Комутаційний апарат

Комутаційний апарат, який містить контактну пару з хо ча б одним контактом, ви конаним у вигля 3 41651 4 ня тиску на ламелі і пружний елемент з термоменим ламелям. Крім того, у проміжку між точками ха нічною пам'яттю фо рми, при цьому пружний приєднання елементів з термомеха нічною пам'ятелемент виконано у вигляді додаткових ла мелей, тю фо рми на головних ламелях і/або підводах до які встановлені паралельно головним ламелям і них змонтовано муфту із феромагнітного матеріаелектрично приєднані паралельно до головних лалу. мелей так, щоб через них перетікала частина елеТехнічна суть винаходу пояснюється кресленктричного струму навантаження або короткого заням (фіг. 1), де показано загальний вигляд пристмикання. рою зі схемою перетікання струмів через ламелі. Але, при проті канні значних стр умів короткого Пристрій за фіг. 1 містить рухомий контакт 1, замикання, особливо з крутим фронтом, така коннаприклад ножового типу, і нерухо мий контакт 2, тактна система не створює доста тнього контактнонаприклад ти пу "губки", або робочих ламелей, приго нати ску за потрібний проміжок часу. А як відокріплених до основи 3 та пружний елемент 4, елекмо, найбільш вразливим для комута ційного апаратричне приєднаний паралельно головним ламета є різке зростання струму короткого замикання в лям. У проміжку між точками приєднання елеменперший полуперіод, де сумарне значення піка тів з те рмомеха нічною пам'яттю фо рми на головструму складається з періодичної та аперіодичної них ламелях і/або підводах 5 до них змонтовано складових. В цей момент на контакти діє найбільмуфту 3 із фе ромагнітного матеріалу. ша сила в напряму їх розкиду один від одного, що Пружний елемент 4 виконано з матеріалу з течасто призводить до підгоряння, а то і зварювання рмомеханічною пам'яттю форми, наприклад з нікеконтактної пари. льтита нового сплаву і має у ви сокотемпературній Ефект електрокерування елементами з термофа зі структури сплаву форму з ви гином у напрямі меха нічною пам'яттю фо рми зводиться до збільдо центру, але оскільки цьому протидіє контакт 2, шення швидкості мартенситного перетворення пото підвищується лише натиск на цей контакт. При рівняно з ефектом при керуванні шляхом зовнішохолодженні пружний елемент 4 переходить в нинього підігріву. Але шви дкість спрацювання елемезькотемпературну фазу структури сплаву і прийнта з пам'яттю фо рми в значній мірі залежить від має форму, як показано на фіг. 1, але вже без довеличини струму на одиницю перерізу елементу даткового натиску на контакт 2. (густи ни струму). Робота пристрою пояснюється наступним. РоДоля струму, яка буде перетікати через елезподіл струмів прохо дить, як показано на фіг. 1 мент з пам'яттю фо рми (струм електрокерування) (пункти ром). Головна части на струму І осн протікає зворотно пропорційна електричному опору головвід основи 3 через робочу ламель 2 через конта ктного і допоміжного контактів. Спроба збільшення ний опір перехо ду між ламеллю 2 і рухо мим контаструму керування шляхом збільшення перерізу ктом 1. Аналогічно перетікають струми через інші елемента з пам'яттю фо рми з одного боку призволамелі 2. Нагрівання контактної пари прохо дить на дить до збільшення абсолютного значення струму опорі вказаного перехо ду. Для зменшення нагріву керування, а з іншого – до зменшення густини до припустимого значення у режимі переті кання струму. При цьому збільшуються габарити контакробочих стр умів застосова но дві або більше роботної системи в цілому. Зменшення перерізу елемечих ла мелей. При цьому потрібний контактний нанта з пам'яттю форми, хоч і збільшує густину струтиск забезпечується спроще ним пружинячим елему, але зменшує абсолютне значення струму керументом, наприклад формою контактної ламелі 2. вання. У прото типі регулювання струму керування При перетіканні струму короткого замикання цього зводиться до підбору найбільш сприятливо го співнати ску недостатньо. відношення струмів шляхом зміни перерізу елемеПеретікаюча через додаткові ламелі у вигляді нта з пам'яттю фо рми. Але цей засіб недостатньо пружного елементу 4 частина струму Ідоп – в норефекти вний. В результаті технічне рішення за промальному режимі перетікання робочих струмів нетотипом не забезпечує стійкість контактної систезначна, оскільки опір робочої ламелі 2, яка виконами при значних струмах короткого замикання, осона, як правило з міді, набагато менший ніж опір добливо з крутими фронтами. даткової ламелі 4 (до того ж додається ще опір коВ основу заявленого технічного рішення покнтактного перехо ду між робочою 2 та додатковою ладено задачу ство рення такої контактної системи 4 ламелями). Тому у режимі переті кання робочих комутаційного апарату, яка забезпечує до статній струмів вплив додаткової ламелі несуттєвий (є деконтактний натиск в усіх можливих режимах, в пе рякий позитивний вплив на зменшення опору перешу чергу ди намічну стій кість при значних струмах хо ду внаслідок додаткового натиску, який сумуєтькороткого замикання з крутими фронтами, і однося з натиском робочого контакту 2). часно дозволяє застосування спрощеного приводу При перетіканні скрізного стр уму короткого заі полегшеного виконання з'єднувальних елементів, микання частина струму І у че рез додаткову лаособливо ізоляційних конструкцій, а також зменмель 4 суттєво зростає, оскільки значення струмів шення зусиль, потрібних при оперуванні комутакороткого замикання у декілька разів перевищують ційним апаратом. значення робочих стр умів. При цьому внаслідок дії Поставлена задача вирішується тим, що подіефекту