RU37271U1

RU37271U1 - DC CIRCUIT BREAKER CAMERA

Info

Publication number: RU37271U1
Application number: RU2003134719/20U
Authority: RU
Inventors: М.Д. Белащенко; А.В. Ламанов; С.Б. Резников; А.И. Савенков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Компания Транс-Сервис"
Priority date: 2003-12-01
Filing date: 2003-12-01
Publication date: 2004-04-10

Description

ДУГОГАСИТЕЛЬНАЯ КАМЕРА ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКАDC CIRCUIT BREAKER CAMERA

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в составе устройства защиты транспортного и стационарного электрооборудования постоянного тока.The utility model relates to electrical engineering and can be used as part of a protection device for transport and stationary DC electrical equipment.

Известна дугогасительная камера воздушного выключателя постоянного тока, содержащая изоляционную камеру в виде стеклоэпоксидного цилиндра, герметично закрытого с обоих торцов токоведущими фланцами. Внутри камеры расположен подвижный контакт с упорным устройством и пружиной. Во фланце расположен ламельный контакт с подвижным электродом, пружиной и подвижным упором. Подвижной полый контакт имеет токосъемные скользящие контакты. Снаружи камеры расположен контрэлектрод и дутьевой клапан, (авторское свидетельство СССР № 500548 М. Кл1 П01 НЗЗ/00 от 25.26.77, БИ № 23).Known arc chamber dc air circuit breaker containing an insulating chamber in the form of a glass epoxy cylinder, hermetically sealed at both ends of the current-carrying flanges. Inside the chamber there is a movable contact with a stop device and a spring. The lamella contact with the movable electrode, the spring and the movable stop is located in the flange. The movable hollow contact has slip collector contacts. Outside the chamber there is a counter electrode and a blow valve, (USSR copyright certificate No. 500548 M. Кл1 П01 НЗЗ / 00 dated 25.26.77, BI No. 23).

Однако известное устройство не может обеспечить быстродействующую защиту от короткого замыкания цепей питания транспортного электрооборудования.However, the known device cannot provide high-speed protection against short circuit power circuits of transport electrical equipment.

Наиболее близкой к полезной модели является дугогасительная камера выключателя постоянного тока, содержащая плоскую двухщелевую изоляционную камеру с двумя контактными ножами, подключенными к контактам выключателя и закрепленными в одном торце камеры, деионной решеткой, набранной из изолированных друг от друга токопроводящих пластин и закрепленной в другом торце камеры, V-образные токопроводящие дугогасительные рога, ветви которых расположены в разных щелях, причем напротив указанных ветвей закреплены соответственно два отдельных дугогасительных рога, соединенных соответственно с двумя контактными ножами. (Цукало П.В. и др.Closest to the utility model is an arcing chamber of a direct current circuit breaker containing a flat double-gap insulating chamber with two contact blades connected to the contacts of the circuit breaker and fixed at one end of the chamber, a deion grating, assembled from conductive plates isolated from each other and fixed at the other end of the chamber , V-shaped conductive arcing horns, the branches of which are located in different slots, and two separate ugogasitelnyh horn connected respectively with two contact blades. (Tsukalo P.V. et al.

Эксплуатация электропоездов. Справочник. М.: Транспорт. 1994г. стр. 34, рис. 2.10).Operation of electric trains. Directory. M .: Transport. 1994 p. 34, fig. 2.10).

Однако известное устройство при значительных токах короткого замыкания и длинах проводов питания электрооборудования электропоездов не может обеспечить быстродействующую защиту и отключение, что повышает энергию дугогашения, снижает надежность выключателя и срок его службы.However, the known device with significant short-circuit currents and the length of the power supply wires of the electric equipment of the electric trains cannot provide high-speed protection and shutdown, which increases the suppression energy, reduces the reliability of the circuit breaker and its service life.

Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении полезной модели, является снижение времени и энергии дугогашения для повышения надежности и срока службы выключателя.The technical result that can be obtained by implementing the utility model is to reduce the time and energy of extinguishing to increase the reliability and service life of the circuit breaker.

