SU1670714A1 - Автоматический выключатель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  защиты полупроводниковых преобразователей. Целью изобретени   вл етс  расширение области применени . Автоматический выключатель содержит в каждом полюсе контактную систему преимущественно мостикового типа, включающую подвижные контакты 1, закрепленные на подвижном контактодержателе 2, и неподвижные контакты 3, закрепленные на неподвижных контактодержател х в виде токоведущих шин 4 и 5, дугогасительные камеры 14, подвод щие выводы 6, отвод щие выводы 7, механизм свободного расцеплени  11 с руко ткой 27, расцепитель максимального тока 16, первый коммутирующий электрод (КЭ), состо щий из подвижной части (ПЧ) 18 и неподвижной части (НЧ) 17, второй КЭ 19, электрод поджига 23, индуктор 24 высокого напр жени . ПЧ 18 и НЧ 17 электрически соединены между собой, причем НЧ 17 соединена с отвод щим выводом 7, а ПЧ 18 установлена с возможностью электрического контактировани  со вторым КЭ 19 в месте, выполненном из материала, устойчивого к свариванию. Вторые КЭ 19 всех полюсов соединены электрически между собой и с отвод щим выводом 7 полюса, свободного от КЭ, а также электродом 23 поджига электрической дуги, расположенным между КЭ. Индуктор 24 высокого напр жени  включен в каждом полюсе между электродом 23 поджига и вторым КЭ 19. КЭ вместе с электродами поджига 23 всех полюсов установлены в нише 21 изол ционного корпуса. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

Description

Выключатель содержит (фиг.1) в каждом полюсе подвижные контакты 1, закрепленные на подвижном контактодержателе 2 мо- стикооого типа, неподвижные контакты 3, закрепленные на неподвижных контакто- держател . выполненных в виде токоведу- щих шин 4 и 5, оканчивающихс  подвод щим выводом 6 и отвод щим выводом 7. Контактодержатель 2 с помощью направл ющих 8 подвижно закреплен на траверсе 9, соединенной шарниром 10 с механизмом свободного расцеплени  11 (показан частично). Между траверсой 9 и контактодержателем 2 расположены контактные пружины 12. Против каждой пары контактов: подвижного контакта и неподвижного контакта 3 в основании 13 пластмасс о п оI о корпуса выключател  установлены ду|огасительные камеры 14 деионного типа. На юковедущих шинах 4 и 5 распогожены измерительные органы - датчики юка 15 расщепител  максимального тока 16, выход которого электрически соединен с органом (не показан), расцепл ющим механизм свободного расцеплени  11 К токоведущей шине 5 между измерительным органом 15 и отвод щим выводом 7 присоединен первый коммутирующий злоктрод, состо щий из неподвижной части 17 л подвижной части 18, расположенной с возможностью контактировани  со вторым коммутирующим электродом 19, который соединен электрически с аналогичными электродами других полюсов и отвод щим выводом 7 полюса, не имеющего коммутирующих электродов. Места возможного контакт ировани  подвижной части

18первого электрода и второго электрода

19оснащены накладками 20 из материала, устойчивого к свариванию. Возможность контактировани  подвижной части 18 первого электрода со вторым коммутирующим электродом 19 обеспечена за счет размещени  ее в непосредственной близости от не- подвихной части 17 первого коммутирующего электрода, что обуславливает противоположное направление электрического тока в этих част х первого коммутирующего элек рода

Оба коммутирующих электрода, кроме их частей, соедин ющихс  с выводами или другими полюсами, расположены в нише 21 основани  13, закрытой вспомогательной колодкой 22.

В нишу 21 введен элек г род 23 поджига, между которым и вторым коммутирующим электродом 19 подключен индуктор 24 высокого напр жени  чод кигл ду| и. Ниша 21, при необходимости ммжот сообщатьс  через отверстие 25 с остальной внутренней полостью основани  13.

Со стороны механизма 11 и дугогаси- тельных камер 14 выключатель закрыт

крышкой 26, в прорези которой перемещаетс  руко тка управлени  27. Токоведуща  шина 4 и подвод щий вывод 6, а также токо- ведуща  шина 5 и отвод щий вывод 7 образуют П-образные контуры 28 (фиг.2,4). На

0 фиг.З показана электрическа  схема предлагаемого выключател ,  вл ющегос  линейным , и включающа  потребитель 29, преимущественно полупроводниковый преобразователь , подключенный к сети через

5 фидерный выключатель 30.

Выключатель работает следующим образом .

При токах перегрузки сигнал на индуктор 24 высокого напр жени  не поступает и

0 выключатель срабатывает традиционным способом за счет расцеплени  механизма свободного расцеплени  11 от расцепител  максимального тока 16. При этом траверса 9 перемещаетс  вместе с подвижными кон5 тактами 1 в отключенное положение. Между контактами 1 и 3 возникают электрические дуги, которые вт гиваютс  в дугогаситель- ные камеры 14, в результате чего и происходит отключение цепи.

