Коммутационное устройство Советский патент 1983 года по МПК H01H3/32 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроаппаратостроению, и касается сильноточных контактов торцового типа. Известно коммутационное устройство, в котором пордень насоса, при водимый от качающегося диска.через кривсниипно-шатунную передачу, при каждой коммутации подает строго опр деленную порцию масла под поршень подвижного контакта вакуумно-дугога сительной Кс1меры и, тем г самым, обеспечивается его постоянный ход незав симо от износа. Возврат поршня и за мыкание контактов осуществляются пр жиной 1 . Недостатками этого устройства яв ляются довольно сложная конструкция и ограниченная область применения, в частности, оно практически неприменимо к выключателям с наружной во душной изоляцией вследствие труднос тей эксплуатации, вызванных примене нием в этом случае сложной системы гидравлических уплотнений и увеличе нием количества ревизий, вызванных периодическим пополнением масла в гидроприводе. Кроме того, это устро ство имеет относительно небольшой срок службы, так как вследствие неизбежных утечек масла поршень под действием пружины постепенно передвигался бы к .положению замыкания контактов,.а это отрицательно сказы вается на работе всего выключателя. Известно также коммутационное устройство, содержащее неподвижный контакт, подвижный контакт с контактодержателем, гайку с рифленой поверхностью, навинченную на контактов держатель, и орган управления 2 . Указанное устройство имеет упрощенную конструкцию по сравнению с устройством Ш f однако характеризуется относительно низкой надежность вследствие отсутствия контроля, регу лирования и ограничения величины отвинчивания гайки, что отрицательно сказывается на его эксплуатации, так как приводит к постепенному уменьшению хода подвижного контакта и, в конечном счете, возможному возникновению аварии - электрическому пробою межконтактного промежутка в разомкнутом состоянии или к чрезмерному за тягиванию дуги при отключении, т.е. к снижению срока службы устройства. Целью изобретений является повышение надежности и увеличение срока службы. Указанная цель достигается тем, что коммутационное устройство, содер жащее неподвижный контакт, подвижный контакт с. контактодержателем, гайку с рифленой поверхностью, навинченную на контактодержатель, и орган управления, снабжено держателем, упором, подпружиненной.втулкой и двумя пружи нами крученияi поверхностью втулки, обращенная к упомянутой рифленой поверхности гайки, выполнена рифленой, а поверхности гайки и органа управления, обращенные друг к другу, а также поверхности упора и втулки, обращенные друг к другу, выполнены также рифлеными, указанный держатель закреплен на органе управления, упор жестко закреплен на держателе, а подпружиненная втулка установлена соосно с контактодержателем подвижного контакта, одна пружина кручения установлена на гайке так, что один е конец закреплен на гайке, а другая пружина кручения установлена на втулке так, что один ее конец закреплен на втулке, а другой - на держателе , при этом пружины кручения имеют встречную,навивку, жесткость пружи-, ны кручения, установленной на гайке, меньше жесткости пружины кручения, установленной на втулке, и пружина кручения установлена на гайке,так, что способствует отвинчиванию гайки с контактодержателя подвижного контакта. Такое выполнение устройства позволяет выдерживать постоянную величину разгона, т.е. энергии приводного элемента при ртключении путем гфиварившихся контактов, что ПРИВОДИТ к меньшим динамическим нагрузкам и увеличению срока службы сильфона, в случае применения в выключателях с вакуумными дугогасительными камерами, ввиду сохранения неизменной ударной деформации сильфона, являющегося в настоящее время элементом, определяющим долговечность вакуумной дугогасительной камеры, а следовательно, и всего устройства в целом. На фиг. 1 изображено коммутационное устройство в отключенном положении контактов; на фиг. 2 - то же, во включенном положении контактов. На контактодержатель 1 навинчена гайка 2, имекяцая рифленые поверхности 3 и 4. Приводной элемент, выполненный в виде траверсы 5, через тяги 6 связан с приводным механизмом (не показан), который предназначен, для передачи движения тягам и взведения отключающей 7 и контактной 8 пружин. Движение тяг 6 и траверсы 5 на отключение вверх ограничено демпфирующим упором (не показан). Ход тяги б и травеЕ)сы 5 постоянен. Под действием контактной пружины 8 поверхность 9 гайки 2 прижимается к поверхности 10 траверсы 5 (в отключенном положении), а зубья рифленой поверхности 11 траверсы 5 перекрываются зубьями рифленой поверхности 4 гайки 2. Один конец пружины кручения 12 закреплен на гайке 2, а другой - на держателе 13, жестко закрегтленном на траверсе 5 . Hai этой же траверсе 5 установлен и жестко закреплен упор 14 с рифленой поверхностью 15 и втулка 16 с рифленой поверхностью 17. Упор 14 неподвижен относительно тяг 6 и траверсы 5, но может перемещаться одновременно с ними, втулка 16.подвижна и относительно траверсы 5, и относительно тяг б.

