АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПРЕРЫВАТЕЛЬ И ОТРАЖАТЕЛЬ ДЛЯ НЕГО
AUTOMATIC CIRCUIT BREAKER AND REFLECTOR THEREFOR

Область техники
Настоящее изобретение относится к области низковольтной электрической аппаратуры, в частности к отражателю для отсечения дуг и воздушного потока в автоматическом прерывателе.
Предшествующий уровень техники С развитием технологий размеры автоматических прерывателей уменьшаются, однако их производительность становятся все выше. Автоматические прерыватели в процессе отключения при коротком замыкании генерируют расширяющиеся газы высокой температуры, которые мешают дуге в условиях ограниченного пространства. Высокотемпературный расширяющийся газ препятствует эффективному проникновению дуги в дугогасительную камеру, что приводит к увеличению длительности пребывания дуги вне дугогасительной камеры. Длительное пребывание дуги вне дугогасительной камеры, например, в случае пребывания в дуговом канале, приводит к увеличению времени отключения и снижению производительности. Дуга, пребывающая вне дугогасительной камеры в течении длительного времени, также вызывает сильное горение дугогасительной пластины, подвижного и статического контактов.
Высокотемпературный расширяющийся газ вызывает обратный поток по дуге, заставляя дугу оставаться вне дугогасительной камеры, и дуга не может попасть в дугогасительную камеру. Явление обратного потока по дуге, в основном, происходит в угловой области дуги статического контакта, и в этой области явление обратного потока носит особенно серьезный характер. Большинство существующих прерывателей не способны предотвратить возникновение эффекта обратного потока по дуге в угловой области дуги статического контакта и, следовательно, имеют вышеупомянутые недостатки.
В патентной заявке КНР CN103123872A раскрыт монтажный переключатель с предкамерными и направляющими ребрами. Монтажный переключатель содержит корпус, контактный узел в предварительной камере, дугогасительную камеру и первую и вторую дуговые направляющие. Контактный узел содержит статический (неподвижный) контакт и подвижный контакт. Первая и вторая дуговые направляющие ведут дугу, создаваемую в контактном узле во время включения, в дугогасительную камеру. Первая дуговая направляющая связана со статическим контактом, при этом предварительная камера имеет множество выступающих направляющих ребер, по меньшей мере, на одной подповерхности внутри корпуса. Выступающие направляющие ребра расположены в направлении от области контактного узла к области дугогасительной камеры, приблизительно, вдоль направления движения дуги. Предварительная камера имеет выступающие вставки с кольцевым замкнутым периферийным контуром в области статического контакта, по меньшей мере, на одной подповерхности внутри корпуса. Выступающие вставки расположены между направляющими ребрами рядом со статическим контактом и первой дуговой направляющей, так что циркуляция газа, протекающего вокруг вставки, моет быть настроена таким образом, чтобы она протекала между направляющим ребром рядом со статическим контактом и первой направляющей дугой. В конструкции описанного автоматического прерывателя учтено явление обратного потока по дуге в угловой области дуги статического контакта и спроектирована обратная циркуляционная структура в статическом контакте и угловой области дуги. Поток воздуха направляется внутрь угловой области дуги, уменьшается обратный поток воздуха внутри угловой области дуги и уменьшается затруднение продвижения дуги в дугогасительную камеру, вызванное воздушным потоком в угловой области дуги. Однако в области вне угла дуги воздушный поток, близкий к углу дуги, особенно воздушный поток чуть выше угла дуги, также будет оказывать значительное влияние на дугу. Указанный автоматический прерыватель не выполняет никакой обработки воздушного потока вне угловой области дуги, поэтому дуга будет сохраняться в течение длительного времени в результате воздействия воздушного потока в этой области.
Раскрытие изобретения
Изобретение представляет собой отражатель для автоматического прерывателя и автоматический прерыватель, в конструкции которого используется данный отражатель. Отражатель способен отсекать воздушный поток внутри зоны угла дуги статического контакта и за ее пределами.
Согласно изобретению, отражатель для автоматического прерывателя, содержащий отражатели, размещенные с обеих сторон корпуса автоматического прерывателя, причем отражатель с одной стороны расположен внутри угла дуги статического контакта, и данный отражатель отсекает пространство внутри угла дуги статического контакта.
