КОНТАКТНЫЙ УЗЕЛ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ
CONTACT UNIT OF FAST-ACTING CIRCUIT BREAKER

Изобретение относится к электротехнике, а именно к быстродействующим выключателям, и может применяться в конструкциях выключателей, имеющих дугогасительный контакт.
Наличие дугогасительного контакта в контактных системах быстродействующих выключателей обычно связано с тем, что при больших номинальных токах применяются контакты с серебряными напайками, а серебро под действием дуги быстро выгорает. Поэтому применяются контактные системы, содержащие подвижный контакт, выполненный из серебра, и дугогасительный контакт, выполненный из серебра, и дугогасительный контакт, выполненный из тугоплавкого материала (металлокерамика или фольфрам). При размыкании сначала происходит размыкание главного контакта, при этом весь ток перетекает в дугогасительный контакт, а затем размыкается дугогасительный контакт, на котором и образуется дуга.
Такие контактные системы известны из следующих источников:
1. Голубев А.И. Быстродействующие автоматические выключатели. М.-Л., издательство «Энергия», 1964 г. стр.122-123.
2. Учебно-методическое пособие по дисциплинам «Тяговые и трансформаторные подстанции» и «Городской электрический транспорт» для студентов специальности 101800 - «Электроснабжение железных дорог». - Самара: СамИИТ, 2001 г, стр.30 рис.10.
3. Патент RU №2273912, Н01Н 1/48, 2004 г.
Наиболее близким аналогом может служить контактная система быстродействующего выключателя по последнему источнику. Контактные системы этих выключателей содержат подвижный контакт, установленный на оси, неподвижный контакт, дугогасительный контакт, пружину дугогасительного контакта, ограничитель движения дугогасительного контакта, рычаг, пружину рычага и ограничитель движения рычага. Пружина дугогасительного контакта расположена между дугогасительным контактом и рычагом, а сам дугогасительный контакт закреплен на дополнительной оси на подвижном контакте.
При включении контактной системы сначала происходит замыкание дугогасительного контакта, затем подвижного контакта. При отключении сначала размыкается подвижный контакт, при этом весь ток перетекает в дугогасительный контакт, затем, после выбора провала дугогасительного контакта, размыкается дугогасительный контакт. На дугогасительном контакте возникает электрическая дуга, которая гасится в дугогасительной камере выключателя. За счет больших коммутируемых токов происходит значительный износ дугогасительного контакта, поэтому для обеспечения его гарантированного замыкания приходится делать достаточно большой провал, что увеличивает собственное время размыкания выключателя. Кроме того, в процессе отключения дугогасительный контакт совершает дополнительное вращательное движение вокруг оси, что способствует затягиванию отключения во времени.
Изобретение направлено на создание контактного узла быстродействующего выключателя, простого по конструкции и обеспечивающего малое потребление мощности приводного устройства.
Технический результат, который создается изобретением, состоит в снижение стоимости и массы контактного узла, и соответственно, в повышении быстродействия. Это достигается тем, что контактный узел быстродействующего выключателя не содержит дополнительных деталей, необходимых для поворота дугогасительного контакта относительно главного контакта, и соответственно, имеет меньшую массу.
При таком выполнении конструкции смещение дугогасительного контакта относительно главного контакта исключается. При этом отключении выключателя исключается время движения дугогасительного контакта, а следовательно, требуется меньше времени на отключение.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан патентуемый контактный узел быстродействующего выключателя во включенном положении; на фиг.2 - то же самое в момент размыкания цепи; на фиг.3 - то же самое в отключенном положении.
Контактный узел быстродействующего выключателя содержит контактную серебряную накладку 1, закрепленную на массивном медном главном контакте 2, быстросъемный (например, установленный в пазах контакта 2) дугогасительный контакт 3, ролик 4, закрепленный на рычаге 5, который вращается по оси 6, на рычаг 5 воздействует отключающая пружина 7. Вокруг ролика 4 по оси 8 вращается главный контакт 2. Контактное нажатие дугогасительного контакта 3 обеспечивается пружиной нажатия дугогасительного контакта 9, взаимодействующей через тягу 10 с контактом 2. Неподвижный контакт 11 состоит из медной шины 12, контактной серебряной напайки 13 и съемного рога 14.
Дугогасительный контакт (3) установлен в пазах вращающегося главного контакта (2) с исключением смещения относительно него и взаимодействует со съемным рогом (14) неподвижного главного контакта (11), взаимодействующего своей серебряной накладкой (13) с серебряной накладкой (1) вращающегося главного контакта (2), а контактное нажатие дугогасительного контакта (3) обеспечивается пружиной (9) контактного нажатия, взаимодействующей с вращающимся главным контактом (2) через тягу (10), что в совокупности обеспечивает при подаче сигнала на отключение последовательное размыкание главных и дугогасительных контактов, предотвращающее обгорание серебряных накладок без использования дополнительных деталей для осуществления поворота дугогасительного контакта относительно вращающегося главного контакта, и, в конечном итоге, обеспечивает снижение массы контактного узла и повышение его быстродействия.
Контактный узел быстродействующего выключателя работает следующим образом:
1) Включение:
Выключатель находиться в отключенном положении (фиг.3).
вкл
вкл
уд
При подаче сигнала на включение включающий момент М проворачивает рычаг 5 вокруг оси 6, при этом замыкается дугогасительный контакт 3. Дальше за счет вращения главного контакта 2 вокруг ролика 4 замыкается главный контакт 1. Выключатель переходит во включенный режим (фиг.1), при этом включающий момент М уменьшается до удерживающего момента М.
2) Выключение:
уд
1
2
1
При подаче сигнала на отключение удерживающий момент М с рычага 5 снимается, после чего под действием контактной пружины 9 происходит выбор провала δ (фиг.2), при этом между неподвижным контактом 11 и контактной площадкой 1 образуется зазор δ без появления электрической дуги между серебряными напайками, так как ток протекает по цепи: главный контакт 11 - съемный рог 14 - дугогасительный контакт 3 - главный контакт 2. После чего под действием отключающей пружины 7 и значительного момента инерции набранного при перекатывании вокруг ролика 4 главного контакта 2 при выборе провала δ происходит размыкание цепи дугогасительного контакта 3 и съемного рога 14 с образованием электрической дуги. Дуга гасится в дугогасительном устройстве выключателя (не изображена). Выключатель переходит в отключенное положение (фиг.3).
Таким образом достигнуто быстродействие выключателя и обеспечена минимальная масса подвижных частей и простота конструкции привода быстродействующего выключателя.