RU179395U1 - ARCAMENT CAMERA WITH DEION LATTICE - Google Patents
ARCAMENT CAMERA WITH DEION LATTICE Download PDFInfo
- Publication number
- RU179395U1 RU179395U1 RU2017130070U RU2017130070U RU179395U1 RU 179395 U1 RU179395 U1 RU 179395U1 RU 2017130070 U RU2017130070 U RU 2017130070U RU 2017130070 U RU2017130070 U RU 2017130070U RU 179395 U1 RU179395 U1 RU 179395U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plates
- arc
- inserts
- ferromagnetic
- gas
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 42
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 39
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 6
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 6
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 claims description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 abstract description 12
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 24
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 7
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 6
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
Landscapes
- Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к дугогасительным камерам автоматических выключателей на большие номинальные токи.Технический результат:- сокращение времени гашения электрической дуги большой мощности;- уменьшение электроизноса камеры.Дугогасительная камера с деионной решеткой отличается тем, что ее ферромагнитные пластины снабжены вставками из листового газогенерирующего материала заданной толщины. Пластины выполнены в виде изогнутых пополам на 180° стальных листов с внутренним радиусом гибки не менее половины заданной толщины листового газогенерирующего материала, при этом вставки внизу имеют форму, совпадающую с контуром V-образного выреза пластин. Сами вставки защемлены между согнутыми частями ферромагнитных пластин таким образом, что верхние концы вставок выступают над пластинами на высоту, равную расстоянию между верхними концами пластин и нижней поверхностью пламегасительных элементов. Кроме этого, защитные экраны ферромагнитных пластин внизу выполнены из дугостойкого материала в виде фигурных утолщенных накладок параллелепипедной формы с радиусными закруглениями со стороны контактов выключателя и треугольными козырьками со стороны V-образных вырезов. Пламегасительные элементы крышки представляют собой набор вертикальных синусоидообразных металлических планок. 9 ил.The utility model relates to electrical engineering, namely to arcing chambers of circuit breakers for high rated currents. Technical result: - reduction of the time of extinction of an electric arc of high power; - reduction of electric wear of a chamber. An arcing chamber with a deion grating is characterized in that its ferromagnetic plates are equipped with inserts from sheet gas-generating material of a given thickness. The plates are made in the form of steel sheets bent in half by 180 ° with an internal bending radius of at least half the specified thickness of the sheet gas-generating material, while the inserts below have a shape that matches the contour of the V-shaped cut of the plates. The inserts themselves are pinched between the bent parts of the ferromagnetic plates so that the upper ends of the inserts protrude above the plates to a height equal to the distance between the upper ends of the plates and the lower surface of the flame arresters. In addition, the protective shields of the ferromagnetic plates at the bottom are made of arc-resistant material in the form of curly thickened parallelepiped shaped overlays with radiuses on the contact side of the switch and triangular visors on the side of the V-shaped cutouts. The flame arrestor elements of the cover are a set of vertical sinusoidal metal strips. 9 ill.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к электротехнике, а именно к дугогасительным камерам с деионной решеткой, применяемым, в частности, в низковольтных автоматических выключателях на большие номинальные токи до 6300А для гашения электрической дуги большой мощности, возникающей при коммутациях токов короткого замыкания.The proposed utility model relates to electrical engineering, namely to arcing chambers with a deionic grating, which are used, in particular, in low-voltage circuit breakers for high rated currents up to 6300A to extinguish an electric arc of high power that occurs when switching short-circuit currents.
Согласно стандарту [1] дугогасительная камера с деионной решеткой - это часть электрического аппарата, в которой существенным фактором при гашении дуги является разделение ее на ряд последовательно соединенных коротких дуг, горящих между металлическими пластинами, образующими решетку. Дугогасительные камеры являются устройствами управления электрической дугой, возникающей между контактами выключателя и представляющей собой физический процесс прохождения тока в среде ионизированных газов при термическом характере их ионизации. Изучению и созданию различных конструкций дугогасительных камер, начиная с их изобретения, посвящено множество теоретических [2-3] и практических работ [4]. Такие камеры должны обеспечивать по возможности малое время гашения и малую энергию, выделяемую дугой (во избежание значительного перегрева контактов и самой камеры), отсутствие опасных перенапряжений при гашении дуги, приемлемые размеры конструкции. Конструкции применяемых камер зависят от назначения и отличаются разными способами гашения, позволяющими удовлетворить указанные требования без существенного усложнения и увеличения их габаритов. В выключателях, специально рассчитанных для защиты цепи от коротких замыканий, все конструктивные решения подчиняются основному требованию - быстродействию. К недостаткам дугогасительных камер с деионной решеткой относятся оплавления и прогорания пластин при воздействии электрических дуг больших токов короткого замыкания. Во избежание этого явления стремятся получить такое дугогашение, при котором бы процесс деионизации столба электрической дуги протекал бы с большей скоростью, чем процесс ее ионизации. Добиваются такого дугогашения не только соответствующим выбором физического объема камеры, количества пластин, их расположением относительно друг друга и относительно контактной системы [4], но и применением в составе камер деталей из специальных газогенерирующих материалов, изменением формы камеры, формы пластин и соответствующего их пространственного расположения [5-9]. При сочетании перечисленных факторов электрическая дуга может быть погашена эффективно и кратковременно в выделенном объеме для деионной решетки с минимальным износом пластин решетки, контактов выключателя и обеспечением заданных параметров коммутации в части быстродействия, количества циклов коммутации, перенапряжения и пр. Заявляемая полезная модель с учетом