RU2321095C1

RU2321095C1 - Electromagnetic operating mechanism of fast-response circuit breaker

Info

Publication number: RU2321095C1
Application number: RU2006139249/09A
Authority: RU
Inventors: Эльхан Шахбаба оглы Мурадов (RU); Эльхан Шахбаба оглы Мурадов; Андрей Васильевич Пузан (RU); Андрей Васильевич Пузан; Роман Евгеньевич Середко (RU); Роман Евгеньевич Середко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Технос"
Priority date: 2006-11-07
Filing date: 2006-11-07
Publication date: 2008-03-27

Abstract

FIELD: electrical engineering; circuit-opening devices.

SUBSTANCE: proposed electromagnetic operating mechanism has magnetic core with armature, control coil, current-carrying bus, and armature-holding permanent magnet. Operating mechanism is also provided with additional inductive-reactance current-carrying bus connected in parallel with main current-carrying bus and disposed beyond magnetic circuit of mentioned core or shielded therefrom.

EFFECT: enhanced speed of response to emergency currents.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитной коммутационной аппаратуре, и может применяться для защиты от перегрузок и коротких замыканий электроустановок и линий постоянного тока.The invention relates to electrical engineering, in particular to protective switching equipment, and can be used to protect against overloads and short circuits of electrical installations and direct current lines.

Выключатели автоматические быстродействующие постоянного тока, отключающиеся при изменении магнитного потока в магнитопроводе электромагнитного привода, известны, например, из следующих источников: В.Н.Яковлев Автоматические быстродействующие выключатели. Учебно-методическое пособие для студентов специальности 101800 - Электроснабжение железных дорог, Самара, 2001 г., стр.27-30. Голубев А.И. Быстродействующие автоматические выключатели, М. - Л., Энергия, 1964 г., стр.208-211.Automatic high-speed DC switches that trip when the magnetic flux changes in the magnetic circuit of an electromagnetic drive are known, for example, from the following sources: V.N. Yakovlev Automatic high-speed switches. Teaching aid for students of specialty 101800 - Power supply of railways, Samara, 2001, pp. 27-30. Golubev A.I. High-speed circuit breakers, M. - L., Energy, 1964, pp. 208-211.

Наиболее близким по технической сущности к патентуемому электромагнитнитному приводу является электромагнитный привод по второму источнику.The closest in technical essence to the patented electromagnetic drive is an electromagnetic drive by a second source.

Электромагнитный привод автоматического быстродействующего выключателя по этому источнику содержит магнитопровод с якорем, на одном сердечнике (левом) которого закреплена катушка управления, а на другом (правом) - токоведущая шина. Для удержания якоря во включенном положении служит постоянный магнит. Контактный блок содержит подвижный контакт, связанный с якорем рычагом, и неподвижный контакт. Во включенном положении магнитный поток замыкается через левую часть сердечника магнитопровода. При протекании тока короткого замыкания по шине главного тока в правом сердечнике магнитопровода создается магнитный поток, за счет которого якорь притягивается к правому сердечнику и контакты выключателя размыкаются.The electromagnetic drive of an automatic high-speed circuit breaker for this source contains a magnetic circuit with an anchor, on one core (left) of which a control coil is fixed, and on the other (right) is a current-carrying bus. A permanent magnet serves to hold the anchor in the on position. The contact block comprises a movable contact connected to the armature by a lever, and a fixed contact. In the on position, the magnetic flux closes through the left side of the core of the magnetic circuit. When a short circuit current flows along the main current bus, a magnetic flux is created in the right core of the magnetic circuit, due to which the armature is attracted to the right core and the switch contacts open.

Недостатком данной конструкции выключателя является то, что при отключении аварийного тока необходимо дополнительное время для создания магнитного потока, определяемого током уставки выключателя, что ограничивает быстродействие привода.The disadvantage of this design of the circuit breaker is that when disconnecting the emergency current, additional time is required to create a magnetic flux determined by the current setting of the circuit breaker, which limits the speed of the drive.

Изобретение решает задачу повышения технико-экономических показателей автоматического быстродействующего выключателя.The invention solves the problem of increasing the technical and economic indicators of a high-speed circuit breaker.

Технический результат, который достигается изобретением, состоит в повышении быстродействия электромагнитного привода выключателя при отключении аварийных токов.The technical result that is achieved by the invention is to increase the speed of the electromagnetic drive of the circuit breaker when disconnecting emergency currents.

Это достигается тем, что электромагнитный привод снабжен дополнительной токоведущей шиной с индуктивным сопротивлением, которая подключена параллельно основной токоведущей шине, при этом дополнительная токоведущая шина расположена вне магнитного контура магнитопровода с якорем или расположена в этом магнитном контуре, но экранирована от него.This is achieved by the fact that the electromagnetic drive is equipped with an additional current-carrying bus with inductive resistance, which is connected in parallel with the main current-carrying bus, while the additional current-carrying bus is located outside the magnetic circuit of the magnetic circuit with the armature or is shielded from it.

Сущность изобретения состоит в том, что благодаря установке дополнительной токоведущей шины с индуктивным сопротивлением параллельно основной токоведущей шине якорь начнет движение раньше, чем аварийный ток достигнет тока уставки выключателя.The essence of the invention lies in the fact that due to the installation of an additional current-carrying bus with inductive resistance parallel to the main current-carrying bus, the armature will begin to move before the emergency current reaches the set current of the switch.

