АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ Российский патент 2015 года по МПК H01H83/14 H01H83/22 

Изобретение относиться к устройствам для замыкания и размыкания электрической цепи, в частности к автоматическим выключателям, предназначенным для защиты от перегрузки, токов короткого замыкания электрических цепей с единичными и групповыми потребителями электрической энергии и для защиты человека от поражения электрическим током при повреждении изоляции электроустановок.

Известен автоматический выключатель дифференциального тока (RU 75103 U1, H02H 1/00, 20.07.2008), состоящий из двухполюсного выключателя, совмещенного с модулем защитного отключения, в нейтральном полюсе которого расположены плата управления, устройство защитного отключения и независимый расцепитель, механизм расцепления силовой цепи расположен только в фазном полюсе, что позволяет исключить влияние промежуточных звеньев механизма при срабатывании независимого расцепителя и обеспечивает опережающее размыкание контактов в фазном полюсе, при этом общий механизм расцепления и дифференциальный датчик, расположенный в объеме двух полюсов (в изолированной полости), позволяющий выполнять монтаж проводами большого сечения и, следовательно, повысить номинальный ток.

Недостатком автоматического выключателя дифференциального тока является ограничение по диапазону рабочих температур за счет наличия датчика тока нагрузки с электронной схемой срабатывания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является автоматический низковольтный выключатель (RU 2477541 С2, Н01Н 83/22, 10.03.2013), который содержит корпус из изолирующего материала, включающий в себя: первый полюс, содержащий первый контакт и второй контакт, выполненные с возможностью взаимно соединяться/разъединяться друг с другом; второй полюс, содержащий третий контакт и четвертый контакт, выполненные с возможностью взаимно соединяться/разъединяться друг с другом; кинематический механизм замыкания/размыкания, связанный с первым и вторым полюсами для соединения/разъединения первого и второго контактов, и третьего и четвертого контактов; первое, второе и третье защитные устройства, предназначенные для активизации расцепления кинематического механизма замыкания/размыкания и размыкания контактов вследствие соответствующей первой, второй или третьей ситуации неисправности в электрической установке, связанной с выключателем; средство соединения, которое соединяет кинематический механизм замыкания/размыкания с первым, вторым и с третьим защитными устройствами, отличающийся тем, что на виде спереди выключателя первый и второй полюс расположены симметрично слева и справа от продольной оси выключателя, а кинематический механизм замыкания/размыкания размещен в центре относительно первого и второго полюсов.

Недостатком известного автоматического низковольтного выключателя является то, что он имеет механическую защиту от дифференциального тока.

Технический результат полезной модели заключается в сохранении габаритных размеров конструкции автоматического выключателя при введении электронной платы в третье защитное устройство автоматического выключателя.

Указанный технический результат достигается тем, что в автоматическом выключателе, который содержит корпус из изолирующего материала, включающий в себя: первый и второй полюса расположенные симметрично слева и справа от продольной оси выключателя, первый полюс содержит первый контакт и второй контакт, выполненные с возможностью взаимно соединяться/разъединяться друг с другом, второй полюс содержит третий контакт и четвертый контакт, выполненные с возможностью взаимно соединяться/разъединяться друг с другом, кинематический механизм замыкания/размыкания, связанный с первым и вторым полюсами для соединения/разъединения первого и второго контактов, и третьего и четвертого контактов, первое, второе и третье защитные устройства и средство соединения, которое соединяет кинематический механизм замыкания/размыкания с первым, вторым и с третьим защитными устройствами, согласно изобретению катушка расцепителя третьего защитного устройства расположена под углом к кинематическому механизму замыкания/размыкания и соединена с ним U-образным рычагом, а третий и четвертый контакты с дугоотводящей системой отделены от электронной платы крышкой.

