RU2262768C1

RU2262768C1 - High-speed dc circuit breaker

Info

Publication number: RU2262768C1
Application number: RU2004107457/09A
Authority: RU
Inventors: Эльхан Шахбаба оглы Мурадов (RU); Эльхан Шахбаба оглы Мурадов; М.В. Носов (RU); М.В. Носов; К.П. Токарев (RU); К.П. Токарев; А.В. Пузан (RU); А.В. Пузан; ров А.Л. Худо (RU); А.Л. Худояров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Технос"
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2005-10-20

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: proposed circuit breaker has movable and fixed contacts, disconnecting magnetic circuit with coil and armature, contact pressure spring, holding magnetic circuit with coil and armature, disconnecting spring, and control systems for coils of disconnecting and holding magnetic circuits. Disconnecting magnetic circuit armature is rigidly coupled with movable contact. Contact pressure spring is installed for actuating movable contact relative to holding magnetic circuit armature. Disconnecting spring is mounted for acting upon holding magnetic circuit armature.

EFFECT: enhanced operating reliability and speed of contact separation independent of power circuit current; enhanced stability of contact pressure.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к основным элементам электрического оборудования, и может найти применение в конструкциях быстродействующих автоматических выключателей постоянного тока, предназначенных для защиты от перегрузок и коротких замыканий в силовых цепях полупроводниковых преобразователей, электрических двигателей, в линиях постоянного тока и электрооборудования подвижного состава.The invention relates to electrical engineering, in particular to the main elements of electrical equipment, and can be used in the design of high-speed circuit breakers DC, designed to protect against overloads and short circuits in power circuits of semiconductor converters, electric motors, in DC lines and electrical equipment of rolling stock .

Известны выключатели быстродействующие автоматические постоянного тока, например. Справочник по наладке электрооборудования промышленных предприятий. Под ред. М.Г.Зименкова, Г.В.Розенберга, Е.М.Феськова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1983, с.236-238; Голубев А.И. Быстродействующие автоматические выключатели, М.-Л., издательство «Энергия», 1964 г., стр. 28.Known switches are high-speed automatic DC, for example. Reference book on the adjustment of electrical equipment of industrial enterprises. Ed. M.G. Zimenkova, G.V. Rosenberg, E.M. Feskova. - 3rd ed., Revised. and add. - M .: Energoatomizdat, 1983, p. 236-238; Golubev A.I. High-Speed Circuit Breakers, M.-L., Energia Publishing House, 1964, p. 28.

Наиболее близким к патентуемому следует считать выключатель по книге Голубев А.И. Быстродействующие автоматические выключатели, М.-Л., издательство «Энергия», 1964 г., стр. 28.The closest to the patentable should be considered a switch according to the book Golubev A.I. High-Speed Circuit Breakers, M.-L., Energia Publishing House, 1964, p. 28.

Этот выключатель содержит подвижный и неподвижный контакты, отключающий магнитопровод с катушкой и якорем, пружину контактного нажатия и защелку для удержания подвижного контакта в отключенном положении. Якорь отключающего магнитопровода жестко связан с подвижным контактом. Выключатель включается путем срывания защелки, при этом подвижный контакт притягивается к неподвижному контакту за счет пружины контактного нажатия. Отключение происходит при протекании тока в главной цепи больше установленной величины за счет притягивания якоря к отключающему магнитопроводу.This switch contains a movable and fixed contacts, disconnecting the magnetic circuit with a coil and an armature, a contact pressing spring and a latch to hold the movable contact in the off position. The anchor of the disconnecting magnetic circuit is rigidly connected to the movable contact. The switch is turned on by tearing the latch, while the movable contact is attracted to the fixed contact due to the contact pressing spring. Disabling occurs when the current flowing in the main circuit is greater than the set value due to the attraction of the armature to the disconnecting magnetic circuit.

