SU1591094A1 - Дугогасительное устройство автоматических выключателей - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в быстродействующих автоматических выключателях низкого напряжения с контактами мостикового типа. Цель - повышение токоограничивающей способности выключателя. Дугогасительное устройство содержит изол

ляционную дугогасительную камеру 1, деионные пластины 2. магнитопровод 3. дугогасительные катушки 4 и 5, неподвижные контакты 7, подводящие шины 6, неподвижные дугогасительные рога 8, подвижный мостик 10 с контактами и дугогасительными рогами 11. По обе стороны изоляционной перегородки 14 в камере установлены дополнительные рога 13. Дугогасительная катушка 4 расположена в зоне первого контактного разрыва, а катушка 5 - в зоне второго контактного разрыва. Один вывод каждой катушки 4 и 5 соединен с дугогасительным рогом 8 своего контактного разрыва, а другой вывод - с дополнительным рогом 13, расположенным в зоне другого контактного разрыва. Наличие дополнительных рогов 13 и перекрестное их соединение с дугогасительными катушками повышает токоограничивающую способность быстродействующих автоматических выключателей с контактами мостикового типа, 6 ил.

1591094 А1

3

1591094

4

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в низковольтных электрических аппаратах, обеспечивающих защиту цепей от токов короткого замыкания.

Целью изобретения является повышение токоограничивающей способности выключателей.

На фиг. 1 и 2 изображены проекции дугогасительного устройства, установленного в автоматическом выключателе, при включенных контактах; нэ фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4-6 - положение электрических дуг в процессе отключения тока.

Дугогасительное устройство содержит изоляционную дугогасительную камеру 1, деионные пластины 2, магнитопроводы 3, дугогасительные катушки 4 и 5, токоподводы 6, соединенные с неподвижными контактами 7, имеющими дугогасительные рога 8, подвижные контакты накладки 9, контактный подвижный мостик 10 с дугогасительными рогами 11, привод 12, дополнительные рога 13. Внутри камеры поставлена изоляционная перегородка 14.

Дугогасительные рога 8 неподвижных контактов 7 установлены на внутренней поверхности изоляционной дугогасительной' камеры 1, обе половины той камеры охвачены магнитопроводами 3. Дугогасительные катушки 4 и 5 установлены по обе стороны изоляционной дугогасительной камеры 1. Деионные пластины 2 установлены в верхней части изоляционной дугогасительной камеры 1 и разделены изоляционной перегородкой 14. На каждой стороне изоляционной перегородки 14 укреплен дополнительный рог 13. Контактный подвижный мостик 10 с контактными накладками 9 образует с двумя неподвижными контактами 7 два контактных разрыва. Каждая из дугогасительных катушек 4 и 5 может быть'выполнена ввиде двух катушек, которые могут быть соединены между собой последовательно или параллельно. Один вывод дугогасительной катушки 4, расположенный в зоне первого контактного разрыва, соединен с дугогасительным рогом 8 неподвижного контакта 7 первого контактного разрыва, а другой ее вывод соединен с дополнительным рогом 13, расположенным в зоне второго контактного разрыва. Дугогасительная катушка 5 расположена в зоне второго контактного разрыва и одним выводом соединена с дополнительным рогом 13, расположенным в зоне первого контактного разрыва, а другим - с дугогасйтельным рогом 8 неподвижного контакта 7 второго контактного разрыва.

Направления намотки катушек выбраны из условия движения электрических ду| С контактов в сторону деионных пластин. Подвижный контактный мостик 10 под действием привода 12 может перемещаться поступательно.

В номинальном режиме работы при замкнутых контактах ток проходит по токоподводам 6, контактам 7 и 9 и мостику 10. Катушки 4 и 5 обесточены. При возникновении в защищаемой цепи тока короткого замыкания расцепитель максимального тока (не показан) вызывает срабатывание привода 12, который размыкает контакты 7 и 9. Возникающая между ними электрическая дуга (фиг. 4) под действием магнитного'поля токов в мостике 10 и загнутой части токоподвода 6 вблизи контактов 7 выдувается внутрь камеры 1. При этом опорные точки дуг движутся по дугогасительным рогам 8 и 11 и через малый промежуток времени (ориентировочно 1-2 мс) происходит контакт дуг с дополнительными рогами 13 (фиг. 5). В катушках 4 и 5 под действием напряжений 1>1 и 1)2 на частях дуг начинает увеличиваться ток 1к. При этом к каждой катушке прикладывается напряжение Щ+ 2Цг. Токи !к увеличивают магнитное поле внутри камеры 1, что приводит к ускорению движения дуг к пластинам 2 и внутри них. Это обуславливает повышенные скорости роста общего напряжения на дугах и снижение тока в защищаемой цепи. Далее в процессе роста и 1 происходит гашение коротких дуг между подвижными дугогасительными рогами 11 и дополнительными рогами 13, поскольку ток 1м меняет полярность и происходит восстановление электрической прочности зазора между рогами 11 и 13.

