ПРЕРЫВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ С РАЗДЕЛЯЕМЫМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ КОНТАКТАМИ Российский патент 2021 года по МПК H01H1/22 H01H73/04 

Изобретение относится к прерывателю электрической цепи с разделяемыми электрическими контактами.

Известны прерыватели электрической цепи низкого напряжения и с гашением дуги в воздухе, содержащие разделяемые электрические контакты, как правило, фиксированный электрический контакт, который взаимодействует с подвижным электрическим контактом. Патент EP-0410902-B1 описывает пример такого прерывателя цепи.

Подвижный контакт может быть смещен между разомкнутым и замкнутым положениями прерывателя цепи, и обеспечен несколькими контактными пальцами, установленными для поворота относительно подвижного контакта. Эти контактные пальцы выполнены с возможностью смещения под действием пружины, когда подвижный контакт смещают из замкнутого положения в разомкнутое положение. Более точно, контактные пальцы поворачиваются под действием пружин, как только электрические контакты, изначально находящиеся в электрическом контакте друг с другом, начинают отделяться друг от друга из замкнутого положения.

Таким образом, область формирования электрической дуги между электрическими контактами смещается в направлении дугогасительной камеры, что снижает износ контактных площадок, которыми обеспечены электрические контакты. Это, следовательно, улучшает электрическую износостойкость прерывателя цепи.

Эти известные прерыватели цепи тем не менее не являются полностью удовлетворительными в присутствии электрических токов с высокой силой тока, как правило, для компактного прерывателя цепи низкого напряжения и с высокой силой тока, когда значение допустимого номинального краткосрочного электрического тока в прерывателе цепи является высоким, например, равным 50 кА в течение 1 секунды.

Изобретение предназначено для исправления именно этих недостатков посредством предоставления прерывателя электрической цепи низкого напряжения с разделяемыми контактами, обеспеченного подвижными контактными пальцами, выполненного с возможностью работы с электрическими токами с высокой силой тока, в то же время проявляя хорошую механическую износостойкость.

С этой целью изобретение относится к прерывателю электрической цепи с разделяемыми электрическими контактами, содержащему:

- фиксированный электрический контакт, электрически соединенный с первой соединительной клеммой прерывателя цепи,

- подвижный электрический контакт, соединенный со второй соединительной клеммой прерывателя цепи, причем этот подвижный электрический контакт выполнен с возможностью смещения относительно фиксированного электрического контакта, между разомкнутым и замкнутым положениями, причем этот подвижный электрический контакт содержит:

• несколько электрических контактных пальцев, выравненных в ряд, которые могут быть смещены относительно рамы подвижного электрического контакта, причем эти контактные пальцы выполнены с возможностью обеспечивать электрический контакт с фиксированным электрическим контактом, когда подвижный электрический контакт находится в замкнутом положении,

• несколько опорных элементов, каждый из которых связан с контактным пальцем, чтобы прикладывать силу к этому контактному пальцу, чтобы смещать его,

в котором опорные элементы, связанные с контактными пальцами, расположенными в боковых концевых областях ряда, имеют более высокую жесткость, чем опорные элементы, связанные с контактными пальцами, расположенными в центральной части ряда.

На основании изобретения, только контактные пальцы, расположенные в боковых концевых областях ряда, связаны с опорным элементом с повышенной жесткостью. Эти опорные элементы позволяют контактным пальцам смещаться, несмотря на высокое значение электрических токов. В сущности, электромагнитные силы, противостоящие опорным элементам посредством этих значений электрического тока, выше на уровне конца ряда, чем на уровне середины ряда.

Таким образом, только опорные элементы, которые должны локально противостоять более высокой электромагнитной силе, имеют такой размер, чтобы противостоять этой силе, тогда как опорные элементы, расположенные в середине ряда, не имеют чрезмерно большой размер, что снижает риск преждевременной механической поломки прерывателя цепи. В сущности, желательно, чтобы прерыватель цепи имел высокую механическую износостойкость, например, чтобы он мог поддерживать по меньшей мере десять тысяч циклов размыкания и замыкания электрического контакта.

Таким образом, изобретение позволяет достигать удовлетворительного компромисса между, с одной стороны, необходимостью в том, чтобы пружины прикладывали силу давления контакта, достаточную для поддержания электрических контактных пальцев в замкнутом положении, несмотря на силы, связанные с краткосрочным током Icw, и, с другой стороны, необходимостью обеспечения хорошей механической износостойкости прерывателя цепи.

