SU1775744A1 - Ac circuit breaker-contactor - Google Patents
Ac circuit breaker-contactor Download PDFInfo
- Publication number
- SU1775744A1 SU1775744A1 SU904884052A SU4884052A SU1775744A1 SU 1775744 A1 SU1775744 A1 SU 1775744A1 SU 904884052 A SU904884052 A SU 904884052A SU 4884052 A SU4884052 A SU 4884052A SU 1775744 A1 SU1775744 A1 SU 1775744A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- contact
- contactor
- switch
- current
- circuit
- Prior art date
Links
Description
Изобретение относится к области низковольтного аппаратостроения, в частности, к низковольтным выключателям-контакторам.The invention relates to the field of low-voltage apparatus engineering, in particular, to low-voltage contactor switches.
Известны выключатели-контакторы, в которых функции защиты от токов короткого замыкания (КЗ), (т.е. функции выключателей) и функции управления (функции контактора) выполняет один и тот же контакт, хотя привода этого контакта для защиты и управления различные. При таком техническом решении аппарат не может иметь достаточно высокий ресурс в режиме работы контактора, так как контакт-детали контакта изнашиваются при отключении токов КЗ.Known contactor switches, in which the functions of protection against short circuit currents (short circuit), (i.e., the functions of switches) and the control functions (functions of a contactor) are performed by the same contact, although the drives of this contact are different for protection and control. With this technical solution, the device cannot have a sufficiently high resource in the operating mode of the contactor, since the contact details of the contact wear out when the short-circuit currents are disconnected.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выключатель-контактор (ВК) для защиты и управления конденсаторными батареями, который авторами взят за прототип. В этом ВК в каждом полюсе имеется два контакта (первый и второй) соединенные последовательно, причем параллельно первому контакту подключен бесконтактный коммутатор, а именно блок тиристоров или симистор с узлом управления. Рассматриваемый В К имеет также расцепитель максимального тока, включенный в цепь второго контакта и воздействующий на механизм своббдного расцепления второго контакта, электромагнитный привод для оперативного включения и отключения первого контакта. Для защиты первого контакта и бесконтактного коммутатора в каждом полюсе рассматриваемого ВК вблизи одной из контакт-детали второго контакта расположен дугогасительный электрод. Он предназначен для быстрого снятия дуги с контакт-деталей и шунтировки при этом первого контакта и бесконтактного коммутатора. Для этого второй конец дугогасительного электрода подключен к отводящим зажимам первого контакта.The closest in technical essence to the claimed device is a switch-contactor (VK) for protection and control of capacitor banks, which the authors took as a prototype. In this VC, at each pole there are two contacts (first and second) connected in series, and a non-contact switch is connected in parallel with the first contact, namely a thyristor unit or a triac with a control unit. Considered BK also has a maximum current release included in the circuit of the second contact and acting on the mechanism of free release of the second contact, an electromagnetic drive for the quick on and off of the first contact. To protect the first contact and the proximity switch in each pole of the considered VC, an arcing electrode is located near one of the contact details of the second contact. It is designed to quickly remove the arc from contact parts and bypass the first contact and proximity switch. For this, the second end of the arcing electrode is connected to the discharge terminals of the first contact.
Работает рассматриваемый аппарат следующим образом. В исходном положении бесконтактный коммутатор закрыт. В режиме пуска двигателя или в длительном режиме ток протекает через первый и второй контакты. При отключении цепи первым контактом подается сигнал на открытие тиристоров бесконтактного коммутатора, последний открывается и при первом прохождении через него тока он закрывается. Таким образом, бесконтактный коммутатор работает в кратковременном режиме.The device in question works as follows. In the initial position, the proximity switch is closed. In engine start mode or in continuous mode, current flows through the first and second contacts. When the circuit is disconnected, the first contact gives a signal to open the thyristors of the proximity switch, the last opens and when the current passes through it for the first time, it closes. Thus, the proximity switch operates in short-term mode.
