ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕРЫВАТЕЛЬ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПРИВОДОМ Российский патент 2000 года по МПК H01H77/06 H01H71/02 H01H71/10 

Изобретение относится к электрическому прерывателю с отлитым из изоляционного материала корпусом, содержащим первую камеру, включающую приводной механизм, и вторую камеру, включающую электромагнитный привод, и размыкаемые контакты, связанные с дугогасительной камерой, причем упомянутый привод имеет магнитную цепь и содержит:
- сердечник, на котором установлена катушка возбуждения,
- первый воздушный зазор, в котором размещен подвижный контактный рычаг таким образом, что он занимает исходное положение при замкнутом состоянии контактов и активное положение при разомкнутых контактах, когда величина тока превышает установленную пороговую величину,
- поворачивающийся подвижный орган, взаимодействующий с полюсными наконечниками магнитной цепи с образованием второго воздушного зазора, расположенного напротив первого воздушного зазора,
- и механизм переключения, связанный с подвижным органом, для воздействия на контактный рычаг в размыкающем направлении после магнитного притяжения подвижного органа к полюсным наконечникам.

Использование электромагнитного привода в прерывателе для увеличения быстродействия размыкания контактов позволяет получать очень высокие емкостные сопротивления при выключении. Однако гашение электрической дуги в дугогасительной камере приводит к возникновению ионизованных газов, которые могут вызывать явления, имеющие внешние проявления. Эти явления особенно нежелательны на передней лицевой стороне, поскольку ионизированные газы, выходящие через отверстие, могут приводить к перемещению рычага управления.

Задачей изобретения является создание электрического прерывателя, обеспечивающего надежную работу при любых явлениях, имеющих внешние проявления.

Прерыватель согласно изобретению отличается тем, что механизм переключения образован вытянутой частью, расположенной между магнитной цепью и первой камерой и взаимодействующей со средством крепления контактного рычага таким образом, чтобы запирать проход между первой и второй камерами после притяжения подвижного органа и освобождать упомянутый проход после возвращения подвижного органа в разомкнутое положение.

Согласно предпочтительному варианту изобретения стержень, соединяющий механизм переключения с подвижным органом, расположен в промежуточной зоне между стержнем шарнирного соединения подвижного механизма и вторым воздушным зазором. Механизм переключения образует щит, который соответствует внутренней части корпуса. Проход между этими двумя камерами предпочтительно расположен над первым воздушным зазором напротив неподвижного контакта.

В соответствии с изобретением средство крепления контактного рычага содержит упоры привода, взаимодействующие с приводным механизмом, и несущую поверхность, взаимодействующую со свободным торцом механизма переключения для перегораживания упомянутого прохода.

Другие преимущества и отличия изобретения будут более очевидными из последующего описания примера выполнения изобретения, приведенного без каких-либо ограничений и иллюстрируемого чертежами, на которых представлено следующее:
Фиг. 1 - схематичное представление вида сбоку прерывателя, снабженного приводом, в соответствии с изобретением,
Фиг. 2 - пространственное изображение привода по фиг. 1,
Фиг. 3 - вид в разрезе по средней плоскости привода по фиг. 2, причем подвижный орган и механизм переключения находятся в неактивном положении,
Фиг. 4 - вид сверху конструкции по фиг. 3,
Фиг. 5 - вид, аналогичный показанному на фиг. 3, причем подвижный орган и механизм переключения в активном положении,
Фиг. 6 - вид сверху конструкции по фиг. 5.

Как показано на фиг. 1, прерыватель 1 включает корпус 2, содержащий неподвижный контакт 3, подвижный контакт 4, закрепленный на конце подвижного контактного рычага 5, дугогасительную камеру 6 и различные электрические соединительные элементы /не показаны/, обеспечивающие подключение неподвижного и подвижного контактов к выходным электрическим зажимам /не показаны/. Прерыватель дополнительно содержит электромагнитный привод АЕ, вызывающий прерывание электроцепи в прерывателе и быстродействующее размыкание неподвижного и подвижного контактов 3, 4 в случае возникновения неисправности.