Согласно преимущественным, но не обязательным аспектам изобретения, такой прерыватель цепи может использовать один или более из следующих признаков, взятых отдельно или в любой технически приемлемой комбинации:

- Соотношение между жесткостью опорных элементов, связанных с контактными пальцами, расположенными в боковых концевых областях ряда, с одной стороны, и жесткостью опорных элементов, связанных с контактными пальцами, расположенными в центральной части ряда, с другой стороны, лежит в пределах диапазона [4/3; 2].

- Подвижный контакт содержит пять контактных пальцев, каждый из опорных элементов, связанных с контактными пальцами, расположенными в боковых концевых областях ряда, прикладывает силу, большую или равную 12 даН, к соответствующему контактному пальцу, опорные элементы, связанные с контактными пальцами, расположенными в центральной части ряда, прикладывают силу, большую или равную 9 даН и меньшую 12 даН, к соответствующему контактному пальцу.

- Каждый упругий опорный элемент содержит внутреннюю пружину и наружную пружину, вложенные и расположенные соосно вдоль продольной оси упругого опорного элемента и приспособленные, чтобы вместе прикладывать упомянутую силу, чтобы смещать соответствующий контактный палец.

- Внутренняя и наружная пружины являются винтовыми пружинами сжатия.

- Опорные элементы, связанные с контактными пальцами, расположенными в боковых концевых областях ряда, имеют высоту, схожую с высотой опорных элементов, связанных с контактными пальцами, расположенными в центральной части ряда, например, равную ей с точностью до 10%, предпочтительно, с точностью до 5%.

- Каждый опорный элемент принимают в соответствующее углубление, сформированное в раме подвижного электрического контакта, пружины, связанные с контактными пальцами, расположенными в боковых концевых областях ряда, имеют первый наружный диаметр, опорные элементы, связанные с контактными пальцами, расположенными в центральной части ряда, имеют второй наружный диаметр, отличный от первого диаметра.

- Второй диаметр больше, чем первый диаметр.

- Опорные элементы, связанные с контактными пальцами, расположенными в боковых концевых областях ряда, идентичны друг другу.

- Опорные элементы, связанные с контактными пальцами, расположенными в центральной части ряда, идентичны друг другу.

Изобретение станет более понятным, и другие его преимущества станут более очевидны в свете последующего описания варианта осуществления прерывателя цепи, приведенного всего лишь в качестве примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

- фигуры 1 и 2 - схематические представления, соответствующие виду в поперечном разрезе прерывателя электрической цепи с разделяемыми контактами согласно изобретению, разделяемые контакты, соответственно, проиллюстрированные в замкнутом и разомкнутом положениях;

- фигура 3 - схематическое представление, соответствующее общему виду подвижного электрического контакта прерывателя цепи по фигурам 1 и 2;

- фигура 4 - схематическое представление, соответствующее покомпонентному виду подвижного электрического контакта по фигуре 3;

- фигура 5 - представление подвижного электрического контакта по фигуре 4, соответствующее плоскости разреза V по фигуре 4.

Фигуры 1 и 2 представляют прерыватель 2 цепи, предназначенный для использования в электрической цепи, чтобы позволять прерывать подачу электрического тока в этой электрической цепи, например, при детектировании рабочего отказа, такого как короткое замыкание или перегрузка по току.

В данном примере, прерыватель 2 цепи является прерывателем цепи низкого напряжения и переменного тока, спроектированным для электрического напряжения, меньшего или равного 690 В переменного тока (AC), и для электрических токов с номинальной силой тока, меньшей или равной 1600 А. Например, прерыватель 2 цепи выполнен с возможностью поддерживать допустимые номинальные краткосрочные токи с силой тока, меньшей или равной 50 кА в течение 1 секунды.

В данном примере, прерыватель цепи является многополюсным прерывателем цепи, спроектированным для использования в электрической цепи, имеющей несколько электрических фаз, например, трехфазной электрической цепи. В этом случае, каждый полюс прерывателя 2 цепи соответствует электрической фазе электрической цепи.

Чтобы упростить описание, подробно описан только один из полюсов прерывателя 2 цепи. Составные части прерывателя 2 цепи, связанные с другими полюсами, имеют схожий вид, и не описаны подробно, поскольку последующее описание может быть перенесено на них.

Прерыватель 2 цепи содержит корпус 4 и входные/выходные клеммы 6 и 8 для электрического тока. Клеммы 6 и 8 выполнены с возможностью соединять прерыватель 2 цепи с полюсом электрической цепи, например, через соединительную собирательную шину электрического коммутатора.

Клеммы 6 и 8 произведены из электропроводящего материала, например, меди.