Преимущественно, на одной стороне корпуса, на которой расположен статический контакт, размещен первый отражатель, расположенный внутри угла дуги статического контакта и отсекающий дугу и/или воздушный поток, при этом второй отражатель, размещен на другой стороне корпуса и также отсекает дугу и/или воздушный поток.
По меньшей мере, один из отражателей может представлять собой перегородку с прямой кромкой, причем этот отражатель рассекает угол дуги статического контакта таким образом, чтобы отсечь пространство внутри угла дуги статического контакта.
По меньшей мере, один из отражателей может представлять собой дугообразную перегородку, причем этот отражатель занимает угол дуги статического контакта таким образом, чтобы отсечь пространство внутри угла дуги статического контакта.
Изобретение представляет собой также автоматический прерыватель, содержащий отражатели, размещенные с обеих сторон корпуса автоматического прерывателя, причем отражатель с одной стороны расположен внутри угла дуги статического контакта, и данный отражатель отсекает пространство внутри угла дуги статического контакта, при этом отражатели с обеих сторон имеют симметричную структуру.
На одной стороне корпуса, на которой расположен статический контакт, может быть размещен первый отражатель, расположенный внутри угла дуги статического контакта и отсекающий дугу и/или воздушный поток, при этом второй отражатель, размещен на другой стороне корпуса и также отсекает дугу и/или воздушный поток.
По меньшей мере, один из отражателей может представлять собой перегородку с прямой кромкой, причем этот отражатель рассекает угол дуги статического контакта таким образом, чтобы отсечь пространство внутри угла дуги статического контакта.
По меньшей мере, один из отражателей может представлять собой дугообразную перегородку, причем этот отражатель занимает угол дуги статического контакта таким образом, чтобы отсечь пространство внутри угла дуги статического контакта.
Отражатель по настоящему изобретению решает проблему, заключающуюся в том, что во время процесса отключения при коротком замыкании высокотемпературный газ возвращается со стороны угла дуги статического контакта обратно в область между подвижным контактом и статическим контактом, заставляя дугу многократно перемещаться в дуговом канале, что приводит к длительному времени отключения и сильному сжиганию подвижного и статического контактов. Отражатель эффективно отсекает воздушный поток и дугу с тем, чтобы дуга могла эффективно проникать в дугогасительную камеру для последующего гашения. Время отключения значительно сокращается, эффект отключения лучше.
Краткое описание чертежей Конкретные особенности и преимущества изобретения далее изложены со ссылкой на чертежи, на которых схематично представлено:
- на Фиг. 1 - структурная схема отражателя автоматического прерывателя по п. 3 формулы изобретения;
- на Фиг. 2 - структурная схема отражателя автоматического прерывателя по п. 4 формулы изобретения;
- на Фиг. 3а и Фиг. 3b - структурная схема автоматического прерывателя по п. 7 формулы изобретения;
- на Фиг. 4а и Фиг. 4b - структурная схема автоматического прерывателя по п. 8 формулы изобретения;
- на Фиг. 5а и Фиг. 5b - структурная схема автоматического прерывателя, отражатели, расположенные по разные стороны корпуса, имеют разную форму.
Конкретный пример осуществления изобретения Чтобы эффективно уменьшить затруднение продвижения дуги в дугогасительную камеру, вызванное высокотемпературным расширительным газом, генерируемым дугой во время процесса отключения при коротком замыкании, контсрукция статического контакта в положении угла дуги должна быть оптимизирована. При этом необходимо учитывать не только влияние воздушного потока внутри угловой области дуги, но также и влияние воздушного потока вне угловой области дуги. В соответствии с настоящим изобретением, отражатель расположен в угловой области дуги статического контакта и отсекает пространство внутри угловой области дуги. Кроме того, другой отражатель с симметричной структурой расположен на другой стороне корпуса в положении, соответствующем угловой области дуги, так, чтобы отсечь воздушный поток как внутри угловой области дуги, так и вне ее, и таким образом снизить эффект обратного потока дуги в ее угловой области. Дуга имеет возможность эффективно проникать в дугогасительную камеру для последующего дугогашения.
