SU1653023A1 - Автоматический выключатель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехни ке. Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  защиты мощных цепей и снижение величины тока короткого замыкани  в отвод щей цепи. Устройство содержит контакты 1 первого комплекта, контакты 3 второго комплекта, контакты 5 третьего комплекта , первый быстродействующий привод (П)2, второй быстродействующий привод(П) 9, выполненный, например, в виде индукци- онно-динамического привода, подвижную токопровод щую пластину (П) 7. В каждом полюсе контакт 3 второго комплекта снабжен электродинамическим механизмом 4 разведени  контактов. Контакты 1 механически св заны с П 2, содержащим механизм свободного расцеплени , и выполнены с

Description

Изобретение относитс  к электротехнике, а именно к автоматическим выключател м, обеспечивающим защиту низковольтных ложных цепей.

Цель изобретени  - повышение быстро- действи  защиты мощных цепей и снижение величины тока короткого замыкани  в отвод щей цепи.

На фиг.1 схематично показаны автоматический выключатель (обведен штриховой линией) и схема его включени ; на фиг.2 - пример исполнени  третьего комплекта контактов с индукционно-динамическим приводом; на фиг.З - вид А на фиг.2: на фиг.4 - пример исполнени  токопровод щей пла- сгины, перемыкающей третий комплект контактов; на фиг.5 - вид Б на фиг.4.

Автоматический выключатель (фиг. 1) содержит первый комплект контактов 1, св - занный механически с первым приводом 2, включающим и механизм свободного расцеплени , и имеющий возможность перемещени  между положением замыкани  с контактами 3 второго комплекта и положе- нием, в котором контакты 1 первого комплекта наход тс  в разомкнутом состо нии с контактами 3 второго комплекта. Контакты 3 второго комплекта снабжены каждый электродинамическим механизмом 4 разве- дени  контактов, предназначенным дл  работы при протекании через это устройство тока короткого замыкани . Третий комплект контактов 5 соединен электрически с вторым комплектом контактов 3 токопровода- ми б у расположен так, что замыкание контактов 5 третьего комплекта подвижной токопровод щей пластиной 7 обеспечивает соединение всех вместе контактов 3 второго комплекта. Подвижна  токопровод ща  пластина 7 может быть выполнена в виде части подвижного элемента 8 второго быстродействующего привода 9, например ин- дукционно-динамического. и расположена с возможностью замыкани  контактов 5 третьего комплекта.

Подвижна  токопровод ща  пластина 7 (фиг.2) выполнена в виде части подвижного элемента 8, расположенной со стороны контактов 5 третьего комплекта, быстродействующего привода 9 например индукщионно-динамического, св занного жестко с подвижным подпружиненным стержнем 10 и расположенного плоской поверхностью 11 вблизи токовой катушки 12. закрепленной, например, в изол ционной оболочке 13.

Токопровод ща  пластина 7. выполненна  в виде части подвижного элемента 8, и токова  катушка 12 представл ют собой ин- дукционно-динамический привод

Подвижный подпружиненный стержень 10 с токопровод щей пластиной 7 в виде части подвижного элемента 8 расположен с возможностью перемещени  и самоустановки при замыкании третьего комплекта контактов 5 и подпружинен пружиной 14. например, к изол ционной оболочке 13 в сторону размыкани  токопровод щей пластины 7 с контактами третьего комплекта 5.

Токопровод ща  пластина 7 может быть выполнена с возможностью перемещени  в направлении контактов 5 третьего комплекта внутри объема, ограниченного трем  плоскост ми 15 (фиг.З), проход щими через оси 16 двух соседних токопроводов 6, соедин ющих, например, через гибкие проводники 17 третий комплект контактов 5 с вторым комплектом 3 (фиг 1).

Токопровод ща  пластина 7 может быть выполнена в виде Л-образного токо- провод щего элемента 18 (фиг.4). который через изол ционную прокладку 19 закреплен на подвижном элементе 8 быстродействующего привода 9 со стороны третьего комплекта контактов 5 так, что каждый из контактов третьего комплекта 5 (фиг.5) находитс  напротив соответствующего луча А - образного токопровод щего элемента 18.

Автоматический выключатель (фиг. 1) содержит также расцепитель 20 максимального тока и расцепитель 21. срабатывающие

при протекании тока короткого замыкани  и тока перегрузки соответственно, и руко тку 22. кинематически св занную с механизмом свободного расцеплени  первого привода 2, отвод щие зажимы 23, предназначенные дл  подключени  к нагрузке. Источник 24 тока, например силовой трансформатор включен на подвод щие зажимы 25 автоматического выключател . На отвод щие зажимы 23 включен потребитель. К этим же зажимам подсоединены, например, токо- проводами 6 контакты 5 третьего комплекта .

