SU729687A2 - Автоматический выключатель - Google Patents

Description

1.. ,

Изобретение относитс  к области электроаппаратостроени , в частности, к автоматическим выключател м.

В основном авт.св. 558323 описан автоматический выключатель, со- 5 держащий неподвижный контакт, снабженный электродинамическим токоограничителем , выполненным в виде двойного витка токоведущей шины, и дополнительное устройство, выполненное 0 в виде магнитострикционного элемента, создающего усилие на неподвижном контакте, ограниченно завис щее от тока в токоведущей шине и нап&авленное противоположно усилию электродина 15 NmuecKoro токоограничител  1.

Недостатком такого автоматического вык.лючате    вл ютс  относительно большие габариты.

Целью изобретени   вл етс  умень- 20 шение габаритов за счет переложени  функций расцепител  мгновенного действи  и устройства дл  создани  эыцержки времени перед отк.лючением на,электродинамический токоограничи- 25 тель с магнитострикционным дополнительным устройством.

Дл  этого в предложенном выключателе допо.пнительное устройство снабжено нагревателем установленным 30

так, что между нагревателем и дополнительным устройством имеетс  регулируемый зазор.

На чертеже показан один из возможных вариантов предлагаемого устройства .

Неподвижный контакт 1 автоматического ,вык.лючател  снабжен электродинамическим токоограничителем, выпол-. ненным в виде двойного витка 2, который заканчиваетс  с одной стороны отверстием дл  зажима главной цепи,а с другой - контактом 1.Средн   часть . 3 двойного витка 2 допускает перемещение относительно оси 4. Неподвижный контакт 1 прижимаетс  к подвижному контакту 5, вращающемус  относительно оси 6 под действием механизма свободного расцеплени  (не показан), пружиной 7, закрепленной одним концом в оболочке 8 автоматического выключател . Две расположенные р дом стороны витка 2 (возможно и одна) проход т через сквозное окно в дополнительном устройстве 9, образованном последовательным соединением U -образных звеньев , выполненных из биме±аллической магнитострикционной полосы, состо щей из материалов с коэффициентами магнитострикции противоположных знаков. Один конец элемента жестко закреплен в оболочке 8 автоматичес кого выключател , а свободный коне воздействует на подвижную среднюю часть 3 двойного витка посредством винта 10, допускающего регулировку Винт 10 воздействует на подвижную часть 3 двойного витка через упор жестко закрепленный в теле подвижной части3 витка 2. Дополнительно магнитострикционное устройство 9 имеет нагреватель 12, который греет непосредственным или косвенно током завещаемой цепи. Тепловой контакт между нагревателем 12 и дополнитель ным магнитострикционным устройством 9 можно регулировать с помощью Ъи тов 13, которые креп тс  к нагревателю 12 с помощью электроизол ционных накладок 14. Стрел ками показано направление тока в токоограничителе и направление возд стви  магнитострикционного дополнительного устройства на цодвижную часть 3 двойного витка 2,Выключатель работает следующим образом. При прохождении аварийного тока в витке возникают-электродинамические силы, обусловленные взаимодействием токов в параллельных учас ках витка 2, и магнитострикционные силы, обусловленные, намагничиванием жидкого участка U-образного звена и сопровождающими его деформаци ми Электродинамические силы пропорциональны квадрату тока и определ ютс по формуле. г:. VS где К - 1,02- 10 ; 3 - действующее значение аварий ного тока. А; 6 - длина подвижной рабочей части витка 2; S - рассто ние между сторонами витка. Магнитострикционные силы пропорциональны току, так как величина магнитного потока Ф пр мо пропорциональна величине ока, его создаю щего, и определ етс  дл  случа  одного витка по формуле г ± .-Ла) . 3„ас где EQ - эквивалентный модуль упругости , кГ/Мм ; . 6,6,1l - параметры составл ющих магнитострикцгонный элемент пластин, мм; Х.иЛо коэффициенты магнитострик ции слоев биметаллической магнитострикционной полос -иас действующее значение тока при котором наблюдаетс  максимальна  величина деформаций , А. При определенной величине тока Mai нитострикционные силы достигают насыщени  . Таким образом, при малых значени х аварийного тока действуют преимущественно магнитострикционные силы, и с увеличением- этого тока увеличиваютс  электродинамические силы. Например, при аварийном токе величиной1кА магнитострикционное дополнительное устройство (ИЗ магнитострикционной биметаллической полосы с компонентами никель и сталь 50 КФ) с параметрами составл ющих пластин Ь 20 мм, В 40 мм и 1i 1, 5 мм развивает усилие 0,79 кг, (если никель заменить на сплав С-Мп-Bi, это усилие примерно равно 2 кГ), а электродинамический токорграничитель автоматического выключател  типа А3710 развивает усилие 0,18 кг. При аварийном токе 2 кА эти силы соответственно равны уже 0,79 кг и 0,72 кг.Магнитострикционные и элeктpoдинaIvlичecкиe силы действуют в противоположные стороны. Если магнитострикционные силы прижимают подвижный и неподвижный контакты один к другому, то электродинамические силы стрем тс  отбросить неподвижный контакт 1 от подвижного контакта 5. Предлагаемлй автоматический выключатель работает как селективный с токоограничивающим эффектом при отключении в интервале аварийных токов от 3 до 2 , причем верхнее значение тока 0 определ етс , равенса вом электродинамической силы, с одной стороны, и суммы магнитострикционной силы и сил упругости дополнительного устройства и контактной пружины 7, с другой стороны. Нижнее значение аварийного тока 0(Определ етс  равенствомэлектродинамической силы и суммы сил упругости дополнительного устройства и контактной пружины 7. При значени х аварийного тока больше 3 автоматический выключатель работает только как токоограничивающий . При значени х аварийного тока от р до За величина электродинамической силы отброса контакта 5 от контакта 1 меньше,чем сумма магнитострикционной силы и сил упругости дополнительного , устройства и контактной пружины 7, но при нагревании дополнительного устройства от нагревател  магиитострикционна  сила уменьшаетс  и определённое врем  (выдержка времени перед отключением) наступает такой момент, когда электродинамическа сила оказываетс  больше, В результате неподвижный-контакт 1 отбрасываетс  от подвижного контакта 5, При своем движенийнеподвижный контакт .1 воздействует на механизм свободного расцеплени , который вызывает отключение автоматического выключател . Возникающа  в результате отброса контактов электрическа  дуга ограничивает нарастание аварийного тока. Пока не погаснет, неподвижный контакт 1 удерживаетс  электродинамическими силами в отведенном от контакта 5 положении. Этого времени оказываетс  достаточно дл  того, чтобы механизм выключилс  и в результате срабатывани  отвел подвижный контакт 5, повернув его относительно оси 6. Электрическа  цепь надежно размыкаетс j а неподвижный (малоподвижный) контакт 1 занимает первоначальное положение. С помощью регулировочных винтов 13 выдержку времени можно плавно регулировать. Ступенчато выдержку времени можно регулировать с помощью материала нагревател , его сечени  и занимаемой площади. Таким образом можно осуществить-селективное отключение при последовательном включении предлагаемых автоматических выключателей с разными выдержками времени перед отключением аварийных токов . Кроме того выдержка време ш перед отключением выключател  будет величиной не посто нной, а обратно да зависимой от величины аварийного тока . Что  в л етс  большим преимуществом перед известными селективными автоматическими выключател ми. При значени х аварийного тока больше 3 за счет больших электродинамических сил неподвижный контакт 1,преодолева действи  магнитострикционных сил,сил упругости пружины 7 и сил упругости магнитострикционного дополнительного устройства 9 отбрасываетс .При своем движении он воздействует на механизм свободного расцеплени , который Отбрасывает и подвижный контак 5, За врем  действи  механизма свободного расцеплени  между контактами 1 и 5 возникает электрическа  дуга, котора  и ограничивает нарастание аварийного тока. Во включенном положейии автоматического выключател  нажатие на контакты 1 и 5 производитс  пружиной 7 и магнитострикционной силой, зависимой от величины тока защищаемой цепи, что приводит к уменьшению потребл емой энергии автоматическим выключателем.

