МНОГОАМПЕРНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК H01H77/10 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в сильноточном электроаппаратостроении и на производстве (в технологических цехах) химической, металлургической и других отраслей промышленности.

Известен автоматический выключатель, содержащий дугогасительную камеру, неподвижные и подвижные контакты, фиксируемые в отключенном положении с помощью фиксирующего механизма, механизм свободного расцепления, приводной вал, отключающую пружину (а.с. N 849336).

Выключатель исключает обратный ход подвижных контактов в процессе отключения, тем самым увеличивая износостойкость. Однако приводной механизм при включении и выключении не обеспечивает достаточно быстрого замыкания и размыкания контактов.

Из известных выключателей наиболее близким к заявленному, выбранному за прототип, является выключатель мгновенного действия по а.с. N 1157583, опубликованному 23.05.85 г. бюл. N 19.

Выключатель содержит основание из изоляционного материала, неподвижные контакты, закрепленные на основании, мостиковые подвижные контакты, траверсу с шарнирным элементом и мостиковыми подвижными контактами, приводной рычаг. Приводной рычаг, траверса и пружины установлены на общей неподвижной оси. Однако данный выключатель рассчитан на небольшие токи, имеет сложную конструкцию с небольшими сечениями и массой как контактной системы, так и приводного механизма, обладает недостаточной эрозионной стойкостью контактов.

Задачей изобретения является коммутация больших токов (до 100000 А), повышение ресурса и надежности работы выключателя, а также его ремонтопригодности в условиях эксплуатации.

Задача решается тем, что известный выключатель, содержащий неподвижные контакты и подвижные мостиковые контакты, установленные вместе с упругими элементами на траверсе, и приводной механизм, дополнительно содержит основные неподвижные контакты, закрепленные на токоподводах, и основные подвижные контакты, закрепленные на сидящих на главном валу кулачках, а упомянутые выше неподвижные и подвижные мостиковые контакты выполнены дугогасительными, причем подвижные дугогасительные контакты имеют по два разрыва с прикрепленными к токоподводам неподвижными дугогасительными контактами и закреплены с помощью упругих элементов на прямоходовой траверсе, через окно которой проходит главный вал с сидящим на нем кулачком, а для размыкания контактов введен механизм ускоренного размыкания, представляющий собой рычажный механизм, одно звено которого соединено с вилкой приводного механизма, жестко связанной с приводным валом, и выполнено с выступом-толкателем и пазом для перемещения коромысла, укрепленного на главном валу, а другим звеном являются соединенные между собой тяги, также сидящие на главном валу и оканчивающиеся запирающим элементом, к которому присоединен отключающий элемент, закрепленный на корпусе.

Новым в предлагаемом изобретении является новая конструкция дугогасительных контактов и приводного механизма. Конструкция дугогасительных контактов имеет увеличенное в два раза по сравнению с прототипом число межконтактных разрывов, т.к. каждый подвижный контактный мостик имеет по два разрыва между неподвижными контактами, что усиливает их эрозионную стойкость. Сила нажатия на дугогасительные контакты увеличивается и нажатие на них распределяется равномерно за счет двух упругих элементов. Предлагаемые дугогасительные контакты не имеют гибких связей, что повышает надежность работы аппарата. Замыкание дугогасительных контактов происходит при поступательном вертикальном перемещении подвижных контактов (а не под углом, как у прототипа), что способствует соприкосновению контактов по всей плоскости поверхности. Это приводит к увеличению срока их работы в межремонтный период. Вся конструкция дугогасительного блока компактна, легко монтируется и демонтируется на выключателе, проста в обслуживании и эксплуатации и является ремонтопригодной (требует замены лишь изношенных пластин из металлокерамики). Это приводит к снижению эксплуатационных затрат при изготовлении и обслуживании выключателя.

Таким образом, технический эффект предлагаемого решения заключается в повышении надежности, ресурса, ремонтопригодности, снижении эксплуатационных затрат.

На фиг.1 изображена конструкция основных контактов; на фиг.2 - конструкция дугогасительных контактов; на фиг.3 приводной механизм с механизмом ускоренного размыкания.

Согласно изобретению выключатель содержит основные и дугогасительные контакты, приводной механизм с механизмом ускоренного размыкания.

Основные контакты (фиг. 1) состоят из подвижных и неподвижных частей. Неподвижные основные контакты выполнены в виде четырех полумесяцев 1 (по два полумесяца на один полюс выключателя), которые с помощью болтов прикреплены к токоподводам 2. Токоподводы 2 между собой скреплены с противоположных сторон текстолитовыми панелями, представляющими собой корпус 3.

Межконтактные промежутки полумесяцев 1 (неподвижных основных контактов) перемыкаются с двух противоположных сторон подвижными основными контактами в виде серебряных подвижных роликов 4, которые с помощью рычагов 5 крепятся на текстолитовом кулачке 6. Полумесяцы 1 (неподвижные основные контакты) в зоне контакта с подвижными роликами 4 имеют серебряные напайки. Текстолитовый кулачок 6 насажен на главный вал 7 выключателя.

