RU2396626C1 - Arc-extinguishing system - Google Patents

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: arc-extinguishing system includes movable contact, fixed contact and insulating housing. Insulating housing is made in the form of hollow pipe with slots made on inner surface and located at intervals along the whole housing. Metal magnetic inserts are located in each slot, and magnetic blow device for creation of longitudinal magnetic field is installed on fixed contact.

EFFECT: increasing the drop of voltage on the arc, increasing heat release from electric arc to the environment owing to its being rotated between slots of the housing, and decreasing the influence of exhaust gases on inner surface of the housing.

2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитной коммутационной аппаратуре, и может применяться в составе защитных контактных коммутационных аппаратов. В автоматических выключателях постоянного тока дугогасительные системы применяются для повышения отключающей способности. Такие устройства известны из следующих источников:The invention relates to electrical engineering, in particular to protective switching equipment, and can be used as part of protective contact switching devices. In DC circuit breakers, arcing systems are used to increase the breaking capacity. Such devices are known from the following sources:

1. Голубев А.И. Быстродействующие автоматические выключатели. - М. - Л.: Энергия, 1964, стр.125-150;1. Golubev A.I. High-speed circuit breakers. - M. - L .: Energy, 1964, pp. 125-150;

2. Брон О.Б. Электрическая дуга в аппаратах управления. Ч.2. - М.: Госэнергоиздат, 1954, стр.298-307;2. Bron O. B. Electric arc in control devices. Part 2. - M.: Gosenergoizdat, 1954, pp. 298-307;

3. Патент RU №66114 Н01Н 73/18, 2007 г.;3. Patent RU No. 66114 H01H 73/18, 2007;

4. Патент RU №2028683 Н01Н 9/30, 1991 г.;4. Patent RU No. 2028683 H01H 9/30, 1991;

5. Брон О.Б. Электрическая дуга в аппаратах управления. Ч.2. - М.: Госэнергоиздат, 1954, стр.269, фиг.IX-28.5. Bron O.B. Electric arc in control devices. Part 2. - M .: Gosenergoizdat, 1954, p. 269, Fig. IX-28.

Наиболее близким аналогом может служить дугогасительная система выключателя по пятому источнику. Эта дугогасительная система содержит корпус с продольными параллельными щелями, выполненный из электроизоляционного материала, и систему магнитного дутья. Недостатком этой дугогасительной системы являются большие массогабаритные показатели устройства, что соответственно повышает стоимость устройства. Наличие мощной системы магнитного дутья для затягивания электрической дуги в область щели ухудшает технологичность конструкции и усложняет процесс ее изготовления. Большое количество деталей снижает надежность работы устройства.The closest analogue can be the interrupter circuit breaker system for the fifth source. This interrupter system comprises a housing with longitudinal parallel slots made of electrical insulating material and a magnetic blast system. The disadvantage of this arc extinguishing system is the large mass-dimensional characteristics of the device, which accordingly increases the cost of the device. The presence of a powerful magnetic blast system for pulling an electric arc into the gap region affects the manufacturability of the structure and complicates the process of its manufacture. A large number of parts reduces the reliability of the device.

Задачей изобретения является создание дугогасительной системы с эффективным охлаждением дуги и, вследствие чего, надежным ее гашением, а следовательно, надежной в эксплуатации и технологичной при изготовлении конструкции.The objective of the invention is the creation of an arcing system with efficient cooling of the arc and, as a result, its reliable extinguishing, and therefore, reliable in operation and technological in the manufacture of the structure.

Технический результат изобретения состоит в повышении падения напряжения на дуге, увеличении теплоотдачи от электрической дуги к окружающей среде за счет ее вращения между пазами корпуса и уменьшении воздействия выхлопных газов на внутренние поверхности корпуса.The technical result of the invention consists in increasing the voltage drop across the arc, increasing heat transfer from the electric arc to the environment due to its rotation between the grooves of the housing and reducing the impact of exhaust gases on the inner surfaces of the housing.