Автоматический прерыватель оборудован отражателями с обеих сторон корпуса, причем отражатель с одной стороны расположен внутри угла дуги статического контакта и отсекает пространство внутри угла дуги статического контакта. Отражатель может иметь различную форму. Отражатель на противоположной стороне имеет симметричную структуру. В данном случае термин «симметричная структура» означает, что второй отражатель с другой стороны расположен в симметричном положении, то есть в соответствующем положении на другой стороне корпуса, и имеет соответствующий размер. Также это может быть истолковано следующим образом: если предположить, что на другой стороне корпуса имеется симметричный «виртуальный» статический контакт, отражатель с противоположной стороны расположен точно в углу дуги «виртуального» статического контакта и отсекает пространство внутри угла дуги. Следует заметить, что термин «симметричный» здесь относится к соответствующим монтажным положениям и размерам отражателей, в то время как формы отражателей не обязательно должны быть одинаковыми.
На Фиг. 1 показана структурная схема отражателя автоматического прерывателя согласно п. 3 формулы изобретения. Отражатель 101, размещенный на корпусе 103, представляет собой перегородку с прямой кромкой 111. Такой отражатель 101 с прямой кромкой 111 рассекает угол дуги 102 статического контакта таким образом, чтобы отсечь пространство внутри угла дуги 102 статического контакта. Согласно Фиг. 1, отражатель 101 с прямой кромкой 111 пересекает угол дуги 102 в продольном направлении и разделяет пространство внутри угла дуги 102 на две части, отделенные друг от друга.
На Фиг. 2 показана структурная схема отражателя автоматического прерывателя согласно п. 4 формулы изобретения. Отражатель 101, размещенный на корпусе 103, представляет собой перегородку с дугообразной кромкой 112. Отражатель 101 с дугообразной кромкой 112 рассекает угол дуги 102 статического контакта таким образом, чтобы отсечь пространство внутри угла дуги 102 статического контакта. Согласно Фиг. 2, отражатель 101 с дугообразной кромкой 112 имеет форму, которая соответствует углу дуги 102, и занимает пространство внутри угла дуги 102.
Кроме формы отражателей, показанной на Фиг. 1 и Фиг. 2, могут использоваться другие формы отражателей. Следует заметить, что отражатели могут быть любой формы, которая позволяет реализовать функцию отсечения пространства внутри угла дуги.
На разных сторонах корпуса автоматического прерывателя предусмотрены два отражателя - первый и второй. Первый отражатель размещен на одной стороне корпуса, на которой расположен статический контакт, и находится внутри угла дуги статического контакта. Второй отражатель размещен на другой стороне корпуса. Первый и второй отражатели имеют симметричную структуру. То есть, предполагая, что на другой стороне корпуса имеется симметричный «виртуальный» статический контакт, можно утверждать, что отражатель с противоположной стороны расположен точно в углу дуги «виртуального» статического контакта и отсекает пространство внутри угла дуги. И первый и второй отражатели выполняют функцию отрезания дуги и/или воздушного потока.
Настоящее изобретение также предусматривает автоматический прерыватель, использующий упомянутый выше прерыватель. На обеих сторонах корпуса автоматического прерывателя предусмотрены отражатели. Отражатель с одной стороны расположен внутри угла дуги статического контакта и отсекает пространство внутри угла дуги статического контакта. Отражатели с обеих сторон имеют симметричную структуру. Первый отражатель размещен на одной стороне корпуса, на которой расположен статический контакт, и находится внутри угла дуги статического контакта. Второй отражатель размещен на другой стороне корпуса. И первый, и второй отражатели выполняют функцию отрезания дуги и/или воздушного потока. Каждый из отражателей может иметь прямолинейную кромку, как показано на Фиг. 1, или дугообразную кромку, как показано на Фиг. 2. Отражатели могут иметь различные формы, которые позволяют реализовать функцию отсечения пространства внутри угла дуги.
На Фиг. 3а и Фиг. 3b показана структурная схема автоматического прерывателя согласно п. 7 формулы изобретения. Первый 301 и второй 302 отражатели, размещенные на разных сторонах корпуса автоматического прерывателя, имеют одинаковую форму и расположены симметрично друг другу. И первый 301 и второй 302 отражатели являются отражателями с прямой кромкой. Как показано на Фиг. 3а, первый отражатель 301, размещенный на той стороне корпуса, где расположен статический контакт, представляет собой отражатель с прямой кромкой, и отсекает дугу и/или воздушный поток. Стрелкой на Фиг. 3а показана траектория движения дуги и/или воздушного потока. Как показано на Фиг. 3b, второй отражатель 302 размещен на другой стороне корпуса и также представляет собой отражатель с прямой кромкой. Второй отражатель 302 расположен в положении, симметричном первому отражателю 301. Второй отражатель 302 отсекает дугу и/или воздушный поток. Стрелкой на Фиг. 3b показана траектория движения дуги и/или воздушного потока.