Выключатель имеет следующие недостатки. Он имеет низкую эксплуатационную надежность ввиду наличия защелки. Кроме того, скорость расхождения контактов при отключении в значительной степени зависит от величины тока главной цепи. Контактное нажатие выключателя также нестабильно, так как оно тоже зависит от тока главной цепи. При определенном значении тока главной цепи сила, воздействующая на якорь отключающего магнитопровода, будет равна силе пружины контактного нажатия, что приведет к нулевому значению контактного нажатия, и, вследствие этого, к свариванию контактов. Отключающий магнитопровод имеет П-образную форму. При такой форме значительны потоки рассеяния.The circuit breaker has the following disadvantages. It has low operational reliability due to the presence of a latch. In addition, the speed of contact divergence during shutdown is largely dependent on the magnitude of the main circuit current. Contact pressing of the switch is also unstable, since it also depends on the current of the main circuit. At a certain value of the main circuit current, the force acting on the armature of the disconnecting magnetic circuit will be equal to the force of the contact pressing spring, which will lead to a zero contact pressing value, and, as a result, to the welding of contacts. The tripping magnetic circuit is U-shaped. With this form, scattering fluxes are significant.

Технический результат, который может быть достигнут изобретением, состоит в повышении эксплуатационной надежности, увеличении скорости расхождения контактов и обеспечении стабильности контактного нажатия.The technical result that can be achieved by the invention is to increase operational reliability, increase the speed of contact divergence and ensure the stability of contact pressing.

Для обеспечения этого выключатель дополнительно снабжен удерживающим магнитопроводом с катушкой и якорем, отключающей пружиной и системой управления катушками отключающего и удерживающего магнитопроводов, при этом пружина контактного нажатия установлена с возможностью воздействия на подвижный контакт относительно якоря удерживающего магнитопровода, а отключающая пружина установлена с возможностью воздействия на якорь удерживающего магнитопровода.To ensure this, the switch is additionally equipped with a holding magnetic circuit with a coil and an anchor, a breaking spring and a coil control system of the disconnecting and holding magnetic circuits, while the contact pressing spring is installed with the possibility of acting on the movable contact relative to the armature of the holding magnetic circuit, and the breaking spring is installed with the possibility of acting on the anchor holding magnetic circuit.

Наличие удерживающего магнитопровода исключает присутствие защелки, что повышает эксплуатационную надежность выключателя. Воздействие на катушку отключающего магнитопровода от системы управления увеличивает скорость расхождения контактов, при этом скорость расхождения контактов не зависит от тока главной цепи, а также исключает зависимость контактного нажатия от тока главной цепи. Для обеспечения свободного расцепления выключателя служит указанная взаимосвязь пружин с элементами выключателя.The presence of a holding magnetic circuit eliminates the presence of a latch, which increases the operational reliability of the circuit breaker. The impact on the coil of the disconnecting magnetic circuit from the control system increases the speed of contact divergence, while the speed of contact divergence does not depend on the current of the main circuit, and also eliminates the dependence of contact pressing on the current of the main circuit. To ensure free tripping of the circuit breaker, the indicated interconnection of the springs with the circuit breaker elements is used.

Согласно п.2 формулы отключающий и удерживающий магнитопроводы выполнены в форме полуколец. Это снижает потоки рассеяния и способствует повышению компактности выключателя.According to claim 2 of the formula, the disconnecting and holding magnetic cores are made in the form of half rings. This reduces the leakage flux and contributes to the compactness of the circuit breaker.

Изобретение поясняется примером выполнения.The invention is illustrated by an example implementation.

На фиг.1 показана схема выключателя во включенном положении, на фиг.2 - в отключенном положении, на фиг.3 - в предвключенном положении.Figure 1 shows the circuit breaker in the on position, figure 2 in the off position, figure 3 in the up position.