указанных факторов предлагает один из вариантов конструкции дугогасительной камеры, характеризующийся отличительной комбинацией форм дугогасительных пластин и специальных деталей из газогенерирующих материалов.According to the standard [1], an arcing chamber with a deionic lattice is a part of an electric apparatus in which an important factor in extinguishing an arc is its separation into a series of short-connected arcs connected in series, burning between the metal plates forming the lattice. Arcing chambers are devices for controlling an electric arc arising between the contacts of the circuit breaker and representing the physical process of the passage of current in the medium of ionized gases with the thermal nature of their ionization. A lot of theoretical [2-3] and practical works [4] are devoted to the study and creation of various designs of arcing chambers, starting with their invention. Such chambers should provide the smallest possible extinguishing time and low energy emitted by the arc (to avoid significant overheating of the contacts and the chamber itself), the absence of dangerous overvoltages during arc extinction, and acceptable design dimensions. The designs of the cameras used depend on the purpose and differ in different ways of extinguishing, allowing to satisfy the specified requirements without significant complication and increase in their dimensions. In circuit breakers specially designed to protect the circuit from short circuits, all structural solutions are subject to the basic requirement - speed. The disadvantages of arcing chambers with a deionic lattice include fusion and burning of plates when exposed to electric arcs of large short-circuit currents. In order to avoid this phenomenon, they seek to obtain such an extinction in which the process of deionization of the column of the electric arc would proceed at a faster rate than the process of its ionization. Such an extinguishing is achieved not only by the appropriate choice of the physical volume of the chamber, the number of plates, their location relative to each other and relative to the contact system [4], but also by using parts from special gas-generating materials as part of the chambers, by changing the shape of the chamber, the shape of the plates and their corresponding spatial location [5-9]. With a combination of the above factors, the electric arc can be extinguished efficiently and for a short time in the allocated volume for the deion grating with minimal wear of the grating plates, switch contacts and providing the specified switching parameters in terms of speed, number of switching cycles, overvoltage, etc. The claimed utility model taking into account these factors offers one of the design options for the arcing chamber, characterized by a distinctive combination of forms of arcing plates and special parts of gas generating material.
Известны конкретные конструкции дугогасительных камер, в которых для усиления эффекта деионизации дуги применяются специальные детали из газогенерирующего материала. В источнике [5] использованы экранирующие пластины из газогенерирующего пластика, установленные вдоль боковых стенок камеры в зоне возникновения и растягивания дуги контактами выключателя. Разлагающийся под термическим воздействием дуги материал выделяет газ, который частично деионизирует дугу, создает повышенное давление, способствует более быстрому вхождению дуги в деионную решетку и продвижению ее к пламегасителю. Одновременно пластины выполняют роль защитных экранов для нижней части ферромагнитных пластин деионной решетки от оплавлений и прогораний под воздействием высокотемпературной плазмы дуги. Однако для таких деионных решеток свойственно замедленное перемещение коротких дуг между пластинами решетки из-за взаимного торможения электродинамическими силами от токов соседних дуг [3]. Известна также конструкция камеры, где газогенерирующим материалом обложены сами ферромагнитные пластины деионной решетки [6]. На рис. 1, 2 к патенту [6] показаны ферромагнитные пластины деионной решетки поз. 2, помещенные между пластинами поз. 1 из газогенерирующего материала. Недостаток такой конструкции замедление продвижения коротких дуг под действием электродинамических сил внутри камеры по уже отмеченным причинам [3] и из-за действия пластин 1, замедляющих продвижение опорных точек дуги вдоль ферромагнитных пластин 2. Такое замедление движения коротких дуг должно быть компенсировано интенсивным повышением давления в камере, которого необходимо достигать соответствующим подбором материалов с более интенсивной газогенерацией, например, абляционных материалов, применяемых в авиационном и ракетном двигателестроении, что экономически не всегда оправданно. Дугогасительная камера по патенту [7] (см. рис. 1 и 7 в описании [7]) сверху деионных пластин 3 частично закрыта защитным экраном 4, изготовленным из материала со свойствами выделения газов при воздействии на него высокой температуры электрической дуги, что создает дополнительное давление и приводит к более быстрому выходу продуктов горения электрической дуги. Камера по патенту [8] с монолитным литым корпусом также имеет детали из газогенерирующего материала. Полезная модель камеры [9] снабжена выполненной из газогенерирующего материала защитной шторкой 4, установленной с возможностью одновременного взаимодействия с верхней и задней поверхностями дугогасительной камеры. Применение защитной шторки 4 из фибры обусловлено тем, что горение дуги происходит при очень высокой температуре, под действием которой из фибры выделяется большое количество газов, способствующее ускорению затухания дуги. Камерам [7-9] присущи те же недостатки, что и камерам [5, 6].Concrete arc chambers are known in which special parts made of gas-generating material are used to enhance the effect of arc deionization. In the source [5], shielding plates made of gas-generating plastic were used, installed along the side walls of the chamber in the zone of occurrence and extension of the arc by the contacts of the switch. Decomposing under the thermal action of the arc, the material releases gas, which partially deionizes the arc, creates increased pressure, facilitates faster entry of the arc into the deionic lattice and its advancement to the arrester. At the same time, the plates act as protective shields for the lower part of the ferromagnetic plates of the deion lattice from melting and burning under the influence of high-temperature plasma of the arc. However, such deionic gratings are characterized by slow motion of short arcs between the grating plates due to mutual braking by electrodynamic forces from the currents of adjacent arcs [3]. Also known is the design of the chamber, where the ferromagnetic plates of the deion lattice themselves are coated with gas-generating material [6]. In fig. 1, 2 to the patent [6] shows the ferromagnetic plates of the deionic lattice pos. 2 placed between the plates pos. 1 from gas generating material. The disadvantage of this design is the slowing down of the advancement of short arcs under the action of electrodynamic forces inside the chamber for the reasons already noted [3] and due to the action of the
