SU1665427A1 - Многополюсный автоматический выключатель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в низковольтных автоматических выключател х. Цель изобретени  - расширение области использовани  выключател  и повышение его коммутационного ресурса при коротких замыкани х. В каждом полюсе выключател  под контактной системой в нише 20 корпуса установлены два коммутирующих электрода 17, 18 и электрод 23 поджига электрической дуги. Электроды 18 и 23 подключены к выходу индуктора высокого напр жени  24, при этом электроды 18 всех полюсов соединены электрически. При коротком замыкании импульсом напр жени  с индуктора 24 зажигаетс  электрическа  дуга между электродами 18 и 23, котора  затем переходит на электроды 17 и 18. При этом снижаетс  ток в защищаемой цепи, а нарастающее давление в нише 20 перемещает поршень 21 в сторону подвижного контактодержател  2. Происходит ускорение размыкани  контактов 1 и 3. 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в автоматических выключател х.

Цель изобретени  - расширение области использовани  выключател  и повышение его коммутационного ресурса при коротких замыкани х.

На фиг.1 показан автоматический выключатель во включенном положении; на фиг.2 показано положение контактов выключател , изображенного на фиг 1 в момент КЗ; на фиг. 3 изображен выключатель с электродинамическим устройством дл  ускорени  отброса подвижных контактов при КЗ во включенном положении; на фиг.4 показано положение контактов выключател .

изображенного на фиг.З в момент КЗ; на фиг.5 показана электрическа  схема трехпо- люсного выключател  и подключени  к нему нижесто щих выключателей и нагрузки.

Выключатель содержит (фиг 1)в каждом полюсе подвижные контакты 1, закрепленные на подвижном контактодержателе 2 мо- стикового типа, неподвижные контакты 3, закрепленные на неподвижных контакто- держател х, выполненных в виде токоведу- щих шин 4 и 5, оканчивающихс  подвод щим выводом 6 и отвод щим выводом 7 соответственно Подвижный контактодержа- тель 2 с помощью направл ющих 8 подвижно закреплен на траверсе 9, соединенной шарниром 10 с механизмом свободО

о ел

ю

4

ного расцеплени  11 (показан частично). Между траверсой 9 и подвижным контакто- держателем 2 расположены контактные пружины 12. Против каждой пары контактов - подвижного контакта 1 и неподвижного контакта 3 в основании 13 пластмассового корпуса выключател  установлены дугога- сительные камеры 14 деионного типа, На токоведущих шинах 4 и 5 расположены измерительные органы - датчики тока 15 рас- цепител  максимального тока 16, выход которого электрически соединен с органом (не показан), расцепл ющим механизм свободного расцеплени  11. К токоведущей шине 5 между измерительным органом 15 и отвод щим выводом 7 присоединен первый коммутирующий электрод 17. Второй коммутирующий электрод 18 соединен с аналогичными электродами других полюсов своим концом 19. Оба коммутирующих электрода расположены в нише 20 основани  13. Часть стенки ниши 20, обращенна  в сторону подвижного контактодержател  2, выполнена подвижной в виде поршн  21,  вл ющегос  механизмом ускоренного размыкани  контактов. С другой стороны ниша 20 плотно закрыта неподвижной изол ционной колодкой 22. В нишу 20 сквозь отверсти  в изол ционной колодке 22 введен электрод поджига 23, между которым и вторым коммутирующим электродом 18 подключен индуктор высокого напр жени  24 поджига дуги. Со стороны механизма свободного расцеплени  11 дугогасительных камер 14 выключатель закрыт крышкой 25, в прорези которой установлена с возможностью перемещени  руко тка управлени  26. Токоведущие шины 4 и 5 образуют с подвижным контактодержателем 2 П-образ- ный контур.

Потребитель 27 включен к фидерному выключателю 28. Близлежащие к подвижному контактодержателю 2 (фиг.З) участки 29 токоведущих шин 4 и 5 образуют с этим контактодержателем петлевые контуры.

Выключатель (см. фиг, 1) работает следующим образом.

При токах перегрузки сигнал на индуктор высокого напр жени  24 не поступает и выключатель срабатывает традиционным способом за счет расцеплени  механизма свободного расцеплени  11 от расцепител  максимального тока 16.

При этом траверса 9 перемещаетс  вместе с подвижными контактами 1 в отключенное положение. Между подвижными контактами 1 и неподвижными контактами 3 возникают электрические дуги, которые вт гиваютс  в дугогасительные камеры 14,

в результате чего и происходит отключение цепи.