Прерыватель 2 цепи также содержит разделяемые электрические контакты 10 и 12. Электрические контакты 10 и 12 могут быть смещены относительно друг друга, выборочно и обратимо, между разомкнутым и замкнутым положениями, с тем чтобы, соответственно, разрешать или подавлять циркуляцию электрического тока между клеммами 6 и 8 для этого электрического полюса прерывателя 2 цепи.

Каждый из электрических контактов 10 и 12 несет одну или более электрических контактных площадок, соответственно, обозначенных 14 и 16, которые находятся в электрическом соединении, соответственно, с клеммами 6 и 8. Контактные площадки 14 и 16 произведены из электропроводящего материала, такого как медь или псевдосплав серебра.

В замкнутом положении, проиллюстрированном на фигуре 1, контактные площадки 14 и 16 находятся в прямом контакте друг с другом, таким образом, допуская циркуляцию электрического тока между клеммами 6 и 8.

В разомкнутом положении, как проиллюстрировано на фигуре 2, электрические проводники 10 и 12 и, в частности, контактные площадки 14 и 16, удалены друг от друга. Когда электрическая дуга присутствует между этими контактными площадками 14 и 16, предотвращается циркуляция электрического тока между клеммами 6 и 8, связанными с этим полюсом прерывателя 2 цепи.

Прерыватель 2 цепи дополнительно содержит механизм 18 смещения, выполненный с возможностью смещать электрические контакты 10 и 12 относительно друг друга между разомкнутым и замкнутым положениями, например, в ответ на определение аномального состояния, такого как перегрузка по току электрического тока, циркулирующего в этом полюсе прерывателя 2 цепи. Такой механизм 18 смещения хорошо известен и, следовательно, не будет более подробно описан далее в материалах настоящей заявки.

В данном примере, электрический контакт 10 закреплен относительно корпуса 4. Контакт 12 является подвижным при смещении относительно фиксированного электрического контакта 10 между разомкнутым и замкнутым положениями посредством механизма 18 смещения.

Более конкретно, подвижный электрический контакт 12 установлен, чтобы поворачиваться относительно корпуса 4, посредством шарнирного соединения, вокруг фиксированной оси X12 прерывателя 2 цепи. Смещение подвижного электрического контакта 12 из замкнутого положения в разомкнутое положение, таким образом, выполняется посредством поворота вокруг оси X12, в первом направлении вращения, проиллюстрированном стрелкой F1 на фигуре 1. Здесь, это шарнирное соединение сформировано в дальнем конце подвижного электрического контакта 12.

Когда подвижный электрический контакт 12 смещают в разомкнутое положение вдаль от фиксированного электрического контакта 10, когда электрический ток циркулирует в этом полюсе прерывателя 2 цепи между клеммами 6 и 8, электрическая дуга может быть сформирована между электрическими контактами 10 и 12. Эта электрическая дуга должна быть погашена, чтобы остановить циркуляцию тока между клеммами 6 и 8.

Чтобы сделать это, прерыватель 2 цепи содержит дугогасительную камеру 20. Эта дугогасительная камера 20 расположена внутри корпуса 4, направленная к контактным площадкам 14 и 16, с тем чтобы принимать электрическую дугу по формировании такой электрической дуги между площадками 14 и 16.

Как известно, такая дугогасительная камера 20 содержит стопку разделительных пластин 22, заключенных в раму из верхнего разрядного рога 24 и нижнего разрядного рога 26, соответственно, расположенных в верхнем и нижнем концах стопки пластин 22.

Разделительные пластины 22 выполнены с возможностью гашения такой электрической дуги посредством ее разделения и/или посредством частичного поглощения ее энергии, когда электрическая дуга входит в контакт с этими разделительными пластинами 22. Цель рогов 24 и 26 состоит в том, чтобы направлять электрическую дугу к разделительным пластинам 22.

Здесь, нижний рог 26 обеспечен электрической контактной площадкой 28, находящейся в электрическом соединении с клеммой 6.

Подвижный электрический контакт 12 дополнительно содержит несколько электрических контактных пальцев 30, подвижных относительно рамы 34 или клетки подвижного электрического контакта 12. Более конкретно, контактные пальцы 30 установлены, чтобы поворачиваться относительно рамы 34, посредством шарнирного соединения, вокруг оси X30, закрепленной на корпусе подвижного электрического контакта 12. Ось X30 расположена параллельно оси X12. Таким образом, контактные пальцы 30 могут быть смещены во вращении вокруг оси X30 между первым и вторым раздельными положениями.