Наиболее близким из представленных аналогов следует считать дугогасительную камеру по патенту [5]. Прототип состоит из корпуса в виде двух вертикальных стенок 22 с пазами 27, 33 (см. рис. 3 в описании к [5]), крышки 28 с пламегасительными элементами 29, 31, несколько ферромагнитных пластин 23, которые размещены своими боковыми торцами 26 в прямоугольных пазах 27 вертикальных стенок 22. Ферромагнитные пластины 23 имеют в нижней части V-образные вырезы (см. рис. 4, 5, на рисунках камера перевернута), расположенные симметрично над дугогасительными рогами 7, 12 (рис. 1) дугогасительных контактов выключателя. Для защиты от горения краев пластин, находящихся возле стенок 22, дугогасительная камера снабжена листовыми экранами 50 из пластмассы с повышенной газогенерирующей способностью. При горении дуги под термическим воздействием ствола дуги происходит интенсивное выделение газов из материала листовых экранов 50, давление газов повышается, и дуга интенсивней движется вверх, не оплавляя края дугогасительных ферромагнитных пластин, уменьшая электроизнос камеры. Недостатком прототипа является ограниченная возможность камеры в части работы с дугами короткого замыкания большой мощности при токах свыше 60-80 кА. Объясняется это выбором формы ферромагнитных пластин, при которой после деления ствола дуги на короткие дуги между пластинами, движение коротких дуг вверх затруднено. Особенностью движения дуги в такой дугогасительной решетке является неодинаковая скорость движения участков дуги в отдельных промежутках между пластинами. В одних промежутках дуга уходит вперед, в других отстает. Это происходит от неодинакового сопротивления движению дуги, вызываемого случайными причинами. Если в каком-нибудь промежутке дуга оказалась ниже, чем в соседних, то на нее действует электродинамическая сила от токов в соседних пластинах, направленная вниз, что еще больше тормозит движение дуги в этом промежутке [3]. Такое положение при больших токах короткого замыкания увеличивает оплавление ферромагнитных пластин, увеличивает электроизнос камеры, сокращает срок службы. Пламегасительная крышка 28 прототипа выполнена малогабаритной в виде тонкой пластины с двумя рядами 29 пазов, смещенных по вертикали, а поэтому имеет ограниченную способность поглощения тепловой энергии выходящих газов и увеличенную высоту зоны ионизации над дугогасительной камерой при коммутации мощных токов короткого замыкания.The closest of the presented analogues should be considered an interrupter chamber according to the patent [5]. The prototype consists of a case in the form of two
Технической целью предлагаемой полезной модели, является:The technical goal of the proposed utility model is:
- сокращение времени гашения электрической дуги большой мощности при заданных габаритах дугогасительной камеры;- reducing the time of extinguishing of an electric arc of high power for a given size of the arcing chamber;
- уменьшение электроизноса камеры, за счет уменьшения оплавление и исключения прогорания пластин.- reducing the electrical wear of the camera, by reducing the fusion and the exclusion of burning plates.
Поставленная цель достигается тем, что в дугогасительной камере с деионной решеткой, содержащей электроизоляционный корпус из двух вертикальных стенок с прямоугольными пазами и крышки с пламегасительными элементами, несколько коротких прямоугольных ферромагнитных пластин, несколько удлиненных ферромагниных пластин, которые размещены своими боковыми торцами в прямоугольных пазах корпуса, и имеющей в нижних частях удлиненных пластин открытые V-образные вырезы, охватывающие контакты выключателя, а также защитные экраны из газогенерирующего материала, ее удлиненные ферромагнитные пластины снабжены вставками из листового газогенерирующего материала заданной толщины и выполнены в виде изогнутых пополам на 180 градусов стальных листов с внутренним радиусом гибки не менее половины заданной толщины листового газогенерирующего материала. При этом вставки внизу имеют форму, совпадающую с контуром V-образного выреза, и защемлены между согнутыми частями ферромагнитных пластин таким образом, что верхние концы вставок выступают над пластинами на высоту, равную расстоянию между верхними концами пластин и нижней поверхностью пламегасительных элементов. Кроме этого, защитные экраны ферромагнитных пластин выполнены из дугостойкого материала в виде фигурных утолщенных накладок параллелепипедной формы с радиусными закруглениями со стороны контактов выключателя и треугольными козырьками со стороны V-образных вырезов, а пламегасительные элементы крышки представляют собой набор вертикальных синусоидообразных металлических планок, перемежающихся с вертикальными плоскими планками с электроизоляционного материала.This goal is achieved by the fact that in the arcing chamber with a deion grating, containing an insulating casing of two vertical walls with rectangular grooves and covers with flame arrester elements, several short rectangular ferromagnetic plates, several elongated ferromagnetic plates, which are placed with their side ends in rectangular grooves of the housing, and having open V-shaped cutouts in the lower parts of the elongated plates, covering the contacts of the circuit breaker, as well as protective screens from the gas generator material, its elongated ferromagnetic plates are equipped with inserts of sheet gas-generating material of a given thickness and made in the form of steel sheets bent in half by 180 degrees with an internal bending radius of at least half the specified thickness of the sheet of gas-generating material. In this case, the inserts at the bottom have a shape that coincides with the contour of the V-shaped notch, and are pinched between the bent parts of the ferromagnetic plates so that the upper ends of the inserts protrude above the plates to a height equal to the distance between the upper ends of the plates and the lower surface of the flame arresters. In addition, the protective shields of the ferromagnetic plates are made of arc-resistant material in the form of curly thickened parallelepiped shaped overlays with radiuses on the side of the switch contacts and triangular visors on the side of the V-shaped cuts, and the flame-retardant elements of the cover are a set of vertical sinusoidal metal strips interspersed with vertical flat strips with insulating material.