Указанный технический результат достигается тем, что в дугогасительной камере выключателя постоянного тока, содержащей плоскую двухщелевую изоляционную камеру с двумя контактными ножами, подключенными к контактам выключателя и закрепленными в одном общем для щелей торце камеры, двумя деионными решетками, набранными из изолированных друг от друга токопроводящих пластин и закрепленными в других раздельных щелевых торцах камеры, и V-образными токопроводящими дугогасительными рогами, ветви которых расположены в разных щелях, причем напротив указанных ветвей закреплены соответственно два отдельных дугогасительных рога, первый из которых соединен с первым контактным ножом, с наружной стороны внешней стенки каждой щели вблизи каждого из двух дугогасительных рогов данной щели параллельно им закреплены соответственно две токопроводящие дублирующие шины, а параллельно оси деионной решетки токопроводящая стабилизаторная шина, расположенная вблизи зоны дугового потока, дублирующие и стабилизаторные шины соединены между собой последовательно и включены между вторым отдельным дугогасительным рогом и вторым контактным ножом, причем дублирующие шины соединены таким образом, чтобы обеспечить протекание тока вThe specified technical result is achieved by the fact that in the arcing chamber of the DC circuit breaker containing a flat double-slot insulation chamber with two contact blades connected to the circuit breaker contacts and secured in one common end of the chamber for the slots, two deion gratings drawn from conductive plates isolated from each other and fixed in other separate slotted ends of the chamber, and V-shaped conductive arcing horns, the branches of which are located in different slots, and Having otivized these branches, respectively, two separate arcing horns are fixed, the first of which is connected to the first contact knife, on the outer side of the outer wall of each gap near each of the two arcing horns of this gap, two conductive duplicate buses are fixed in parallel to them, and a conductive stabilizer parallel to the axis of the deion grating a bus located near the arc stream zone, backup and stabilizer buses are interconnected in series and connected between the second lnym arcing horn and the second contact blade, wherein the redundant bus connected so as to provide current flow in

каждой из них в том же направлении, что и направление тока в вблизи расположенном роге, а стабилизаторные шины соединены таким образом, чтобы обеспечить протекание тока в каждой из них в том же направлении, что и направление тока находящегося вблизи них дугового потока.each of them in the same direction as the direction of the current in the vicinity of the horn, and the stabilizer bars are connected in such a way as to ensure that the current flows in each of them in the same direction as the direction of the current of the arc stream located near them.

По меньшей мере, одна пластина каждой деионной решетки может быть выполнена удлиненной относительно остальных настолько, чтобы ее удлиненная часть оказалась в зоне дугового потока.At least one plate of each deionic lattice can be made elongated relative to the others so that its elongated part is in the area of the arc stream.

В дугогасительную камеру может быть введен вспомогательный импульсный источник питания с узлом управления, а рядом со вторым контактным ножом закреплен вспомогательный контактный нож, соединенный со вторым отдельным дугогасительным рогом и с первым зажимом вспомогательного импульсного источника питания, второй зажим которого подключен ко второму контактному ножу, а узел управления выполнен обеспечивающим включение указанного источника синхронно с размыканием контактов выключателя на время дугогашения.An auxiliary switching power supply with a control unit can be introduced into the arcing chamber, and an auxiliary contact knife is fixed next to the second contact knife connected to the second separate arcing horn and to the first clamp of the auxiliary switching power supply, the second clamp of which is connected to the second contact knife, and the control unit is designed to enable the indicated source to be synchronized with the opening of the switch contacts for the duration of the suppression.

На чертеже представлена упрощенная конструктивная схема, объединенная со схемой соединении дугогасительной камеры выключателя постоянного тока.The drawing shows a simplified structural diagram, combined with a circuit for connecting the arcing chamber of a DC circuit breaker.

Дугогасительная камера выключателя постоянного тока содержит плоскую двухщелевую изоляционную камеру 1 с двумя контактными ножами 2 и 3, подключенными к контактам 4 выключателя и закрепленными в одном торце камеры, двумя деионными решетками 5, набранными из изолированных друг от друга токопроводящих пластин и закрепленными в другом торце камеры, V-образные токопроводящие дугогасительные рога 6, ветви которых расположены в разных щелях, причем напротив указанных ветвей в щелях закреплены соответственно два отдельных дугогасительных рога 7 и 8, первый из которых 7 соединен с первым контактным ножом 2. С наружной стороны внешней стенки каждой щели вблизи (напротив) каждого из ветвей V-образных токопроводящих дугогасительных рогов 6 илиThe DC circuit breaker’s arcing chamber contains a flat double-gap insulating chamber 1 with two contact blades 2 and 3 connected to the switch contacts 4 and fixed at one end of the chamber, two deion gratings 5, assembled from conductive plates isolated from each other and fixed at the other end of the chamber , V-shaped conductive arcing horns 6, the branches of which are located in different slits, and opposite these branches in the slots are fixed respectively two separate arcing horns 7 and 8, the first of which 7 is connected to the first contact knife 2. On the outer side of the outer wall of each gap near (opposite) each of the branches of the V-shaped conductive arcing horns 6 or

) каждого из дугогасительных рогов 7 и 8 данной щели параллельно им) of each of the arcing horns 7 and 8 of this gap parallel to them

