УСТРОЙСТВО НЕЗАВИСИМОГО МАГНИТНОГО ДУТЬЯ НА ПОСТОЯННЫХ МАГНИТАХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА
DC SWITCH INDEPENDENT MAGNETIC BLOW-OUT DEVICE ON PERMANENT MAGNETS

Изобретение относится к электротехнике, а именно к составным частям коммутационного оборудования, к устройствам выключателей постоянного тока.
Конструкции магнитного дутья выключателей постоянного тока известны из следующих источников:
1. Брон О.Б. Электрическая дуга в аппаратах управления, М. - Л.: «Госэнергоиздат», 1954 г., стр.214-222, 364-371.
2. Голубев А.И. Быстродействующие автоматические выключатели, М. - Л.: «Энергия», 1964 г., стр.136-147.
В вышеперечисленных источниках описаны различные типы устройств магнитного дутья, применяемые в выключателях постоянного тока.
В источниках 1 и 2 приведены конструкции выключателей постоянного тока, имеющих устройство последовательного (сериесного) магнитного дутья, работающее от тока главной цепи выключателя. Устройство последовательного (сериесного) магнитного дутья состоит из обмотки, включенной последовательно в главную цепь выключателя, и магнитопровода. Устройство последовательного (сериесного) магнитного дутья работает следующим образом. Ток главной цепи выключателя, проходя через обмотку, создает в магнитопроводе магнитный поток, который направляется в зону горения дуги. При отключении выключателя постоянного тока его контакты расходятся, между ними зажигается электрическая дуга, которая под воздействием магнитного потока от магнитопровода с большой скоростью выдувается в заданном направлении из межконтактного пространства. Недостатком известного дугогасительного устройства последовательного (сериесного) магнитного дутья является сложность выдува дуги при малой величине тока, так как при небольшом значении главного тока магнитный поток, создаваемый устройством последовательного (сериесного) магнитного дутья, столь незначителен, что под его воздействием электрическая дуга не может переместиться из межконтактного промежутка и горит между контактами, что может приводить к разрушению конструкции выключателя.
В источнике 1 также описано устройство выключателя постоянного тока с устройством параллельного магнитного дутья. Устройство параллельного магнитного дутья состоит из управляющего устройства, обмотки и магнитопровода. Устройство работает следующим образом. При отключении выключателя постоянного тока его контакты расходятся и между ними зажигается электрическая дуга. Управляющее устройство в этот момент определяет направление тока в главной цепи выключателя и подает в катушку электрическое напряжение необходимой полярности от дополнительного источника электроэнергии или от дополнительного разрыва главной цепи выключателя. Катушка создает в магнитопроводе магнитный поток, который магнитопроводом направляется в зону горения дуги. Дуга под воздействием магнитного потока с большой скоростью выдувается из межконтактного пространства. Недостатком известного устройства параллельного магнитного дутья является наличие сложного управляющего устройства, в состав которого должен входить датчик тока для определения направления тока в главной цепи выключателя, либо наличие дополнительного разрыва главной цепи, что требует дополнительного усложнения механической части выключателя.
В источнике 1 также описано устройство выключателя постоянного тока с устройством независимого магнитного дутья на постоянных магнитах. Устройство независимого магнитного дутья на постоянных магнитах состоит из постоянных магнитов и магнитопровода. Устройство независимого магнитного дутья на постоянных магнитах работает следующим образом. Постоянные магниты создают в магнитопроводе магнитный поток, который направляется магнитопроводом в зону горения дуги. При размыкании контактов выключателя постоянного тока между ними зажигается электрическая дуга, которая под воздействием магнитного потока от магнитопровода с большой скоростью перемещается из межконтактного пространства. Недостатком известного устройства независимого магнитного дутья на постоянных магнитах является невозможность выдува электрической дуги в нужном направлении при обратном токе. Электродинамические силы при обратном направлении тока переместят электрическую дугу в обратную от нужного направления сторону, при этом дуга может попасть в механизм выключателя постоянного тока, вызвав тем самым его поломку.
Наиболее близким по технической сущности к патентуемому устройству независимого магнитного дутья на постоянных магнитах следует считать устройство независимого магнитного дутья на постоянных магнитах, описанное в источнике 1.
Изобретением решается задача надежного гашения электрической дуги в заданной области дугогасительного устройства.
Технический результат, который достигается изобретением, состоит в обеспечении движения дуги в заданном направлении.
Это достигается тем, что в состав устройства независимого магнитного дутья на постоянных магнитах по источнику 1 дополнительно вводятся рога со стороны каждого электрического полюса, имеющие U-образную форму. Между раздвоенными частями рогов дополнительно вводится полюс магнитопровода магнитного дутья, второй полюс магнитопровода помещается в нижней и боковых частях от U-образных рогов каждого электрического контакта.
Введение рогов U-образной формы и иное расположение полюсов магнитопровода внизу, сбоку и между раздвоенной частью рогов позволило получить устройство независимого магнитного дутья на постоянных магнитах, выдувающее дугу постоянного тока любого направления в заданном направлении.
Изобретение поясняется фиг.1, где изображен эскиз патентуемого устройства независимого магнитного дутья на постоянных магнитах в составе с контактным узлом и дугогасительным устройством выключателя постоянного тока. Изобретение также поясняется фиг.2, где изображен в изометрии эскиз патентуемого устройства независимого магнитного дутья на постоянных магнитах в составе с контактным узлом. Устройство независимого магнитного дутья на постоянных магнитах в составе с контактным узлом и дугогасительным устройством выключателя постоянного тока содержит неподвижный контакт 1, подвижный контакт 2, U-образные рога электрических полюсов 3 и 4, дугогасительное устройство 5, постоянные магниты 6, полюса 7 и 8 магнитопровода магнитного дутья.
Устройство независимого магнитного дутья на постоянных магнитах работает следующим образом. Постоянные магниты 6 с полюсами 7 и 8 магнитопровода магнитного дутья создают магнитный поток в зоне расхождения неподвижного контакта 1 и подвижного контакта 2, а также между U-образными рогами соседних электрических полюсов. При расхождении контактов 1 и 2 между ними зажигается электрическая дуга. Ввиду того что электрическая дуга является проводником электрического тока, под воздействием магнитного потока от полюсов магнитопровода магнитного дутья 7 и 8 дуга с большой скоростью перемещается по рогам 3 и 4, по правой или левой части U-образных рогов противоположных электрических полюсов фиг.1 (в зависимости от направления тока дуги), и далее выдувается в дугогасительное устройство 5. Расчетная картина магнитных потенциалов, вдоль которых будет происходить перемещение электрической дуги, которая образуется между U-образными рогами соседних электрических полюсов и между полюсами 7 и 8 магнитопровода магнитного дутья, приведена на фиг.3.
Таким образом, создано устройство независимого магнитного дутья на постоянных магнитах выключателя постоянного тока, выдувающее электрическую дугу в заданном направлении при токе дуги любого направления и обеспечивающее надежное гашение дуги в дугогасительном устройстве.