Контактна система вимикача

Контактна система вимикача, яка містить контактну пару з хоча б одним контактом, який виконано у вигляді двох і більше ламелей, пружистий елемент для створення тиску на ламелі і додаткові ДОПОМІЖНІ контакти з елементами з термомеханічною пам'яттю форми, яка відрізняється тим, що допоміжний контакт містить ламель із матеріалу з термомеханічною пам'яттю форми і пружину навантаження, на одному з КІНЦІВ ламелі прикріплено хвостовик з контактною поверхнею із тугоплавкого металу, другий кінець ламелі закріплений в точці опори (наприклад, до основи головного контакту чи до самого контакту) і електрично приєднаний до основи головного контакту, хвостовик своєю контактною поверхнею у замкнутому стані вимикача притиснутий до рухомого контакту на відстані від головного контакту в бік далі від вільного кінця рухомого контакту, при цьому первісна форма ламелі допоміжного контакту у режимі високотемпературної фази виконана з відгином у радіальному напряму від центру концентричності ламелей з натиском, який перевищує натиск пружини навантаження О Винахід стосується галузі електроенергетики і призначений для використання як один з головних елементів вимикачів підстанцій та розподільчих пунктів електричної мережі ВІДОМІ вимикачі, які описані у технічній літературі, містять такі головні вузли контактну систему, систему дугогашення, електроізоляційні конструкції та привід Контактна система повинна забезпечити вільне вмикання та вимикання, як робочих струмів, так і струмів короткого замикання, а також протікання через апарат як номінальних робочих струмів (довготривало), так і скрізних струмів короткого замикання (короткочасно, в межах тривалості спрацювання захисту, який діє в електричній мережі) без перегріву і підгорянь в наслідок місцевих нагрівань та електродинамічної дм при замкненому стані контактів Для забезпечення вказаного у відомих конструкціях або підвищують швидкість розходження контактів, але при цьому збільшується потужність і габарити приводу або доповнюють конструкцію додатковими засобами дугогасіння В обох випадках маса та габарити вимикача в цілому зростають Також відома з технічної літератури конструк ція контактної системи, коли для збільшення можливостей вимикача щодо вимкнення струмів короткого замикання великих значень, використовують головні та ДОПОМІЖНІ контакти Але такі системи не можуть швидко реагувати на режим вимикання, що призводить до потреби збільшення швидкості розбігання контактів і, як наслідок, збільшення ваги і габаритів вимикача Близькими до заявленого технічного рішення є контактні системи апаратів, описаних у А С СРСР №1552249, МКІ5 Н01Н 33/02, "Контактный разъем", опубл 23 03 90 бюл №11, а також у А С СРСР №1597951, МКҐ Н01Н 31/00, "Разъединительный силовой аппарат", опубл 07 10 90, бюл №37 або у А С СРСР №1644241, МКІ5 Н01Н 31/00, "Разъем", опубл 15 05 87, бюл №15 Але, вони не можуть бути використані як вимикачі струмів короткого замикання Найбільш близьким щодо технічної суті до заявленого технічного рішення є пристрій, описаний у заявці №98041705 від 03 04 98 під назвою "Контактна система комутаційного апарату" Ця система містить контактну пару, з хоча б одним контактом, виконаним у вигляді двох чи більше ламелей, пружинячий елемент для створення тиску на ла (О 61999 до основи 2, а другим пружним кінцем торкається мелі і пружний елемент з термомеханічною парухомого контакту 1 м'яттю форми, при цьому пружний елемент викоДопоміжний контакт 4, як показано на фіг 2 і нано у вигляді додаткових ламелей, які встановфіг 3, складається з ламелі 5 із матеріалу з терлені паралельно головним ламелям і електрично момеханічною пам'яттю форми та пружини наванприєднані паралельно головним ламелям так, щоб таження 6 На одному з КІНЦІВ ламелі 5 прикріплечерез них пере-тікала частина електричного струно хвостовик 7 (його нижню частину, як і у відомих му навантаження або короткого замикання конструкціях, виконано з тугоплавкого матеріалу) Але, така контактна система не може бути застосована до комутаційних апаратів, які вимикаПервісна форма ламелі 5 (при температурі, ють значні струми короткого замикання, оскільки що перевищує максимальну температуру мартенпри цьому необхідно застосовувати потужні приситного перетворення матеріалу ламелі 5) надаводи, тим більше, що система додатково притисється такою, як показано на фіг 2, а саме, з відгинута ламелями з термомеханічною пам'яттю форном у радіальному напряму від центра ми концентричності ламелей з натиском, який перевищує натиск пружини навантаження В основу заявленого технічного рішення покладено задачу створення такої контактної систеПісля охолодження до температур, за яких ми вимикача, яка забезпечує збільшення швидкоексплуатується вимикач, (нижчих за температуру сті розходження контактів без збільшення зворотного мартенситного перетворення) ламель потужності приводута швидкості його ходу 5 переходить до низькотемпературного стану і під дією пружини навантаження 6 спрямлюється, тобПоставлена задача вирішується тим, що конто приймає форму, як зображено на фіг 3, і в татактна система вимикача містить контактну пару з кому стані ламель перебуває під час замкненого хоча б одним контактом, який виконано у вигляді положення вимикача, або через деякий час після двох і більше ламелей, пружинячий елемент для його вимкнення Для переходу до стану за фіг 2 створення тиску на ламелі і додаткові ДОПОМІЖНІ (високотемпературний стан) потрібно нагріти лаламелі з елементами з термомеханічною пам'яттю мель до температури прямого мартенсит-ного пеформи При