При этом третье защитное устройство установлено во втором полюсе, первое и второе защитные устройства установлены в первом полюсе; первое защитное устройство обеспечивает защиту от коротких замыканий, второе защитное устройство обеспечивает защиту от токов перегрузки, а третье защитное устройство обеспечивает защиту от дифференциальных токов; третье защитное устройство содержит электронную плату, связанную с дифференциальным датчиком тока и катушкой расцепителя; второе защитное устройство выполнено в виде биметаллической пластины; первое защитное устройство выполнено в виде катушки электромагнитного расцепителя; катушка расцепителя третьего защитного устройства содержит втягивающий механизм срабатывания; конструкция корпуса в месте размещения дифференциального датчика тока выполнена в виде отдельной пластиковой детали, крепящейся на других частях корпуса с помощью выступов и пазов; во втором полюсе размещено устройство эксплуатационного контроля третьего защитного устройства; автоматический выключатель содержит механический индикатор состояния в первом полюсе, а контактные зажимы выполнены со стороны подключения сети с возможностью соединения как с шиной, так и с проводником, а со стороны нагрузки - только проводником.

Кроме того, автоматический выключатель может являться многополюсным с общим для всех полюсов кинематическим механизмом замыкания/размыкания с соединенными между собой рукоятками взвода и общий дифференциальный датчик тока и содержит механический индикатор состояния в каждом из полюсов.

На чертеже 1 представлен автоматический выключатель в общем виде.

На чертеже 2 представлен второй полюс автоматического выключателя с установленной электронной платой, без крышки.

На чертеже 3 представлен второй полюс автоматического выключателя с электронной платой и крышкой.

На чертеже 4 представлены катушка расцепителя с U-образным рычагом.

На чертеже 5 представлен многополюсный автоматический выключатель.

Автоматический выключатель 1, который содержит корпус 2 из изолирующего материала, включает в себя: первый 3 и второй 4 полюса, расположенные симметрично слева и справа от продольной оси выключателя 1, первый полюс 3 содержит первый контакт 5 и второй контакт 6 (на чертежах не показаны), выполненные с возможностью взаимно соединяться/разъединяться друг с другом, второй полюс 4, содержит третий контакт 7 и четвертый контакт 8, выполненные с возможностью взаимно соединяться/разъединяться друг с другом, кинематический механизм 9 замыкания/размыкания, связанный с первым 3 и вторым 4 полюсами для соединения/разъединения первого 5 и второго 6 контактов, и третьего 7 и четвертого 8 контактов, первое 10, второе 11 и третье 12 защитные устройства и средство соединения 13 (на чертежах не показаны), которое соединяет кинематический механизм 9 замыкания/размыкания с первым 10, вторым 11 и с третьим 13 защитными устройствами. Катушка 14 расцепителя третьего 12 защитного устройства расположена под углом к кинематическому механизму 9 замыкания/размыкания и соединена с ним U-образным рычагом 15, а третий 7 и четвертый 8 контакты с дугоотводящей системой 16 отделены от электронной платы 17 крышкой 18.

Электронная плата 17 связана с дифференциальным датчиком 19 тока и катушкой 14 расцепителя третьего 12 защитного устройства; второе защитное устройство выполнено в виде биметаллической пластины (на чертежах не показано); первое защитное устройство выполнено в виде катушки электромагнитного расцепителя (на чертежах не показано); катушка расцепителя третьего защитного устройства содержит втягивающий механизм срабатывания (на чертежах не показан); конструкция корпуса 2 в месте размещения дифференциального датчика 19 тока выполнена в виде отдельной пластиковой детали 20, крепящейся на других частях корпуса 2 с помощью выступов и пазов; во втором полюсе 4 размещено устройство 21 эксплуатационного контроля третьего 12 защитного устройства; механический индикатор 22 состояния расположен в первом полюсе; контактные зажимы 23 со стороны подключения сети выполнены с возможностью соединения как с шиной, так и с проводником; многополюсный автоматический выключатель 24 содержит общий для всех полюсов кинематический механизм 9 замыкания/размыкания с соединенными между собой рукоятками взвода 25, общий дифференциальный датчик 19 тока и механический индикатор 26 состояния в каждом из полюсов.

Устройство работает следующим образом.

Автоматический выключатель 1 устанавливается в соответствии со стандартными нормативными требованиями. Крепление автоматического выключателя 1 осуществляется на рейку. Причем на тыльной стороне корпуса 2 автоматического выключателя 1 предусмотрена защелка с фиксацией, которая облегчает монтаж.