При коротком замыкании в цепи, например в потребителе 27 (фиг.5), от выключател  28 поступает управл ющий сигнал на индуктор высокого напр жени  24 и далее на электрод поджига дуги 23. Указанный управл ющий сигнал может формироватьс  и в самом предлагаемом выключателе, на0 пример в его расцепителе максимального тока 16 при достижении током КЗ заданной величины. В обоих случа х индуктор высокого напр жени  24 формирует высоковольтный (1,5-2,5 кВ) импульс напр жени ,

5 который прикладываетс  между электродом поджига 23 и вторым коммутирующим электродом 18, На них возникает электрическа  дуга, котора  поджигает электрическую дугу между первым коммутирующим электродом

0 17 и вторым коммутирующим электродом 18. При перемыкании первого коммутирующего электрода 17 и второго коммутирующего электрода 18 короткой электрической дугой начинаетс  быстрое увеличение тока

5 КЗ через выключатель при одновременном быстром прекращении его в защищаемой цепи. В результате выделени  энергии в дуге , гор щей на указанных электродах, в нише 20 резко возрастает давление. Под

0 действием этого давлени  поршень 21 перемещаетс  в сторону подвижного контактодержател  2 и перемещает его, сжима  контактные пружины 12, в сторону траверсы 9 (фиг.2). При этом между подвижными кон5 тактами 1 и неподвижными контактами 3 возникают электрические дуги, привод щие к резкому ограничению величины тока КЗ. Если при этом превышаетс  уставка тока срабатывани  расцепител  максимального

0 тока 16, то последний вызывает расцепление механизма свободного расцеплени  11 и перевод его в положение Отключено аналогично тому, как это описано в случае отключени  тока перегрузки.

5 Возникающа  на электродах 17 и 18 коротка  электрическа  дуга приводит к практически мгновенному за 0,7-1 мс шунтированию участка цепи (фиг.5), включающего нижесто щий выключатель 28 и по0 требитель 27. Тем самым снижаетс  воздействие тока КЗ на выключатель 28 и потребитель 27. Поэтому энерги  дуги отключени , выдел юща с  в выключателе 28 и джоулев интеграл Si dt как через этот

5 выключатель, так и через потребитель 27, существенно меньше, чем в случае, когда в качестве вышесто щего выключател  используютс  известные выключатели. Быстрое размыкание контактов данного выключател  поршнем 21, опережающее

при больших токах КЗ действие механизма свободного расцеплени  11, способствует большему токоограничению и уменьшению нагрузок и на сам выключатель,

Тем самым расшир етс  область при- менени  данного выключател , который может быть применен, например, дл  защиты тиристорных преобразователей и полупроводниковых модулей с низкой устойчивостью к токам КЗ, а также повышаетс  его коммутационный ресурс при отключении токов КЗ.

Работа варианта выключател , представленного на фиг.З, отличаетс  некоторыми особенност ми.

При токах перегрузки выключатель работает аналогично выключателю по фиг.1.

При токах КЗ в выключателе с электродинамическим устройством дл  ускорени  отброса подвижных контактов (фиг.3,4) на подвижный контактодержатель 2 мостико- вого типа кроме поршн  21 воздействует повышенное усилие электродинамического отброса от контура, создаваемого взаимодействием тока в шине 4 с участком 29 и в подвижном контактодержателе 2 с одной стороны и аналогично с другой стороны . В результате обеспечиваетс  более высокое токоограничение, чем в выключателе на фиг.1. Как показывают исследовани , с увеличением значени  ожидаемого тока КЗ величина энергии дуги отключени  в токоог- раничивающем выключателе растет лишь до определенного значени . В дальнейшем она или остаетс  неизменной или может даже снизитьс . Поэтому в выключателе по фиг.З при перемыкании электрической дугой первых коммутирующих электродов 17 и вторых коммутирующих электродов 18 возникает режим отключени  предельно- возможного тока КЗ, при котором создаютс  услови  дл  снижени  энергии, выдел емой в выключателе, что повышает ресурс выключател  в таких режимах.

Таким образом, по сравнению с прото- типом; данное устройство имеет более широкую область использовани , обеспечива  эффективную защиту различных потребителей и с пониженной устойчивостью к воздействию токов КЗ, преимущественно полупроводниковых преобразователей, а также имеет повышенный коммутационный ресурс при отключении токов КЗ.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Многополюсный автоматический выключатель , содержащий изол ционный корпус , в котором в каждом полюсе установлены контактна  система, преимущественно мостикового типа, включающа  подвижный контактодержатель с контактами и неподвижные контактодержатели с контактами, подвод щий и отвод щий выводы , дугогасительные камеры, механизм свободного расцеплени  с руко ткой, расцепитель максимального тока и механизм ускоренного размыкани  контактов при коротком замыкании, отличающий- с   тем, что, с целью расширени  области использовани  и повышени  коммутационного ресурса при коротких замыкани х, он снабжен индуктором высокого напр жени  и в каждом полюсе двум  коммутирующими электродами и электродом поджига электрической дуги, расположенным между коммутирующими электродами, в изол ционном корпусе выполнена ниша, часть стенки которой, обращенна  в сторону подвижного контактодержател , выполнена в виде поршн ,  вл ющегос  механизмом размыкани  контактов, первый коммутирующий электрод соединен с отвод щим выводом своего полюса, вторые коммутирующие электроды всех полюсов электрически соединены и подключены, к индуктору высокого напр жени , к которому также подключены электроды поджига электрической дуги каждого полюса, причем два коммутирующих электрода и электрод поджига электрической дуги расположены в указанной нише.

   25

   ;ггШ{|1а|

   tr- r t . 5- - -

   2 Ч 21 7

   r0

   rJЈ

   Ј

   r04 4- Ю CO

   to

   f-. I-

   CO