Функция контактных пальцев 30 состоит в том, чтобы обеспечивать временный электрический контакт между электрическими контактами 10 и 12 по смещении электрического контакта 12 из замкнутого положения в разомкнутое положение, как пояснено далее в материалах настоящей заявки.

В данном примере, контактные пальцы 30 расположены в ближнем конце корпуса подвижного электрического контакта 12. Ближний конец находится напротив дальнего конца.

Контактные пальцы 30 выравнены друг с другом вдоль прямолинейного ряда параллельно оси X30.

Контактные пальцы 30 идентичны друг другу и закреплены друг к другу, с тем чтобы смещаться одновременно относительно оставшейся части подвижного электрического контакта 12.

Контактные пальцы 30 произведены из электропроводящего материала, такого как медь.

Каждый контактный палец 30 находится в электрическом соединении с клеммой 8 через не проиллюстрированные соединительные элементы, такие как медный кабель в оплетке. Контактные площадки 16 подвижного контакта 12 сформированы на контактных пальцах 30. Более точно, контактная площадка 16 установлена прямо на нижнюю поверхность каждого из контактных пальцев 30.

Фигуры с 3 по 5 более подробно представляют пример подвижного электрического контакта 12 и контактных пальцев 30.

E1 и E2 используются для обозначения противоположных боковых концевых областей ряда, вдоль которого выравнены контактные пальцы 30. C1 используется для обозначения центральной части этого ряда. Центральная часть C1 охватывает контактные пальцы 30 ряда, которые не находятся ни в одной из боковых концевых областей E1 и E2.

В данном примере, только один контактный палец 30 расположен в боковой концевой области E1 ряда. Подобным образом, только один контактный палец 30 расположен в противоположной боковой концевой области E2 ряда. Другие контактные пальцы 30 расположены в центральной части C1 ряда.

В данном примере, каждый из контактных пальцев 30 содержит удлиненную часть, по существу прямолинейную, которая продолжается, водном из своих концов, посредством изогнутой части 32, поднимающейся вверх в направлении верхней поверхности подвижного контакта 12.

Подвижный контакт 12 содержит раму 34, на которой закреплены контактные пальцы 30 посредством шарнирного соединения. Эта рама 34 расположена в ближнем конце подвижного электрического контакта 12.

Здесь, контактные пальцы 30 расположены под нижней поверхностью рамы 34, с тем чтобы их соответствующие удлиненные части тянулись параллельно этой нижней поверхности рамы 34, когда они находятся в своем первом положении.

Эта рама 34 связана с механизмом 18 смещения посредством соединительных стержней 36 для переноса движения. Для большей ясности, эти соединительные стержни 36 не проиллюстрированы на фигурах 1 и 2.

Подвижный электрический контакт 12 содержит, между своими двумя противоположными концами, боковые стенки 38, которые ограничивают углубление 39. В установленной конфигурации подвижного электрического контакта 12, это углубление 39 принимает электрические соединительные элементы, которые связывают контактные пальцы 30 с клеммой 8.

Подвижный электрический контакт 12 также содержит несколько упругих опорных элементов 40, 40', также называемых ʺприжимными элементамиʺ, каждый из которых связан с контактным пальцем 30. Каждый опорный элемент 40, 40' выполнен с возможностью прикладывать силу к соответствующему контактному пальцу 30, с тем чтобы сместить его из первого положения во второе положение. Каждый опорный элемент 40, 40' содержит по меньшей мере одну пружину, выполненную с возможностью приложения силы вдоль продольной оси соответствующего опорного элемента 40, 40', здесь, посредством приложения давления.

Опорные элементы, связанные с контактными пальцами 30, расположенными в центральной части C1 ряда, указываются ссылкой 40 и называются ʺпервыми опорными элементамиʺ. Опорные элементы, связанные с контактными пальцами 30, расположенными в боковых концевых областях E1 и E2 ряда, указываются ссылкой 40' и называются ʺвторыми опорными элементамиʺ.

В данном примере, каждый опорный элемент 40, 40' содержит две пружины, здесь, цилиндрической формы, расположенные соосно вдоль продольной оси опорного элемента и вложенные внутрь друг друга. Одна из этих пружин, называемая наружной пружиной, имеет наружный диаметр, превышающий наружный диаметр другой пружины, называемой внутренней пружиной, и ограничивает внутреннюю полость, в которой располагается внутренняя пружина. Внутренняя и наружная пружины каждого опорного элемента 40, 40' преимущественно имеют одинаковую высоту, здесь, измеряемую вдоль продольной оси. Каждая из этих внутренних и наружных пружин выполнены с возможностью обеспечения силы вдоль продольной оси соответствующего опорного элемента. Таким образом, сила, прикладываемая каждым опорным элементом 40, 40' к соответствующему контактному пальцу 30, 30', прикладывается посредством внутренней и наружной пружин, содержащихся в этом опорном элементе 40, 40'.