В режиме тока КЗ рассматриваемый В К работает следующим образом.In the short-circuit current mode, the considered BK operates as follows.
Рассмотрим менее вероятный, но наиболее тяжелый режим, когда короткое замы кание произошло после отключения первого контакта и в цепь второго контакта последовательно включен бесконтактный коммутатор. При достижении током КЗ тока уставки электромагнитного расцепителя происходит срабатывание механизма свободного расцепления второго контакта. В результате через некоторое время начинается перемещение подвижной контакт-детали и между подвижной и неподвижной контакт-деталями появляется дуга. При достижении определенного зазора между контакт-деталями, при котором дуга способна выйти из межконтактнрго промежутка начинается движение дуги по дугогасительным рогам. В процессе этого движения дуга встречает расположенный вблизи контактдеталей электрод, шунтирующий первый контакт. С момента, когда дуга перейдет на этот электрод первый контакт вместе с параллельно подключенным бесконтактным коммутатором окажется зашунтированным. Тем самым обеспечивается защита бесконтактного коммутатора.Let us consider a less probable, but the most difficult mode, when a short circuit occurred after the first contact was disconnected and a contactless switch was connected in series to the second contact circuit. When the short-circuit current reaches the setpoint of the electromagnetic release, the mechanism of the free trip of the second contact is triggered. As a result, after some time, the movement of the moving contact part begins, and an arc appears between the moving and stationary contact parts. Upon reaching a certain gap between the contact parts, in which the arc is able to exit the intercontact gap, the movement of the arc along the arcing horns begins. In the process of this movement, the arc meets an electrode located near the contact details, which shunts the first contact. From the moment the arc passes to this electrode, the first contact with the parallel-connected proximity switch will be shunted. This protects the proximity switch.
Недостатком такой конструкции ВК является то, что надежную защиту бесконтактного коммутатора при достаточно большом токе КЗ обеспечить трудно. Это обусловлено следующими обстоятельствами. Для возможности запуска двигателя, осуществляемого при замыкании первого контакта, уставка срабатывания электромагнитного расцепителя должна быть не ниже (7-10) 1н. В то же время в установившемся режиме перегрузка потоку не бывает выше (1,5-2) 1н. Следовательно, для защиты тиристоров бесконтактного коммутатора, который работает в установившемся режиме, уставку срабатывания расцепителя можно установить равной (1,52) 1н, что повысит надежность защиты.The disadvantage of such a VK design is that it is difficult to provide reliable protection for a contactless switch with a sufficiently high short-circuit current. This is due to the following circumstances. To enable the engine to start when the first contact is closed, the pickup setting of the electromagnetic release must be at least (7-10) 1n. At the same time, in the steady state, the flow congestion is not higher than (1.5-2) 1n. Therefore, to protect the thyristors of a contactless switch that operates in steady state, the trip setting of the release can be set to (1.52) 1N, which will increase the reliability of protection.
Однако в рассматриваемом устройстве (прототипе) катушка расцепителя одна и расположена она в цепи второго контакта, следовательно уставка расцепителя не может быть менее (7-10) 1н. Поэтому при возникновении короткого замыкания в момент времени, когда в цепи последовательно вторым контактом включен бесконтактный коммутатор, начало его защиты будет запаздывать. Кроме того, так как через катушку расцепителя протекает ток в длительном режиме, она не может быть выполнена с повышенным сопротивлением для дополнительного ограничения.тока КЗ.However, in the device (prototype) under consideration, the release coil is one and it is located in the second contact circuit, therefore, the setting of the release cannot be less than (7-10) 1n. Therefore, if a short circuit occurs at a time when the contactless switch is connected in series with the second contact, the beginning of its protection will be delayed. In addition, since the current flows through the release coil in continuous operation, it cannot be performed with increased resistance to further limit the short-circuit current.
Целью изобретения является повышение надежности работы выключателя-контактора в режиме токов короткого замыкания.The aim of the invention is to increase the reliability of the switch-contactor in the mode of short-circuit currents.