Снабжение ферромагнитных пластин деионной решетки вставками из листового газогенерирующего материала заданной толщины, выполнение самих пластин в виде изогнутых пополам на 180 градусов стальных листов с внутренним радиусом гибки не менее половины заданной толщины листового газогенерирующего материала, придание вставкам внизу формы, совпадающей с контуром V-образного выреза, и защемление вставок между согнутыми частями ферромагнитных пластин таким образом, что верхние концы вставок выступают над пластинами на высоту, равную расстоянию между верхними концами пластин и нижней поверхностью крышки с пламегасительными элементами позволили:Supply of ferromagnetic plates of the deion grating with inserts of sheet gas-generating material of a given thickness, making the plates themselves in the form of steel sheets bent in half by 180 degrees with an internal bending radius of at least half the specified thickness of the sheet of gas-generating material, giving the inserts at the bottom a shape that matches the contour of the V-shaped cut , and pinching the inserts between the bent parts of the ferromagnetic plates so that the upper ends of the inserts protrude above the plates to a height equal to the distance between the upper ends of the plates and the lower surface of the cover with flame arresters allowed:
- создать в изогнутых пополам на 180 градусов стальных пластинах (с изолированными друг от друга половинами) такой контур для токов коротких дуг, при котором электродинамические силы, действующие на дуги, всегда направлены верх камеры (в отличие от случая применения традиционных плоских пластин в аналогах и прототипе, где возможны торможения от электродинамических сил токов соседних дуг [3]);- create a contour for currents of short arcs in bent in 180 degree steel plates (with halves isolated from each other), in which the electrodynamic forces acting on the arcs are always directed to the top of the chamber (in contrast to the case of using traditional flat plates in analogs and prototype, where braking from electrodynamic forces of currents of adjacent arcs is possible [3]);
- обеспечить быстрое продвижение дуги по поверхности ферромагнитных пластин, так как опорные точки коротких дуг не задерживаются на одном месте, а значит, уменьшить оплавление пластин и исключить их прогорание;- to ensure the rapid advancement of the arc on the surface of the ferromagnetic plates, since the reference points of the short arcs do not stay in one place, which means to reduce the fusion of the plates and to prevent their burning;
- начать деионизацию коротких дуг уже в начале их движения вдоль V-образных вырезов за счет газогенерциии вставок, торцы которых совпадают с торцами V-образных вырезов (известно [3], что опорные точки дуг в решетке из стальных пластин движутся к оси пластин, т.е. при сходе дуги с дугогасительных контактов выключателя в деионную решетку короткие дуги будут иметь тенденцию движения к центру камеры вдоль V-образных вырезов);- start deionization of short arcs already at the beginning of their movement along the V-shaped cuts due to gas generation and inserts whose ends coincide with the ends of the V-shaped cuts (it is known [3] that the reference points of the arcs in the lattice of steel plates move to the axis of the plates, t .e. when the arc leaves the arcing contacts of the switch in the deionic lattice, short arcs will tend to move towards the center of the chamber along the V-shaped cuts);
- завершить интенсивную деионизацию продуктов горения дуг газами, выделяющимися под термическим воздействием из верхних концов газогенерирующих вставок, выступающих над ферромагнитными пластинами на высоту, равную расстоянию между верхними концами пластин и нижней поверхностью пламегасительных элементов.- to complete the intensive deionization of the products of arc burning by gases released under thermal influence from the upper ends of the gas-generating inserts protruding above the ferromagnetic plates to a height equal to the distance between the upper ends of the plates and the lower surface of the flame arresters.
Перечисленные преимущества камеры по сравнению с прототипом способствуют повышению быстродействия отключения токов короткого замыкания большой мощности за счет ускоренного продвижения электрической дуги и более быстрой ее деионизации.The listed advantages of the camera compared to the prototype contribute to increasing the speed of disconnecting short-circuit currents of high power due to the accelerated advancement of the electric arc and its faster deionization.