закреплены соответственно две токопроводящие дублирующие шины 9 и 10. Параллельно оси деионной решетки 5 там же закреплена токопроводящая стабилизаторная шина 11, расположенная вблизи (напротив) зоны дугового потока (в его растянутом состоянии). Все дублирующие шины 9 и 10 и обе стабилизаторные шины И соединены между собой последовательно и включены между вторым отдельным дугогасительным рогом 8 и вторым контактным ножом 3. Дублирующие шины 9 и 10 соединены таким образом, чтобы обеспечить протекание тока в каждой из них в том же направлении, что и направление тока в вблизи расположенном соответствующим роге 6, 7 или 8, а стабилизаторные шины 11 соединены таким образом, чтобы обеспечить протекание тока в каждой из них в том же направлении, что и направление тока находящегося вблизи них дугового потока.two conductive duplicate buses 9 and 10 are fixed respectively. Parallel to the axis of the deion lattice 5, a conductive stabilizer bus 11 is located there, located near (opposite) the arc stream zone (in its extended state). All redundant buses 9 and 10 and both stabilizer buses And are interconnected in series and connected between the second separate arcing horn 8 and the second contact knife 3. The redundant buses 9 and 10 are connected in such a way as to ensure that the current flows in each of them in the same direction that the current direction in the vicinity of the corresponding horn 6, 7 or 8, and the stabilizer bars 11 are connected in such a way as to ensure that the current flows in each of them in the same direction as the current direction of the arcs located near them lumen output.

По меньшей мере, одна пластина 12 каждой деионной решетки 5 выполнена удлиненной относительно остальных настолько, чтобы ее удлиненная часть оказалась в зоне дугового потока.At least one plate 12 of each deionic lattice 5 is made elongated relative to the others so that its elongated part is in the area of the arc stream.

В устройство может быть введен вспомогательный импульсный источник питания 13 с узлом управления 14. Рядом со вторым контактным ножом 3 закреплен вспомогательный контактный нож 15, подключенный ко второму отдельному дугогасительному рогу 8 и к первому зажиму вспомогательного импульсного источника питания 13, второй зажим которого подключен ко второму контактному ножу 3. Узел управления 14 выполнен с возможностью обеспечения включение вспомогательного импульсного источника питания 13 синхронно с размыканием контактов 4 выключателя на время дугогашения.An auxiliary switching power supply 13 with a control unit 14 can be introduced into the device. Next to the second contact knife 3, an auxiliary contact knife 15 is connected, connected to the second separate arcing horn 8 and to the first terminal of the auxiliary switching power supply 13, the second terminal of which is connected to the second contact knife 3. The control unit 14 is configured to provide the inclusion of an auxiliary switching power supply 13 synchronously with the opening of contacts 4 of the switch for a while ugogasheniya.

Дугогасительная камера выключателя постоянного тока работает следуюшим образом.The arcing chamber of the DC circuit breaker operates as follows.

4 4

перегрузки или короткого замыкания контакты 4 выключателя размыкаются, а ток нагрузки начинает протекать по относительно короткой дуге, образованной между выступами на входных концах отдельных дугогасительных рогов 7 и 8, замыкаясь по пути: первый контактный нож 2 отдельный дугогасительный рог 7 - отдельный дугогасительный рог 8 - одна из дублирующих шин 9 - стабилизаторная шина 11 (задняя шина) - одна из дублируюш;их шин 10 - другая из дублирующих шин 9 - стабилизаторная шина 11 (передняя шина) - другая из дублирующих шин 10 - второй контактный нож 3, Затем с помощью магнитного поля специальной дугогасительной катушки выключателя (на чертеже не показана) дуга перемещается от общего для щелей торца камеры в зону начальных соединенных участков V-образных дугогасительных рогов 6, раздваиваясь на две последовательные дуги, соединяющие начальные участки отдельных и V-образных дугогасительных рогов 6,соответственно. При этом суммарное магнитное поле токов рогов и токов дублирующих шин создает в дуговом потоке усилия, направленные вдоль рогов (силы Лоренца и Ампера), что приводит к перемещению дуги в зону расположения удлиненных частей пластин 12 деионной решетки 5. В указанной зоне на дуговой поток начинает существенно действовать магнитное поле токов стабилизаторных шин 11, притягивая поток ближе к шинам и стабилизируя его удлиненное состояние. Помимо стабилизаторных шин 11 на дуговой поток воздействуют магнитные поля токов, протекающих по концам удлиненных пластин 12 деионной решетки 5, создавая так называемый «втягивающий эффект, также способствующий стабилизации вытянутого состояния дуги с повышенным и стабильным градиентом напряженности на основных дуговых участках, т. е. с повышенным и стабильным суммарным падением напряжения дуги.overload or short circuit, contacts 4 of the circuit breaker open, and the load current begins to flow along a relatively short arc formed between the protrusions at the input ends of the individual arcing horns 7 and 8, closing along the way: the first contact knife 2 separate arcing horn 7 - a separate arcing horn 8 - one of the backup tires 9 is the stabilizer bus 11 (rear tire) - one of the duplicate; their tires 10 - the other of the backup tires 9 - stabilizer bus 11 (the front tire) - the other of the backup tires 10 - the second contact knife 3, Z thereby, using the magnetic field of a special interrupter coil of the switch (not shown in the drawing), the arc moves from the chamber end common for the cracks into the zone of the initial connected sections of the V-shaped arcing horns 6, bifurcating into two consecutive arcs connecting the initial sections of the individual and V-shaped arcing horns 6, respectively. In this case, the total magnetic field of the currents of the horns and currents of the backup tires creates forces in the arc stream directed along the horns (Lorentz and Ampere forces), which leads to the movement of the arc to the zone of location of the elongated parts of the plates 12 of the deion lattice 5. In this zone, the arc flow begins significantly act the magnetic field of the currents of the stabilizer tires 11, attracting the stream closer to the tires and stabilizing its elongated state. In addition to the stabilizer bars 11, the magnetic flux is affected by the magnetic fields of the currents flowing along the ends of the elongated plates 12 of the deion lattice 5, creating the so-called “retracting effect, which also helps to stabilize the elongated state of the arc with an increased and stable tension gradient in the main arc sections, i.e. with an increased and stable total voltage drop of the arc.