’ Из приближенных уравнений баланс напряжений

Е= Ц.₃. ||- +2(1) 1+1)2);

^1+ 2Ц₂,

где Е -АДС источника питания;

1-к.з. - индуктивность цепи короткого замыкания (активным сопротивлением для упрощения пренебрегав^);

ίο - индуктивность каждой катушки 4 и

5, и токов ΐ= 1_д+ ίκ; !д = 1_М + 1к

следует

где 1д - ток дуги;

1м - ток мостика;

1к - ток катушки.

Из данного уравнения следует, что при

увеличении и ι происходит уменьшение ско*

5

1591094

6

роста роста тока 1_М и при выполнении равенС1 га

Е=2 (υι+υ₂)

«-О

Ток 1_М достигает максимального значения. При дальнейшем увеличении и 1 ток 1_М начинает уменьшаться и при τ=ΐι, когда

где 1мо- значение тока в момент образования дуг 1Н и иг, происходит полное отключение тока 1м, т.е. дуги между мостиком и дополнительными рогами гаснут.

После этого полное отключение тока в цепи происходит параллельно в каждой части камеры 1 при ΙΙί >Е. При этом катушки включены последовательно в цепь тока, т.е. фактически выполняют функции-токовых. Однако поскольку катушки не обтекаются током в номинальном режиме, их число витков может быть выбрано исходя из условий наиболее ускоренного отключения (практически число витков выбирается всегда более. 10, что может быть выполнено'в обычной токовой катушке вследствие повышенных габаритов и мощности тепловых потерь).

Другой положительной стороной дугогасительного устройства является возможность повышения активного сопротивления катушек, что обеспечивает ограничение тока короткого замыкания при переходе в режим по фиг.6 (фактически имеется оптимальное значение сопротивления, при котором обеспечивается минимум времени отключения, так как при достаточно большом сопротивлении ток Ц будет мал, что приведет к уменьшению магнитного поля в камере, а при малом сопротивлении и соответственно малом числе витков поле также будет мало. Поэтому выбор сопротивления и числа витков выполняется экспериментально исходя из параметров защищаемой сети и дугогасительной камеры.

Предлагаемое дугогасительное устройство предназначено в основном для низковольтных автоматических выключателей. Поэтому в предлагаемой конструкции исключается возможность повторных пробоев двух последовательно включенных воздушных промежутков между рогами 11 и 13 после изменения полярности и₂ и образования пути тока по цепи: левый токоподвод 6, левый рог 8, катушка 4, правый зазор между рогами 11 и 13, мостик 10, левый зазор между рогами 11 и 13, катушка 5, правый рог 8, правый токоподвод 6.

Прй повышенных номинальных напряжениях выключателей (более 100 С) возмож но применение дополнительных деионных пластин, установленных между рогами 11 и 13 с целью повышения электрической прочности после реверса 1)₂.

Предлагаемая дугогасительная камера применима для выключателей постоянного и переменного тока. Таким образом дугогасительная камера обеспечивает одновременное горение дуг в обеих половиках камеры и практически равномерное распределение напряжений на протяжении всего процесса отключения тока короткого замыкания, что позволяет повысить общее напряжение и, следовательно, достигнуть повышенной токоогрзничивающей способности выключателя. Кроме того, дост игается также надежное отключение кппшческих токов, поскольку дополнительные рога 13 расположены вблизи зазоре» между контактами в разомкнутом положении, что обеспечивает включение катушек и, следовательно, выдувание дуг в камеру.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Дугогасительное устройство автоматических выключателей, содержащее дугогасительную камеру, внутри которой расположены пакеты деионных пластан, контактную систему с двумя контактными разрывами, образованными подвижным мостиковым контактом и двумя неподвижными контактами с дугогасительными рогами, в зоне каждого контактного разрыва снаружи дугогасительной камеры размещен магнитопровод с дугогасительной катушкой, отличающееся тем, что, с целью повышения токоограничивающей способности выключателя, оно снабжено изоляционной перегородкой, установленной внутри камеры, и двумя дополнительными рогами, расположенными по обе стороны изоляционной перегородки, дугогзеительная катушка, расположенная в зоне первого контактного разрыва, одним выводам соединена с дугогасительным рогом неподвижного контакта этого разрыва, а другим - с дополнительным рогом, расположенным в зоне второго контактного разрыва, дугогасительная катушка, расположенная в зоне второго контактного разрыва, одним выводом соединена с дугогасительным рогом не- подвижного контакта этого разрыва, а другим - с дополнительным рогом. расположеиным в зоне первого контактного разрыва.

   1591094

   ФигЗ

   Фиг. 5

   , ФигА.

   ίκ

   Фиг. 6