RU2396631C1

RU2396631C1 - Automatic quick-operating switch

Info

Publication number: RU2396631C1
Application number: RU2009109665/09A
Authority: RU
Inventors: Эльхан Шахбаба оглы Мурадов (RU); Эльхан Шахбаба оглы Мурадов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Технос"
Priority date: 2009-03-17
Filing date: 2009-03-17
Publication date: 2010-08-10

Abstract

FIELD: electricity. ^ SUBSTANCE: switch includes base, fixed and movable contacts, electromagnetic drive with magnetic conductor, coil and armature, switch control system, contact pressure spring, opening spring and two output buses, one for each contact; it is equipped with additional magnetic conductor with coil and armature; at that, both armatures are arranged on one and the same rotation axis, and on output bus on the side of fixed contact there fixed is current sensor by using Hall element. ^ EFFECT: increasing quick operation at switching off. ^ 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитной коммутационной аппаратуре, и предназначено для защиты электрооборудования городского транспорта от токов короткого замыкания.The invention relates to electrical engineering, in particular to protective switching equipment, and is intended to protect electrical equipment of public transport from short circuit currents.

Выключатели автоматические быстродействующие, отключающиеся при возникновении аварийного тока в коммутируемой цепи, известны, например, из следующих источников:High-speed automatic switches that trip when an emergency current occurs in a switched circuit are known, for example, from the following sources:

1. Аппараты быстродействующей защиты силовых цепей электроподвижного состава городского транспорта. Серия 07. Электрические аппараты и устройства низкого напряжения. Под ред. Мариночкина В.П., Соколова В.Ф., Ларина Н.П. - С: Информэлектро, 1988, с.8;1. Devices for high-speed protection of power circuits of electric rolling stock of urban transport. Series 07. Electrical apparatuses and low voltage devices. Ed. Marinochkina V.P., Sokolova V.F., Larina N.P. - C: Informelectro, 1988, p. 8;

2. Баталов Н.М., Петров Б.П. Тяговые электрические аппараты. Издание второе, переработанное и дополненное, М.: Энергия, 1969, с.144-145;2. Batalov N.M., Petrov B.P. Traction electric devices. Second edition, revised and enlarged, M .: Energy, 1969, p.144-145;

3. Патент RU №57963, 2007 г.3. Patent RU No. 57963, 2007

Наиболее близким аналогом может служить выключатель по третьему источнику. Он содержит основание, неподвижный контакт, подвижный контакт, электромагнитный датчик тока, привод для замыкания и размыкания подвижного и неподвижного контактов, толкатель для расцепления защелки и отключающую пружину. Привод выполнен электромагнитным и состоит из магнитопровода, катушки и якоря. При протекании по катушке тока якорь притягивается к магнитопроводу и замыкает контакты выключателя.The closest analogue can be a switch for a third source. It contains a base, a fixed contact, a movable contact, an electromagnetic current sensor, a drive for closing and opening the movable and fixed contacts, a pusher for releasing the latch and a breaking spring. The drive is made electromagnetic and consists of a magnetic circuit, coil and armature. When the current flows through the coil, the armature is attracted to the magnetic circuit and closes the contacts of the switch.

При протекании тока короткого замыкания якорь электромагнитного датчика тока притягивается к магнитопроводу и одновременно толкатель сбивает защелку с оси подвижного контакта. Подвижный контакт под действием усилий пружины контактного нажатия размыкается с неподвижным контактом. Электрическая дуга, возникающая при расхождении контактов, гасится в дугогасительной камере.When a short circuit current flows, the armature of the electromagnetic current sensor is attracted to the magnetic circuit and at the same time the pusher knocks the latch from the axis of the movable contact. The movable contact under the action of the efforts of the contact pressing spring opens with the fixed contact. The electric arc that occurs when the contacts diverge is extinguished in the arcing chamber.

Недостатком данного выключателя является применение электромагнитного датчика тока, при работе которого в процессе отключения требуется дополнительное время на механическое вращение якоря в сторону магнитопровода и выбивание защелки для приведения в движение подвижного контакта в сторону отключенного положения.The disadvantage of this switch is the use of an electromagnetic current sensor, during operation of which it takes extra time to mechanically rotate the armature towards the magnetic circuit and knock out the latch to set the movable contact in the direction of the disconnected position.

Кроме того, при включении выключателя контакты замыкаются без предвключенного положения, что создает опасность для выключателя при включении его в момент протекания тока короткого замыкания в коммутируемой сети.In addition, when the circuit breaker is turned on, the contacts are closed without an upstream position, which creates a danger for the circuit breaker when it is turned on at the moment of short-circuit current flowing in the switched network.

Изобретение решает задачу создания выключателя надежного и безопасного при эксплуатации.The invention solves the problem of creating a switch reliable and safe during operation.

Технический результат, который создается изобретением, состоит в повышении быстродействия при отключении выключателя.The technical result, which is created by the invention, is to increase performance when the circuit breaker is turned off.

Сущность изобретения состоит в том, что электромагнитный привод содержит дополнительный магнитопровод с катушкой и якорем, причем оба якоря размещены на одной оси вращения, а на выводной шине со стороны неподвижного контакта закреплен датчик тока на эффекте Холла. Дополнительный магнитопровод с катушкой и якорем удерживает выключатель в предвключенном положении, что обеспечивает защиту выключателя при включении на короткое замыкание. Датчик тока на эффекте Холла обеспечивает незамедлительное отключение выключателя при аварийных режимах.The essence of the invention lies in the fact that the electromagnetic drive contains an additional magnetic circuit with a coil and an armature, both anchors being placed on the same axis of rotation, and a Hall effect current sensor is fixed to the output bus from the side of the fixed contact. An additional magnetic circuit with a coil and an anchor holds the circuit breaker in the upstream position, which protects the circuit breaker when it is turned on for a short circuit. The Hall effect current sensor provides immediate circuit breaker shutdown under emergency conditions.

