RU2394300C1

RU2394300C1 - Automatic fast-operation circuit breaker electromagnetic drive

Info

Publication number: RU2394300C1
Application number: RU2009111770/09A
Authority: RU
Inventors: Эльхан Шахбаба оглы Мурадов (RU); Эльхан Шахбаба оглы Мурадов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Технос"
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2010-07-10

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: electromagnetic drive of automatic fast-operation circuit breaker comprises magnetic conductor, armature and control coil, extra coil, capacitor and boosting contact connected in series with said extra coil. Electric circuit of extra coil is separated by switch with one normally-open and one normally-closed contacts with electric circuit of capacitor and boosting contact connected in series.

EFFECT: faster operation to due reduced time of drop of residual magnetic flux of magnetic circuit.

2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромагнитным приводам коммутационных аппаратов.The invention relates to electrical engineering, in particular to electromagnetic drives of switching devices.

Электромагнитные приводы в составе выключателей быстродействующих автоматических известны из следующих источников:Electromagnetic drives as part of high-speed automatic circuit breakers are known from the following sources:

1. Патент на изобретение № 2334299 RU, 2007 г.1. Patent for invention No. 2334299 RU, 2007

2. Силовое оборудование тяговых подстанций железных дорог (сборник справочных материалов). ОАО «Российские железные дороги», филиал «Проектно-конструкторское бюро по электрификации железных дорог». - М.: «ТРАНСИЗДАТ», 2004, с.238-242.2. Power equipment of traction substations of railways (collection of reference materials). JSC Russian Railways, a branch of the Design Bureau for Electrification of Railways. - M.: “TRANSIZDAT”, 2004, p.238-242.

3. 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.236-238.3. 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.

Наиболее близким к патентуемому следует считать электромагнитный привод по первому источнику. Он содержит магнитопровод с катушкой управления, размещенной на его центральном сердечнике, главный якорь и якорь свободного расцепления.The closest to the patentable should be considered an electromagnetic drive by the first source. It contains a magnetic circuit with a control coil located on its central core, the main anchor and the free trip anchor.

При включении электромагнитного привода по катушке управления протекает включающий ток, при этом главный якорь и якорь свободного расцепления притягиваются к магнитопроводу (предвключенное положение). Для обеспечения свободного расцепления выключателя предусмотрено предвключенное положение, обеспечиваемое якорем свободного расцепления. Затем включающий ток катушки переводится на удерживающий, гораздо меньшей величины. При этом якорь свободного расцепления отпадает от магнитопровода, а главный якорь остается в притянутом положении.When the electromagnetic drive is turned on, a switching current flows through the control coil, while the main armature and free trip armature are attracted to the magnetic circuit (upstream position). To ensure free tripping of the circuit breaker, an upstream position is provided by the free tripping anchor. Then, the switching current of the coil is transferred to the holding, much smaller value. In this case, the free trip anchor drops from the magnetic circuit, and the main anchor remains in the pulled position.

При отключении выключателя ток в катушке прекращается. Магнитный поток в магнитопроводе постепенно спадает и достигает той величины, при которой главный якорь не может удерживаться в притянутом положении. Привод переходит в отключенное положение.When the switch is turned off, the current in the coil stops. The magnetic flux in the magnetic circuit gradually decreases and reaches the value at which the main armature cannot be held in an attracted position. Drive moves to off position.

Недостатком этого электромагнитного привода является достаточно большое время при отпадании главного якоря от магнитопровода в момент отключения выключателем короткого замыкания из-за длительного спадания магнитного потока в магнитопроводе, что крайне нежелательно при гашении больших аварийных токов.The disadvantage of this electromagnetic drive is a rather long time when the main armature falls off the magnetic circuit at the moment the circuit breaker disconnects the short circuit due to the long-term decay of the magnetic flux in the magnetic circuit, which is extremely undesirable when extinguishing large emergency currents.

Задачей изобретения является создание электромагнитного привода выключателя автоматического быстродействующего надежного в эксплуатации.The objective of the invention is the creation of an electromagnetic drive circuit breaker automatic high-speed reliable in operation.

Технический результат, достигаемый в заявленном изобретении, заключается в повышении быстродействия за счет уменьшения времени на спадание остаточного магнитного потока магнитопровода.The technical result achieved in the claimed invention is to increase performance by reducing the time for the decay of the residual magnetic flux of the magnetic circuit.

Указанный технический результат достигается тем, что электромагнитный привод, состоящий из магнитопровода, якоря и катушки управления, имеет дополнительную катушку, соединенную последовательно с конденсатором и форсировочным ключом, причем электрическая цепь дополнительной катушки разделена переключателем, имеющим один нормально разомкнутый и один нормально замкнутый контакты, с электрической цепью последовательно соединенных конденсатора и форсировочного контакта.The specified technical result is achieved in that the electromagnetic drive, consisting of a magnetic circuit, an armature and a control coil, has an additional coil connected in series with a capacitor and a boost key, and the electric circuit of the additional coil is divided by a switch having one normally open and one normally closed contacts, with an electric circuit of a series-connected capacitor and boost contact.

При таком выполнении электромагнитного привода появляется возможность управления остаточным магнитным потоком магнитопровода в процессе отключения, а именно уменьшать время на размагничивание магнитопровода. Таким образом достигается быстродействие электромагнитного привода.With this embodiment of the electromagnetic drive, it becomes possible to control the residual magnetic flux of the magnetic circuit during the shutdown process, namely, to reduce the time for demagnetization of the magnetic circuit. Thus, the speed of the electromagnetic drive is achieved.