0При коротком замыкании в цепи, например в потребителе 29 (фиг. 3). от фидерного выключател  30 поступает управл ющий сигнал на индуктор 24 высокого напр жени  поджига дуги. Указанный управл ющий

5 сигнал может формироватьс  и в самом предлагаемом выключателе, например, в его расцепителе максимального тока 16, при достижении током КЗ заданной величины . В обоих случа х индуктор 24 формирует

0 высоковольтный (1,5 - 2,5 кВ) импульс напр жени , который прикладываетс  между электродом 23 поджига и вторым коммутирующим электродом 19. На них возникает электрическа  дуга, котора  поджигает

5 электрическую дугу между вторым коммутирующим электродом 19 и подвижной частью 18 первого коммутирующего электрода, При перемыкании указанных электродов короткой электрической дугой начинаетс  быст0 рое увеличение тока КЗ через выключатель при одновременном быстром прекращении его в защищаемой цепи. Под воздействием электродинамических усилий, возникающих при протекании этого тока между по5 движной частью 18 и неподвижной частью 17 первого коммутирующего электрода, подвижна  часть 18 быстро перемещаетс  и прижимаетс  ко второму коммутирующему электроду 19(фиг.4). При этом дуговое замыкание в цепи: неподвижна  часть 17 первого

коммутирующего электрода, подвижна  часть 18 указанного электрода, второй коммутирующий электрод 19 - превращаетс  в металлическое, что обеспечивает услови  дл  еще более эффективного отсекани  тока в поврежденном потребителе 29 и способствует уменьшению энергии, выдел емой в нише 21. При нарастании тока КЗ а главной цепи выключател  до значени , равного установке тока срабатывани  расцепител  максимального тока 16, последний вызывает срабатывание механизма свободного расцеплени  11. Дальнейшее отключение выключател  происходит аналогично описанному срабатыванию под действием тока перегрузки. Быстрое шунтирование в процессе отключени  участка цепи, включающего выключатель 30 и потребитель 29, резко снижает воздействие тока КЗ на них. Энерги  дуги отключени , выдел юща с  в выключателе 30, и джоулев интеграл как через этот выключатель, так и через потребитель 29 будут существенно меньше, чем в случае, когда в качестве вышесто щего выключател  используютс  известные выключатели . Тем самым расшир етс  область использовани  предлагаемого выключател , который может быть применен, например , дл  защиты тиристорных преобразователей и полупроводниковых модулей с низкой устойчивостью к токам короткого замыкани 

Работа предлагаемого выключател , представленного на фиг.2, отличаетс  некоторыми особенност ми.

При токах перегрузки выключатель работает аналогично описанному. При токах КЗ, когда возникает электродинамический отброс подвижного контактодержател  2, момент начала движени  траверсы 9 наступает позже, чем начинаетс  перемещение контактодержател  2 (фиг.4). Возникающа  на подвижных контактах 1 и неподвижных контактах 3 электрическа  дуга под действием электромагнитного пол , создаваемого токоведущими шинами 4 и 5 и подвижным контактодержателем 2, более эффективно входит в дугогасительные камеры 14. Все это обеспечивает высокое токо- ограничениеприотключении

выключателем токов КЗ тем более по вл ющихс  после замыкани  коммутирующих электродов. При этом с увеличением значени  ожидаемого тока КЗ величина энергии дуги отключени  втокоограничивающих выключател х растет лишь до определенного значени . В дальнейшем она или остаетс  неизменной или может даже снижатьс . Поэтому в предлагаемом выключателе (фиг.2)

при перемыкании электрической дугой ПРО вого коммутирующего электрода и второю коммутирующего электрода 19 и возникает режим отключени , практически, предельно

возможного тока КЗ. при котором создаютс  услови  дл  снижени  энергии, выдел емой в выключателе при отключении. Газы создающиес  при этом, выход т через отверстие 25 уже охлажденными в полость основани 

13.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый выключатель имеет более широкую область применени , обеспечива  эффективную защиту различных потребителей с пониженной устойчивостью к воздействию токов короткого замыкани , преимущественно полупроводниковых преобразователей.

Claims (2)

1. Автоматический выключатель, содержащий крышку и изол ционный корпус, образующие внутреннюю полость выключател , в которой размещены п полюсов, и имеющий в каждом полюсе контактную систему, состо щую из подвижного и неподвижных контакто- держателей с контактами, дугогасительные камеры, подвод щие и отвод щие выводы, механизм свободного расцеплени  с руко ткой , расцепитель максимального тока, о т л ичающийс  тем, что, с цел ю расширени  области применени , каждый из п-1 полюсов снабжен двум  коммутирующими электродами , электродом поджига электрической дуги и индуктором высокого напр жени , один из

коммутирующих электродов состоит из электрически соединенных подвижной и неподвижной частей, причем неподвижна  часть соединена с отвод щим выводом, а подвижна  часть установлена с возможностью

электрического контактировани  со вторым коммутирующим электродом в месте, выполненном из материала, устойчивого к сва- риванию, а вторые коммутирующие электроды электрически соединены между

собой и с отвод щим выводом n-го полюса, свободного от коммутирущих электродов электрод поджига электрической дуги расположен между коммутирующими электродами , а индуктор высокого напр жени 

включен между электродом поджига электрической дуги и вторым коммутирующим электродом, при этом в изол ционном корпусе выполнено поднутрение, в котором размещены коммутирующие электроды и

электроды поджига электрической дуги.

2. Выключатель по п.1, от л и ч а ю щ и- й с   тем, что поднутрение изол ционного корпуса соединено каналом с внутренней полостью выключател .

с

и: «о

N

999gJ T

if

45

r- o rtO

CVI

Slfr4

17

22

фиэ.Ь