Поставленная цель достигается в выключателе-контакторе переменного тока, содержащем в каждой своей коммутируемой цепи подводящий и отводящий входные зажимы для включения выключателя-контактора в цепь тока нагрузки, первый замыкающий й второй размыкающий контакты, оперативный привод для дистанционного управления первым контактом, механизм включения, отключения и свободного расцепления второго контакта, кинематически связанного с подвижной контакт-деталью этого контакта, электромагнитный расцепитель максимального тока, своим выходным звеном кинематически связанный с механизмом включения, отключения и свободного рас‘ цепления второго контакта, тиристорный коммутатор с двусторонней проводимостью силовой цепи, снабженный узлом управления, и по меньшей мере один дугоотводящий электрод, причем между подводящим входным зажимом и первым выводом первого контакта включены последовательно соединенные входная катушка электромагнитного расцепителя и второй контакт, второй вывод первого контакта соединен с отводящим входным зажимом выключателя-контактора, с первым выводом силовой цепи тиристорного коммутатора и с дугоотводящим электродом, установленным с зазором вблизи траектории подвижной контакт-детали второго контакта таким образом, что при перемещении подвижной контакт-детали конец дуги, образовавшейся между подвижной и неподвижной контакт-деталями второго контакта, переводится с последней на рабочий участок дугоотводящего электрода, тем что электромагнитный расцепитель максимального тока снабжен дополнительной катушкой, которая включена между первым выводом первого контакта и вторым выводом силовой цепи тиристорного коммутатора и выполнена с повышенным активным сопротивлением, ограничивающим величину тока через коммутатор до заданного допустимого значения, при этом электромагнитный расцепитель выполнен с переменной уставкой срабатывания по току, на входных зажимах выключателя-контактора, которая при обесточенной дополнительной катушке расцепителя имеет значение в диапазоне 7-10, а при наличии тока в этой катушке - от 1,5 до 2 значений номинального тока на входных зажимах выключателя-контактора.This goal is achieved in the AC contactor-switch, which contains in each of its switched circuits input and output input terminals for switching the contactor-switch into the load current circuit, the first closing and second opening contacts, an operative drive for remote control of the first contact, an on / off mechanism and free tripping of the second contact, kinematically connected with the moving contact part of this contact, the electromagnetic overcurrent release, with its output the second link kinematically connected with the mechanism of switching on, switching off and free uncoupling of the second contact, a thyristor switch with two-sided conductivity of the power circuit, equipped with a control unit, and at least one arc-discharge electrode, and series-connected between the input input terminal and the first output of the first contact the input coil of the electromagnetic release and the second contact, the second output of the first contact is connected to the outlet input terminal of the switch-contactor, with the first output house of the power circuit of the thyristor switch and with an arc discharge electrode installed with a gap near the trajectory of the movable contact part of the second contact so that when the movable contact part is moved, the end of the arc formed between the movable and fixed contact parts of the second contact is transferred from the latter to the working section of the arc discharge electrode, so that the electromagnetic overcurrent release is equipped with an additional coil that is connected between the first output of the first contact and the second pin ohm of the power circuit of the thyristor switch and is made with increased active resistance, limiting the amount of current through the switch to a predetermined allowable value, while the electromagnetic release is made with a variable current response setting, at the input terminals of the contactor switch, which, when the auxiliary release coil is de-energized, has a value in range 7-10, and if there is current in this coil, from 1.5 to 2 values of the rated current at the input terminals of the contactor switch.
Именно за счет того, что в известном выключателе-контакторе электромагнитный расцепитель максимального тока имеет дополнительную катушку повышается надежность работы аппарата в режиме токов КЗ. Действительно, в случае возникновения тока КЗ в момент, когда последовательно со вторым контактом оказался подключенным бесконтактный коммутатор в предлагаемом устройстве по сравнению с прототипом возникают два дополнительных фактора, повышающих надежность защиты.It is due to the fact that in the known switch-contactor, the electromagnetic overcurrent release has an additional coil, the reliability of the apparatus in the short-circuit current mode is increased. Indeed, in the event of a short-circuit current at the moment when the contactless switch was connected in series with the second contact, two additional factors arise in the proposed device in comparison with the prototype, which increase the reliability of protection.
