ДУГОГАСИТЕЛЬНАЯ КАМЕРА ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

ДУГОГАСИТЕЛЬНАЯ КАМЕРА ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в составе устройства защиты транспортного и стационарного электрооборудования постоянного тока.
Известна дугогасительная камера воздушного выключателя постоянного тока, содержащая изоляционную камеру в виде стеклоэпоксидного цилиндра, герметично закрытого с обоих торцов токоведущими фланцами. Внутри камеры расположен подвижный контакт с упорным устройством и пружиной. Во фланце расположен ламельный контакт с подвижным электродом, пружиной и подвижным упором. Подвижной полый контакт имеет токосъемные скользящие контакты. Снаружи камеры расположен контрэлектрод и дутьевой клапан, (авторское свидетельство СССР № 500548 М. Кл1 П01 НЗЗ/00 от 25.26.77, БИ № 23).
Однако известное устройство не может обеспечить быстродействующую защиту от короткого замыкания цепей питания транспортного электрооборудования.
Наиболее близкой к полезной модели является дугогасительная камера выключателя постоянного тока, содержащая плоскую двухщелевую изоляционную камеру с двумя контактными ножами, подключенными к контактам выключателя и закрепленными в одном торце камеры, деионной решеткой, набранной из изолированных друг от друга токопроводящих пластин и закрепленной в другом торце камеры, V-образные токопроводящие дугогасительные рога, ветви которых расположены в разных щелях, причем напротив указанных ветвей закреплены соответственно два отдельных дугогасительных рога, соединенных соответственно с двумя контактными ножами. (Цукало П.В. и др.
Эксплуатация электропоездов. Справочник. М.: Транспорт. 1994г. стр. 34, рис. 2.10).
Однако известное устройство при значительных токах короткого замыкания и длинах проводов питания электрооборудования электропоездов не может обеспечить быстродействующую защиту и отключение, что повышает энергию дугогашения, снижает надежность выключателя и срок его службы.
Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении полезной модели, является снижение времени и энергии дугогашения для повышения надежности и срока службы выключателя.
Указанный технический результат достигается тем, что в дугогасительной камере выключателя постоянного тока, содержащей плоскую двухщелевую изоляционную камеру с двумя контактными ножами, подключенными к контактам выключателя и закрепленными в одном общем для щелей торце камеры, двумя деионными решетками, набранными из изолированных друг от друга токопроводящих пластин и закрепленными в других раздельных щелевых торцах камеры, и V-образными токопроводящими дугогасительными рогами, ветви которых расположены в разных щелях, причем напротив указанных ветвей закреплены соответственно два отдельных дугогасительных рога, первый из которых соединен с первым контактным ножом, с наружной стороны внешней стенки каждой щели вблизи каждого из двух дугогасительных рогов данной щели параллельно им закреплены соответственно две токопроводящие дублирующие шины, а параллельно оси деионной решетки токопроводящая стабилизаторная шина, расположенная вблизи зоны дугового потока, дублирующие и стабилизаторные шины соединены между собой последовательно и включены между вторым отдельным дугогасительным рогом и вторым контактным ножом, причем дублирующие шины соединены таким образом, чтобы обеспечить протекание тока в
каждой из них в том же направлении, что и направление тока в вблизи расположенном роге, а стабилизаторные шины соединены таким образом, чтобы обеспечить протекание тока в каждой из них в том же направлении, что и направление тока находящегося вблизи них дугового потока.
По меньшей мере, одна пластина каждой деионной решетки может быть выполнена удлиненной относительно остальных настолько, чтобы ее удлиненная часть оказалась в зоне дугового потока.
В дугогасительную камеру может быть введен вспомогательный импульсный источник питания с узлом управления, а рядом со вторым контактным ножом закреплен вспомогательный контактный нож, соединенный со вторым отдельным дугогасительным рогом и с первым зажимом вспомогательного импульсного источника питания, второй зажим которого подключен ко второму контактному ножу, а узел управления выполнен обеспечивающим включение указанного источника синхронно с размыканием контактов выключателя на время дугогашения.
На чертеже представлена упрощенная конструктивная схема, объединенная со схемой соединении дугогасительной камеры выключателя постоянного тока.