Опорные элементы 40, 40' расположены внутри рамы 34. Более точно, здесь, рама 34 содержит множество углублений 42, 42', каждое из которых ориентировано к контактному пальцу 30. Здесь, эти углубления 42, 42' выравнены вдоль ряда, параллельного оси X30.

Углубления, связанные с первыми опорными элементами 40, указаны ссылкой 42. Углубления, связанные со вторыми опорными элементами 40', указаны ссылкой 42'.

Углубления 42, 42' сформированы внутри рамы 34 и появляются на контактных пальцах 30 на уровне нижней части этих углублений 42, 42' и рамы 34. Здесь, углубления 42 и 42' имеют цилиндрическую форму с круглым основанием и направляющей осью X42. Высота углублений 42, 42' меньше, чем высота соответствующих опорных элементов 40, 40', когда они находятся в развернутом состоянии.

На фигурах 4 и 5, один из вторых опорных элементов 40' проиллюстрирован снаружи своего углубления 42'. Наружная пружина этого опорного элемента 40' указана ссылкой 41, тогда как соответствующая внутренняя пружина указана ссылкой 41'. Эти пружины 41 и 41', в установленной конфигурации опорного элемента 40', выравнены вдоль оси X42. Таким образом, здесь, ось X42 формирует продольную ось опорного элемента 40', когда последний принимают внутрь соответствующего углубления 42'.

Рама 34 покрыта, на верхней поверхности, крышкой 44, к которой примыкает верхний конец каждого из опорных элементов 40, 40'.

В данном примере, пружины, содержащиеся в опорных элементах 40 и 40', являются пружинами сжатия, и, таким образом, прикладывают силу сжатия к контактным пальцам 30. В установленной конфигурации подвижного контакта 12, нижний конец каждого из опорных элементов 40, 40' давит на соответствующий контактный палец 30. Здесь, эти пружины относятся к винтовому типу.

В установленной конфигурации подвижного контакта 12, опорные элементы 40, 40' принимаются в углубления, соответственно, 42 и 42' и тянутся вдоль направляющей оси X42, связанной с соответствующим углублением 42, 42'.

Вторые опорные элементы 40' имеют более высокую жесткость, чем первые опорные элементы 40, расположенные в центральной части C1. Соотношение между жесткостью каждого из двух опорных элементов 40', с одной стороны, и жесткостью каждого первого опорного элемента 40, с другой стороны, строго больше 1, и, предпочтительно, больше или равно 1.05.

Кроме того, предпочтительно, соотношение между жесткостью каждого из вторых опорных элементов 40', с одной стороны, и жесткостью каждого первого опорного элемента 40, с другой стороны, лежит в пределах диапазона [4/3; 2].

В данном примере, каждый второй опорный элемент 40' прикладывает к контактному пальцу 30, с которым он связан, контактное давление с силой, большей или равной 12 даН. Каждая первая пружина 40 прикладывает к контактному пальцу 30, с которым она связана, контактное давление с силой, большей или равной 9 даН и меньшей или равной 12 даН.

Здесь, первые опорные элементы 40 идентичны друг другу, и вторые опорные элементы 40' идентичны друг другу.

Сила контактного давления пропорциональна удлинению опорного элемента, здесь, измеряемому вдоль оси X42, когда опорный элемент принят в соответствующее углубление 42, 42'.

В данном примере, внутренняя и наружная пружины первого опорного элемента 40 являются винтовыми пружинами сжатия, здесь, изготовленными из металла, такого как сплав нержавеющей стали X10CrNi18-8HS. Эта внутренняя пружина сформирована посредством наматывания проволоки диаметром 0,7 мм и имеет коэффициент жесткости 4,88 Н/мм. Наружная пружина первого опорного элемента 40, для своей части, сформирована посредством наматывания проволоки диаметром 0,9 мм и имеет коэффициент жесткости 5,55 Н/мм. Здесь, жесткость первого опорного элемента 40 равна 10,43 даН/м.

Здесь, пружины 41 и 41' являются винтовыми пружинами сжатия, произведенными из металла, например, из сплава, производимого под торговым названием ʺSandvik Springflex SHTMʺ компанией SANDVIK AB в Стокгольме, Швеция. Пружины 41 и 41' сформированы посредством наматывания проволоки диаметром, соответственно, равным 0,9 мм и 0,7 мм и имеют коэффициент жесткости, равный, соответственно, 9,66 Н/мм и 4,87 Н/мм. Здесь, жесткость второго опорного элемента 40' равна 14,53 даН/м.