Во-первьх, ток срабатывания механизма второго контакта будет не (7-10) 1н, что характерно для всех аппаратов, используемых для запуска двигателей, а (1,5-2) 1 н, что повышает быстродействие аппарата и повышает токоограничение. Указанное значение уставки (1,5-2) 1н обусловлено допустимыми перегрузками полупроводниковых элементов в кратковременном режиме.Firstly, the response current of the second contact mechanism will not be (7-10) 1n, which is typical for all devices used to start the engines, but (1.5-2) 1n, which increases the speed of the device and increases current limitation. The specified setting value (1.5-2) 1N is due to permissible overloads of semiconductor elements in the short-term mode.
Во-вторых, так как дополнительная катушка в длительном режиме не работает и ее сопротивление выбрано повышенным, ожидаемый ток короткого замыкания будет меньше. А значит, меньше будет и ограниченный ток.Secondly, since the auxiliary coil does not work in continuous operation and its resistance is selected increased, the expected short circuit current will be less. So, the limited current will be less.
На фиг.1 показана структурная схема заявляемого выключателя-контактора в однополюсном исполнении; на фиг.2 - положение контакт-деталей второго контакта и положение электрической дуги в момент шунтировки бесконтактного коммутатора; на фиг.З приведены сравнительные диаграммы изменения тока в цепи, проходящего через аппарат и бесконтактный коммутатор при отключении тока КЗ устройством по прототипу и заявляемым устройством.Figure 1 shows the structural diagram of the inventive switch-contactor in a single-pole design; figure 2 - the position of the contact parts of the second contact and the position of the electric arc at the time of shunting the proximity switch; Fig. 3 shows comparative diagrams of the change in current in the circuit passing through the apparatus and the proximity switch when the short-circuit current is disconnected by the prototype device and the claimed device.
Выключатель-контактор содержит контакт-детали 1 и 2 первого контакта и контакт-детали 3 и 4 второго контакта, контакты соединены последовательно. Подвижная контакт-деталь 4 второго контакта кинематически связана с механизмом включения и отключения и свободного расцепления 5, на который может воздействовать электромагнитный расцепитель максимального тока 6. Последний имеет две катушки - входную катушку 7 и дополнительную катушку 8, Бесконтактный коммутатор 9, оперативный привод 10 (электромагнит) кинематически связан с подвижной контакт-деталью 2 первого контакта.The contactor switch contains contact parts 1 and 2 of the first contact and contact parts 3 and 4 of the second contact, the contacts are connected in series. The movable contact part 4 of the second contact is kinematically connected with the on and off and free trip mechanism 5, which can be affected by the electromagnetic overcurrent release 6. The latter has two coils - an input coil 7 and an additional coil 8, proximity switch 9, operational drive 10 ( electromagnet) is kinematically connected with the moving contact part 2 of the first contact.
Синхронизация управляющих сигналов на оперативный привод и на блок тиристоров осуществляется с помощью блока управления 11. Последний представляет собой датчик тока и триггерное устройство для подачи открывающего напряжения на управляющчй электрод тиристора. В качестве указанных элементов, в простейшем случае, может быть использован геркон.The control signals are synchronized to the operational drive and to the thyristor unit using the control unit 11. The latter is a current sensor and a trigger device for supplying an opening voltage to the thyristor control electrode. As the indicated elements, in the simplest case, a reed switch can be used.