Зубья поверхностей 15 и 17 направ лены навстречу друг другу. Рифленая поверхность 18 втулки 16 расположена против рифленой поверхности 3 гайки 2, зубья этих поверхностей также наiпpaвлeны встречно.

Втулка 16 установлена с возможностью перемещения как вдоль оси дви;Жения траверсы 5 и контактодержателя 1, так и вокруг этой оси. Один конец пружины кручения 19 закреплен на втулке 16, а другой конец - на держателе 13.. Втулка 16 подпружинена п{ ужиной сжатия 20.

Крутящий момент пружины кручения 12 направлен в сторону отвинчивания гайки 2, т.е. на отключение контакто его величина выбирается чуть больше сил трения гайки на держателе (в положении отсутствия контакта гайки с траверсой) так, чтобы за время включения гайка 2 не могла повернуть ся под действием пружин кручения 12 более, чем на 1/10-1/4 оборота, что должно приблизительно соответствовать величинезубьев рифленых поверхностей 4 и 11.

Таким образом, величина завода пружины кручения 12 зависит .от сил трения, массы гайки и времени поджатия подвижного контакта 21 к неподвиному 22, т. е. времени от момента касания контактом 21 контакта 22 и до момента касания поверхностей 3 и 18. Направление крутящего момента завинчивающей пружины кручения 19 противоположно направлению крутящего момента отвинчивающей пружины кручения 12 (они имеют встречную навивку), а его величина превышает величину кртящего момента этой пружины.

Пределы величины крутящего момента пружины кручения 19 выбираются с таким расчетом, чтобы при поднятии гайкой 2 втулки 16 над относительно неподвижным упором 14 пружина кручения 19 могла бы преодолеть как силы трения, так и крутящий момент пружины 12, но, наряду с этим, она не смогла бы преодолеть сил сопротивления относительному движению поверхностей 15 и 17 при контактировании упора 14 и втулки 16 под действием пружины сжатия 20.

Устройство работает следующим образом.

:, В отключенном состоянии ( фиг. i тяга б и траверса 5 находятся под

действием пружины отключения 7 в крайнем верхнем положении. Под действием контактной пружины 8 гайка 2 прижата своей поверхностью 9 к поверхности 10 траверсы 5, а храповые зубья рифленой поверхности 4 гайки 2 перекрываются зубьями рифленой поверхности 11 траверсы.5. Поэтому гайка 2 не может свинтиться вверх под действием слабой отвинчивающейся пружины кручения 12 даже при вибрациях выключателя. Следовательно, зазор а между контактами 21 и 22 фиксирован в отключенном положении.