цьому допоміжний контакт містить ретворення матеріалу, з якого зроблено ламель 5 ламель із матеріалу з термомеханічною пам'яттю У даній конструкції для цієї мети використовується форми і пружину навантаження На одному з КІНЦІВ електрокерування струмом перетікаючим через ламелі прикріплено хвостовик з контактною поверламель 5 хнею із тугоплавкого металу, другий кінець ламелі закріплений в точці опори (наприклад, до основи Схема перетікання струмів по елементам конголовного контакту чи до самого контакту чи до тактної системи показана на фіг 1 (при замкнутому іншої опори) Цей кінець ламелі електрично приположенні вимикача) та на фіг 4-6 (при послідовєднано до основи головного контакту, а хвостовик них фазах процесу вимикання вимикача) своєю контактною поверхнею у замкнутому стані Розподіл струмів у вихідному положенні, поки вимикача притиснутий до рухомого контакту на через вимикач перетікає нормальний робочий відстані від головного контакту в бік далі від вільструм навантаження показано на фіг 1 Співвідноного кінця рухомого контакту При цьому первісна шення між струмами через робочі Ір та ДОПОМІЖНІ І У форма ламелі у режимі високо-температурної фаламелі, як відомо, відбувається в зворотній пропози виконано з відгином у радіальному напряму від рції опору кола через один і другий контакти При центра концентричності ламелей з натиском, який цьому опір ламелі 5 допоміжного контакту 4 набаперевищує натиск пружини навантаження гато більше, ніж опір робочої ламелі 3 і тому головна частина струму ( приблизно 80-90 %) перетікає Таким чином, у замкнутому стані вимикача дочерез робочі контакти даткові ламелі будуть електрично приєднані паралельно головним ламелям В наслідок цього, часРоботу пристрою показано на прикладі процетина 1у електричного струму навантаження Ір або су вимкнення струмів короткого замикання, ПОСЛІкороткого замикання Ікз про-' тікає через ДОПОМІЖНІ ДОВНІ фази якого наведено на фіг 4-6, де зображеламелі Цим забезпечується електрострум о ве кено взаємне розташування елементів вимикача та рування допоміжними ламелями, які створюють їх взаємодію на кожній стадії процесу вимкнення додатковий хід контактної пари в момент розмиПри початку руху рухомого контакту 1 в накання за час, який не перевищує 1-2 періоди струпрямі за стрілкою S (стадія за фіг 4) розподіл му промислової частоти струмів через контакт робочих ламелей 3 і допоміжний контакт 4 проходить у тому ж співвідноТехнічна суть винаходу пояснюється кресленшенні, як і в робочому режимі, але при протіканні ням, де показано наскрізних струмів короткого замикання абсолютна - на фіг 1 - загальний вигляд пристрою, величина кожного з них збільшена в декілька ра- на фіг 2 і 3 - схематичний вигляд ламелі дозів Параметри матеріалу з пам'яттю форми вибпоміжного контакту ВІДПОВІДНО у високотемпературані таким чином, щоб при цьому режимі ще не рному та низькотемпературному станах, виникало мартенситне перетворення і тому вся - на фіг 4,5 і 6 - взаєморозміщення елементів система залишається в тому ж стані, що і при роконтактної пари вимикача на різних послідовних бочому режимі фазах процесу вимикання Пристрій за фіг 1 містить рухомий контакт 1 і Після подальшого переміщення рухомого коннерухомий контакт, який складається з основи 2 , такту 1 (див фіг 5) контакт з робочими ламелями З робочих ламелей 3 і допоміжних контактів 4 Дорозмикається і між робочими ламелями 3 і рухопоміжний контакт 4 з одного боку прикріплено, мим контактом 1 виникає електрична дуга Але наприклад, до ламелі 3 (як показано на фіг 1), або через те, що дуга шунтується порівняно невели ким опором ламелі 4, дуга швидко згасає і самоліквідується (Ця частина процесу вимикання відома з технічної літератури і тому згадується лише стисло) Далі процес іде таким чином Після згасання електричної дуги через ламелі 5 допоміжного контакту 4 починає перетікати повна величина струму короткого замикання ІУ=ІКЗ Це призводить до внутрішнього розігріву (процесу електрокерування) матеріалу з пам'яттю форми і його мартенситного перетворення На фіг 6 показано, що при подальшому переміщенні і одночасному мартенситному перетворенню матеріалу з пам'яттю форми, ламель 5 набуває свою первісну форму При цьому зусилля Ру, яке розвивається у ламелі 5 набагато перевищує протидію Рп з боку пружини навантаження 6 і тому ламель 5 розводить хвостовики 7 в напряму від рухомого контакту 1, як показано на фіг, 5 стрілками N Внаслідок одночасної дії відходячого у бік стрілки S рухомого контакту 1 і хвостовиків 7 61999 допоміжного контакту 4 створюються умови підвищення швидкості розходження контактів, а відтак і можливості вимкнення струмів більш значних, ніж при відсутності ламелі 5 із матеріалу з пам'яттю форми, як у відомих вимикачів Ефективність запропонованого пристрою виявляється в наступному Застосування додаткових (допоміжних) ламелей з матеріалу з термомеханічною пам'яттю форми дозволяє використати прості пристрої для підвищення швидкості розмикання контактів при вимиканні вимикача При перетіканні струмів короткого замикання внаслідок дії ефекту електрокерування (через 1-2 полуперюди струму промислової частоти) виникає зміна форми допоміжного контакту, що призводить до додаткового розведення допоміжних контактів, а це еквівалентно збільшенню швидкості розбігу контактів, що розмикаються, і таким чином сприяє кращому дугогасінню Як наслідок, підвищується комутаційна спроможність вимикача в цілому \ л т\\ /г /І ФІГ.1 -оФіг.2 5 6 Фіг.З 61999 Фіг.4 ФІГ 5 Комп'ютерна верстка О Кураєв Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119