с моментом размыкания контактов 4 выключателя источник вспомогательный импульсный питания 13 по сигналу узла управления 14with the moment of opening of the contacts 4 of the switch, the auxiliary auxiliary power supply 13 according to the signal of the control unit 14

начинает генерировать однополярный импульс тока в дублирующих и стабилизаторных шинах 10 и 11. Этот ток складывается в указанных шинах с током нагрузки, увеличивая электромагнитное воздействие на поток дуги, ускоряя процесс ее удлинения и стабилизации. Желательно, чтобы длительность указанного импульса была не менее длительности процесса дугогашения. Подобный импульс нетрудно осуществить, например, путем разрядки предварительно заряженного конденсатора через балластный дроссель, охваченный вместе с шинами обратным диодом.begins to generate a unipolar current pulse in the backup and stabilizer buses 10 and 11. This current is added to the indicated buses with the load current, increasing the electromagnetic effect on the arc flow, accelerating the process of its extension and stabilization. It is desirable that the duration of the specified pulse was not less than the duration of the process of extinguishing. Such a pulse can be easily realized, for example, by discharging a pre-charged capacitor through a ballast choke, which is covered together with the buses by a reverse diode.

Таким образом, достигается желаемый технический результат снижение времени и энергии дугогашения для повышения надежности и срока службы выключателя.Thus, the desired technical result is achieved by reducing the time and energy of extinguishing to increase the reliability and service life of the circuit breaker.

Дополнительным техническим эффектом является меньшая пожароопасность применяемого на транспорте электрооборудования при перегрузках и коротких замыканиях. 6An additional technical effect is the lower fire hazard of electrical equipment used in transport during overloads and short circuits. 6

f f

Claims

1. The arcing chamber of the DC circuit breaker, comprising a flat double-slot insulation chamber with two contact blades connected to the circuit breaker contacts and fixed in one end of the chamber common to the slots, two deion gratings drawn from conductive plates isolated from each other and fixed in other separate slotted the ends of the chamber, V-shaped conductive arcing horns, the branches of which are located in different slots, and two separate sections are fixed respectively opposite these branches arcing horns, the first of which is connected to the first contact knife, on the outer side of the outer wall of each gap near each of the two arcing horns of this gap, two conductive duplicate buses are fixed in parallel, respectively, and a conductive stabilizing bus located in the vicinity of the deion lattice axis arc flow, backup and stabilizer busbars are interconnected in series and connected between the second separate arcing horn and the second contact knife, with The redundant buses are connected in such a way that the current flows in each of them in the same direction as the current direction near the horn, and the stabilizer buses are connected in such a way that the current flows in each of them in the same direction as direction of the current of the arc stream located near them.

2. The arcing chamber according to claim 1, characterized in that at least one plate of each deionic lattice is made elongated relative to the others so that its elongated part is in the arc stream zone.

3. The arcing chamber according to claim 1 or 2, characterized in that an auxiliary switching power supply with a control unit is inserted into it, and an auxiliary contact knife is connected next to the second contact knife connected to the second separate arcing horn and to the first clamp of the auxiliary switching source power supply, the second clamp of which is connected to the second contact knife, and the control unit is designed to enable the specified source to be synchronized with opening the contacts of the switch for the duration of the suppression