Изобретение поясняется примером выполнения. На фиг.1 схематично изображен электромагнитный привод выключателя автоматического быстродействующего при включении, на фиг.2 - то же, в момент при отключении.The invention is illustrated by an example implementation. Figure 1 schematically shows the electromagnetic drive of a circuit breaker automatic high-speed when turned on, figure 2 is the same at the time of shutdown.

Электромагнитный привод выключателя автоматического быстродействующего содержит магнитопровод 1, якорь 2, катушку управления 3. На магнитопроводе 1 закреплена дополнительная катушка 4. К выводам дополнительной катушки 4 последовательно присоединены конденсатор 5 и форсировочный контакт 6. Электрическая цепь последовательно соединенных конденсатора 5 и форсировочного контакта 6 связана с электрической цепью дополнительной катушки 4 переключателем, имеющим один нормально замкнутый контакт 7 и один нормально разомкнутый контакт 8.The electromagnetic drive of the automatic high-speed circuit breaker contains a magnetic circuit 1, an armature 2, a control coil 3. An additional coil 4 is attached to the magnetic circuit 1. A capacitor 5 and a boost contact 6 are connected in series to the terminals of the additional coil 4. The electrical circuit of the capacitor 5 and the boost contact 6 are connected in series the electric circuit of the auxiliary coil 4 with a switch having one normally closed contact 7 and one normally open contact 8.

Электромагнитный привод выключателя автоматического быстродействующего работает следующим образом.The electromagnetic drive circuit breaker automatic high-speed operates as follows.

При включении электромагнитного привода на катушку управления 3 подается включающий ток. В этот момент форсировочный контакт 6 разомкнут (фиг.1). Под действием тока катушки управления 3 в магнитопроводе 1 создается магнитный поток, который развивает достаточную электромагнитную силу для приведения в движение якоря 2. Якорь 2 притягивается к магнитопроводу 1. Через некоторый промежуток времени (обычно 0,5 секунд) ток в катушке управления 3 переключается с включающего на удерживающий, гораздо меньший по величине. Одновременно с переключением тока форсировочный контакт 6 переводится во включенное положение. В магнитной цепи: дополнительная катушка-нормально замкнутый контакт 8 переключателя - форсировочный ключ - конденсатор (4-8-6-5) возникает ЭДС самоиндукции и конденсатор 5 заряжается. При этом якорь 2 остается притянутым к магнитопроводу 1. При возникновении аварийного режима (тока короткого замыкания) ток в катушке управления 3 снижается до нуля. Так как в магнитной системе магнитный поток не прекращается мгновенно, следовательно, якорь 2 не сразу отпадет от магнитопровода 1, а только через некоторый промежуток времени, который необходим для размагничивания системы. Для быстрого отключения необходимо разрядить конденсатор 5 на дополнительную катушку 4. Для этого контакты 7 и 8 переключателя переводят соответственно во включенное (для контакта 8) и отключенное (для контакта 7) положения. При этом конденсатор разряжается на дополнительную катушку 4, чем создает в магнитопроводе 1 магнитный поток, направленный в противоположную сторону остаточному магнитному потоку. Магнитопровод 1 незамедлительно размагнитится, а следовательно якорь 2 отпадет от магнитопровода 1 с достаточно высоким быстродействием.When the electromagnetic drive is turned on, a switching current is supplied to the control coil 3. At this point, the boost contact 6 is open (figure 1). Under the action of the current of the control coil 3, a magnetic flux is created in the magnetic circuit 1, which develops sufficient electromagnetic force to drive the armature 2. The armature 2 is attracted to the magnetic circuit 1. After a certain period of time (usually 0.5 seconds), the current in the control coil 3 switches from including on the holding, much smaller in size. Simultaneously with the switching of the current, the force contact 6 is switched to the on position. In the magnetic circuit: an additional coil — normally closed contact 8 of the switch — forcing key — capacitor (4-8-6-5), self-induction EMF occurs and capacitor 5 is charged. In this case, the armature 2 remains attracted to the magnetic circuit 1. In the event of an emergency mode (short circuit current), the current in the control coil 3 decreases to zero. Since the magnetic flux in the magnetic system does not stop instantly, therefore, the armature 2 does not immediately fall away from the magnetic circuit 1, but only after a certain period of time, which is necessary for the demagnetization of the system. For quick disconnection, it is necessary to discharge the capacitor 5 to an additional coil 4. For this, the contacts 7 and 8 of the switch are switched respectively to the on (for contact 8) and off (for contact 7) positions. In this case, the capacitor is discharged to an additional coil 4, which creates a magnetic flux in the magnetic circuit 1 directed in the opposite direction to the residual magnetic flux. The magnetic circuit 1 will immediately demagnetize, and therefore the anchor 2 will fall away from the magnetic circuit 1 with a sufficiently high speed.

Таким образом, за счет применения в устройстве электромагнитного привода дополнительной катушки, конденсатора, форсировочного ключа и переключателя достигнуто быстродействие работы электромагнитного привода при отключении, а следовательно, обеспечена высокая надежность работы как привода, так и выключателя, в конструкцию которого он встроен.Thus, due to the use of an additional coil, capacitor, boosting key and switch in the electromagnetic drive device, the speed of operation of the electromagnetic drive during shutdown is achieved, and therefore, high reliability of both the drive and the switch into which it is built is ensured.

Claims

An electromagnetic drive of an automatic high-speed circuit breaker comprising a magnetic circuit, an armature and a control coil, characterized in that an additional coil is arranged on the magnetic circuit, in series with which a capacitor and a forcing contact are installed, the electric circuit of the additional coil being divided by a switch having one normally open and one normally closed contacts, with an electric circuit of a series-connected capacitor and boost contact.