Посредством этой конфигурации опорных элементов 40 и 40', получен прерыватель 2 цепи, способный работать с токами с высокой силой тока, в то же время сохраняя удовлетворительную механическую износостойкость.

В сущности, когда токи с высокой силой тока циркулируют в контактных пальцах 30, последние подвергаются воздействию существенных электромагнитных сил. Следовательно, необходимо прикладывать к контактным пальцам 30 силу, превосходящую силу, традиционно прикладываемую в прерывателях цепи согласно предшествующему уровню техники, в которых сила тока ниже. В первом приближении, электромагнитная сила, прикладываемая к контактному пальцу 30, пропорциональна квадрату электрического тока, циркулирующего в этом контактном пальце 30.

Эти электромагнитные силы, прикладываемые к контактным пальцам 30, не распределены однородно вдоль ряда. Напротив, они выше для контактных пальцев 30, расположенных в боковых концевых областях E1 и E2 ряда, чем для контактных пальцев 30, расположенных в центральной части C1 ряда.

Опорные элементы 40', проявляющие более высокую жесткость, таким образом, размещаются в боковых концевых областях E1 и E2, где электромагнитные силы являются самыми высокими. Первые опорные элементы 40, проявляющие более низкую жесткость, расположены в центральной части C1, в которой электромагнитные силы менее высокие. Тем не менее это позволяет прикладывать достаточные отталкивающие силы к контактным пальцам 30.

Следовательно, нет необходимости заменять опорные элементы 40, расположенные в центральной части C1, опорными элементами более высокой жесткости. Это позволяет снижать общую прикладываемую силу и, следовательно, снижает механическую энергию, необходимую для закрывания механизма 18 смещения, что позволяет достигать хорошей механической износостойкости прерывателя цепи без необходимости усиливать механизм 18.

Таким образом, достигается удовлетворительный компромисс между, с одной стороны, необходимостью прикладывать контактную силу, необходимую для поддержания контактных пальцев 30 закрытыми по прохождении тока, достигающего допустимого номинального краткосрочного тока, и, с другой стороны, необходимостью обеспечить хорошую механическую износостойкость прерывателя 2 цепи.

В качестве иллюстративного примера, использование опорных элементов 40 и 40' позволяет повысить уровни эффективности прерывателя 2 цепи по сравнению с традиционным прерывателем цепи, увеличивая общую силу, прикладываемую опорными элементами 40 и 40', всего лишь на 13% на каждом полюсе. Если бы опорные элементы одинаковой, более высокой жесткости использовались для всех контактных пальцев 30, общая сила, обеспечиваемая этими опорными элементами, должна была бы быть увеличена на 33% для этого полюса. Жесткость опорных элементов должна была бы быть более высокой, что снизило бы срок службы и механическую износостойкость этих опорных элементов и, следовательно, прерывателя 2 цепи.

Преимущественно, опорные элементы 40 и 40' имеют схожие высоты, например, отличающиеся не более чем на 10% или, предпочтительно, на 5%. Эта высота измеряется вдоль опорного элемента 40, 40', когда этот опорный элемент находится в расслабленном состоянии.

Таким образом, риски выпучивания пружин, содержащихся в опорных элементах 40' или 40 во время смещения контактных пальцев 30 между их первым и вторым положениями, ограничены. Это также позволяет пружинам, содержащимся в опорных элементах 40 и 40', иметь схожую высоту, когда они находятся в сжатом состоянии. Конструкция рамы 34, таким образом, упрощается, так как все углубления 42, 42' могут иметь одинаковую высоту.

Преимущественно, первые опорные элементы 40 имеют первый наружный диаметр. Вторые опорные элементы 40' имеют второй наружный диаметр, отличный от первого диаметра.

Например, второй диаметр больше, чем первый диаметр. Размеры углублений 42, 42' приспособлены соответствующим образом.

В качестве иллюстрации, здесь, первый диаметр равен 7,3 мм, а второй диаметр равен 6,3 мм.

В данном примере, углубления 42 и 42', следовательно, схожи друг с другом и отличаются только диаметром.

Разные значения первого и второго диаметров упрощают производство подвижного электрического контакта 12 посредством избегания, на этапе промышленной сборки, случайной вставки одного из первых опорных элементов 40 в углубление 42', обеспеченное для одного из вторых опорных элементов 40'. Риск дефекта при производстве прерывателя 2 цепи, таким образом, снижается.

Далее будет описан пример работы прерывателя 2 цепи.