Сущность изобретения состоит в том, что изоляционный корпус дугогасительной системы выполнен в виде полой трубы с пазами на внутренней поверхности, расположенными через промежутки вдоль всего корпуса. В каждом пазу выполнены металлические магнитные вставки. Магнитные металлические вставки увеличивают падение напряжения на дуге за счет разделения ее на короткие дуги. Как только падение напряжения на дуге становится больше напряжения на контактах, дуга гаснет. Поэтому увеличение напряжения на дуге повышает эффективность и надежность гашения ее в области камеры. Кроме того, дуга в изоляционном корпусе совершает вращательное движение и закручивается в спираль за счет магнитного поля дуги. При этом длина дуги увеличивается, что также способствует ее эффективному и надежному гашению.The essence of the invention lies in the fact that the insulating body of the arcing system is made in the form of a hollow pipe with grooves on the inner surface located at intervals along the entire body. In each groove, metal magnetic inserts are made. Magnetic metal inserts increase the voltage drop across the arc by dividing it into short arcs. As soon as the voltage drop across the arc becomes greater than the voltage across the contacts, the arc goes out. Therefore, an increase in arc voltage increases the efficiency and reliability of its extinction in the chamber area. In addition, the arc in the insulating body rotates and twists into a spiral due to the magnetic field of the arc. Moreover, the length of the arc increases, which also contributes to its effective and reliable extinction.

Дугогасительная система заявленного изобретения состоит из изоляционного корпуса 1, форма которого выполнена в виде полой трубы. С одной стороны корпуса расположен подвижный контакт 2, а с другой - неподвижный контакт 3. В пазах корпуса 1 выполнены металлические магнитные вставки 4. На неподвижном контакте 3 установлена катушка 5 для создания продольного магнитного поля дуги.The interrupter system of the claimed invention consists of an insulating body 1, the shape of which is made in the form of a hollow pipe. A movable contact 2 is located on one side of the housing, and a fixed contact 3 is located on the other. Metal magnetic inserts 4 are made in the grooves of the housing 1. A coil 5 is mounted on the stationary contact 3 to create a longitudinal magnetic field of the arc.

Дугогасительная система поясняется примером выполнения. Корпус дугогасительной системы приведен на фиг.1. На фиг.2 изображена схема дугогасительной системы с разомкнутыми контактами.The extinguishing system is illustrated by an example implementation. The body of the arcing system is shown in figure 1. Figure 2 shows a diagram of an arcing system with open contacts.

Для пояснения работы дугогасительной системы на фиг.2 изображена катушка 5, создающая продольное магнитное поле (направление вектора магнитной индукции В магнитного поля сонаправлено с направлением электрического тока в дуге). Эта катушка 5 является элементом конструкции выключателя, на который устанавливается дугогасительная система и может быть как катушкой параллельного, так и последовательного магнитного дутья. Создавать продольное магнитное поле можно и с помощью постоянных магнитов.To explain the operation of the arcing system, figure 2 shows a coil 5 that creates a longitudinal magnetic field (the direction of the magnetic induction vector B of the magnetic field is aligned with the direction of the electric current in the arc). This coil 5 is an element of the design of the switch on which the arcing system is installed and can be either a coil of parallel or sequential magnetic blast. A longitudinal magnetic field can also be created with the help of permanent magnets.

Работа дугогасительной системы при отключении тока короткого замыкания происходит следующим образом.The operation of the arcing system when disconnecting the short circuit current occurs as follows.

При размыкании контактов 2 и 3 между ними возникает электрическая дуга, которая под действием магнитного поля катушки 5 магнитного дутья выключателя, направленного вдоль направления тока в электрической дуге, и магнитного поля самой дуги начинает совершать вращательное движение и закручиваться в спираль. Диаметр спирали увеличивается до тех пор, пока электрическая дуга не войдет в пазы внутри корпуса 1. Достигая металлических пластин 4 в пазах корпуса 1, дуга разбивается на короткие дуги. При этом электрическая дуга, касаясь внутренних стенок корпуса 1, интенсивно охлаждается и полностью гаснет.When contacts 2 and 3 open, an electric arc arises between them, which, under the influence of the magnetic field of coil 5 of the magnetic blast of the switch directed along the direction of the current in the electric arc, and the magnetic field of the arc itself, begins to rotate and twist into a spiral. The diameter of the spiral increases until the electric arc enters the grooves inside the housing 1. Reaching the metal plates 4 in the grooves of the housing 1, the arc is divided into short arcs. In this case, the electric arc, touching the inner walls of the housing 1, is intensively cooled and completely extinguished.