На Фиг. 4а и Фиг. 4b показана структурная схема автоматического прерывателя согласно п. 8 формулы изобретения. Первый 401 и второй 402 отражатели, размещенные на разных сторонах корпуса автоматического прерывателя, имеют одинаковую форму и расположены симметрично друг другу. И первый 401, и второй 402 отражатели являются отражателями с дугообразной кромкой. Как показано на Фиг. 4а, первый отражатель 401, размещенный на той стороне корпуса, где расположен статический контакт, представляет собой отражатель с дугообразной кромкой, и отсекает дугу и/или воздушный поток. Стрелкой на Фиг. 4а показана траектория движения дуги и/или воздушного потока. Как показано на Фиг. 4b, второй отражатель 402 размещен на другой стороне корпуса и также представляет собой отражатель с дугообразной кромкой. Второй отражатель 402 расположен в положении, симметричном первому отражателю 401. Второй отражатель 402 отсекает дугу и/или воздушный поток. Стрелкой на Фиг. 4b показана траектория движения дуги и/или воздушного потока.
Отражатели, расположенные по разные стороны корпуса, могут иметь разную форму. На Фиг. 5а и Фиг. 5b показана структурная схема автоматического прерывателя согласно дополнительному варианту осуществления настоящего изобретения. Первый 501 и второй 502 отражатели, размещенные на разных сторонах корпуса автоматического прерывателя, имеют различную форму, но расположены симметрично друг другу и имеют аналогичные размеры. Как показано на Фиг. 5а, первый отражатель 501, размещенный на той стороне корпуса, где расположен статический контакт, представляет собой отражатель с прямой кромкой, и отсекает дугу и/или воздушный поток. Стрелкой на Фиг. 5а показана траектория движения дуги и/или воздушного потока. Как показано на Фиг. 5b, второй отражатель 502 размещен на другой стороне корпуса и представляет собой отражатель с дугообразной кромкой. Второй отражатель 502 с дугообразной кромкой отсекает дугу и/или воздушный поток. Стрелкой на Фиг. 5b показана траектория движения дуги и/или воздушного потока. На Фиг. 5а и Фиг. 5b более подробно поясняется значение термина «симметричная структура» в контексте настоящего изобретения. Симметричная структура означает, что второй отражатель расположен симметрично первому отражателю, находящемуся с противоположной стороны корпуса. То есть второй отражатель расположен в аналогичном положении на другой стороне корпуса и имеет соответствующие размеры. Также это может быть истолковано следующим образом: предполагая, что на другой стороне корпуса имеется симметричный «виртуальный» статический контакт, можно утверждать, что второй отражатель расположен точно в углу дуги «виртуального» статического контакта и отсекает пространство внутри угла дуги. Термин «симметричный» здесь относится к соответствующим монтажным положениям и размерам отражателей, в то время как формы отражателей не обязательно должны быть одинаковыми.
Отражатель по настоящему изобретению способен решить задачу, заключающуюся в том, что во время процесса отключения при коротком замыкании высокотемпературный газ возвращается со стороны угла дуги статического контакта обратно в область между подвижным контактом и статическим контактом, заставляя дугу многократно перемещаться в дуговом канале, что приводит к длительному времени отключения и сильному сжиганию подвижного и статического контактов. Отражатель эффективно отсекает воздушный поток и дугу с тем, позволяя дуге эффективно проникать в дугогасительную камеру для последующего гашения. Время отключения значительно сокращается, эффект отключения лучше.
Вышеупомянутые варианты осуществления представлены специалистам в данной области техники для реализации или использования изобретения при условии, что различные модификации или изменения, осуществляются специалистами в данной области техники без отхода от сущности и принципа изобретения; вышеуказанные варианты осуществления могут быть изменены и модифицированы различными способами, поэтому объем правовой охраны настоящего изобретения не ограничивается вышеприведенными вариантами осуществления и должен соответствовать максимальному объему инновационных особенностей, упомянутых в формуле изобретения.