The free trip anchor 8 is attracted to the left core of the magnetic circuit 5 and holds the bracket 12 using the limiter 14. The spring 13 is compressed through the rod 10 (figure 2).

Подвижные контакты 1 не смыкаются с неподвижными контактами 2 и остаются в предвключенном положении. 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.The movable contacts 1 do not close with the fixed contacts 2 and remain in the upstream position. 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 to the desired speed.

Рычаг 15 переключает блок-контакты (на чертежах не показаны), которые переключают катушку 7 привода на меньший по величине держащий ток.The lever 15 switches the block contacts (not shown in the drawings), which switch the drive coil 7 to a lower holding current.

Якорь свободного расцепления 8 не может удерживаться магнитным потоком держащего тока в притянутом положении, отпадает и освобождает скобу 12 (фиг.1). Пружина 13 переводит скобу 12 с траверсой 16 и подвижными контактами 1 во включенное положение, и его быстродействующий привод готов к немедленному отключению.The free trip armature 8 cannot be held by the magnetic flux of the holding current in the pulled position, falls off and releases the bracket 12 (FIG. 1). The spring 13 moves the bracket 12 with the traverse 16 and the movable contacts 1 to the on position, and its high-speed drive is ready for immediate shutdown.

При возникновении тока короткого замыкания ток в катушке 7 привода прекращается. Главный якорь 6 не может удерживаться в притянутом к магнитопроводу 5 положении и под действием разгонных пружин 11 и отключающих пружин 3 с высокой скоростью отпадает от магнитопровода 5 (фиг.3), а соответственно контакты выключателя незамедлительно размыкаются.When a short circuit current occurs, the current in the drive coil 7 is terminated. The main anchor 6 cannot be held in the position drawn to the magnetic circuit 5 and, under the action of the accelerating springs 11 and the breaking springs 3, drops away from the magnetic circuit 5 at a high speed (Fig. 3), and accordingly, the switch contacts immediately open.

Таким образом за счет применения дополнительных разгонных пружин, размещенных концентрично внутри отключающих пружин, с возможностью воздействия их непосредственно на главный якорь, достигнуто быстродействие выключателя и повышена эксплуатационная надежность.Thus, due to the use of additional accelerating springs placed concentrically inside the disconnecting springs, with the possibility of their impact directly on the main armature, the circuit breaker speed is achieved and the operational reliability is increased.

Claims

A high-speed DC switch containing at least one movable and one fixed contacts, which disconnects the spring and the contact pressing spring, an electromagnetic drive with a magnetic circuit, a coil, a main armature and a free trip armature, traction, characterized in that it further comprises an accelerating spring , which is placed concentrically and inside the disconnecting spring, and the springs are installed with the possibility of impact directly on the main anchor.