Водяное охлаждение осуществляется через канал токоподвода 2, трубку 8, канал неподвижного основного контакта полумесяцы 1, трубку 9.

Конструкция дугогасительных контактов представлена на фиг.2. Неподвижные дугогасительные контакты 10 прикреплены с помощью болтов к токоподводам 2. Подвижные дугогасительные контакты выполнены в виде четырех контактных мостиков 11, закрепленных на прямоходовой траверсе 12 с двух противоположных сторон с помощью упругих элементов, например, пружин 13 и уголков 14. Каждый контактный мостик 11 имеет по два разрыва (с противоположных сторон) с неподвижными дугогасительными контактами 10. Дугогасительные контакты имеют напаянные пластины 15 из дугостойкой металлокерамики. В окне траверсы 12 проходит главный вал 7 с кулачком 16.

Приводной механизм (фиг.3) содержит приводной вал 17, на который насажена вилка 18, и механизм ускоренного размыкания.

Механизм ускоренного размыкания представляет собой рычажный механизм. Одно его звено содержит тягу 19, соединенную с одной стороны шарнирно с вилкой 18, и коромысло 20. Тяга 19 имеет выступ-толкатель 21 и паз 22 для перемещения коромысла 20, установленного на главном валу 7. Другим звеном рычажного механизма являются шарнирно- соединенные между собой тяги 23, 24, 25. Тяга 23 насажена на главный вал 7. Тяга 25 связана с запирающим элементом в виде спиральной пружины 26. К спиральной пружине 26 присоединена отключающая пружина 27, укрепленная на корпусе 3 аппарата.

Выключатель работает следующим образом. Усилие на включение от штурвала или пневмопривода передается через приводной механизм на главный вал 7 выключателя. При этом поворачивается кулачок 16 (фиг.2), расположенный в окне траверсы 12. Происходит ее вертикальное перемещение (вниз при включении, вверх при отключении). Замыкание дугогасительных контактов происходит при поступательном вертикальном перемещении контактных мостиков 11.

В первый момент включения ток от одного полюса выключателя через дугогасительные контакты проходит в другой полюс выключателя.

Затем включаются основные контакты и ток начинает протекать по ним, т.к. их сопротивление меньше сопротивления дугогасительных контактов.

В механизме ускоренного размыкания (фиг.3) вращение приводного вала 17 через вилку 18 передается тяга 19 с пазом 22 и коромыслу 20, закрепленным на главном валу 7, далее на кулачок 6 основных контактов (фиг.1) и кулачок 16 дугогасительных контактов (фиг.2).

При включении выключателя коромысло 20 (фиг.3), вращаясь по часовой стрелке, через тяги 23, 24, 25 приводит в действие запирающий элемент (происходит фиксация спиральной пружины 26). При этом взводится отключающая пружина 27.

При отключении выключателя в первый момент приводной вал 17, вращаясь против часовой стрелки, не отключает контакты выключателя за счет разрыва механической связи между приводным валом 17 и главным валом 7. Этот механический разрыв осуществляется за счет паза 22 в тяге 19. В конце хода механизма при отключении выступ-толкатель 21, воздействуя на тяги 23, 24, 25, выводит их из запертого состояния и под действием пружины 27 происходит мгновенное отключение контактов выключателя. Сначала выключаются основные контакты, а затем дугогасительные.

Использование: изобретение относится электротехнике и может быть использовано в сильноточном электроаппаратостроении. Сущность изобретения: выключатель содержит неподвижные основные контакты, прикрепленные к токоподводам, подвижные ролики, неподвижные дугогасительные контакты, прикрепленные к токоподводам. Подвижные дугогасительные контакты закреплены на прямоходовой траверсе с помощью упругих элементов и имеют по два разрыва с неподвижными дугогасительными контактами. В окне траверсы проходит главный вал с кулачком, служащим для управления и запирания подвижных контактов. В механизме ускоренного размыкания усилие от вращения приводного вала передается через тягу с пазом и коромыслом, закрепленном на главном валу на кулачок основных контактов и кулачок дугогасительных контактов. 3 ил.

Многоамперный выключатель, содержащий неподвижные контакты и подвижные мостиковые контакты, установленные вместе с упругими элементами на траверсе, и приводной рычаг, отличающийся тем, что он дополнительно содержит основные неподвижные контакты, закрепленные на токоподводах, и основные подвижные контакты, закрепленные на сидящих на главном валу кулачках, а неподвижные и подвижные мостиковые контакты выполнены дугогасительными, причем подвижные дугогасительные контакты имеют по два разрыва с прикрепленными к токоподводам неподвижными дугогасительными контактами и закреплены с помощью упругих элементов на прямоходовой траверсе, через окно которой проходит главный вал с сидящим на нем кулачком, а для размыкания контактов введен механизм ускоренного размыкания, представляющий собой рычажный механизм, одно звено которого соединено с вилкой приводного механизма, жестко связанной с приводным валом, и выполнено с выступом-толкателем и пазом для перемещения коромысла, укрепленного на главном валу, а другим звеном являются соединенные между собой тяги, также сидящие на главном валу и оканчивающиеся запирающим элементом, к которому присоединен отключающий элемент, закрепленный на корпусе.