На фиг.1 показан патентуемый электромагнитный привод с дополнительной токоведущей шиной с индуктивным сопротивлением, расположенной вне магнитного контура магнитопровода с якорем; на фиг.2 - то же, с расположением дополнительной токоведущей шины с индуктивным сопротивлением в этом магнитном контуре, но экранирована от него.Figure 1 shows a patentable electromagnetic drive with an additional current-carrying bus with inductive resistance located outside the magnetic circuit of the magnetic circuit with an armature; figure 2 is the same, with the location of the additional current-carrying bus with inductive resistance in this magnetic circuit, but is shielded from it.

Электромагнитный привод автоматического быстродействующего выключателя содержит магнитопровод 1 с якорем 2. На правом сердечнике магнитопровода расположены катушка управления 3 и постоянный магнит 4 для удержания якоря. На левом сердечнике магнитопровода расположена основная токоведуща шина 5. Основная токоведущая шина соединена последовательно с неподвижным 6 и подвижным 7 контактами автоматического быстродействующего выключателя. Якорь 2 связан с подвижным контактом 7 через узел свободного расцепления (не показан).The electromagnetic drive of the automatic high-speed circuit breaker contains a magnetic circuit 1 with an armature 2. On the right core of the magnetic circuit there are a control coil 3 and a permanent magnet 4 for holding the armature. On the left core of the magnetic circuit is the main current-carrying bus 5. The main current-carrying bus is connected in series with the fixed 6 and movable 7 contacts of the automatic high-speed circuit breaker. Anchor 2 is connected to the movable contact 7 through a free trip unit (not shown).

Электромагнитный привод снабжен дополнительной токоведущей шиной 8 с индуктивным сопротивлением 9, которая подключена параллельно основной токоведущей шине 5. На фиг.1 дополнительная токоведущая шина расположена вне магнитного контура магнитопровода 1. На фиг.2 показан вариант электромагнитного привода с расположением дополнительной токоведущей шины на левом сердечнике магнитопровода 1, то есть дополнительная токоведущая шина расположена на том же (левом) сердечнике магнитопровода 1, что и основная токоведуща шина 5. В этом случае дополнительная шина экранирована от магнитного контура магнитопровода 1 посредством магнитного экрана 10. Это исключает влияние дополнительной токоведущей шины на магнитный поток, образованный основной токоведущей шиной.The electromagnetic drive is equipped with an additional current-carrying bus 8 with inductive resistance 9, which is connected in parallel with the main current-carrying bus 5. In Fig.1, an additional current-carrying bus is located outside the magnetic circuit of the magnetic circuit 1. In Fig.2 shows a variant of the electromagnetic drive with the location of the additional current-carrying bus on the left core magnetic core 1, that is, an additional current-carrying bus is located on the same (left) core of magnetic core 1 as the main current-carrying bus 5. In this case, additional The output bus is shielded from the magnetic circuit of the magnetic circuit 1 by means of a magnetic screen 10. This eliminates the influence of the additional current-carrying bus on the magnetic flux formed by the main current-carrying bus.

Электромагнитный привод работает следующим образом.The electromagnetic drive operates as follows.

Для включения электромагнитного привода подается напряжение на катушку управления 3. Якорь 2 притягивается к магнитопроводу 1, неподвижный 6 и подвижный 7 контакты замыкаются, по основной и дополнительной токоведущих шинах протекает ток нагрузки, распределяясь при этом обратно пропорционально электрическому сопротивлению шин. После снятия напряжения с катушки управления 3 якорь 2 удерживается в притянутом положении посредством постоянного магнита 4.To turn on the electromagnetic drive, voltage is supplied to the control coil 3. The armature 2 is attracted to the magnetic circuit 1, the fixed 6 and the movable 7 contacts are closed, the load current flows along the main and additional current-carrying buses, being distributed inversely with the electrical resistance of the buses. After removing the voltage from the control coil 3, the armature 2 is held in an attracted position by means of a permanent magnet 4.

При аварийном режиме происходит резкое увеличение тока. При этом индуктивное сопротивление 9 препятствует резкому увеличению тока в дополнительной токоведущей шине. Так как основная и дополнительная токоведущие шины соединены параллельно, происходит перераспределение тока нагрузки между шинами, а именно увеличение тока, протекающего через основную токоведущую шину, и соответственно уменьшение тока, протекающего через дополнительную токоведущую шину. Следовательно, на момент резкого возрастания тока в нагрузке происходит снижение тока уставки выключателя, что приводит к более раннему отрыву якоря от магнитопровода, раньше, чем ток в нагрузке достигнет значения тока уставки выключателя.In emergency mode, a sharp increase in current occurs. In this case, the inductive resistance 9 prevents a sharp increase in current in the additional current-carrying bus. Since the main and additional current-carrying buses are connected in parallel, the load current is redistributed between the buses, namely, an increase in the current flowing through the main current-carrying bus, and, accordingly, a decrease in the current flowing through the additional current-carrying bus. Therefore, at the time of a sharp increase in the current in the load, the switch setpoint current decreases, which leads to an earlier separation of the armature from the magnetic circuit, before the current in the load reaches the switch setpoint current.

Таким образом, благодаря указанной установке дополнительной токоведущей шины с индуктивным сопротивлением создан электромагнитный привод с повышенным быстродействием.Thus, thanks to the specified installation of an additional current-carrying bus with inductive resistance, an electromagnetic drive with increased speed has been created.

Claims

An electromagnetic drive of a high-speed circuit breaker comprising a magnetic circuit with an armature on which a control coil and a current-carrying bus are located, and a permanent magnet for holding the armature, characterized in that the electromagnetic drive is equipped with an additional current-carrying bus with inductive resistance, which is connected in parallel with the main current-carrying bus, An additional current-carrying bus is located outside the magnetic circuit of the magnetic circuit with the armature or is shielded from it.