ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ АВТОМАТИЧЕСКИЙ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ Российский патент 2007 года по МПК H01H77/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитной коммутационной аппаратуре, и может применяться для защиты от перегрузок и коротких замыканий электроустановок и линий постоянного или переменного тока.

Выключатели автоматические быстродействующие, удерживающиеся во включенном положении за счет магнитного потока в рабочем зазоре якоря, создаваемого током удерживающей катушки, и отключающиеся при уменьшении указанного магнитного потока, известны, например, из книги: Голубев А.И. Быстродействующие автоматические выключатели, М.-Л., издательство «Энергия», 1964 г., стр.42-43, а также стр.44-47. Основным недостатком этого выключателя является длительное время размыкания его контактов.

В качестве ближайшего аналога, исходя из количества общих существенных признаков, можно считать выключатель, приведенный в свидетельстве РФ №33261 на полезную модель Н 01 Н 77/00, 2003 г. Этот выключатель содержит раму, подвижный и неподвижный контакты, удерживающий электромагнит с магнитопроводом и якорем, установленными на общей оси, отключающую пружину, пружину контактного нажатия, механизм включения с якорем и тягу, соединяющую якорь удерживающего электромагнита и подвижный контакт. Пружина контактного нажатия расположена между механизмом включения и магнитопроводом удерживающего электромагнита.

Основной недостаток указанной конструкции состоит в том, что между подвижным и неподвижным контактами не происходит притирания контактных поверхностей. Это приводит к тому, что в качестве материала контактов необходимо использовать серебро или использовать покрытие контактов серебром, на поверхности которого не создается оксидных пленок, увеличивающих переходное сопротивление. Как известно, серебро не обладает стойкостью к электрической дуге и быстро выгорает при отключениях. Поэтому в такой конструкции необходимо дополнительно применять дугогасительный контакт из дугостойкого материала, который ухудшает быстродействие.

Задачей изобретения явилось создание выключателя с высоким быстродействием, а также его удешевление.

Технический результат, который достигается изобретением, состоит в обеспечении притирания контактных поверхностей контактов при включении выключателя и отказе в использовании серебра при обеспечении высокого быстродействия выключателя.

Для этого, согласно формуле, выключатель снабжен двуплечим рычагом, один конец которого соединен с общей осью магнитопровода и якоря удерживающего электромагнита, а другой конец - с якорем механизма включения, дополнительно снабжен серьгой, один конец которой шарнирно установлен в опоре рамы, а другой конец шарнирно связан с тягой, соединяющей якорь и подвижный контакт, при этом конец подвижного контакта, противоположный его концу, предназначенному для контактирования с неподвижным контактом, шарнирно соединен дополнительной тягой с якорем удерживающего электромагнита.

Благодаря введению двуплечего рычага, серьги, дополнительной тяги и указанного их сочленения при замыкании контактов обеспечивается не только горизонтальное перемещение подвижного контакта, но и одновременно возникает вертикальная составляющая его перемещения, что обеспечивает притирание поверхностей контактов, исключает необходимость применения для них серебра и обеспечивает необходимое быстродействие при исключении необходимости применения дугогасительного контакта.

Изобретение поясняется примером выполнения.

На фиг.1 схематично изображен патентуемый выключатель во включенном положении; на фиг.2 - то же, в отключенном положении; на фиг.3 - то же, в положении, когда выключатель отключился по сигналу аварийного отключения.

Выключатель автоматический быстродействующий содержит раму 1, подвижный 2 и неподвижный 3 контакты, удерживающий электромагнит 4 с магнитопроводом 5 и якорем 6, установленными на общей оси 7, отключающую пружину 8, пружину контактного нажатия 9, механизм включения 10 с якорем 11 и тягу 12, соединяющую якорь 6 и подвижный контакт 2. Один конец тяги 12 установлен на общей оси 7, другой конец этой тяги имеет наконечник 13, посредством которого подвижный контакт 2 шарнирно соединен с этой тягой. Выключатель снабжен двуплечим рычагом 14, один конец которого соединен с общей осью 7 магнитопровода 5 и якоря 6 удерживающего электромагнита 4, а другой конец - с якорем механизма включения 11 через тягу 15. Выключатель дополнительно снабжен серьгой 16, один конец которой шарнирно установлен в опоре 17 рамы, а другой конец шарнирно связан с тягой 12 через наконечник 13. Конец подвижного контакта, противоположный его концу, предназначенному для контактирования с неподвижным контактом, шарнирно соединен дополнительной тягой 18 с якорем 6 удерживающего электромагнита 4. Контакты 2 и 3 изготовляют медными (не из серебра).

Выключатель работает следующим образом.