Автоматический выключатель работает следующим образом.

Включение выключател  производитс  первым быстродействующим приводом 2, например, воздействием на руко тку 22 и перемещением первого комплекта контактов 1 в положение замыкани  с контактами 3 второго комплекта. Ток протекает через контакты 1 первого комплекта, контакты 3 второго комплекта, электродинамические механизмы 4 разведени  контактов и отвод щие зажимы 23 в цепь нагрузки. Источником тока служит, например, мощный силовой трансформатор 24. подключенный к подвод щим зажимам 25 первого комплекта контактов 1. При возникновении тока короткого замыкани  в цепи срабатывает второй быстродействующий (индукцион- но-динамический) привод 9 и перемещает токопровод щую пластину 7 в сторону замыкани  с контактами 5 третьего комплекта обеспечива  тем самым соединение всех вместе контактов 3 второго комплекта При этом цепь от зажимов 23 к нагрузке шунтируетс  контактами 5 третьего комплекта, ток через выключатель увеличиваетс , а через нагрузку снижаетс .

В дальнейшем ток протекает через контакты 1 первого комплекта и контакты 3 второго комплекта 2, электродинамические механизмы 4 разведени  контактов, токо- проводы 6, третий комплект контактов 5 и токопровод щую пластину 7.

При возникновении тока короткого замыкани  под действием этого тока срабатывают электродинамические механизмы 4 разведени  контактов, что обеспечивает перемещение контактов 3 второго комплекта в разомкнутое положение с контактами 1 первого комплекта. При этом в межконтактные промежутки ввод тс  электрические дуги, которые ограничивают ток короткого замыкани , протекающий через выключатель и источник 24 тока, например силовой трансформатор.

В дальнейшем срабатывает расцепи- тель 20 максимального тока, воздействующий на механизм свободного расцеплени  первого быстродействующего привода 2, и последний производит перемещение контактов 1 первого комплекта в положение

размыкани  с контактами 3 второго комплекта , обеспечива  отключение цепи.

После исчезновени  тока короткого замыкани  в цепи контакты 3 второго комплекта перемещаютс  в положение за0 мыкани  с контактами 1 первого комплекта, а токопровод ща  пластина 7 - в положение размыкани  с контактами 5 третьего комплекта . Контакты 1 первого комплекта остаютс  в положении размыкани  с контактами

5 3 второго комплекта, обеспечива  гальванический разрыв в цепи.

Повышение быстродействи  в предлагаемом выключателе достигаетс  за счет того , что второй быстродействующий привод

0 9 воздействует только на подвижный эле-- мент 8, частью которого  вл етс  токопровод ща  пластина 7, и функционирует независимо от контактов 3 второго комплекта .

5Это позвол ет сократить врем  до шунтировки контактами 5 третьего комплекта отвод щей цепи и нагрузки. Защита выключател  и силового трансформатора при этом обеспечиваетс  за счет срабатывани  элек0 тродинамических механизмов 4 разведени  контактов и ввода в цепь электрических дуг, ограничивающих ток короткого замыкани . При возникновении в цепи тока короткого замыкани  конденсаторна  батаре  (не

5 показана) разр жаетс  на токовую катушку 12 (фиг ) и под действием электродинамических сил, обусловленных взаимодействием индуцированного тока в подвижном элементе 8 быстродействующего привода 9

0 (индукционно-динамического) с током в катушке 12. подвижный элемент 8 с подвижной токопровод щей пластиной 17 перемещаетс  в сторону замыкани  контактов 5 третьего комплекта.

5Конденсаторна  батаре  разр жаетс 

на токовую катушку 12 через блок управлени  (не показан), причем в качестве датчика тока короткого замыкани  может быть использован , например, расцепитель 20 мак0 симального тока или отдельный датчик.

При замыкании контактов 5 третьего комплекта токопровод щей пластиной 7 ток короткого замыкани  протекает через токо- проаод 6, гибкие проводники 17, контакты

5 5 третьего комплекта и токопровод щую пластину 7 так, что образуютс  Г-образные электродинамические контуры и электродинамические силы прижимают токопровод щую плостину 7 к контактам 5 третьего комплекта, преп тству  электродинамическим силам в контактах, вызванных сужением линий тока в зонах контактировани , отбросить то коп ро вод щую пластину 7 от контактов 5 третьего комплекта, тем самым обеспечива  повышение надежности кон- тактировани .