Дугогасительная камера выключателя постоянного тока содержит плоскую двухщелевую изоляционную камеру 1 с двумя контактными ножами 2 и 3, подключенными к контактам 4 выключателя и закрепленными в одном торце камеры, двумя деионными решетками 5, набранными из изолированных друг от друга токопроводящих пластин и закрепленными в другом торце камеры, V-образные токопроводящие дугогасительные рога 6, ветви которых расположены в разных щелях, причем напротив указанных ветвей в щелях закреплены соответственно два отдельных дугогасительных рога 7 и 8, первый из которых 7 соединен с первым контактным ножом 2. С наружной стороны внешней стенки каждой щели вблизи (напротив) каждого из ветвей V-образных токопроводящих дугогасительных рогов 6 или
) каждого из дугогасительных рогов 7 и 8 данной щели параллельно им
закреплены соответственно две токопроводящие дублирующие шины 9 и 10. Параллельно оси деионной решетки 5 там же закреплена токопроводящая стабилизаторная шина 11, расположенная вблизи (напротив) зоны дугового потока (в его растянутом состоянии). Все дублирующие шины 9 и 10 и обе стабилизаторные шины И соединены между собой последовательно и включены между вторым отдельным дугогасительным рогом 8 и вторым контактным ножом 3. Дублирующие шины 9 и 10 соединены таким образом, чтобы обеспечить протекание тока в каждой из них в том же направлении, что и направление тока в вблизи расположенном соответствующим роге 6, 7 или 8, а стабилизаторные шины 11 соединены таким образом, чтобы обеспечить протекание тока в каждой из них в том же направлении, что и направление тока находящегося вблизи них дугового потока.
По меньшей мере, одна пластина 12 каждой деионной решетки 5 выполнена удлиненной относительно остальных настолько, чтобы ее удлиненная часть оказалась в зоне дугового потока.
В устройство может быть введен вспомогательный импульсный источник питания 13 с узлом управления 14. Рядом со вторым контактным ножом 3 закреплен вспомогательный контактный нож 15, подключенный ко второму отдельному дугогасительному рогу 8 и к первому зажиму вспомогательного импульсного источника питания 13, второй зажим которого подключен ко второму контактному ножу 3. Узел управления 14 выполнен с возможностью обеспечения включение вспомогательного импульсного источника питания 13 синхронно с размыканием контактов 4 выключателя на время дугогашения.
Дугогасительная камера выключателя постоянного тока работает следуюшим образом.
4
перегрузки или короткого замыкания контакты 4 выключателя размыкаются, а ток нагрузки начинает протекать по относительно короткой дуге, образованной между выступами на входных концах отдельных дугогасительных рогов 7 и 8, замыкаясь по пути: первый контактный нож 2 отдельный дугогасительный рог 7 - отдельный дугогасительный рог 8 - одна из дублирующих шин 9 - стабилизаторная шина 11 (задняя шина) - одна из дублируюш;их шин 10 - другая из дублирующих шин 9 - стабилизаторная шина 11 (передняя шина) - другая из дублирующих шин 10 - второй контактный нож 3, Затем с помощью магнитного поля специальной дугогасительной катушки выключателя (на чертеже не показана) дуга перемещается от общего для щелей торца камеры в зону начальных соединенных участков V-образных дугогасительных рогов 6, раздваиваясь на две последовательные дуги, соединяющие начальные участки отдельных и V-образных дугогасительных рогов 6,соответственно. При этом суммарное магнитное поле токов рогов и токов дублирующих шин создает в дуговом потоке усилия, направленные вдоль рогов (силы Лоренца и Ампера), что приводит к перемещению дуги в зону расположения удлиненных частей пластин 12 деионной решетки 5. В указанной зоне на дуговой поток начинает существенно действовать магнитное поле токов стабилизаторных шин 11, притягивая поток ближе к шинам и стабилизируя его удлиненное состояние. Помимо стабилизаторных шин 11 на дуговой поток воздействуют магнитные поля токов, протекающих по концам удлиненных пластин 12 деионной решетки 5, создавая так называемый «втягивающий эффект, также способствующий стабилизации вытянутого состояния дуги с повышенным и стабильным градиентом напряженности на основных дуговых участках, т. е. с повышенным и стабильным суммарным падением напряжения дуги.
с моментом размыкания контактов 4 выключателя источник вспомогательный импульсный питания 13 по сигналу узла управления 14
начинает генерировать однополярный импульс тока в дублирующих и стабилизаторных шинах 10 и 11. Этот ток складывается в указанных шинах с током нагрузки, увеличивая электромагнитное воздействие на поток дуги, ускоряя процесс ее удлинения и стабилизации. Желательно, чтобы длительность указанного импульса была не менее длительности процесса дугогашения. Подобный импульс нетрудно осуществить, например, путем разрядки предварительно заряженного конденсатора через балластный дроссель, охваченный вместе с шинами обратным диодом.
Таким образом, достигается желаемый технический результат снижение времени и энергии дугогашения для повышения надежности и срока службы выключателя.
Дополнительным техническим эффектом является меньшая пожароопасность применяемого на транспорте электрооборудования при перегрузках и коротких замыканиях. 6
f