Изобретение поясняется примером выполнения выключателя. На фиг.1 показан патентуемый выключатель во включенном положении; на фиг.2 - то же, в предвключенном отключении, на фиг.3 - то же, при аварийном отключении.The invention is illustrated by an example implementation of the switch. Figure 1 shows the patented switch in the on position; figure 2 is the same, in the upstream shutdown, figure 3 is the same, with an emergency shutdown.

Выключатель автоматический быстродействующий содержит основание 1, на котором размещен электромагнитный привод с магнитопроводом 2, катушкой 3 и якорем 4. Дополнительный магнитопровод 5 с катушкой 6 и якорем 7 также размещен на основании 1. Якоря 4 и 7 установлены на оси 8 с возможностью вращения вокруг нее. Контакт подвижный 9 закреплен на якоре 7. Выводная шина 10 расположена со стороны подвижного контакта 9, а выводная шина 11 - со стороны неподвижного контакта 12. На шине 11 неподвижного контакта 12 размещен датчик тока 13 на эффекте Холла. Над приводом выключателя размещена система управления 14, которая обеспечивает автоматическое срабатывание выключателя. Пружина контактного нажатия 15 установлена с возможностью воздействия на подвижный контакт 9 относительно якоря 7, а отключающая пружина 16 - с возможностью воздействия на якорь 4. Контакты 9 и 12 расположены в зоне дугогасительной камеры 17.The automatic high-speed switch contains a base 1, on which an electromagnetic drive with a magnetic circuit 2, a coil 3 and an armature 4 is placed. An additional magnetic circuit 5 with a coil 6 and an armature 7 is also located on the base 1. The anchors 4 and 7 are mounted on the axis 8 for rotation around it . The movable contact 9 is fixed to the anchor 7. The output bus 10 is located on the side of the movable contact 9, and the output bus 11 is on the side of the stationary contact 12. On the bus 11 of the fixed contact 12 there is a current sensor 13 based on the Hall effect. A control system 14 is placed above the circuit breaker drive, which ensures the automatic operation of the circuit breaker. The contact pressing spring 15 is installed with the possibility of influencing the movable contact 9 relative to the armature 7, and the breaking spring 16 with the possibility of acting on the armature 4. Contacts 9 and 12 are located in the area of the arcing chamber 17.

Выключатель работает следующим образом.The switch operates as follows.

Для включения выключателя пропускается ток через катушки 3 и 6. При этом якорь 4 притягивается к магнитопроводу 2, а якорь 7 притягивается к магнитопроводу 5, сжимая пружины 15 и 16. Выключатель становится в предвключенное положение, между контактами остается зазор 5 (фиг.2). Затем катушка 6 обесточивается, а катушка 3 переводится на меньший по величине держащий ток. Якорь 4 остается притянутым к магнитопроводу 2, якорь 7 отпадает от магнитопровода 5 и под действием усилия пружины 15 поворачивается вокруг оси 8 к якорю 4, замыкая при этом подвижный контакт 9 с неподвижным контактом 12.To turn on the switch, current is passed through coils 3 and 6. In this case, the armature 4 is attracted to the magnetic circuit 2, and the armature 7 is attracted to the magnetic circuit 5, compressing the springs 15 and 16. The switch becomes in the up position, between the contacts there is a gap 5 (figure 2) . Then, the coil 6 is de-energized, and the coil 3 is transferred to a smaller holding current. The armature 4 remains attracted to the magnetic circuit 2, the armature 7 falls away from the magnetic circuit 5 and under the action of the force of the spring 15 rotates around the axis 8 to the armature 4, closing the movable contact 9 with the fixed contact 12.

Предвключенное положение выключателя 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 upstream position of the circuit breaker is necessary so that the circuit breaker contacts do not close while a large-current 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.

При протекании тока короткого замыкания датчик тока 13 на эффекте Холла подает сигнал на систему управления 14, которая незамедлительно обесточивает катушку 3. При этом якорь 4 и подвижный контакт 9 под действием отключающей пружины 16 переходят в отключенное положение (фиг.3). Дуга, возникающая на контактах, гаснет в области дугогасительной камеры 17.When the short circuit current flows, the Hall effect current sensor 13 sends a signal to the control system 14, which immediately de-energizes the coil 3. In this case, the armature 4 and the movable contact 9 under the action of the breaking spring 16 go into the off position (Fig. 3). The arc that occurs at the contacts goes out in the area of the arcing chamber 17.

Таким образом, благодаря дополнительному магнитопроводу с катушкой и якорем в электромагнитном приводе и наличию датчика тока на эффекте Холла достигнуто высокое быстродействие выключателя при отключении, что повышает надежность его работы.Thus, thanks to an additional magnetic circuit with a coil and an armature in the electromagnetic drive and the presence of a Hall effect current sensor, the circuit breaker has a high speed during tripping, which increases its reliability.

Claims

An automatic high-speed switch containing a base, a fixed contact, a movable contact, an electromagnetic drive with a magnetic circuit, a coil and an armature, a control system for the switch, a contact pressing spring, a breaking spring and two output buses, one for each contact, characterized in that the electromagnetic drive contains an additional a magnetic circuit with a coil and an armature, both anchors placed on the same axis of rotation, and a current sensor mounted on the output bus from the side of the fixed contact kT Hall.