Выполнение защитных экранов внизу ферромагнитных пластин из дугостойкого материала в виде фигурных утолщенных накладок параллелепипедной формы с радиусными закруглениями со стороны контактов выключателя и треугольными козырьками со стороны V-образных вырезов защищает от оплавления и горения наиболее уязвимые нижние участки пластин при воздействии высокотемпературной плазмы ствола дуги, перемещающейся с разомкнутых контактов выключателя в деионную решетку. При этом радиусные закругления накладок облегчают вхождение дуги в решетку, а треугольные козырьки способствуют привязке опорных точек дуги к пластинам на более высоких участках V-образных вырезов. Умеренная газогенерация дугостойкого материала, создавая давление, совместно с силами со стороны ферромагнитных пластин, ускоряет продвижение основного ствола дуги в деионную решетку.The implementation of the protective shields at the bottom of the ferromagnetic plates from an arc-resistant material in the form of curly thickened parallelepiped shaped overlays with radiuses on the side of the switch contacts and triangular visors on the side of the V-shaped cut-outs protects the most vulnerable lower portions of the plates from flashing and burning when exposed to a high-temperature plasma of the arc shaft from the open contacts of the switch to the deion grating. In this case, the radial rounding of the plates facilitates the entry of the arc into the lattice, and triangular visors help to anchor the reference points of the arc to the plates on higher sections of the V-shaped cuts. Moderate gas generation of the arc-resistant material, creating pressure, together with forces from the side of the ferromagnetic plates, accelerates the advancement of the main arc shaft into the deionic lattice.
Оснащение пламегасительной крышки пламегасительными элементами в виде набора вертикальных синусоидообразных металлических планок, увеличивает поверхность контактирования с еще не полностью деионизированными и имеющими еще высокую температуру газами, выходящими из решетки. Вертикальным размером металлических планок и подбором параметров синусоиды (амплитуда, период) создается пламегаситель с требуемой теплоемкостью и динамическим сопротивлением истечению газов. Этим достигается уменьшение времени пламегашения при заданной минимальной высоте зоны ионизации над дугогастельной камерой.Equipping the flame-retardant cover with flame-retardant elements in the form of a set of vertical sinusoidal metal strips increases the contact surface with gases that are still not completely deionized and still have a high temperature, which exit the lattice. The vertical size of the metal strips and the selection of the sinusoid parameters (amplitude, period) creates a flame arrester with the required heat capacity and dynamic resistance to gas outflow. This achieves a reduction in the time of flame suppression at a given minimum height of the ionization zone above the arc chamber.
Таким образом, отличительные признаки полезной модели обеспечивают достижение заявленных целей.Thus, the distinguishing features of the utility model achieve the stated goals.
Предлагаемая полезная модель может использоваться при серийном производстве в составе низковольтных автоматических выключателей на большие номинальные токи, в качестве дугогасительного устройства при коммутации токов короткого замыкания большой мощности.The proposed utility model can be used in mass production as part of low-voltage circuit breakers for high rated currents, as an arcing device for switching short-circuit currents of high power.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели, позволил установить, что заявитель не обнаружил прототип, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленной полезной модели. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленной конструкции, изложенных в формуле полезной модели.An analysis of the prior art by the applicant, including a search by patents and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed utility model, allowed to establish that the applicant did not find a prototype characterized by features identical to all the essential features of the claimed utility model. The determination from the list of identified analogues of the prototype as the closest in terms of the set of essential features of the analogue made it possible to identify the set of significant distinguishing features in relation to the technical result perceived by the applicant in the claimed design set forth in the utility model formula.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию «новизна».Therefore, the claimed utility model meets the condition of "novelty."
Конструкция заявляемой полезной модели изображена на рисунках фиг. 1-9. На рисунке фиг. 1 изображена дугогасительная камера в положении при виде сбоку на автоматический выключатель, в котором она установлена. На фиг. 2 приведен вид А, а на фиг. 3 разрез Г-Г (см. на фиг. 2), раскрывающий внутреннее устройство деионной решетки с расположенными внизу дугогасительными контактами выключателя. Фиг. 4 дает представление о форме удлиненных ферромагнитных пластин деионной решетки в увеличенном масштабе. На фиг. 5 показана форма удлиненной ферромагнитной пластины со вставкой из листового газогенерирующего материала со стороны подвижных контактов, вид Д (см. на фиг. 3). Вертикальные стенки корпуса камеры, пламегасительная крышка с пламегасительными элементами и защитные экраны здесь условно не показаны. На фиг. 6 изображен вид Б (см. на фиг. 1) сверху на пламегасительную крышку, а на фиг. 7 показана форма пламегасительных планок, установленных в крышке. Рисунком фиг. 8 показан вид В (см. на фиг. 1) снизу на дугогаситетельную камеру. Фиг. 9 представляет собой аксонометрический вид снизу на деионную решетку камеры.The design of the claimed utility model is shown in the drawings of FIG. 1-9. In the figure of FIG. 1 shows the arcing chamber in position when viewed from the side of the circuit breaker in which it is installed. In FIG. 2 is a view A, and in FIG. 3 section G-G (see in Fig. 2), revealing the internal structure of the deionic lattice with downstream arcing contacts of the switch. FIG. 4 gives an idea of the shape of the elongated ferromagnetic plates of the deion lattice on an enlarged scale. In FIG. 5 shows the shape of an elongated ferromagnetic plate with an insert of sheet gas-generating material from the side of the movable contacts, view D (see in FIG. 3). The vertical walls of the chamber body, flame arrester cover with flame arrester elements and protective shields are not conventionally shown here. In FIG. 6 shows a view B (see in FIG. 1) from above on the flame arrester, and in FIG. 7 shows the shape of the flame arresters installed in the lid. The drawing of FIG. 8 shows a view B (see in FIG. 1) from below on an arc chamber. FIG. 9 is a bottom axonometric view of a deionic chamber grating.