Электромагнитный привод АЕ содержит ярмо 7 из магнитного материала, поворачивающийся подвижный орган 8 и механизм переключения 9.

Как показано на фиг. 2, H-образное ярмо или магнитная цепь 7 включает цилиндрический сердечник 10, окруженный катушкой 34, и два магнитопровода 11, 12, расположенных параллельно друг другу и проходящих перпендикулярно оси сердечника 10. Магнитопровод 11 имеет первый торец 13, обращенный к подвижному органу 8, и противоположный второй торец 14. Магнитопровод 12 включает третий торец /не показан/, обращенный к подвижному органу 8, и противоположный четвертый торец 16. Первый торец 13 и третий торец образуют полюсные наконечники, находящиеся в одной плоскости, взаимодействующие с плоской поверхностью 18 подвижного органа 8. Второй и четвертый торцы 14, 16 образуют плоские поверхности, обращенные друг к другу, ограничивающие первый воздушный зазор 17.

Когда электромагнитный привод АЕ находится в исходном состоянии, подвижный орган 8 расположен на некотором расстоянии от поверхности 18 ярма 7, образуя второй воздушный зазор 19. Поворачивающийся подвижный орган 8 закреплен на стержне шарнирного соединения 21, и подвижный контактный рычаг 5 также закреплен с возможностью вращения с помощью стержня 22 другого шарнирного соединения. Неподвижный контакт 3 находится в основании воздушного зазора 17, и по меньшей мере часть подвижного контактного рычага 5 входит в воздушный зазор 17. Механизм переключения 9 выполнен в форме приблизительно прямоугольника, вытянутая часть одного из концов которого шарнирно закреплена на соединяющем стержне 23, установленном на подвижном органе 8, а другой свободный конец 24 которого расположен около подвижного контактного рычага 5 на противоположной стороне относительно неподвижного контакта 3.

Ширина механизма переключения примерно соответствует ширине корпуса.

Как показано на фиг. 3 - 6, контактный рычаг 5 закреплен с помощью средства крепления 26, расположенного напротив подвижного контакта 4 и имеющего упоры привода, взаимодействующие с приводным механизмом /не показан/ для выполнения замыкания и размыкания контактов 3, 4. Средство крепления 26, кроме того, содержит несущую поверхность 36, взаимодействующую со свободным концом 24 механизма переключений 9.

Соединяющий стержень 23 механизма переключения 9 на подвижном органе расположен в промежуточной области между стержнем 21 шарнирного соединения и вторым воздушным зазором 19. Свободный конец 24 механизма переключения 9 отделен от несущей поверхности 36 проходом 28 в форме щели, ширина которой изменяется в зависимости от состояния намагниченности электромагнитного привода АЕ.

При замкнутом положении контактов 3, 4 /фиг. 3 и 4/ величина магнитного потока во втором воздушном зазоре 19, обусловленная номинальная током, протекающим через катушку привода АЕ, недостаточна для притяжения подвижного органа 8 к полюсным поверхностям ярма 7. Подвижный орган 8 удерживается в разомкнутом положении благодаря действию возвратной пружины, и механизм переключения 9 также остается неподвижным в неактивном положении. Щель 28 между механизмом переключения 8 и средством крепления 26 рычага 5 имеет максимальную ширину и обеспечивает связь контактной зоны с верхней камерой 30, содержащей механизм 31.