Изначально, прерыватель 2 цепи находится в замкнутом положении и допускает протекание тока для по меньшей мере одного полюса. Электрические контакты 10 и 12, связанные с этим полюсом, находятся в замкнутом положении, как проиллюстрировано на фигуре 1. Контактные площадки 14 и 16 находятся в электрическом контакте друг с другом и допускают циркуляцию электрического тока между клеммами 6 и 8 этого полюса прерывателя 2 цепи. Контактные площадки 14 и 16, таким образом, формируют первую область электрического контакта между электрическими контактами 10 и 12. Контактные пальцы 30 удерживаются в своем первом положении, а опорные элементы 40, 40' удерживаются в сжатом состоянии.

Когда механизм 18 смещения смещает подвижный электрический контакт 12 вокруг оси X12 в первом направлении вращения F1, контактные пальцы 30 поворачиваются, под действием опорных элементов 40 и 40', из их первого положения в их второе положение, во втором направлении вращения F2.

Так как подвижный контакт 12 продолжает смещаться в направлении разомкнутого положения, контактные площадки 14 и 16 удаляются друг от друга, разрывая первую область электрического контакта и, таким образом, предотвращая циркуляцию электрического тока между этими контактными площадками 14 и 16. В то же время под действием опорных элементов 40 и 40', контактные пальцы 30 удерживаются в своем втором положении.

Наконец, на этапе, следующем за смещением подвижного электрического контакта 12 в его разомкнутое положение, пружины 40 и 40' частично расслабляются, и контактные пальцы 30 находятся в конце перемещения в свое второе положение. Затем, электрическая дуга формируется между частями 32 и контактной площадкой 14. Затем, электрическая дуга гасится посредством дугогасительной камеры 20.

Возможны многие другие варианты осуществления.

Подвижный электрический контакт 12 может иметь другое количество контактных пальцев 30, например, равное от девяти до десяти. В данном случае, жесткость пружин 40, 40' может быть приспособлена соответствующим образом.

В качестве изменения, боковые концевые области E1 и E2 могут быть определены так, чтобы каждая из них охватывала несколько контактных пальцев 30 ряда, например, два контактных пальца 30.

В качестве примера, боковые концевые области E1 и E2 могут быть определены, в первом приближении, для заданного подвижного электрического контакта 12, исходя из максимальных значений тока, циркулирующего в разных контактных пальцах 30. Для всех контактных пальцев 30 подвижного электрического контакта 12, это может быть представлено кривой, показывающей значение тока, как функцию положения контактного пальца 30 вдоль ряда. Эта кривая обычно имеет ʺU-образнуюʺ параболическую форму и тянется между минимальным значением и максимальным значением, минимальное значение, удаленное от концов ряда. Боковые концевые области E1 и E2, таким образом, определены с каждой стороны ряда, как области ряда, для которых значение электрического тока в 1.5 раза выше минимального значения, предпочтительно, больше или равно 1.8 минимального значения. Исправления могут быть произведены, чтобы принять во внимание электромагнитные взаимодействия между разными полюсами прерывателя 2 цепи, такие как крутящие силы.

Опорный элемент, связанный с контактным пальцем 30, расположенным в первой боковой концевой области E1, может проявлять жесткость, отличную от таковой опорного элемента, связанного с контактным пальцем 30, расположенным во второй боковой концевой области E2. Тем не менее, предпочтительно использовать опорные элементы 40', которые идентичны друг другу, для контактных пальцев 30, расположенных в боковых концевых областях E1 и E2. Таким образом, промышленное производство подвижного электрического контакта 12 упрощается, так как в этом случае имеется меньшее количество типов пружин и опорных элементов, которые нужно использовать во время сборки.

Варианты осуществления и изменения, предусмотренные выше, могут быть объединены друг с другом, чтобы сформировать новые варианты осуществления.

Изобретение относится к электрическим устройствам, в частности к прерывателям электрической цепи с разделяемыми электрическими контактами. Технический результат заключается в предоставлении прерывателя электрической цепи низкого напряжения с разделяемыми контактами, обеспеченного подвижными контактными пальцами, выполненного с возможностью работы с электрическими токами высокой силы и повышенной механической износостойкостью. Этот прерыватель электрической цепи с разделяемыми электрическими контактами содержит фиксированный электрический контакт и подвижный электрический контакт, который может быть смещен между разомкнутым и замкнутым положениями и содержит: несколько электрических контактных пальцев (30), выравненных в ряд, которые могут быть смещены относительно подвижного электрического контакта; несколько опорных элементов (40, 40'), каждый из которых связан с контактным пальцем (30), чтобы прикладывать силу к этому контактному пальцу, чтобы смещать его. Опорные элементы (40'), связанные с контактными пальцами (30), расположенными в боковых концевых областях (E1, E2) ряда, имеют более высокую жесткость, чем опорные элементы (40), связанные с контактными пальцами (30), расположенными в центральной части (C1) ряда. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Прерыватель (2) электрической цепи с разделяемыми электрическими контактами, содержащий:

- фиксированный электрический контакт (10), электрически соединенный с первой соединительной клеммой (6) прерывателя цепи,

- подвижный электрический контакт (12), соединенный со второй соединительной клеммой (8) прерывателя цепи, причем этот подвижный электрический контакт (12) выполнен с возможностью смещения относительно фиксированного электрического контакта, между разомкнутым и замкнутым положениями, причем этот подвижный электрический контакт (12) содержит:

• несколько электрических контактных пальцев (30), выровненных в ряд, которые могут быть смещены относительно рамы (34) подвижного электрического контакта (12), причем эти контактные пальцы (30) выполнены с возможностью обеспечивать электрический контакт с фиксированным электрическим контактом (10), когда подвижный электрический контакт находится в замкнутом положении,

• несколько упругих опорных элементов (40, 40'), каждый из которых связан с контактным пальцем (30), чтобы прикладывать силу к этому контактному пальцу, чтобы смещать его,

отличающийся тем, что опорные элементы (40'), связанные с контактными пальцами (30), расположенными в боковых концевых областях (E1, E2) ряда, имеют более высокую жесткость, чем опорные элементы (40), связанные с контактными пальцами (30), расположенными в центральной части (C1) ряда,

причем соотношение между жесткостью опорных элементов (40'), связанных с контактными пальцами (30), расположенными в боковых концевых областях (E1, E2) ряда, с одной стороны, и жесткостью опорных элементов (40), связанных с контактными пальцами (30), расположенными в центральной части (C1) ряда, с другой стороны, лежит в пределах диапазона [4/3; 2], и

внутренняя и наружная пружина каждого упругого опорного элемента имеют разные коэффициенты жесткости относительно друг друга.

2. Прерыватель (2) цепи по п.1, отличающийся тем, что подвижный контакт (12) содержит пять контактных пальцев (30), каждый из опорных элементов (40'), связанных с контактными пальцами (30), расположенными в боковых концевых областях (E1, E2) ряда, прикладывает силу, большую или равную 12 даН, к соответствующему контактному пальцу (30), опорные элементы (40), связанные с контактными пальцами (30), расположенными в центральной части (C1) ряда, прикладывают силу, большую или равную 9 даН и меньшую 12 даН, к соответствующему контактному пальцу (30).

3. Прерыватель (2) цепи по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что каждый упругий опорный элемент (40') содержит внутреннюю пружину (41') и наружную пружину (41), вложенные и расположенные соосно вдоль продольной оси (X42) упругого опорного элемента (40') и выполненные с возможностью вместе прикладывать упомянутую силу, чтобы смещать соответствующий контактный палец (30, 30').

4. Прерыватель (2) цепи по п. 3, отличающийся тем, что внутренняя и наружная пружины (41, 41') являются винтовыми пружинами сжатия.

5. Прерыватель (2) цепи по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что опорные элементы (40'), связанные с контактными пальцами (30), расположенными в боковых концевых областях (E1, E2) ряда, имеют высоту, схожую с высотой опорных элементов (40), связанных с контактными пальцами (30), расположенными в центральной части (C1) ряда, например, равную ей с точностью до 10%, предпочтительно, с точностью до 5%.

6. Прерыватель (2) цепи по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что каждый опорный элемент (40, 40') принимают в соответствующее углубление (42, 42'), сформированное в раме (34) подвижного электрического контакта (12), тем, что опорные элементы (40'), связанные с контактными пальцами (30), расположенными в боковых концевых областях (E1, E2) ряда, имеют первый наружный диаметр, и тем, что опорные элементы (40), связанные с контактными пальцами (30), расположенными в центральной части (C1) ряда, имеют второй наружный диаметр, отличный от первого диаметра.

7. Прерыватель (2) цепи по п. 6, отличающийся тем, что второй диаметр больше, чем первый диаметр.

8. Прерыватель (2) цепи по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что опорные элементы (40'), связанные с контактными пальцами (30), расположенными в боковых концевых областях (E1, E2) ряда, идентичны друг другу.

9. Прерыватель (2) цепи по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что опорные элементы (40), связанные с контактными пальцами (30), расположенными в центральной части (C1) ряда, идентичны друг другу.