Диференціальне герконове реле

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромагнитным дифференциальным герконовым реле. Может быть использовано, например в защите электрооборудования электроподвижного состава при достижении разности токов выше допустимых величин, в частности в цепях тяговых двигателей. Известно дифференциальное герконовое реле [Авт.св. СССР № 1561125, кл. Η 01 Η 51/28, опубл. 30.04.90], содержащее магнитопровод с незамкнутым участком и с двумя обмотками управления, создающими магнитные потоки, направленные навстречу друг другу, геркон, расположенный вблизи незамкнутого участка магнитопровода. В данном решении используется геркон плунжерного типа, подвижный контакт которого выполнен в виде шарика, плавающего в ртути. При этом геркон расположен перпендикулярно магнитному потоку. При превышении заданного сдвига по фазе между токами управления в первой и второй обмотках, появляющийся суммарный поток встречных магнитных потоков обмоток управления проходит через подвижный и неподвижный контакт реле, замыкаясь на ярмо магнитного сердечника и вызывает срабатывание реле. Недостатком данного дифференциального герконового реле является невозможность осуществления изменения регулировки тока установки срабатывания реле, что ограничивает его эксплуатационные возможности, так как не позволяет использовать его для применения, требующих такого изменения. Другим недостатком данного реле является то, что не обеспечивается срабатывание реле при пропадании тока в одной из управляющих обмоток, что связано с тем, что реле срабатывает от суммарного потока двух встречно направленных магнитных потоков, которые на промежутке контактов геркона согласно симмируются за счет расположения геркона перпендикулярно магнитному потоку между полюсами. Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является дифференциальное герконовое реле [Авт.св. СССР № 1598014, кл. Η 02 Η 3/16, опубл. 07.10.90], содержащее магнитопровод с незамкнутым участком и с двумя обмотками управления, создающими магнитные потоки, направленные навстречу друг другу, геркон, расположенный вблизи незамкнутого участка магнитопровода. При превышении тока в одной из обмоток тока срабатывания реле, например вследствие недопустимого тока утечки или замыкания на землю, появляющаяся несимметричность токов в обмотках управления вызывает несимметричность магнитных потоков и реле срабатывает, замыкаются его контакты. В данном техническом решении используется расположение геркона вдоль магнитного потока между полюсами незамкнутого участка магнитопровода, что обеспечивает срабатывание реле при попадании тока в одной из управляющих обмоток. Вместе с тем, основным недостатком и данного дифференциального герконового реле является невозможность осуществления изменения регулировки тока установки срабатывания реле, что ограничивает его эксплуатационные возможности, так как не позволяет использовать его для применений, требующих такого изменения. В основу изобретения положена задача создания дифференциального герконового реле, преимущественно для использования в сильноточных высоковольтных цепях железнодорожного электротранспорта, которое позволит осуществить изменение регулировки тока уставки срабатывания реле и тем самым расширить его эксплуатационные возможности. Поставленная задача решается тем, что в дифференциальном герконовом реле, содержащем магнитопровод с незамкнутым участком и с двумя обмотками управления, создающими магнитные потоки, направленные навстречу друг другу, геркон, расположенный вблизи незамкнутого участка магнитопровода, магнитопровод в области незамкнутого участка снабжен полюсными наконечниками, при этом геркон установлен на немагнитной пластине, закрепленной на полюсных наконечниках и/или магнитопроводе. При этом части наконечников, обращенные друг к другу, выпoлнeны преимущественно трапецеидальной формы. А по крайней мере один полюсный наконечник установлен с возможностью смещения вдоль магнитного потока. Кроме того, геркон установлен с возможностью его поворота. Обмотки управления выполнены в виде токоведущих шин, разделенных высоковольтным изолятором. Снабжение дифференциального герконового реле полюсными наконечниками, между