При наличии короткозамкнутого тока увеличение магнитного потока через ярмо 7 приводит к возникновению значительных электромагнитных сил в первом воздушном зазоре 17, вызывая смещение контактного рычага 5 в открытое положение /фиг. 5 и 6/. Поворачивающийся подвижный орган 8 одновременно притягивается к полюсным поверхностям 13 второго воздушного зазора 19 и перемещает механизм переключения 9 в том же направлении. Торец 28, входя в сцепление со средством крепления 26, ускоряет поворот контактного рычага 5 в разомкнутое положение и в то же время перегораживает щель 28. Когда происходит размыкание контактов 3, 4, ионизованные газы, генерируемые электрической дугой, не могут попадать в верхнюю камеру 30 и остаются замкнутыми в нижней камере 32, которая охватывает дугогасительную камеру 6. Механизм переключения 9, помимо своей функции, заключающейся в ускорении контактного рычага 5, таким образом, играет и роль щита, разделяющего две камеры, и щель 28 остается перегороженной, пока подвижный орган 8 находится в притянутом положении, т. е. до тех пор, пока ток в катушке превышает установленную величину. Блокирование щели 28 в течение фазы гашения электрической дуги препятствует проникновению любого обратного потока газа в верхнюю камеру 30 и, в частности, в отверстие для прохода рычага управления, таким образом, это препятствует возникновению явлений, имеющих какие-либо внешние проявления на передней поверхности корпуса 2.

Электрический прерыватель снабжен электромагнитным приводом (АЕ), содержащим Н-образную магнитную цепь (7), имеющую первый воздушный зазор, в котором находится подвижный контактный рычаг (5), и второй воздушный зазор, образованный между поворачивающимся на оси подвижным органом (8) и полюсными наконечниками магнитной цепи (7). Механизм переключения (9) соединен с подвижным органом (8) для обеспечения перемещения контактного рычага (5) в направлении размыкания. Механизм переключения (9) образован вытянутой частью, расположенной между магнитной цепью (7) и первой камерой (30) и взаимодействующей со средством крепления контактного рычага (5) так, чтобы загораживать проход между первой и второй камерами (30, 32) после притяжения подвижного органа (8) и освобождать упомянутый проход после возвращения подвижного органа (8) в разомкнутое положение. Технический результат заключается в повышении надежности работы при любых явлениях, имеющих внешние проявления. 3 з. п.ф-лы, 6 ил.

1. Электрический прерыватель с отлитым из изоляционного материала корпусом (2), содержащий первую камеру (30), включающую приводной механизм (31), вторую камеру (32), включающую электромагнитный привод (АЕ), и размыкаемые контакты (3, 4), связанные с дугогасительной камерой (6), при этом упомянутый привод имеет магнитную цепь (7) и содержит сердечник (10), на котором установлена катушка возбуждения (34), первый воздушный зазор (17), в котором размещен подвижный контактный рычаг (5) так, что он занимает исходное положение при замкнутом состоянии контактов (3, 4) и активное положение при разомкнутых контактах, когда величина тока превышает установленную пороговую величину, поворачивающийся подвижный орган (8), взаимодействующий с полюсными наконечниками (13) магнитной цепи (7) для образования второго воздушного зазора (19), расположенного напротив первого воздушного зазора (17), механизм переключения (9), связанный с подвижным органом (8), для воздействия на контактный рычаг (5) в направлении размыкания после магнитного притяжения подвижного органа (8) к полюсным наконечникам, отличающийся тем, что механизм переключения (9) образован вытянутой частью, расположенной между магнитной цепью (7) и первой камерой (30) и взаимодействующей со средством крепления (26) контактного рычага (5) с возможностью закрывания прохода (28) между первой и второй камерами (30, 32) после притяжения подвижного органа (8) и освобождения прохода (28) после возвращения подвижного органа (8) в разомкнутое положение. 2. Электрический прерыватель по п. 1, отличающийся тем, что стержень (23), соединяющий механизм переключения (9) с подвижным органом (8), расположен в промежуточной зоне между стержнем шарнирного соединения (21) подвижного органа (8) и вторым воздушным зазором (19). 3. Электрический прерыватель по п.2, отличающийся тем, что механизм переключения (9) образует щит, который соответствует внутренней части корпуса (2), а проход (28) расположен над первым воздушным зазором (17) напротив неподвижного контакта (3). 4. Электрический прерыватель по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что средство (26) крепления контактного рычага (5) содержит упоры привода, взаимодействующие с механизмом (31), и несущую поверхность (36), взаимодействующую со свободным торцом (24) механизма переключения (9) для перегораживания упомянутого прохода (28).