електрокерування виникає зміна внутрішбно до прототипу комутаційний апарат містить конього стану мате ріалу з термомеха нічною пам'ятнтактну пару з хо ча б одним конта ктом, виконаним тю фо рми – виникає спрацювання додаткових лау вигляді двох чи більше ла мелей, пружинячий мелей, які виконані так, щоб початкова фо рма елемент для створення тиску на ламелі, привід і (фо рма, яка запам'ятовується) була зі згином, який пружний елемент з термомеха нічною пам'яттю фодіє у напряму додатково го нати ску на робочі ламерми, електричне приєднаний паралельно головлі 2 і через них створює додатковий натиск у пере 2 5 41651 6 хо ді між контактами 1 і 2. В результаті знижується В результаті у но рмальному режимі ввімкненконтактний опір цього перехо ду і нагрів залишаєтьня-вимкнення натиск на конта кти – тільки в межах ся в межах припустимого для умов аварійного репотрібного для забезпечення термічної стійкості жиму (перетікання струмів короткого замикання). при робочих стр умах (а це дозво ляє виконати як Ефе ктивність запропонованого пристрою вияпривід, так і головну контактну систему – полегшевляється в наступному. За стосування додаткових ної конструкції), а у ава рійних режимах – при проламелей з матеріалу з те рмомеха нічною пам'яттю хо дженні скрізного струму короткого замикання – фо рми дозволяє використо вувати спроще ні пристпосилений автоматично регульований натиск, який рої для створення конта ктного тиску на робочі конзабезпечує стійкість з швидкодією, яка забезпечує такти, оскільки вони розрахо вані на забезпечення запобігання як динамічної, так і термічної дії струлише режиму перетікання робочих стр умів. При мів короткого замикання. перетіканні скрізних стр умів короткого замикання, Таким чином, запропоноване технічне рішення рівно як і при перетіканні струмів переванта ження, має такі переваги порівняно з прототи пом: внаслідок нагріву до даткових ламелей створюєть• Забезпечується підвищений натиск на контася додатковий контактний натиск, який забезпечує ктну пару са ме в ту мить, коли значення струму короботу контактів без перегріву. При перетіканні роткого замикання набуває найбільшого значення особливо небезпечних значень струмів скрізного (пік суми періодичної та аперіодичної складових). короткого замикання внаслідок дії ефекту електро• Здійснюється автоматичне підвищен ня натикерування виникає майже миттєве (через 1-2 напіску на контакти при збільшенні значень струмів ковперіоди струму промислової часто ти) збільшення роткого замикання, які переті кають че рез комутаконтактного нати ску, що за побігає місцевий перегційний апарат. рів конта ктів та запобігає зварюванню контактів у • Забезпечується автоматичне керування нацьому найбільш важкому режимі. тиском на контакти пропорційно значенням струму Запропоноване технічне рішення містить докороткого замикання та їх змінам у часі, починаюдатковий елемент, який збільшує ін дуктивний опір чи від сплеску при виникненні короткого замиканкола головного конта кту. І, оскільки індуктивний ня, і далі при усталеному його значенні. опір збільшується пропорційно крутизні фронту Привід комутаційного апарату по винен вмиказростання величини струму короткого замикання, ти-вимикати лише стр уми, які не перевищують рото чим більше буде значення струму короткого забочі. Тому при проведенні приводом операцій увімикання, тим більше крути зна фронту зростання і мкнення-вимкнення пружні елементи з термомехатим більша части на струму короткого замикання нічною пам'яттю фо рми не будуть давати додаткобуде переті кати че рез елемент з пам'яттю форми. вий натиск, а натиск пружинячого елементу (або як Як наслідок такого процесу швидкість спрацювану вище наведеному прикладі відомого виконання ня елемента з пам'яттю фо рми та зусилля додатконтактів у фо рмі пружинячих згинів) більш слабкового натиску зростає при перетіканні по комутакий, в наслідок чого привід може бути ви конано поційному апарату більших за значеннями струмів легшеного типу (з меншими зусиллями на рукоятку короткого замикання, як внаслідок збільшення абпри користуванні приводом, а також на колонки солютного значення струму короткого замикання, ізоляційних конструкцій). Таким чином, запропонотак і внаслідок збільшення долі цього струму, що вана конструкція дозволяє: перетікає через елемент з пам'яттю фо рми. 1. Полегшити керування приводом комутаційТаким чином, здійснюється автомати чне регуного апарату роз'єднувального ти пу. лювання долі струму через елемент з пам'яттю 2. Зменшити габарити ізоляційних конструкцій фо рми і відповідно автоматичне керування швидкізавдяки зменшенню зусиль, що діють на них при стю зміни нати ску на конта кти при перетіканні операціях увімкнення-вимкнення комутаційного струмів короткого замикання. апарату. Через деякий час пік струму спадає (зникає 3. Збільшити значення наскрізних струмів коаперіодична складова струму короткого замиканроткого замикання, при яких забезпечується терміня) і подальший натиск на контакти через відносне чна та динамічна стійкість контактних систем комузменшення струму керування стане також меншим таційного апарату. і відповідним зусиллям, які потрібні для роботи ко4. Забезпечити стійкість контактних систем при мутаційного апарату в наступних режимах його рокрутих фронтах набігання наскрізних стр умів короботи. Тобто і тут здійснюється автоматичне керуткого замикання. вання величиною натиску на контакти. 3 7 41651 8 Фіг. 1 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул. Сім’і Хохлови х, 15, м. Київ, 04119, Україна Тел.: (+38044) 456-2090 4