которыми на немагнитной пластине установлен геркон, позволяет осуществить изменение регулировки тока уставки срабатывания реле при оптимальном прохождении магнитного потока через его рабочие контакты путем возможности установки других наконечников с другими фиксированными расстояниями между ними или с другой формой их концевых частей. Выполнение же частей полюсных наконечников, обращенных друг к другу, преимущественно трапецеидальной формы, позволяет обеспечить оптимальную концентрацию магнитных силовых линий на этих частях. А это обеспечивает устойчивое замыкание контактов геркона, что имеет важное значение при использовании в условиях вибрации железнодорожного электротранспорта. В других применениях могут быть другие формы полюсных наконечников. Выполнение же одного или обоих полюсных наконечников смещаемыми вдоль магнитного потока позволяет изменять уставку тока срабатывания не на фиксированные значения, а на любые требуемые. Установка геркона с возможностью его поворота относительно магнитных силовых линий позволяет дополнительно изменять уставку тока срабатывания при выставленных уставках при фиксированном расстоянии между полюсными наконечниками. Выполнение же обмоток управления в виде токоведущих шин, разделенных высоковольтным изолятором, позволяет использовать реле в сильноточных высоковольтных цепях. Изложенное выше подтверждает наличие причинно-следственных связей между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом. Данная совокупность существенных признаков позволяет по сравнению с прототипом осуществить изменение регулировки тока уставки срабатывания реле, при использовании его преимущественно в сильноточных высоковольтных цепях железнодорожного электротранспорта, и, как следствие этого, позволяет расширить его эксплуатационные возможности. По мнению авторов, заявляемое техническое решение соответствует критериям изобретения "новизна" и "изобретательский уровень", так как совокупность существенных признаков, характеризующих заявляемое дифференциальное герконовое реле, является новой и не следует явным образом из известного уровня техники. На фиг.1 показано дифференциальное герконовое реле; на фиг.2 - предпочтительная форма полюсных наконечников. Дифференциальное герконовое реле (фиг.1) содержит незамкнутый магнитопро-вод 1, первую и вторую обмотки управления в виде токоведущих шин 2 и 3, разделенных высоковольтным изолятором 4, витки шин находятся каркасах 5 и 6, залитых компаундом, полюсные наконечники 7,8, в предпочтительном варианте закрепляемые через прорези 9 и обращенные друг к другу концевые части 10 полюсных наконечников 7, 8, выполненные трапецеидальной формы (фиг.2), немагнитная пластина 11, на которой с возможностью поворота закреплен геркон 12. Полюсные наконечники 7, 8 вместе с немагнитной пластиной 11 закреплены на незамкнутых частях (полюсах) магнитопровода 1. В других вариантах немагнитная пластина 11с герконом 12 может быть закреплена на полюсных наконечниках 7, 8 или наконечниках 7, 8 и магнитопроводе 1 одновременно. Дифференциальное герконовое реле работает следующим образом. В исходном состоянии реле обесточено и рабочие контакты (не показаны) геркона разомкнуты. При протекании противоположно направленных токов по шинам 2 и 3 и соответственно первой и второй обмоткам управления с одинаковым числом витков (в частном случае первая и вторая обмотки содержат по одному витку), токи в обмотках будут равны и создавать равные и противоположно направленные магнитные потоки. В силу этого в магнитной цепи (магнитопровод 1, полюсный наконечник 7, рабочие контакты геркона 12, полюсный наконечник 8) геометрическая сумма магнитного потока равна нулю и рабочие контакты геркона остаются разомкнутыми. При увеличении или уменьшении в одной из шин 2 или 3 тока относительно другой шины с превышением допустимой разности токов между ними появляется результирующий магнитный поток вследствие несимметрии токов в первой и второй обмотках управления и рабочие контакты геркона 12 замыкаются. Соответствие заявляемого технического решения критерию изобретения "промышленная применимость" подтверждается указанным примером конкретного выполнения дифференциального герконового реле.