Дугогасительная камера с деионной решеткой, см. рисунки фиг. 1-3, состоит из электроизоляционного корпуса из двух вертикальных стенок 1, 2 с прямоугольными пазами 3, 4, 5 (см. фиг. 3) и крышки 6 с пламегасительными элементами 7, а также из нескольких коротких прямоугольных ферромагнитных пластин 8 и нескольких удлиненных ферромагниных пластин 9. Пластины 8, 9 размещены своими боковыми торцами в прямоугольных пазах 3-5 корпуса. В нижних частях 10-12 удлиненных пластин 9 выполнены открытые V-образные вырезы 13 (см. на фиг. 2), охватывающие контакты 14, 15 выключателя (см. фиг. 3-5, выключатель на рисунках не изображен; контакт 14 - неподвижный, контакт 15 - подвижный). Внизу удлиненных пластин 9 установлены защитные экраны 16, 17 из дугостойкого материала. Дугогасительную камеру отличает то, что ее удлиненные ферромагнитные пластины 9 снабжены вставками 18 из листового газогенерирующего материала заданной толщины t (см. фиг. 4) и выполнены в виде изогнутых пополам на 180 градусов стальных листов 19 с внутренним радиусом гибки r не менее половины заданной толщины t листового газогенерирующего материала. При этом вставки 18 внизу имеют форму, совпадающую с контуром V-образного выреза 13, и защемлены между согнутыми частями ферромагнитных пластин 9 таким образом, что верхние концы 20 вставок 18 выступают над пластинами на высоту h, не более расстояния L (см. фиг. 3) между верхними концами пластин 9 и нижней поверхностью пламегасительных элементов 7 крышки 6. Для исключения оплавления и горения нижних кромок ферромагнитных пластин 9 на нижних их частях 10-11 защитные экраны 16, 17 выполнены из дугостойкого газогенерирующего материала в виде фигурных утолщенных накладок параллелепипедной формы с радиусными закруглениями 21, 22 со стороны контактов 14, 15 выключателя и треугольными козырьками 23.24 со стороны V-образных вырезов 13. Радиусные закругления 21, 22 облегчают затягивание плазмы растянутой контактами дуги в нижнюю часть деионной решетки, треугольные козырьки 23, 24 обеспечивают привязку опорных точек дуги на более высоких участках V-образных вырезов 13. Пламегасительные элементы 7 пламегасительной крышки 6 представляют собой набор вертикальных синусоидообразных металлических планок 25 (см. на фиг. 6, 7), перемежающихся с вертикальными плоскими планками 26 с электроизоляционного материала. Пакет пластин 25, 26 крепится в крышке 6 крепежными деталями 27, 28 и винтами 29. Для повышения способности к повышенному поглощению тепла вертикальный размер крышки 6 и вертикальный размер планок 25 может быть увеличен. Для регулирования динамического сопротивления истечению газов из деионной решетки могут быть применены металлические планки 25, отформованные в виде синусоид с различной амплитудой и различным периодом. Окончательная высота металлических планок, амплитуда и период их формовки определяется в ходе испытаний камер на предельную отключающую способность в составе выключателя по высоте требуемой зоны ионизации над камерой. Стенки 1, 2 камеры скрепляются между собой винтами 30 (фиг. 1), а крышка 6 и защитные экраны 16, 17 закрепляются на стенках комплектами крепежных изделий 31, 32 (см. на фиг. 3, 6, 8, 9).Arcing chamber with deion lattice, see figures of FIG. 1-3, consists of an insulating casing of two
Работает дугогасительная камера с деионной решеткой в автоматическом выключателе следующим образом. Электрическая дуга тока короткого замыкания большой мощности при автоматическом отключении выключателем возникает между размыкаемыми контактами 14, 15, растягивается контактами, сходит с дугогасительных рогов и втягивается электродинамическими силами в нижнюю часть ферромагнитной деионной решетки. Фазы возникновения и движения дуги аналогичны, изложенным в источнике [4, глава 4 стр. 13; глава 5 стр. 148]. Высокотемпературная плазма дуги, двигаясь вдоль защитных экранов 16, 17 из дугостойкого материала (например, из материалов на основе полиэфирных смол с наполнителем из стекловолокна; из стеклокомпаундов ВМС марки F4209; из технамидов марки А производства НПП «ПОЛИПЛАСТИК», и др.), частично испаряет материал, что способствует началу деионизации дуги, повышению давления и вхождению дуги в деионную решетку на участках V-образных вырезов 13 выше треугольных козырьков 23, 24. Опорные точки дуги привязываются к поверхности ферромагнитных пластин 9. Основной ствол дуги начинает делиться на короткие дуги между пластинами 9. Особенностью движения электрической дуги в деионной решетке из ферромагнитного материала является стремление дуги занять центральное положение ближе к оси симметрии пластин [3], в отличие от камер с медными пластинами, в которых дуга уходит на края пластин. Это означает, что короткие дуги будут перемещаться вверх к центру камеры вблизи внутренних кромок V-образных вырезов 13, которые оснащены высокоэффективным газогенерирующим материалом (хлорсодержащим или фторсодержащим, например, фторопластом Ф-4ИН ГОСТ 24222-80, [4] стр. 412). Плазма дуги, разогревая на торцах Тф (см. на фиг. 9) газогенерирующий материал, начнет деионизироваться во фторсодержащих парах уже в начале V-образных вырезов 13. Благодаря выполнению ферромагнитных пластин 9 в виде изогнутых пополам на 180 градусов стальных листов 19 и электрической изоляции половин пластин материалом вставок 18, короткие дуги параллельно и ускоренно (без тормозящего воздействия друг на друга [3]) перемещаются верх с минимальным оплавлением поверхностей пластин 9. При подходе коротких дуг (частично деионизированных и отдавших часть тепловой энергии пластинам 9) к коротким прямоугольным пластинам 8 произойдет еще дополнительное деление их на две части и замедление движения. Дуги будут интенсивно отдавать свою тепловую энергию ферромагнитным пластинам 8, 9 и концам 20 вставок 18 выступающих