После установки автоматический выключатель 1 подключается к сети. Внешние проводники или шины от сети вставляются в контактные зажимы 24 и закрепляются при помощи винтового соединения контактного зажима 24. Нагрузка подключается проводниками к нижнему контактному зажиму.

Первый 3 и второй 4 полюса автоматического выключателя, расположенные симметрично слева и справа от продольной оси автоматического выключателя 1, первый 3 полюс содержит первый контакт 5 и второй 6 контакт, первое 10 и второе 11 защитные устройства.

Первое защитное устройство 10 обеспечивает защиту от коротких замыканий, второе защитное устройство 11 обеспечивает защиту от токов перегрузки (на чертежах не показаны).

Первое защитное устройство 10 выполнено в виде катушки электромагнитного расцепителя. При превышении порогового значения тока короткого замыкания, проходящего через первое защитное устройство 10, выдвигается шток, что приводит в действие кинематический механизм 9 замыкания/размыкания и автоматический выключатель 1 отключается.

Второе защитное устройство 11 выполнено в виде биметаллической пластины с элементом настройки теплового расцепителя. При появлении токов перегрузки и соответственно повышении температуры биметаллическая пластина изгибается и воздействует скобой на кинематический механизм 9 замыкания/размыкания - автоматический выключатель 1 отключается. Биметаллическая пластина является самовозвратной, т.е. когда остывает, возвращается в исходное положение.

Третье защитное устройство 12 установлено во втором 4 полюсе и обеспечивает защиту от дифференциальных токов.

Третье защитное устройство 12 содержит электронную плату 17, отделенную крышкой 18 от третьего 7 и четвертого 8 контактов с дугоотводящей системой 16, и связанную с дифференциальным датчиком тока 19 и катушкой 14 расцепителя, установленной под углом к кинематическому механизму 9 замыкания/размыкания.

Конструкция корпуса 2 в месте размещения дифференциального датчика 19 тока выполнена в виде отдельной пластиковой детали, крепящейся на других частях корпуса с помощью выступов и пазов, что повышает теплообмен дифференциального датчика тока с окружающей средой.

Третье защитное устройство 12 срабатывает при появлении дифференциальных токов (токов утечки на землю или тока, который проходит через человека при прикасании человека к токоведущим частям). При возникновении указанных случаев с дифференциального датчика 19 тока поступает сигнал на электронную плату 17 далее на катушку 14 расцепителя, втягивающийся механизм срабатывания катушки 14 расцепителя тянет кинематический механизм 9 замыкания/размыкания через U-образный рычаг - автоматический выключатель 1 отключается.

Электронная плата 17 отделена от третьего 7 и четвертого 8 контактов с дугоотводящей системой крышкой 18 для защиты электронной платы 17 от продуктов горения дугоотводящей системы 16, появляющихся при размыкании третьего 7 и четвертого 8 контактов и от повышенных температур в их зоне.

Кроме того, благодаря тому что катушка 14 расцепителя установлена под углом к кинематическому механизму 9 замыкания/размыкания, во втором полюсе размещено устройство 21 эксплуатационного контроля третьего защитного устройства. Устройство 21 эксплуатационного контроля третьего защитного устройства обеспечивает периодическую проверку работоспособности автоматического выключателя в соответствии со стандартными требованиями.

Таким образом, за счет того что катушка расцепителя третьего защитного устройства расположена под углом к кинематическому механизму замыкания/размыкания и соединена с ним U-образным рычагом, а третий и четвертый контакты с дугоотводящей системой отделены от электронной платы крышкой, достигается сохранение габаритных размеров конструкции автоматического выключателя при введении электронной платы в третье защитное устройство автоматического выключателя.