ΊΊ
В непосредственной близости от контакт-деталей 3 и 4 второго контакта расположены дугогасительные электроды, возле неподвижной контакт-детали 3 расположен дугогасительный электрод 12, один конец которого заходит в дугогасительную камеру 13, а второй конец - к общему отводящему зажиму 14 первого контакта и бесконтактного коммутатора 9. Второй дугогасительный электрод 15 одним концом соединен к подводящему зажиму 16 второго контакта, а второй конец указанного электрода находится вблизи траектории перемещения подвижной контакт-детали 4.Arcing electrodes are located in the immediate vicinity of the contact parts 3 and 4 of the second contact, an arcing electrode 12 is located near the stationary contact part 3, one end of which enters the arcing chamber 13, and the second end to the common outlet clip 14 of the first contact and the proximity switch 9. The second arc extinguishing electrode 15 is connected at one end to the supply terminal 16 of the second contact, and the second end of the specified electrode is located near the path of the movable contact part 4.
Рассмотрим работу выключателя-контактора в момент, когда контакт-детали 1, 2 первого контакта замкнуты, а тиристоры 9 закрыты. В этом случае при достижении током величины уставки (1 с) электромагнитного расцепителя 6 с подключенной только одной катушкой 7, а это соответствует (7-10) 1н, происходит срабатывание механизма 5, Под действием механизма подвижная контакт-деталь 4 второго контакта начнет двигаться в сторону размыкания и после выбора провала в момент времени tM между подвижной и неподвижной контакт-детали при их расхождении появится дуга. Затем дуга перескочит на дугогасительный электрод 12 (см. фиг.2) и с этого момента первый контакт оказывается зашунтированным, ток через этот контакт, достигнув к моменту шунтировки значения iK. начнет уменьшаться и во время ΐκ достигнет нулевого значения. При дальнейшем расхождении подвижной контакт-детали 4 дуга попадет на второй дугогасительный электрод 15 и, двигаясь по обоим дугогасительным электродам, попадает в дугогасительную камеру 13, где и гаснет. В результате ток через второй контакт не успевает достигнуть ожидаемого тока цепи 10ж (см. фиг.За), а достигнув значения тока ограничения io к моменту времени с начала КЗ to становится равным нулю.Consider the operation of the contactor switch at the moment when the contact parts 1, 2 of the first contact are closed and the thyristors 9 are closed. In this case, when the current reaches the setting value (1 s) of the electromagnetic release 6 with only one coil 7 connected, and this corresponds to (7-10) 1n, the mechanism 5 is triggered. Under the action of the mechanism, the moving contact part 4 of the second contact starts moving in opening side and after selecting a dip at time t M between the movable and stationary contact parts, when they diverge, an arc will appear. Then the arc jumps to the arcing electrode 12 (see figure 2) and from this moment the first contact is shunted, the current through this contact, reaching the value of i K by the time of shunting. starts to decrease and during ΐκ reaches zero. With further divergence of the movable contact part 4, the arc enters the second arcing electrode 15 and, moving along both arcing electrodes, enters the arcing chamber 13, where it goes out. As a result, the current through the second contact does not have time to reach the expected current of the circuit 1 0 g (see Fig. 3a), and when it reaches the value of the limiting current i o by the time from the beginning of the short circuit to becomes equal to zero.
Рассмотрим другой случай короткого замыкания, а именно, когда короткое замыкание произошло в момент времени, при котором первый контакт уже разомкнут и тиристоры бесконтактного коммутатора открыты (фиг.2). В этом случае ток проходит через входную катушку 7 и дополнительную катушку 8 расцепителя 6. Так при этом уставка срабатывания расцепителя будет значительно меньше ic=(1,5-2) 1н, эффективность токоограничения будет больше за счет более быстрого срабатывания механизмы 5 (см. фиг.Зб). Кроме того, так как катушка 8 выполнена с повышенным активным сопротивлением (например, вы полнена из нихрома), то и величина ожидаемого тока КЗ 1ож в этом случае будет меньше, чем в рассмотренном ранее случае. В результате величина тока 1к, протекающего через бесконтактный коммутатор, будет существенно меньше, чем величина тока 1К, протекающего через первый контакт в рассмотренном ранее случае (фиг.За).Consider another case of a short circuit, namely, when a short circuit occurred at a point in time at which the first contact was already open and the thyristors of the proximity switch are open (figure 2). In this case, the current passes through the input coil 7 and the additional coil 8 of the release 6. So, in this case, the trip setting of the release will be significantly less than i c = (1.5-2) 1 n , the current limiting efficiency will be greater due to the faster operation of mechanisms 5 ( see Fig. Zb). In addition, since the coil 8 is made with increased active resistance (for example, it is made of nichrome), the value of the expected short circuit current 1ozh in this case will be less than in the case considered earlier. As a result, the magnitude of the current 1k flowing through the contactless switch will be significantly less than the magnitude of the current 1 K flowing through the first contact in the previously considered case (Fig. Za).