В предлагаемом автоматическом выключателе совмещены такие две функции защиты, как селективность

и токоограничение, что позвол ет уменьшить количество типоисполнений выключателей. Кроме того, в предла1аемом автоматическом выключателе токоограничение осуществл етс  и в зоне аварийных токов селективйого отключени . В то врем  как известный выключатель осуществл ет селективную защиту оборудовани  при аварийных токах ниже определенного значени  П и  вл етс  токоограничивающим

0 при аварийных токах выше определенного значени  Зц Ыо J) . В предлагаемом автоматическом выключателе выдержка времени перед отключением  вл етс  величиной не5 посто нной а обратно зависимой от величины аварийного тока, что отсутствует в известных селективных автоматических выключател х, и что позвол ет повысить срок службы

Q защищаемого оборудовани , так как при селективной защите оборудование должно длительно выдерживать аварийные токи. Предлагаемый автсУМат тический выключатель имеет меньшие,

S размеры, чем известные селективные автоматические выключатели, так как отпадает необходимость в расцепителе мгновенного действи  и в устройстве , создающем выдержку времени перед отключением. Предлагаемый ав-

0 томатический выключатель может работать и как обычный автоматический выключатель при небольших аварийных токах (при которых электродинамические силы недоста5 точны дл  преодолени  сил упругости дополнительного магнитострикционного устройства и прзгжины контактного нажати ), если его снабдить обычным расцепителем максимального тока мгно0 венного действи .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Автоматический выключатель по азт.сЕ: № 558323, о т л и ч а ющ н и с   тем,.что, с целью уменьшени  габаритов, дополнительн эе устройство снабжено нагревателем, установленным так, что между нагревателем и дополнительным устройством

   0 имеетс  регулируемый зазор.

   Источники информации, прин тые во внимани  при экспертизе I 1. Авторское свидетельство №558323, кл.Н 01 Н 73/38, 1975.

   5

   77 77777777/777/7

   /3