КОНТАКТНАЯ СИСТЕМА СИЛЬНОТОЧНОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к электротехнике, а именно, к автоматическим выключателям, и может применяться в конструкциях сильноточных коммутационных аппаратов.
При прохождении по токоведущему контуру номинального тока большой величины (сотни тысяч ампер) возникают значительные электродинамические силы, стремящиеся деформировать этот контур. В сильноточных аппаратах электродинамические силы могут достигать десятков тысяч ньютон, что может привести к отбросу контактов в режиме рабочей коммутации. В таких контактных системах необходимо учитывать наибольшее значение тока, длину, конфигурацию и взаимное расположение деталей, образующих токоведущий контур.
Известно, что электродинамическая сила взаимодействия между параллельными проводниками пропорциональна длине участка, для которого определяется сила взаимодействия, произведению значения токов и обратно пропорциональна расстоянию между проводниками. Ее равнодействующая приложена к середине участка, для которого определяется эта сила.
Способность противостоять механическим воздействиям, возникающим при прохождении через аппарат таких токов, характеризует стойкость аппарата.
Контактные системы сильноточных аппаратов известны из следующих источников:
1. Патент RU №77501, Н01Н 29/16, 2008 г;
2. Патент RU №2054724, H01H 1/24, 1992 г;
3. Патент SU №1820955, H01H 1/20, 1991 г;
4. Патент SU №1805509, Н01Н 29/16, 19991 г.
Наиболее близким аналогом может служить контактная система сильноточного коммутационного аппарата по второму источнику (патент №2054724). Она содержит два токопровода, подвижный контакт, расположенный на якоре, две группы ламельных контактов, установленных на неподвижных контактах. Под каждой группой ламельных контактов установлено подпружиненное кольцо, и на каждой группе ламельных контактов установлен ограничитель движения, одним краем заходящий на подпружиненное кольцо.
При замыкании контактов к якорю прикладывается сила F, под действием которой якорь и подвижный контакт приходят в движение -контакты замыкаются. Подпружиненное кольцо обеспечивает контактное нажатие. При размыкании контактов необходимо к якорю приложить усилие F противоположного направления.
Недостатком такой конструкции является наличие значительных электродинамических усилий контактной системы при протекании максимально допустимых токов, что приводит к отбросу контактов в сторону отключенного положения и тем самым нарушает нормальный процесс коммутации.
Полезная модель направлена на создание надежной конструкции контактной системы сильноточного аппарата, компенсирующей электродинамические усилия.
Технический результат состоит в исключении размыкания контактов в режиме коммутации.
Это достигается тем, что токоведущие шины длиной l расположены параллельно друг другу на расстоянии а и соединены между собой с одной стороны гибкой связью, а с другой связаны с контактами выключателя, причем пружина контактного нажатия закреплена между этими шинами.
Длина токоведущих шин l и расстояние между ними а выбраны в таком соотношении, что значения электродинамических усилий (ЭДУ), отбрасывающие контакты аппарата, в режиме коммутации больших токов, меньше значений ЭДУ, создаваемых токоведущими шинами и направлены в противоположную сторону отброса контактов, что компенсирует (уменьшает) величину ЭДУ контактов и исключает их размыкание.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. показана патентуемая контактная система сильноточного аппарата в замкнутом положении.
Контактная система содержит одну пару подвижных контактов 1 и 2, пружины контактного нажатия 3 (на примере приведены две пары пружин), две пары токоведущих шин 4 и 5, гибкие связи 6. Шины 4 и 5 выполнены одинаковой длиной l и расположены параллельно друг другу на расстоянии a. С одной стороны шины 4 и 5 электрически соединены гибкой связью 6, а с другой связаны с контактами соответственно 1 и 2 аппарата. Пружины контактного нажатия 3 закреплены между шинами 4 и 5. С наружной стороны каждой шины размещен упор 7.
Контактная система работает следующим образом. В исходном состоянии контактная система разомкнута. Каждая шина 4, 5 прижата пружинами 3 к ограничителям 7.
Для осуществления замыкания контактов аппарата движение от привода (он не показан на фигуре) передается на подвижные контакты 1 и 2. В процессе движения подвижные контакты 1, 2 перемыкают шины соответственно 4 и 5 и отодвигают их от ограничителей 7, при этом пружины 3 поджимаются, что необходимо для обеспечения требуемого контактного нажатия. Направление тока по шинам показано на фигуре стрелками. Коммутационный сильноточный аппарат включен.
При протекании коммутируемого тока большой величины электродинамические усилия контактов 1 и 2 пытаются отбросить их в противоположные стороны (отключить). Одновременно с электродинамическими усилиями контактов на шинах возникают свои электродинамические усилия, которые направлены в сторону увеличения расстояния а, а следовательно в сторону исключения размыкания контактов. Таким образом происходит компенсация электродинамических усилий контактов.
Итак, за счет того, что токоведущие шины длиной l расположены параллельно друг другу на расстоянии а и соединены между собой с одной стороны гибкой связью, а с другой связаны с контактами выключателя, причем пружина контактного нажатия закреплена между этими шинами, исключен отброс контактов в режиме коммутации больших токов.