ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ АВТОМАТИЧЕСКИЙ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к защитной коммутационной аппаратуре, и может применяться для защиты от перегрузок и токов короткого замыкания электроустановок и линий постоянного тока.
Выключатели автоматические быстродействующие, удерживающиеся во включенном положении за счет магнитного потока, создаваемого током катушки управления, и отключающиеся при уменьшении указанного магнитного потока, известны из следующих источников:
1. Голубев А.И. Быстродействующие автоматические выключатели, М. - Л., издательство «Энергия», 1964 г., стр.42-47;
2. Силовое оборудование тяговых подстанций железных дорог (сборник справочных материалов). ОАО «Российские железные дороги», филиал «Проектно-конструкторское бюро по электрификации железных дорог». - М., «ТРАНСИЗДАТ», 2004 г., стр.238-242;
3. Патент RU №33261 на изобретение, Н01Н 77/00, 2003;
4. Патент RU №2296386 на изобретение, Н01Н 77/00, 2005;
5. Патент RU №2321095 на изобретение, Н01Н 77/06, 2006;
6. Патент RU №2329559 на изобретение, Н01Н 77/00, 2006.
Наиболее близким аналогом может служить выключатель по второму источнику.
Этот выключатель содержит раму, подвижный, неподвижный и дугогасительный контакты, электромагнитный привод с магнитопроводом, катушкой, главным якорем и якорем свободного расцепления. Главный якорь связан через пружину и изоляционную тягу с подвижным контактом. Неподвижный контакт соединен с блоком магнитного дутья, состоящего из П-образного магнитопровода и катушки магнитного дутья. На тяге закреплена пружина контактного нажатия. Выключатель снабжен дугогасительным устройством и реле дифференциальным-шунтовым.
Для включения выключателя на катушку подается включающий ток, при этом оба якоря (главный якорь и якорь свободного расцепления) притягиваются к магнитопроводу, не давая сомкнуться контактам (предвключенное положение). При уменьшении включающего тока катушки до удерживающего якорь свободного расцепления не может удерживаться в притянутом к магнитопроводу положении и отпадает. Контакты выключателя замыкаются.
При аварийном отключении по сигналу с реле дифференциального-шунтового ток в катушке прекращается. Главный якорь отпадает от магнитопровода под действием усилий пружины контактного нажатия (она же отключающая пружина) и подвижный контакт размыкается с неподвижным контактом. Дуга образовавшаяся на контактах под действием магнитного дутья затягивается в дугогасительную камеру и гаснет.
Недостатком этой конструкции является наличие реле дифференциального-шунтового, как отдельного устройства, для установки которого требуется дополнительное рабочее пространство. Другим недостатком конструкции является замедление скорости движения электрической дуги в завершающий момент отключения аварийного тока, так как дугогасительный контакт совершает движение по траектории дуги (непрямолинейное движение), что увеличивает длительность горения дуги на дугогасительных контактах и снижает надежность работы коммутационного аппарата. Кроме того, по мере затягивания дуги в камеру действие магнитного дутья ослабевает, что также тормозит процесс гашения дуги.
Полезная модель решает задачу создания выключателя надежного при эксплуатации с малыми габаритами и высоким быстродействием.
Технический результат, который достигается полезной моделью, состоит в уменьшении времени отключения аварийных токов и уменьшении габаритов выключателя.
Это достигается тем, что дугогасительный контакт закреплен в отверстии подвижного контакта с возможностью прямоходового движения вдоль этого отверстия, а первый П-образный магнитопровод смещен относительно второго П-образного магнитопровода и расположен на меньшем расстоянии до подвижного контакта, кроме того в конструкцию выключателя встроено реле дифференциальное-шунтовое.
Прямоходовое движение дугогасительного контакта сокращает время при отключении выключателя. Применение двух П-образных магнитопроводов, смещенных относительно друг друга обеспечивает увеличение действия магнитного дутья в области дугогасительной камеры. Применение реле дифференциального-шунтового в устройстве выключателя значительно сокращает занимаемое пространство выключателем.
На фиг.1 - изображен патентуемый выключатель в отключенном положении; на фиг.2 - выключатель в предвключенном положении; на фиг.3 выключатель во включенном положении.
Выключатель автоматический быстродействующий содержит контактную систему состоящую из подвижного контакта 1, неподвижного контакта 2 и дугогасительного контакта 3. Дугогасительный контакт 3 закреплен в отверстии подвижного контакта 1 с возможностью прямоходового движения вдоль этого отверстия. Главный электромагнит состоит из главного якоря 4, магнитопровода 5 и катушки управления 6. Электромагнит свободного расцепления содержит магнитопровод 7 якорь 8 и упор 9 свободного расцепления. Устройство магнитного дутья состоит из первого П-образного магнитопровода 10 и второго П-образного магнитопровода 11 и катушки магнитного дутья 12. Причем первый П-образный магнитопровод 10 смещен относительно второго П-образного магнитопровода 11 и расположен на меньшем расстоянии до подвижного контакта 1. В области контактов размещено дугогасительное устройство 13. Подвижный контакт 1 и главный электромагнит соединены приводной тягой 14 с пружиной контактного нажатия 15 и ограничителями 16, 17. На выводной шине 18 выключателя размещено реле дифференциальное-шунтовое 19.
Работа выключателя осуществляется следующим образом.
Для включения выключателя на катушку управления 6 подается соответствующее напряжение. Ток в катушке управления 6 создает в магнитопроводе 5 главного электромагнита магнитный поток. Якорь 8 свободного расцепления в начале включения полностью притянут к магнитопроводу 7 электромагнита свободного расцепления, и появление тока в катушке управления 6 вызовет появление большой притягивающей силы якоря 8 свободного расцепления к магнитопроводу 7. Главный якорь 4 начнет притягиваться к магнитопроводу 5 главного электромагнита, что вызовет перемещение приводной тяги 14 и поворот подвижного контакта 1 вокруг оси 20. Но движение приводной тяги 14 после некоторого перемещения будет ограничено ограничителем 16, который в процессе включения упрется в упор 9, соединенного с якорем 8 свободного расцепления. Дальнейшее притяжение главного якоря 4 вызовет сжатие пружины контактного нажатия 15. Подвижный контакт 1 остановится в предвключенном положении (фиг.2). Через некоторый промежуток времени ток в катушке управления 6 должен снизится до некоторого значения, называемого током удержания. Главный якорь 4 останется в притянутом положении за счет магнитного потока от тока удержания, а якорь 8 свободного расцепления не сможет удерживаться в притянутом к магнитопроводу 7 положении и отпадает от него. При отпадании якоря свободного расцепления приводная тяга 14 более не удерживается ограничителем 16, и за счет усилия пружины контактного нажатия 15 приводит подвижный контакт 1 до соприкосновения с неподвижным контактом 2. Выключатель включен (фиг.3).
При протекании тока короткого замыкания в защищаемой цепи реле дифференциально-шунтовое 19 вызовет обрыв удерживающего тока в катушке управления 6. Под действием усилий пружины контактного нажатия 15 главный якорь 4 отпадает от магнитопровода 5. После этого движение главного якоря 4 передается через приводную тягу 14 непосредственно на подвижный контакт 1. Подвижный контакт 1 размыкается с неподвижным контактом 2.
Таким образом, за счет применения предложенной конструкции выключателя автоматического быстродействующего достигнуто уменьшение времени отключения аварийных токов. Встроенное в устройство выключателя реле дифференциально-шунтовое также увеличивает быстродействие и способствует сокращению занимаемого рабочего пространства.