Во включенном положении (фиг.1) магнитопровод 5 и якорь 6 притянуты друг к другу за счет тока в катушке удерживающего электромагнита. Якорь 11 механизма включения 10 находится в притянутом положении за счет удерживающего тока в катушке электромагнита механизма включения. Зазор δ (провал контактов) между шайбой регулировочного винта 19 и пластиной магнитопровода удерживающего электромагнита 4 обеспечивает гарантированное смыкание контактов 2 и 3 при их износе.

Для оперативного отключения необходимо прервать удерживающий ток в катушке электромагнита механизма включения. Под действием отключающей пружины 8 подвижный контакт и удерживающий электромагнит переходят в отключенное положение, пока подвижный контакт не дойдет до упора 20, образуя разрыв в электрической цепи. При этом якорь и магнитопровод удерживающего электромагнита остаются притянутыми друг к другу (см. фиг.2).

Аварийное отключение выключателя происходит следующим образом. По сигналу датчика тока (или другого датчика аварийного отключения) прерывается ток в катушке удерживающего электромагнита. Под действием отключающей пружины 8 подвижный контакт и якорь удерживающего электромагнита переходят в отключенное положение, а магнитопровод удерживающего электромагнита под действием пружины 9 выбирает провал δ. Якорь механизма включения остается в притянутом положении, как это показано на фиг.3.

Для включения выключателя после аварийного отключения необходимо восстановить ток в катушке удерживающего электромагнита, затем прервать удерживающий ток в катушке электромагнита механизма включения. Под действием пружины 8 относительно упора 20 через подвижный контакт и тягу 16 якорь 6 притянется к магнитопроводу 5 удерживающего электромагнита и останется в этом положении. Выключатель займет положение, как показано на фиг.2.

Включение выключателя происходит следующим образом. При пропускании через катушку электромагнита механизма включения включающего тока якорь 11 через тягу 15 поворачивает двуплечий рычаг 14 по часовой стрелке, который в свою очередь через тягу 12 поворачивает серьгу 16 и смещает контакт 2 к контакту 3. После касания контактов 2 и 3 якорь 11 и серьга 16 продолжают свои движения. При этом контакт 2, вращаясь относительно точки касания контактов 2 и 3, через дополнительную тягу 18, якорь 6 и магнитопровод 5 удерживающего электромагнита 4 сжимает пружину контактного нажатия 9, создавая зазор δ. В свою очередь серьга 16, вращаясь, сообщает контакту 2 движение вниз, в результате чего происходит притирание контактных поверхностей подвижного 2 и неподвижного 3 контактов и выключатель включается.

Благодаря указанным конструктивным отличиям создан автоматический быстродействующий выключатель с высоким быстродействием, в котором нет необходимости применения серебра для подвижного и неподвижного контактов.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты от перегрузок и коротких замыканий электроустановок и линий постоянного или переменного тока. Выключатель содержит раму, подвижный и неподвижный контакты, удерживающий электромагнит с магнитопроводом и якорем, которые установлены на общей оси, отключающую пружину, пружину контактного нажатия, механизм включения с якорем, а также тягу, соединяющую якорь удерживающего электромагнита и подвижный контакт. Новым является наличие двуплечего рычага, один конец которого соединен с общей осью, а другой конец - с якорем механизма включения, наличие серьги, один конец которой шарнирно установлен в опоре рамы, а другой конец шарнирно связан с тягой, соединяющей якорь и подвижный контакт, конец которого, противоположный концу, предназначенному для контактирования с неподвижным контактом, шарнирно соединен дополнительной тягой с якорем удерживающего электромагнита. Технический результат: обеспечение притирания контактных поверхностей при включении и исключение использования серебра при высоком быстродействии выключателя за счет обеспечения не только горизонтального перемещения подвижного контакта, но и одновременно его вертикального перемещения при замыкании контактов. 3 ил.

Выключатель автоматический быстродействующий, содержащий раму, подвижный и неподвижный контакты, удерживающий электромагнит с магнитопроводом и якорем, установленными на общей оси, отключающую пружину, пружину контактного нажатия, механизм включения с якорем и тягу, соединяющую якорь удерживающего электромагнита и подвижный контакт, отличающийся тем, что он снабжен двуплечим рычагом, один конец которого соединен с общей осью магнитопровода и якоря удерживающего электромагнита, а другой конец - с якорем механизма включения, дополнительно снабжен серьгой, один конец которой шарнирно установлен в опоре рамы, а другой конец шарнирно связан с тягой, соединяющей якорь и подвижный контакт, при этом конец подвижного контакта, противоположный его концу, предназначенному для контактирования с неподвижным контактом, шарнирно соединен дополнительной тягой с якорем удерживающего электромагнита.