на высоту h. Под термическим воздействием концы вставок интенсивно генерируют газ, в парах которого происходит завершающая стадия деионизации дуг. Повышенное давление этих газов способствует выходу продуктов горения из деионной решетки в пламегасительную крышку 6. Так предлагаемая дугогасительная камера благодаря отличительным особенностям производит ускоренное дугогашение с минимальным оплавлением пластин 9, 8 решетки, исключает прогорание пластин при гашении дуги короткого замыкания большой мощности. Исходящие из деонной решетки газы имеют еще повышенную температуру и могут содержать в своем составе часть ионизированного газа. Завершает процесс пламегаситель, который благодаря повышенной теплоемкости и подобранному с помощью синусоидообразных металлических планок 25 динамическому сопротивлению истечению газов, понижает температуру исходящих газов и обеспечивает заданную для выключателя высоту зоны ионизации над дугогасительной камерой.The arcing chamber with the deionic grating in the circuit breaker operates as follows. An electric arc of a short-circuit current of high power during automatic switching off by a circuit breaker occurs between the disconnected
Таким образом, отличительные признаки заявленной дугогасительной камеры с деионной решеткой, а именно:Thus, the distinguishing features of the claimed arcing chamber with a deionic lattice, namely:
- удлиненные ферромагнитные пластины 9, снабженные вставками 18 из листового газогенерирующего материала заданной толщины и выполненные в виде изогнутых пополам на 180 градусов стальных листов 19 с внутренним радиусом гибки r не менее половины заданной толщины t листового газогенерирующего материала;- elongated
- выполнение вставок 18, совпадающими по форме с контуром V-образного выреза, и защемление вставок 18 между согнутыми частями ферромагнитных пластин таким образом, что верхние концы 20 вставок 18 выступают над пластинами 8, 9 на высоту h, равную расстоянию L между верхними концами пластин 8, 9 и нижней поверхностью пламегасительных элементов 7;- the implementation of the
- защитные экраны, выполненные из дугостойкого материала в виде фигурных утолщенных накладок 16, 17 параллелепипедной формы с радиусными закруглениями 21, 22 со стороны контактов 14, 15 выключателя и треугольными козырьками 23, 24 со стороны V-образных вырезов 13;- protective shields made of an arc-resistant material in the form of curly thickened
- выполнение пламегасительных элементов 7 пламегасительной крышки 6 в виде набора вертикальных синусоидообразных металлических планок 25, - the implementation of
позволили достичь в предлагаемой модели декларируемого технического результата в части сокращения времени гашения электрической дуги большой мощности при заданных габаритах дугогасительной камеры, т.е. повышения быстродействия отключения, а также в части уменьшения электроизноса камеры.made it possible to achieve the declared technical result in the proposed model in terms of reducing the time of extinguishing of an electric arc of high power for given dimensions of the arcing chamber, i.e. increase the speed of shutdown, as well as to reduce the electrical wear of the camera.
Описанная конструкция полезной модели и описание ее работы свидетельствуют о соответствии заявленной полезной модели следующей совокупности условий:The described design of the utility model and a description of its operation indicate the compliance of the claimed utility model with the following set of conditions:
- устройство, воплощающее заявленную модель, при его осуществлении предназначено для использования в автоматических выключателях и относится к электротехнике, а именно к дугогасительным камерам с деионной решеткой;- a device embodying the claimed model, in its implementation is intended for use in circuit breakers and relates to electrical engineering, namely to arcing chambers with a deionic array;
- для заявленной конструкции в том виде, как она охарактеризована в изложенной формуле полезной модели, подтверждена возможность ее осуществления с помощью описанных в заявке средств;- for the claimed design in the form as described in the stated utility model formula, the possibility of its implementation using the means described in the application is confirmed;
- устройство, воплощающее заявленную полезную модель, при осуществлении способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- a device embodying the claimed utility model, when implemented, is capable of ensuring the achievement of the technical result perceived by the applicant.
Изготавливаются опытные образцы заявляемой полезной модели для коммутационных испытаний в составе автоматических выключателей на токи до 6300А.Prototypes of the claimed utility model are made for switching tests as part of circuit breakers for currents up to 6300A.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию «промышленная применимость».Therefore, the claimed utility model meets the condition of "industrial applicability".
Источники, принятые во внимание:Sources taken into account:
1. ГОСТ 17703-72 Аппараты электрические коммутационные. Термины и определения.1. GOST 17703-72 Electric switching devices. Terms and Definitions.
2. Брон О.Б. Электрическая дуга в аппаратах управления. Москва, «Госэнергоиздат», 1954.2. Bron O. B. Electric arc in control devices. Moscow, Gosenergoizdat, 1954.
3. Залесский А.М. Основы теории электрических аппаратов. Учебное пособие для вузов. Москва, «Высшая школа», 1974.3. Zalessky A.M. Fundamentals of the theory of electrical apparatus. Textbook for universities. Moscow, Higher School, 1974.
4. Мещеряков В.П. Электрическая дуга большой мощности в выключателях. Часть 2. Ульяновск, 2008.4. Meshcheryakov V.P. High power electric arc in circuit breakers.
