АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК H01H77/10 

Изобретение относится в электротехнике, в частности к автоматическим выключателям, предназначенным для защиты электрических цепей от токов короткого замыкания и перегрузки.

Автоматический выключатель, содержащий корпус, контактную систему с токопроводами, механизм включения и свободного расцепления, дугогасительную камеру, расцепители токов.

Известен автоматический выключатель, содержащий универсальное электродинамическое устройство, состоящее из U-образной токоведущей скобы и малоподвижных контактов. В зависимости от конструктивного исполнения U-образной скобы электродинамическое устройство может быть использовано как для компенсации сил отброса контактов, так и для их ускоренного размыкания с целью токоограничения.

Одним из недостатоков в таких автоматических выключателях является наличие шарнирного соединения между малоподвижными контактами и неподвижными U-образными скобами, что приводит к увеличению сопротивления и требует из-за этого повышенного расхода цветных и драгоценных металлов. Кроме того, наличие шарнирного соединения требует дополнительных деталей: пружины, оси, гайки. Указанные сложности и недостатки увеличиваются при попытке использования решения для создания автоматических выключателей на большие номинальные токи, так как при этом необходимо увеличивать число контактных точек на главных контактных и, следовательно, необходимо увеличить количество малоподвижных контактов, что существенно усложняет шарнирное соединение.

Целью изобретения является уменьшение материалоемкости электродинамического устройства, экономии металлов, упрощение конструкции.

На фиг.1 изображен автоматический выключатель во включенном положении с Z-образным гибким токоведущим контуром; на фиг.2 U-образный гибкий токоведущий контур заявленного выключателя.

На неподвижном контактодержателе 1, который одновременно является и первым выводом выключателя, укреплен контакт 2, который контактирует во включенном состоянии с контактом 3, укрепленном на подвижном контактодержателе 4. Подвижный контактодержатель 4 установлен в охватывающую его скобу 5 и шарнирно соединен с ней с помощью оси 6. Скоба 5 может поворачиваться вокруг оси 7, установленной неподвижно. Между скобой 5 и контактодержателем 4 установлена пружина 8, служащая для создания контактоного нажатия.

К концу контактодержателя присоединен гибкий проводник 9, соединенный с неподвижной шиной 10, которая одновременно является и вторым выводом выключателя.

Выключатель работает следующим образом.При протекании токов не намного превышающих номинальные силы отброса незначительны и достаточно контактного нажатия, обеспечиваемого пружиной 8. При возрастании тока увеличивается сила отброса, но при этом возрастают и силы электродинамического воздействия участков A, B, C, D. При этом участии А и В отталкиваются от участка С и притягиваются к участку Д.

Вследствие того, что участок D более удален от участков A и B, чем участок C, силы отталкивания подвижного контактодержателя 4 от участка гибкого проводника на длине C будут определяющими.

При этом силы отталкивания на участке B создают момент сил относительно оси вращения 6, стремящихся повернуть подвижной контактодержатель 4 против часовой стрелки, прижимая контакт 3 к контакту 2.

Взаимодействие участков A и C приводит к появлению момента стремящегося повернуть контактодержатель 4 по часовой стрелке, отрывая контакт 3 от контакта 2. Варьируя длину участков A и B (А равно расстоянию от точки касания контактов 2 и 3 до оси контактодержателя 4, В равно расстоянию от оси контактодержателя 4 до точки изгиба гибкого проводника 9) при неизменной длине контактодержателя 4 (иначе говоря, изменяя положение оси 6 по длине контактодержателя 4), можно получить, что суммарный момент электродинамических сил, действующих на контактодержатель 4 относительно оси 6, может быть равен нулю, направлен по часовой стрелке или против часовой стрелки.

Для токоограничивающего выключателя соотношение между участками A и B выбирается таким, чтобы момент сил на участке A был бы больше момента сил на участке B и суммарный момент сил относительно оси 6 направлен по часовой стрелке.

Для селективного выключателя наоборот момент сил на участке B должен быть больше момента сил на участке A, что осуществляется соответствующим выбором точки установки оси 6 и направлен относительно ее против часовой стрелки.

Таким образом, предлагаемая конструкция автоматического выключателя, используя универсальное электродинамическое устройство предлагаемой конструкции, обеспечивает снижение трудоемкости, материалоемкости, массы и габаритов.

Использование: изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в автоматических выключателях, выполняющих защитные функции. Подвижные контактодержатель во включенном положении, часть неподвижной шины и гибкий проводник расположены так, что образуют Z-образный или U-образный токоведущий контур. Данная конструкция обеспечивает снижение трудоемкости, материалоемкости, массы и габаритов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Автоматический выключатель, содержащий подвижный контактодержатель, установленный в охватывающую его скобу, шарнирно связывающую между собой подвижный контактодержатель и скобу, неподвижную шину, гибкий проводник, связывающий неподвижную шину с подвижным контактодержателем, контактную пружину, отличающийся тем, что подвижной контактодержатель во включенном положении, по крайней мере часть неподвижной шины и гибкий проводник расположены так, что образуют Z-образный или U-образный токоведущий контур. 2. Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что ось вращения подвижного контактодержателя расположена так, что суммарный момент от усилия пружины и электродинамических сил при токе, равном току уставки, направлен по часовой стрелке. 3. Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что ось вращения подвижного контактодержателя расположена так, что суммарный момент электродинамических сил и усилия пружины при всех токах, вплоть до границы селективной работы или тока уставки направлен против часовой стрелки.