SU754505A1 - Центробежный выключатель - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для отключения сильноточных высоковольтных .цепей . В частности, устройство предназначается для размыкания цепи индуктивного накопителя на первом этапе при многоступенчатой коммутации.

Известно устройство, содержащее корпус с встроенными в него электродами, соединенными токопроводящей вставкой, диэлектрический нож, по одну сторону которого расположен заряд взрывчатого вещества, по другую - указанная токопроводящая вставка [1] ·

Недостатком этого устройства является применение взрывчатого вещества, что требует специальной техники безопасности и замены ряда элементов после срабатывания взрывного размыкателя.

Наиболее близким к предлагаемому является центробежный выключатель, содержащий кулису с валом, снабженным приводом вращения, ножи, корпус с встроенными электродами, соединенными · токопроводящими вставсами, каждая иэ которых размещена

10

15

20

напротив одного из ножей, центр тяжести, каждого ножа смещен относительно оси вращения вала, и который имеет возможность радиального перемещения в отверстиях кулисы на расстояние,задаваемое ограничителем этого перемещения £2] .

Недостаток этого устройства - невысокое быстродействие. В момент удара ножа по вставке их взаимное положение может быть произвольным, например нож может коснуться вставки, придав ей скорость значительно меньшую окружной скорости края ножа, и полное размыкание цепи произойдет когда нож совершит с кулисой несколько оборотов после момента касания ножом вставки.

Цель изобретения - повышение быстродействия центробежного выключателя .

Это достигается тем, что центробежный выключатель, содержащий ножи,

25 корпус с встроенными электродами, соединенными токопроводящими вставками, каждая из которых размещена напротив одного из ножей, центр тяжести каждого ножа смещен относитель30 но оси вращения вала, связанного с

, 754505

4

. 3

кулисой с отверстиями, в которых с возможностью радиального перемещения установлены ножи, и привод вращения вала, снабжен стопором, механизмом перемещения стопора и указателем угла поворота ножей, в ножах выполнены прорези, стопор установлен в отверстиях кулисы и прорезях ножей и соединен с механизмом его перемещения, который связан с указателем, угла поворота, соединенного, например с одним из ножей.

Указатель угла поворота содержит .индуктивную катушку и постоянный магнит, который закреплен на одном из ножей и установлен с возможностью взаимодействия с индуктивной катушкой, встроенной в корпус.

На фиг. 1 представлен один из возможных вариантов устройства, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг. 3 - стопор, удерживающий нож относительно кулисы; на фиг. 4 стопор, перемещенный в положение обеспечивающее, снятие связи ножа с кулисой; на фиг. 5 - выключатель в момент положения ножей, когда обеспечивается максимальная электрическая прочность разрыва.

Центробежный выключатель содержит кулису 1, выполненную заодно с валом 2, снабженным приводом вращения, корпус 3, с встроенными электродами 4, которые изолированы друг от друга на требуемое напряжение, и соединены . попарно токопроводящими вставками 5 (вставки могут включаться в цепь,

.как последовательно, так и параллельно) , установленные в отверстиях ку- . лисы диэлектрические ножи 6, в ко.торых выполнены ступенчатые прорези 7, ступенчатый стопор 8, установленный в этих прорезях и отверстиях кулисы, удерживающий ножи относительно кулисы и являющийся одновременно ограничителем их радиального перемещения, и который может перемещаться вдоль оси под воздействием механизма 9 перемещения стопора (например, электродинамический механизм ЭДМ)по /команде от указателя угла поворота содержащего индукционную катушку 10, ^встроенную в корпус, и постоянный магнит 11, закрепленный на ноже.

Центробежный выключатель работает следующим образом.

• !

Вал 2 раскручивается, например от электродвигателя до требуемых оборотов, которые вместе с размерами ножей определяют быстродействие выключателя. При раскрутке вала 2 стопор 8 удерживает ножи 6 от радиального перемещения в пазу кулисы с момента начала вращения до момента срабатывания механизма 9 перемещения стопора. Непосредственно перед срабатыванием выключателя, двигателе ' σ

может быть отключен от вала 2, который будет продолжать вращаться по

инерции.

В процессе вращения постоянный магнит 11 наводит в индукционной катушке 10 электрические сигналы (один сигнал за оборот), момент появления которых соответствует пролету магнита вблизи катушки и позволяет определить положение ножей 6 относительно вставок 5, что дает возможность в нужный момент подать команду на срабатывание электродинамического механизма 9 перемещения стопора, которая выдается электрон- . ным блоком при совпадении указанного. сигнала с сигналом, например формируемым при достижении максимума тока в индуктивном накопителе, в цепь которого включены вставки. Эта команда управляет ключом, который соединяет катушку электродинамического механизма с источником питания. Электродинамический механизм 9 срабатывает, перемещая стопор 8 вдоль оси, который устанавливается так, что его лыски приходятся как раз против узкого паза 7 ножа. Ножи освобождаются и под действием центробежных сил перемещаются в пазу кулисы в радиальном направлении на расстояние, определяемое длиной паза, за время, обеспечивающее полный вылет ножей до удара по вставкам (например, за половину оборота). Время вылета ножей зависит от коэффициента трения при радиальном движении ножей в пазах кулисы, от начального положения центра тяжести ножей относительно оси вращения,, геометрических размеров ножей, оборотов вала выключателя и может быть расчитано на основе известных законов механики для любой конкретной конструкции. Выдвинувшийся нож б ударяет по токопроводящей вставке 5. Вставка 5 вылетает и между электродами 4 вводится диэлектрический нож. Возникшие дуги растягиваются продолжающими двигаться ножами, и их гашение может быть обеспечено, как подбором электрических параметров цепи, так и применением специальных мер;паузные батареи конденсаторов,

потоки дугогасящих средств и т.д.

При работе предлагаемого центробежного выключателя в качестве первой ступени в цепях с многоступенчатой коммутацией, максимальное напряжение, развиваемое цепочкой коммутаторов, должно^возникать, когда полностью вылетевший нож займет положение относительно электродов, обеспечивающее равное расстояние на пробой' по поверхности во всех направлениях.

Предлагаемый центробежный выключатель может достигнуть высокого

быстродействия со скоростью растяжения дуги 300 м/с, кроме того, может

5

754505'

6

Полностью автоматизировать процесс подготовки устройства к работе, так как не требуется замены элементов после его срабатывания.; устройство . также может быть эффективно использовано при разрыве цепей 'во многих точках с высокой степенью надежности и малым временем· разброса в срабатывании.

Claims (2)

1. Формула изобретения 1. Центробежный выключатель,

   содержащий ножи, корпус с встроенными электродами, соединенными токоподводящими вставками, каждая из которых размещена напротив одного из ножей, центр тяжести каждого ножа смещен относительно оси вращения вала, связанного с кулисой с отверстиями, в которых с возможностью радиального перемещения установлены ножи, и привод вращения вала, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия,

   он снабжен стопором, указателем угла' поворота ножей и механизмом перемещения стопора, в ножах выполнены про рези, стопор установлен в отверстиях кулисы и прорезях ножей и соединен с

   5 механизмом его перемещения, который связан с указателем угла поворота, . соединенного например, с одним из но· жей.
2. 2. Выключатель поп. 1, о т л и ,θ чающийся тем, что указатель

   угла поворота содержит индуктивную' катушку и постоянный магнит, который закреплен на одном из ножей и установлен с возможностью вэаимодействия с индуктивной катушкой, встроенной в корпус.