Спосіб відключення силового кола

Реферат: UA 87492 U UA 87492 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електротехнічної промисловості, а саме до універсальних комутаційних приладів, та може бути використана у силових електричних ланцюгах змінного і постійного струмів для вимкнення ланцюга без виникнення дуги. В основу корисної моделі поставлена задача збільшення комутаційного ресурсу вимикача за рахунок запобігання виникнення дуги та зменшення втрат енергії в процесі розмикання за допомогою рекупераційного модуля. Відомий тип вимикача силових ланцюгів (Патент України № 42021, МПК Н01H 33/04, опубл. 02.04.1997) має дві пари контактів: контакти номінального струму та контакти, що обгорають. Контакти, що обгорають, нерухомі і з'єднані шунтом, а у ввімкненому положенні енергія передається через контакти номінального струму. Відключення вимикача відбувається розривом контактів номінального струму без виникнення дуги, оскільки вся енергія відводиться через контакти, що обгорають. Шунт між двома контактами, що обгорають, який приводиться у рух електричним приводом, відривається від одного контакту з утворенням дуги і перетягує її на другий контакт. Дуга гаситься у стисненому газовому середовищі. Недоліком цього типу вимикача є присутність електричної дуги в момент відключення, що зменшує комутаційний ресурс, та відсутність рекупераційного модуля. Відомий тип вимикача силових ланцюгів (Патент Росії № 86790, МПК Н01Н 9/30), в якому як дугогасне середовище використовується деіонна дугогасна камера. В момент відключення головний рухомий контакт вимикача відривається від нерухомого, утворюючи електричну дугу, яка під впливом магнітного поля, що утворюється магнітною системою вимикача, переходить з робочої поверхні рухомого контакту на дугогасні роги цього контакту. Дуга розтягується в деіонній дугогасній решітці, яка складається з мідних пластин, де, досягаючи критичної відстані, гаситься. Недоліком цього типу вимикача є відсутність рекупераційного модуля та залежність від номінальних струмів відключення. Якщо величина струму відключення буде недостатньою, то магнітного потоку, який створює електромагнітна система вимикача, буде недостатньо для перенаправлення дуги на дугогасні роги. При величині струму відключення, більшій за номінальне значення, відстань, на яку розтягнеться дуга в деіонній дугогасній решітці, буде недостатня. Відомий тип вимикача силових ланцюгів (Патент США № 8264803 В2, МПК Н02Н 7/00) має не менше ніж дві пари контактів, що підключені паралельно: головні та допоміжні. У гілці з допоміжними контактами розміщується певний (до 40 Ом) опір. Відключення відбувається розривом головних контактів, по яким протікав номінальний струм. За допомогою синхронізуючого пристрою розриваються допоміжні контакти. Опір, який знаходиться послідовно з допоміжними контактами, призначений для зменшення швидкості відновлення напруги після розриву, що створює сприятливі умови для гасіння дуги в будь-якому середовищі. Недоліком цього типу вимикача є відсутність рекупераційного модуля та зношеність контактів під дією електричної дуги. Попри присутність допоміжних контактів дуга між головними мідними контактами горить, що призводить до їх зносу. За найближчий аналог прийнято модель вимикача (Патент Європейського Союзу № 1260823 В1, МПК G01R31/333), який послідовно з комутаційним пристроєм містить резонансний контур з паралельно з'єднаними індуктивністю і ємністю, який налаштовано на номінальну частоту мережі. Паралельно до комутаційного пристрою підключений конденсатор, послідовно з'єднаний з керованими напівпровідниковими елементами. В нормальному режимі роботи вторинний контур налаштований на резонанс, напівпровідникові елементи знаходяться у закритому положенні. В момент відключення напівпровідникові елементи відкриваються, створюючи ланцюг для заряду конденсатора. Це збільшує ємність у колі та порушує умови резонансу, що негативно впливає на електричну дугу, зменшуючи її параметри, яка в цей момент виникає між контактами комутаційного пристрою. Це створює сприятливі умови для