При возникновении в цепи тока короткого замыкани  подвижный элемент 8 второго быстродействующего привода 9 (фиг.4) перемещаетс  в сторону замыкани  контак- тов 5 третьего комплекта с А -образным токопровод щим элементом 18. Ток короткого замыкани  протекает через токопрово- ды 6, гибкие проводники 17, контакты 5 третьего комплекта и Л-образный токопро- вод щий элемент 18 так, что образуютс  Г-образные электродинамические контуры и электродинамические силы прижимают А- образный токопровод щий элемент 18 к контактам 5 третьего комплекта. При умень- шении на некоторое врем  в одной из фаз тока до значени , недостаточного дл  удержани  в замкнутом положении X-образного токопровод щего элемента 18 с контактом 5 третьего комплекта этой фазы, в двух других фазах ток достигает значений, достаточных дл  удержани  А -образного токопровод щего элемента 18 в замкнутом положении с контактами 5 третьего комплекта, этих фаз. В двух других фазах ток протекает по соот- ветствующим лучам Д-образного токопровод щего элемента 18 (фиг.5) и через центральную часть элемента 18. При этом электродинамическа  сила, обусловленна  взаимодействием лучей А -образного токо- провод щего элемента 18 двух других фаз с соответствующими токопроводами 6, воздействует на А -образный токопровод щий элемент 18 со стороны контакта 5 третьего комплекта одной фазы относительно оси С, проход щей через точки контактировани  , контактов 5 третьего комплекта двух других фаз с А Образным токопровод щим элементом 18, и создает момент относительно этой оси 6, прижимающий Образныи токопро- вод щий элемент 18 к контакту 5 третьего комплекта одной фазы, чем обеспечиваетс  повышение надежности контактировани .

При протекании тока перегрузки расце- питель 21 (фиг. 1) воздействует на механизм свободного расцеплени  первого привода 2. который обеспечивает перемещение контактов 1 первого комплекта в положение размыкани  с контактами 3 второго комплекта .

Оперативное включение и отключение выключател  осуществл ют руко ткой 22, котора  управл ет первым приводом 2. обеспечивающим перемещение первого комплекта контактов в положение замыкани  или размыкани  с контактами 3 второго комплекта.

Таким образом, предлагаемый автоматический выключатель по сравнению с прототипом обеспечивает повышение быстродействи  защиты мощных цепей и существенно снижает величину тока короткого замыкани  в отвод щей цепи и нагрузки за счет того, что второй быстродействующий привод воздействует на токопровод щую пластину, имеющую значительно меньшую массу, чем подобный элемент прототипа, а также за счет наличи  электродинамических механизмов разведени  контактов, которые ограничивают ток. протекающий через автоматический выключатель.

Claims (3)

1.Автоматический выключатель, содержащий первый и второй комплекты контактов , причем контакты первого комплекта механически св заны с первым быстродействующим приводом, снабженным механизмом свободного расцеплени , и выполнены с возможностью перемещени  между замк- нутым и разомкнутым положени ми с контактами-второго комплекта, а контакты второго комплекта выполнены с возможностью перемещени  в сторону размыкани  с контактами первого комплекта, и третий комплект контактов, выполненных с возможностью замыкани  их подвижной токо- провод щей пластиной и электрически соединенных токопроводами с вторым комплектом контактов, и второй быстродействующий привод, имеющий подвижный элемент и установленный с возможностью воздействи  на подвижную токопровод щую пластину, отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  защиты мощных цепей и снижени  величины тока короткого замыкани  в отвод щей цепи, в каждом полюсе контакт второго комплекта снабжен электродинамическим механизмом разведени  контактов второго комплекта , при этом второй комплект контактов выполнен с возможностью функционировани  независимо от функционировани  подвижной токопровод щей пластины, а сама подвижна  токопровод ща  пластина выполнена в виде части подвижного элемента второго быстродействующего привода.

2.Выключатель по п.1, о т л и ч а ю щ и й- с   тем, что, с целью повышени  надежности контактировани  контактов третьего комплекта с подвижной токопровод щей пластиной в трехфазной цепи, указанна  пластина выполнена с возможностью перемещени  внутри обьема, ограниченного трем  плоскост ми , кажда  из которых проходит через оси двух соседних токопроводов в направлении контактов третьего комплекта , причем оси токопроводов размещены в вершинах треугольника.

3. Выключатель по пп.1 и2,отличаю- щ и и с   тем, что. с целью повышени 

надежности контактировани  контактов третьего комплекта с подвижной токопро- вод щей пластиной в трехфазной цепи, указанна  пластина выполнена в виде А-образного токопровод щего элемента, закрепленного на подвижном элементе второго быстродействующего привода.

Фиг. 2.

15

16

/6

6

,i /о a « 6

В

Фиг.1/

w