Таким образом, по сравнению с прототипом. в котором ток короткого замыкания через первый контакт и через бесконтактный коммутатор всегда одинаков, в заявляемом выключателе-контакторе ток короткого замыкания через бесконтактный коммутатор будет меньше, а это значит, что по сравнению с прототипом повысится надежность работы предлагаемого выключателя-контактора.Thus, compared with the prototype. in which the short-circuit current through the first contact and through the contactless switch is always the same, in the inventive switch-contactor, the short-circuit current through the contactless switch will be less, which means that the reliability of the proposed switch-contactor will increase in comparison with the prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904884052A SU1775744A1 (en) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | Ac circuit breaker-contactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904884052A SU1775744A1 (en) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | Ac circuit breaker-contactor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1775744A1 true SU1775744A1 (en) | 1992-11-15 |
Family
ID=21546104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904884052A SU1775744A1 (en) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | Ac circuit breaker-contactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1775744A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU192529U1 (en) * | 2018-12-25 | 2019-09-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Армавирский литейный завод" | ZERO BREAKER CONTROL DEVICE FOR THE COMPLETE COMBINE COMBINE CONTROL DEVICE |
-
1990
- 1990-11-20 SU SU904884052A patent/SU1775744A1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU192529U1 (en) * | 2018-12-25 | 2019-09-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Армавирский литейный завод" | ZERO BREAKER CONTROL DEVICE FOR THE COMPLETE COMBINE COMBINE CONTROL DEVICE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3555353A (en) | Means effecting relay contact arc suppression in relay controlled alternating load circuits | |
| US4459629A (en) | Electric circuit breaker utilizing semiconductor diodes for facilitating interruption | |
| US11431160B2 (en) | Hybrid circuit breaker assembly | |
| US4725911A (en) | Electrical circuit breaker-contactor, notably for capacitor banks | |
| KR20090019073A (en) | Hybrid type superconducting fault current limiter | |
| US3395316A (en) | Electric switch with contact protector | |
| US6061217A (en) | Electrical switching apparatus employing twice-energized trip actuator | |
| US4408173A (en) | Electric switch | |
| US3389301A (en) | Arc suppressing circuit | |
| US3633069A (en) | Alternating current circuit-interrupting system comprising a rectifier shunt path | |
| SU1775744A1 (en) | Ac circuit breaker-contactor | |
| US6441709B2 (en) | Device for short-circuit protection | |
| US3454832A (en) | Electric circuit interrupter | |
| GB1576877A (en) | Apparatus for the rapid interruption of currents | |
| US3515940A (en) | Parallel-assisted circuit interrupting device | |
| CN111433875B (en) | Low-voltage protection switch device | |
| US5894395A (en) | Contactor-circuit breaker | |
| US5410442A (en) | Electromechanical protection devcie | |
| SU943912A1 (en) | Current-limiting selective switch | |
| RU2067332C1 (en) | Automatic switch | |
| SU1746424A1 (en) | Hybrid commutator | |
| KR880000702B1 (en) | Circuit breaker | |
| SU1001222A1 (en) | Current-limiting selective switch | |
| SU1670714A1 (en) | Circuit breaker | |
| GB2120477A (en) | Protecting against current loading and short-circuiting |