гасіння дуги. Недоліком цього типу вимикача є необхідність точного налаштування резонансного контуру для кожної системи окремо та відсутність рекупераційного модуля порушуючи резонанс в процесі відключення, відбувається розсіювання енергії. В основу корисної моделі поставлена задача збільшення комутаційного ресурсу вимикача шляхом уникнення виникнення електричної дуги та зменшення втрат електричної енергії в процесі відключення шляхом введення рекупераційного модуля. Поставлена задача вирішується підключенням до одного з контактів вимикача відвідного контуру 10. Основними його елементами є реостат RR1 та рекупераційний модуль 8. На кресленні зображено загальну схему вимикача у ввімкнутому положенні. В силовому колі 1 рухомий контакт другої пари 4.1 під дією пружини 7.1 притискається до контакту 4.2. Контакт 4.2 на місці стикування має фаску, яка дозволяє розміщувати між контактами 4.1 і 4.2 діелектричну вставку 6. Послідовно з другою парою контактів 4.1 і 4.2 з'єднана перша пара 1 UA 87492 U 5 10 15 20 25 30 35 40 контактів 3.1 і 3.2, яка є дзеркальним відображенням другої пари контактів. В фасці нерухомого контакту 3.1 розміщується вставка 5, яка складається з двох пластин: діелектричної та металевої. Металева пластина електрично з'єднана з відвідним контуром 10. До відвідного контуру 10 належать: замикаючий ключ SQ3, реостат RR1 та рекупераційний модуль 8. Всі елементи електрично з'єднані послідовно. Ланцюг керування 2 призначений для управління вставками 5 та 6. До нього належать: замикаючі ключі SQ1, SQ2, з'єднаний з початком обмотки електромагніта 9, та паралельний йому резистор R1, який з'єднаний з серединою обмотки електромагніта 9. Даний опис стосується вимикача постійного струму. Вимикач змінного струму дублює принципову схему вимикача постійного струму з обох боків відносно навантаження. Ланцюг 1 є силовим. Він складається з двох послідовно з'єднаних пар контактів 3, 4 та навантаження Rn. Контакти виготовляються з високопровідного матеріалу. У вимкнутому положенні вимикача над контактами знаходяться вставки 5, 6. Вставка 6 другої пари контактів 4 виготовлена суцільною з діелектричного матеріалу. Вставка 5 першої пари контактів 3 складається з двох скріплених пластин. Пластина, що знаходиться у постійному контакті з "+" схеми, виготовляється з провідника. Пластина, що розташована з боку "-" схеми, є діелектриком. Пластина з провідного матеріалу електрично з'єднана з відвідним контуром 10. До відвідного контуру належать наступні активні елементи, які знаходяться у послідовному з'єднанні: замикаючий ключ SQ3, реостат RR1 та рекупераційний модуль 8. Ланцюг керування 2 живиться від низьковольтної мережі. До нього належать наступні елементи: замикаючі ключі SQ1 та SQ2, електрично з'єднаний з початком обмотки електромагніта, та паралельний йому резистор R1, який електрично з'єднаний з серединою обмотки електромагніта, та електромагніт 9. У ввімкнутому положенні вимикача пари контактів силового ланцюга стискаються за допомогою пружин 7.1 і 7.2. В ланцюзі керування ключі SQ1 і SQ2 замкнуті, електромагніт заживлений. Вставки знаходяться у витягнутому положенні відносно контактів. Їх утримує магнітне поле електромагніта ланцюга керування. Контакт SQ3 розімкнутий, в контурі відводу напруги немає. Відключення вимикача відбувається в наступному порядку: 1) Замикається ключ SQ3 в відвідному контурі. Опір реостата RR1 та опір відвідного контуру прагне 0. Це сприяє перенаправленню енергії від навантаження до відвідного контуру та рекупераційного модуля. 2) Розмикається ключ SQ2 в ланцюзі керування, що знімає напругу з початку обмотки електромагніта. До середини обмотки електромагніта подається напруга через резистор R1. Таким чином та частина електромагніта, яка створювала магнітний потік, що притягував першу вставку, знеструмлена. Пружина 7.4, повертаючись в своє нормальне положення, відштовхує першу вставку, розмикаючи першу пару контактів 3. 3) Опір реостата RR1 збільшується стрибкоподібно від мінімального значення до максимального так, щоб струм у силовому колі був за величиною