5. Описание к патенту CN 101416261 A, Н01Н 9/30, H01H 9/34, опубл. 22.04.2009.5. Description of the patent CN 101416261 A,
6. Описание к патенту CN 104969320 A, Н01Н 9/30, опубл. 07.10.2015.6. Description of the patent CN 104969320 A,
7. Описание к патенту на полезную модель RU 158688, Н01Н 73/18, опубл. 20.01.2016.7. Description of the patent for utility model RU 158688, H01H 73/18, publ. 01/20/2016.
8. Описание к патенту US 5589672 A, Н01Н 9/36, опубл. 31.12.1996.8. Description of the patent US 5589672 A,
9. Описание к патенту на полезную модель RU 158211, H01H 9/30, опубл. 27.12.2015.9. Description of the patent for utility model RU 158211,
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017130070U RU179395U1 (en) | 2017-08-24 | 2017-08-24 | ARCAMENT CAMERA WITH DEION LATTICE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017130070U RU179395U1 (en) | 2017-08-24 | 2017-08-24 | ARCAMENT CAMERA WITH DEION LATTICE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU179395U1 true RU179395U1 (en) | 2018-05-14 |
Family
ID=62151760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017130070U RU179395U1 (en) | 2017-08-24 | 2017-08-24 | ARCAMENT CAMERA WITH DEION LATTICE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU179395U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU208385U1 (en) * | 2021-07-29 | 2021-12-16 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭЛЕКТРОРЕШЕНИЯ" | ARC EXTINGUISHING CHAMBER |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1302957A1 (en) * | 2001-10-11 | 2003-04-16 | Weber Ag | Low-voltage high-power contact arrangement |
| RU2306629C1 (en) * | 2006-02-08 | 2007-09-20 | Открытое акционерное общество "Силовые машины-ЗТЛ, ЛМЗ, Электросила, Энергомашэкспорт" (ОАО "Силовые машины") | Arc-control device |
| RU71813U1 (en) * | 2007-10-10 | 2008-03-20 | Открытое акционерное общество "Дивногорский завод низковольтных автоматов" | ARC CHAMBER |
| RU86790U1 (en) * | 2008-12-17 | 2009-09-10 | Открытое акционерное общество Силовые машины-ЗТЛ, ЛМЗ, Электросила, Энергомашэкспорт" (ОАО "Силовые машины") | ELECTROMAGNETIC CONTACTOR |
-
2017
- 2017-08-24 RU RU2017130070U patent/RU179395U1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1302957A1 (en) * | 2001-10-11 | 2003-04-16 | Weber Ag | Low-voltage high-power contact arrangement |
| RU2306629C1 (en) * | 2006-02-08 | 2007-09-20 | Открытое акционерное общество "Силовые машины-ЗТЛ, ЛМЗ, Электросила, Энергомашэкспорт" (ОАО "Силовые машины") | Arc-control device |
| RU71813U1 (en) * | 2007-10-10 | 2008-03-20 | Открытое акционерное общество "Дивногорский завод низковольтных автоматов" | ARC CHAMBER |
| RU86790U1 (en) * | 2008-12-17 | 2009-09-10 | Открытое акционерное общество Силовые машины-ЗТЛ, ЛМЗ, Электросила, Энергомашэкспорт" (ОАО "Силовые машины") | ELECTROMAGNETIC CONTACTOR |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU208385U1 (en) * | 2021-07-29 | 2021-12-16 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭЛЕКТРОРЕШЕНИЯ" | ARC EXTINGUISHING CHAMBER |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2380807C2 (en) | Discharger of overvoltage protection with two divergent electrodes and spark gap between them | |
| RU2722093C2 (en) | Miniature circuit breaker | |
| RU179395U1 (en) | ARCAMENT CAMERA WITH DEION LATTICE | |
| AU2018217779B2 (en) | Arc splitter plate | |
| RU2306629C1 (en) | Arc-control device | |
| US1819207A (en) | Circuit breaker | |
| US20170053758A1 (en) | Electrical circuit breaker | |
| US3126464A (en) | Stettner | |
| EP2393093B1 (en) | Arc chute, circuit breaker for a medium voltage circuit, and use of a polymer plate | |
| US3641294A (en) | Arc chute for air circuit breaker | |
| CN217847860U (en) | Arc extinguish chamber of circuit breaker | |
| CZ283892B6 (en) | Circuit breaker with quenching chamber | |
| CN213635881U (en) | Arc extinguish chamber structure of low-voltage circuit breaker | |
| KR0152872B1 (en) | Ark room for electric opening and shutting device | |
| US20210035762A1 (en) | Device for door and phase segregation in molded case circuit breakers | |
| CN107644795B (en) | Low-voltage circuit breaker and arc extinguish chamber thereof | |
| WO1992020083A1 (en) | Arc quenching apparatus for circuit breakers | |
| RU2396626C1 (en) | Arc-extinguishing system | |
| US3192348A (en) | Arc extinguishing switch structure | |
| CN218769374U (en) | High-voltage molded case circuit breaker | |
| CN218568765U (en) | Kilovolt-level intelligent alternating current plastic shell circuit breaker | |
| RU86790U1 (en) | ELECTROMAGNETIC CONTACTOR | |
| US1849875A (en) | Oil circuit breaker | |
| GB2169450A (en) | A leakage current protection circuit breaker | |
| RU74739U1 (en) | ARC DEVICE |