Работа дугогасительной системы при отключении малых индуктивных токов происходит следующим образом. При размыкании контактов 2, 3 возникает электрическая дуга, которая под действием магнитного поля катушки 5 магнитного дутья выключателя, направленного вдоль направления тока в дуге, начинает совершать вращательное движение и закручиваться в спираль. При малых токах сила, стремящаяся увеличить диаметр спирали, будет недостаточна для достижения электрической дугой пазов корпуса 1. Гашение дуги в данном случае будет происходить за счет растягивания электрической дуги (увеличения длины дуги) и ее вращения.The operation of the arcing system when disconnecting small inductive currents occurs as follows. When the contacts 2, 3 open, an electric arc arises, which, under the action of the magnetic field of the coil 5 of the magnetic blast of the switch directed along the direction of the current in the arc, starts to rotate and twist into a spiral. At low currents, the force tending to increase the diameter of the spiral will not be sufficient to reach the grooves of the housing 1 by the electric arc. In this case, the arc will be extinguished by stretching the electric arc (increasing the length of the arc) and its rotation.

При смене направления электрического тока размыкаемой цепи изменится лишь направление вращения электрической дуги, что никаким образом не отразится на отключении токов короткого замыкания и малых индуктивных токов.When changing the direction of the electric current of an open circuit, only the direction of rotation of the electric arc will change, which will in no way affect the disconnection of short-circuit currents and small inductive currents.

Таким образом, за счет применения изоляционного корпуса с пазами на внутренней поверхности трубы, расположенными через промежутки вдоль всего корпуса, и металлическими магнитными вставками в этих пазах, повышается падение напряжения на дуге, увеличивается теплоотдача от электрической дуги к окружающей среде за счет ее вращения между кольцевыми пазами и уменьшается воздействие выхлопных газов на внутренние поверхности корпуса, что увеличивает эксплуатационный ресурс дугогасительной системы, повышает надежность и эффективность гашения электрической дуги. Для предотвращения возгорания от горячих выхлопов, выходящих из отверстий корпуса, с наружных сторон корпуса можно установить блоки жалюзи, что на порядок повысит надежность работы всей системы.Thus, through the use of an insulating casing with grooves on the inner surface of the pipe, located at intervals along the entire casing, and metal magnetic inserts in these grooves, the voltage drop across the arc increases, and heat transfer from the electric arc to the environment increases due to its rotation between the annular grooves and reduces the effect of exhaust gases on the inner surfaces of the housing, which increases the operational life of the arcing system, increases the reliability and efficiency of the slots ia electric arc. To prevent fire from hot exhaust coming out of the housing openings, blinds can be installed on the outside of the housing, which will increase the reliability of the entire system by an order of magnitude.

Claims (1)

Дугогасительная система, содержащая подвижный контакт, неподвижный контакт и изоляционный корпус, отличающаяся тем, что корпус выполнен в виде полой трубы с пазами по внутренней поверхности, расположенными через промежутки вдоль всего корпуса, и в каждом пазу выполнены металлические магнитные вставки, а на неподвижном контакте установлено устройство магнитного дутья для создания продольного магнитного поля. An arcing system containing a movable contact, a fixed contact and an insulating casing, characterized in that the casing is made in the form of a hollow pipe with grooves on the inner surface spaced at intervals along the entire casing, and metal magnetic inserts are made in each groove, and a fixed contact is installed magnetic blast device for creating a longitudinal magnetic field.

Images