Автоматический выключатель для защиты от перегрузки, токов короткого замыкания электрических цепей с единичными и групповыми потребителями электрической энергии и для защиты человека от поражения электрическим током при повреждении изоляции электроустановок содержит корпус из изолирующего материала, включающий в себя: первый и второй полюса, расположенные симметрично слева и справа от продольной оси выключателя, первый полюс содержит первый контакт и второй контакт, выполненные с возможностью взаимно соединяться/разъединяться друг с другом. Второй полюс, содержит третий контакт и четвертый контакт, выполненные с возможностью взаимно соединяться/разъединяться друг с другом. Кинематический механизм замыкания/размыкания связан с первым и вторым полюсами для соединения/разъединения первого и второго контактов, и третьего и четвертого контактов. Первое, второе и третье защитные устройства, средство соединения, которое соединяет кинематический механизм замыкания/размыкания с первым, вторым и с третьим защитными устройствами. Катушка расцепителя третьего защитного устройства расположена под углом к кинематическому механизму замыкания/размыкания и соединена с ним U-образным рычагом, а третий и четвертый контакты с дугоотводящей системой отделены от электронной платы крышкой. Технический результат - сохранение габаритных размеров конструкции выключателя при введении электронной платы в третье защитное устройство. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Автоматический выключатель, содержащий корпус из изолирующего материала, включающий в себя: первый и второй полюса, расположенные симметрично слева и справа от продольной оси выключателя, первый полюс содержит первый контакт и второй контакт, выполненные с возможностью взаимно соединяться/разъединяться друг с другом, второй полюс, содержащий третий контакт и четвертый контакт, выполненные с возможностью взаимно соединяться/разъединяться друг с другом, кинематический механизм замыкания/размыкания, связанный с первым и вторым полюсами для соединения/разъединения первого и второго контактов, и третьего и четвертого контактов, первое, второе и третье защитные устройства, средство соединения, которое соединяет кинематический механизм замыкания/размыкания с первым, вторым и с третьим защитными устройствами, отличающийся тем, что катушка расцепителя третьего защитного устройства расположена под углом к кинематическому механизму замыкания/размыкания и соединена с ним U-образным рычагом, а третий и четвертый контакты с дугоотводящей системой отделены от электронной платы крышкой.

2. Автоматический выключатель по п.1, отличающийся тем, что третье защитное устройство установлено во втором полюсе.

3. Автоматический выключатель по п.1, отличающийся тем, что первое и второе защитные устройства установлены в первом полюсе.

4. Автоматический выключатель по п.1, отличающийся тем, что первое защитное устройство обеспечивает защиту от коротких замыканий, второе защитное устройство обеспечивает защиту от токов перегрузки, а третье защитное устройство обеспечивает защиту от дифференциальных токов.

5. Автоматический выключатель по п.2, отличающийся тем, что третье защитное устройство содержит электронную плату, связанную с дифференциальным датчиком тока и катушкой расцепителя.

6. Автоматический выключатель по п.3, отличающийся тем, что второе защитное устройство выполнено в виде биметаллической пластины.

7. Автоматический выключатель по п.3, отличающийся тем, что первое защитное устройство выполнено в виде катушки электромагнитного расцепителя.

8. Автоматический выключатель по п.1, отличающийся тем, что катушка расцепителя третьего защитного устройства содержит втягивающий механизм срабатывания.

9. Автоматический выключатель по п.5, отличающийся тем, что конструкция корпуса в месте размещения дифференциального датчика тока выполнена в виде отдельной пластиковой детали, крепящейся на других частях корпуса с помощью выступов и пазов.

10. Автоматический выключатель по п.2, отличающийся тем, что во втором полюсе размещено устройство эксплуатационного контроля третьего защитного устройства.

11. Автоматический выключатель по п.1, отличающийся тем, что содержит механический индикатор состояния в первом полюсе.

12. Автоматический выключатель по п.1, отличающийся тем, что контактные зажимы выполнены со стороны подключения сети с возможностью соединения как с шиной, так и с проводником, а со стороны нагрузки - только проводником.

13. Автоматический выключатель по п.1, отличающийся тем, что может являться многополюсным с общим для всех полюсов кинематическим механизмом замыкания/размыкания с соединенными между собой рукоятками взвода и общий дифференциальный датчик тока.

14. Автоматический выключатель по п.13, отличающийся тем, что содержит механический индикатор состояния в каждом из полюсов.