Выключатель содержит подвижный 1 и неподвижный 2 контакты, отключающий магнитопровод 3 с катушкой 4 и якорем 5, удерживающий магнитопровод 6 с катушкой 7 и якорем 8, пружину контактного нажатия 9, отключающую пружину 10 и систему управления катушками (система управления на чертеже не показана). Якорь 5 отключающего магнитопровода жестко связан с подвижным контактом 1. Якорь удерживающего магнитопровода 8 воздействует на подвижный контакт через пружину контактного нажатия 9. Отключающая пружина 10 воздействует на якорь 8. Якорь 5 и якорь 8 установлены на общей оси 11. Отключающий и удерживающий магнитопроводы выполнены в форме полуколец.The switch contains movable 1 and fixed 2 contacts, disconnecting the magnetic circuit 3 with coil 4 and armature 5, holding the magnetic circuit 6 with coil 7 and armature 8, contact pressing spring 9, disconnecting spring 10 and coil control system (control system is not shown in the drawing). The anchor 5 of the disconnecting magnetic circuit is rigidly connected with the movable contact 1. The anchor of the holding magnetic circuit 8 acts on the movable contact through the contact pressing spring 9. The breaking spring 10 acts on the armature 8. The anchor 5 and the armature 8 are mounted on a common axis 11. The disconnecting and holding magnetic circuits are made in the shape of half rings.

Выключатель работает следующим образом.The switch operates as follows.

Для включения выключателя пропускается ток через катушки 4 и 7. При этом якорь 5 притягивается к магнитопроводу 3, а якорь 8 притягивается к магнитопроводу 6, сжимая пружину 10 и растягивая пружину 9. Выключатель становится в предвключенное положение (фиг.3). Затем катушка 4 обесточивается, а катушка 7 переводится на меньший по величине держащий ток. Якорь 8 остается притянутым к магнитопроводу 6, якорь 5 отпадает от магнитопровода 3 и под действием пружины 9 стремится притянуться к якорю 8, замыкая при этом подвижный контакт (фиг.1).To turn on the switch, current is passed through coils 4 and 7. In this case, the armature 5 is attracted to the magnetic circuit 3, and the armature 8 is attracted to the magnetic circuit 6, compressing the spring 10 and stretching the spring 9. The switch becomes in the up position (figure 3). Then, the coil 4 is de-energized, and the coil 7 is transferred to a smaller holding current. The armature 8 remains attracted to the magnetic circuit 6, the armature 5 falls away from the magnetic circuit 3 and, under the action of the spring 9, tends to be drawn to the armature 8, closing the movable contact (Fig. 1).

Для оперативного отключения обесточивается катушка 7 и под действием пружины 10 выключатель переводится в отключенное положение (фиг.2). При аварийном отключении обесточивается катушка 7 и одновременно подается ток на катушку 4, что значительно ускоряет процесс отключения.For operational shutdown, the coil 7 is de-energized and under the action of the spring 10, the switch is switched to the off position (figure 2). In case of emergency shutdown, the coil 7 is de-energized and at the same time current is supplied to the coil 4, which greatly speeds up the shutdown process.

Предвключенное положение выключателя необходимо для того, чтобы контакты выключателя не замыкались, пока по катушке привода протекает включающий ток большой величины, т.к., если в главной цепи уже имеется короткое замыкание, привод не сможет сработать на отключение с нужным быстродействием.The upstream position of the circuit breaker is necessary so that the circuit-breaker contacts do not close while a large amount of switching current flows through the drive coil, because if the main circuit already has a short circuit, the drive will not be able to trip to the desired speed.

Из изложенного видно, что патентуемый выключатель имеет повышенную эксплуатационную надежность, стабильное контактное нажатие; повышена скорость расхождения контактов при аварийном отключении, при чем эта скорость не зависит от тока главной цепи.It can be seen from the foregoing that the patented switch has increased operational reliability, stable contact pressing; increased contact divergence rate during emergency shutdown, and this speed does not depend on the main circuit current.

Claims

1. Automatic high-speed DC switch containing movable and fixed contacts, disconnecting the magnetic circuit with the coil and the armature and contact pressing spring, the armature of the disconnecting magnetic circuit being rigidly connected to the movable contact, characterized in that it is additionally equipped with a holding magnetic circuit with the coil and the armature disconnecting spring and coil control system of the disconnecting and holding magnetic circuits, while the contact pressing spring is installed with the possibility of impact tions on the movable contact with respect to the armature magnetic retaining and breaking spring is mounted to act on armature magnetic retaining.

2. The switch according to claim 1, characterized in that the disconnecting and holding magnetic circuits are made in the form of half rings.