ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ АВТОМАТИЧЕСКИЙ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ
AUTOMATIC QUICK-OPERATING SWITCH

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитной коммутационной аппаратуре, и предназначено для защиты электрооборудования городского транспорта от токов короткого замыкания.
Выключатели автоматические быстродействующие, отключающиеся при возникновении аварийного тока в коммутируемой цепи, известны, например, из следующих источников:
1. Аппараты быстродействующей защиты силовых цепей электроподвижного состава городского транспорта. Серия 07. Электрические аппараты и устройства низкого напряжения. Под ред. Мариночкина В.П., Соколова В.Ф., Ларина Н.П. - С: Информэлектро, 1988, с.8;
2. Баталов Н.М., Петров Б.П. Тяговые электрические аппараты. Издание второе, переработанное и дополненное, М.: Энергия, 1969, с.144-145;
3. Патент RU №57963, 2007 г.
Наиболее близким аналогом может служить выключатель по третьему источнику. Он содержит основание, неподвижный контакт, подвижный контакт, электромагнитный датчик тока, привод для замыкания и размыкания подвижного и неподвижного контактов, толкатель для расцепления защелки и отключающую пружину. Привод выполнен электромагнитным и состоит из магнитопровода, катушки и якоря. При протекании по катушке тока якорь притягивается к магнитопроводу и замыкает контакты выключателя.
При протекании тока короткого замыкания якорь электромагнитного датчика тока притягивается к магнитопроводу и одновременно толкатель сбивает защелку с оси подвижного контакта. Подвижный контакт под действием усилий пружины контактного нажатия размыкается с неподвижным контактом. Электрическая дуга, возникающая при расхождении контактов, гасится в дугогасительной камере.
Недостатком данного выключателя является применение электромагнитного датчика тока, при работе которого в процессе отключения требуется дополнительное время на механическое вращение якоря в сторону магнитопровода и выбивание защелки для приведения в движение подвижного контакта в сторону отключенного положения.
Кроме того, при включении выключателя контакты замыкаются без предвключенного положения, что создает опасность для выключателя при включении его в момент протекания тока короткого замыкания в коммутируемой сети.
Изобретение решает задачу создания выключателя надежного и безопасного при эксплуатации.
Технический результат, который создается изобретением, состоит в повышении быстродействия при отключении выключателя.
Сущность изобретения состоит в том, что электромагнитный привод содержит дополнительный магнитопровод с катушкой и якорем, причем оба якоря размещены на одной оси вращения, а на выводной шине со стороны неподвижного контакта закреплен датчик тока на эффекте Холла. Дополнительный магнитопровод с катушкой и якорем удерживает выключатель в предвключенном положении, что обеспечивает защиту выключателя при включении на короткое замыкание. Датчик тока на эффекте Холла обеспечивает незамедлительное отключение выключателя при аварийных режимах.
Изобретение поясняется примером выполнения выключателя. На фиг.1 показан патентуемый выключатель во включенном положении; на фиг.2 - то же, в предвключенном отключении, на фиг.3 - то же, при аварийном отключении.
Выключатель автоматический быстродействующий содержит основание 1, на котором размещен электромагнитный привод с магнитопроводом 2, катушкой 3 и якорем 4. Дополнительный магнитопровод 5 с катушкой 6 и якорем 7 также размещен на основании 1. Якоря 4 и 7 установлены на оси 8 с возможностью вращения вокруг нее. Контакт подвижный 9 закреплен на якоре 7. Выводная шина 10 расположена со стороны подвижного контакта 9, а выводная шина 11 - со стороны неподвижного контакта 12. На шине 11 неподвижного контакта 12 размещен датчик тока 13 на эффекте Холла. Над приводом выключателя размещена система управления 14, которая обеспечивает автоматическое срабатывание выключателя. Пружина контактного нажатия 15 установлена с возможностью воздействия на подвижный контакт 9 относительно якоря 7, а отключающая пружина 16 - с возможностью воздействия на якорь 4. Контакты 9 и 12 расположены в зоне дугогасительной камеры 17.
Выключатель работает следующим образом.
Для включения выключателя пропускается ток через катушки 3 и 6. При этом якорь 4 притягивается к магнитопроводу 2, а якорь 7 притягивается к магнитопроводу 5, сжимая пружины 15 и 16. Выключатель становится в предвключенное положение, между контактами остается зазор 5 (фиг.2). Затем катушка 6 обесточивается, а катушка 3 переводится на меньший по величине держащий ток. Якорь 4 остается притянутым к магнитопроводу 2, якорь 7 отпадает от магнитопровода 5 и под действием усилия пружины 15 поворачивается вокруг оси 8 к якорю 4, замыкая при этом подвижный контакт 9 с неподвижным контактом 12.
Предвключенное положение выключателя необходимо для того, чтобы контакты выключателя не замыкались, пока по катушке привода протекает включающий ток большой величины, так как если в главной цепи уже имеется короткое замыкание, привод не сможет сработать на отключение с нужным быстродействием.
При протекании тока короткого замыкания датчик тока 13 на эффекте Холла подает сигнал на систему управления 14, которая незамедлительно обесточивает катушку 3. При этом якорь 4 и подвижный контакт 9 под действием отключающей пружины 16 переходят в отключенное положение (фиг.3). Дуга, возникающая на контактах, гаснет в области дугогасительной камеры 17.
Таким образом, благодаря дополнительному магнитопроводу с катушкой и якорем в электромагнитном приводе и наличию датчика тока на эффекте Холла достигнуто высокое быстродействие выключателя при отключении, что повышает надежность его работы.