При включении тяги 6 тянут от привода траверсу 5 вниз, преодоле вая сопротивление отключающей пру ины 7. До момента каеания подвижного контакта 21 с неподвижным 22 гайка 2 следует за траверсой 5, не отрываясь. После касания контактов при дальнейшем движении тяг 6 и траверсы 5, преодолевающих сопротивление пружин .7 и 8, гайка 2 остается неподвижной и между ней и.траверсой 5 образуется и увеличивается зазор до конечной величины Ь . Сжатие контактной пружины 8 обеспечивает не обходимое нажатие контактов. -Связанный жестко с траверсой 5 держатель 13 приближается к гайке 2 и в конечном включенном положении втулка 16 касается гайки 2. Храплвые рифленой поверхности 18 втулки 16 перекрывгиотся храповыми зубьями рифленой поверхности 3 гайки 2 (фиг. 2). Поскольку крутящий момент пружины кручения 19 направлен противоположно и по величине больше крутящего момента пружины кручения 12, втулка 16 пытается на.винтить гайку 2 на контактодержатель 1. Но при неизношенных контактах 21 и 22 храповые зубья поверхности 17 втулки 16 перекрываются храповыми зубьями поверхности 15 относительно неподвижного упора 14 и тем самым препятствует вращению втулки 16 и, следовательно, гайки 2. Есл же контакты изнашиваются на величину S , то зазор а увеличивается на велчину Ь в .отключеннс л состоянии. При неизменном ходе траверсы, равным а+ f Ь, гайка 2 перемещается на величин а + В и во включенном положении зазор между поверхностями 9 и 10 будет уже равен Ь - 5 , и зубья поверхностей 3 и 18 не будут перекрываться Теперь уже под действием пружины кручения 12 гайка 2 будет постепенно отвинчйватся с контактодержателя 1 до касания зубьев поверхностей 3 и 18, пытаясь восстановить зазор Ь .

За время образования зазора Б гайка 2 под действием пружины кручения 12 может все же отвинтиться с контактодержателя 1, уменьшив зазор а между контактами. Ввийу незначительной величины избыточного крутящего момента пружины 12 по сравнению с силгшй трения и кратковременности (0,01-0,02 с) хода подвижных частей при поджатии пружины 7 (образование зазораЬ) поворот гайки 2 невелик. Тем не менее, при многократных коммутациях гайка 2 может отвинтиться на заметную величину. В этом случае увеличится зазор Ь выше установочного и при включении контактов втулка 1$, упираясь в гайку 2, поднимается в направлении, противополож ном действию пружины сжатия 20, над относительно неподвижным упором 1.4. При этом храповые зубья-, поверхнос-г тей 15 и 17 выйдут из зацепления, пружина кручения 19, преодолевая уси лие пружины кручения 12 и сил треtl 19 17 № Фиъ1 ,ния, повернет втулку 16 вместе г гайкой 2 с помощью зубьев поверхностей 3 и 18, навернув гайку 2 на контактодержатель 1. Поворот будет ограничен входом в зацепление зубьев поверхностей 15 и 17. Таким образом, восстановлен зазор & во включенном состоянии и зазор а в отключенном. Таким образом, изобретение позволяет обеспечить надежную работу благодаря четкому контролю и выдерживанию неизменным хода подвижного контакта коммутационного аппарата, независимо от износа контактов. При этом регулировка хода подвижного контакта может быть осуществлена с точностью до 0,03-0,5 мм. 19

КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее неподвижный контакт, подт вижный.контакт с контактодержателем, raiRKy с рифленой поверкностью, .навинченную на контактодержатель, и орган управления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и увеличения срока службы, оно снабжено держателем, упором, подпружиненной втулкой и двумя пружинами кручения, поверхность втулки, обращенная к упомянутой рифленой поверхности гайки, выполнена рифленой, а поверхности гайки и органа управления, обращенные друг к другу, а также, поверхности упорами втулки, обращенные друг.к другу, выполнены также рифлеными, указанный держатель закреплен на органе управления, упор жестко закреплен на держателе,,а подпружиненная втулка установлена соосно с контактодержателем подвижного контакта, одна пружина кручения установлена на гайке так, что один ее Конец закреплен.на гайке, а другой - на держателе, а другая пружина кручения установлена на втулке так, что один ее конец закреплен на втулке, а другой - на держателе, (Л при этом пружины кручения имеют встречйую навивку жесткост1з пружины кручения, установленной на гайке, меньью же.сткости пружины кручения, установленной на втулке, и пружина кручения установлена на гайке,так, что способствует отвинчиванию гайки с контактодержателя подвижного конк такта. 7 5 Фаг.1