Тепловой расцепитель Советский патент 1986 года по МПК H01H61/04 H01H61/13 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к тепловым расцепителям автоматических пускателей - выключателей, предназначенных для защиты электроустановок.

Цель изобретения - снижение нотреб- 5 ляемой мощности, материалоемкости и обеспечение температурной компенсации.

На фиг. 1 изображен общий вид теплового пускателя (одна фаза); на фиг. 2 -

вании 9. Внутри цилиндрической полой детали 1 помещена подвижная деталь 3, конструкция которой аналогична конструкции, приведенной на фиг. 2.

Тепловой расцепитель работает следующим образом.

Тепловой расцепитель калибруется предприятием-изготовителем на номинальный ток уставки при среднем (нулевом) положении рычага 7 регулятора внешней регулиобщий вид нагревателя прямого нагрева ю ровки. При этом, через полую деталь 1 про- (одна фаза); на фиг. 3 - общий вид нагре-пускается пограничный ток (среднее значение тока между током срабатывания и током несрабатывания). Перемещением в осевом направлении с помощью регулировочного винта 5 устанавливается взаимное пои косвепного нагрева и

вателя прямого вид А.

Тепловой расцепитель состоит из нагревателя в виде полой детали 1, на котором расположены токоподводы 2. Внутри полой ложение подвижной детали 3 и полой детадетали 1 помещена с возможностью перемещения в осевом направлении подвижная деталь 3 с термочувствительным элементом - термопарой (место спая), механически связанная через промежуточную скобу 4 с ре- 20 гулировочны.м винтом 5, установленным в резьбовом отверстии изоляционной детали 6. Изоляционная деталь 6 механически связана с рычагом V регулятора внешней регулировки тока установки с возможностью пе- ре.мещения по направляюц1.им 8, закреплен- ным на изоляционном основании 9. Расположенные вне теплового расцепителя концы 10 термопары подключаются к катущке минимального расцепителя (не показана).

Нагреватель непосредственного нагрева JQ (фиг. 2) выполнен в виде конусной полой детали 1, изготовленной из металла с высоким удельным электросопротивлением (например из титана). На нагревателе расположены токоподводы 2. Внутри конусной полой детали 1 помещена подвижная деталь 3, состоящая из изоляционной пластины 11, на которой с помощью металлической скобы 12 закреплена термопара 13. Подвижная деталь 3 подпружинена плоской пружиной 14.

Нагреватель комбинированного (непосредственного и косвенного) нагрева (фиг. 3) выполнен в виде ци;1индрической полой детали 1, изготовленной из металла с высоким удельным электросопротивлением

ли 1, соответствующее такой тепловой связи между ними, при которой тер.моЭДС термопары вызывает срабатывание минимального расцепителя.

В обесточенном состоянии и при протекании через полую деталь 1 тока, .меньщего тока срабатывания, термоЭДС термопары недостаточна для срабатывания минимального расцепителя, а при протекании тока равного или больщего тока срабатывания, внутренняя повер.хность полой детали 1 в месте расположения спая термопары достигает температуры, при которой термоЭДС термопары вызывает срабатывание минимального расцепителя.

В процессе эксплуатации ток уставки(ток срабатывания) теплового расцепителя может быть изменен перемещением с помощью рычага 7 регулятора внешней регулировки (направления перемеп ения показаны стрелками на фиг. 1) механически связанных с 35 ним деталей 6 и 3 в осевом направлении относительно полой детали 1.

При выполнении нагревателя в виде полого конуса зона максимальной температуры смещается в сторону минимального се40

чения конуса, что позволяет уменьшить длину нагревателя, а переменное по длине на- 1 ревателя сечение позволяет повысить перепад температур на единицу длины нагревателя и благодаря этому уменьшить величину перемещения спая термопары для обес(например из титана) с продольной про- 45 печения регулировки тока несрабатывания.

резью 15 конусной формы и установленной на ней через слой изоляции 16 пластины 17 конусной формы, также изготовленной из металла с вь соким удельным электросопротивлением (например из нихрома). Цилиндрическая полая деталь 1 и пластина 17 электрически соединены между собой последовательно с по.мощью расположенных на пластине 17 дополнительных токогтодводов 18, один из которых электрически соединен с цилиндрической полой деталью 1 через то- коподвод 19, а другой - с одним из основных токоподводов 2. Цилиндрическая полая деталь 1 закреплена на изоляционном осно50

55

а, следовательно, и длину нагревателя. Уменьшение длины нагревателя позволяет снизить потребляемую нагревателем мощность и материалоемкость как нагревателя, так и конструктивно связанных с ним деталей.

Кроме того, выполнение нагревателя конусной формы позволяет при каждом из значений тока в заданном диапазоне за счет соответствующего выбора сечения обеспечить тепловое равенство по длине нагревателя и, следовательно, одинаковые условия нагрева спая термопары, при которых отсутствует линейный (в.доль оси) тепловой поток. Такое выполнение позвОоТяет снизить

вании 9. Внутри цилиндрической полой детали 1 помещена подвижная деталь 3, конструкция которой аналогична конструкции, приведенной на фиг. 2.

Тепловой расцепитель работает следующим образом.

Тепловой расцепитель калибруется предприятием-изготовителем на номинальный ток уставки при среднем (нулевом) положении рычага 7 регулятора внешней регулиложение подвижной детали 3 и полой дета

Q

ли 1, соответствующее такой тепловой связи между ними, при которой тер.моЭДС термопары вызывает срабатывание минимального расцепителя.

В обесточенном состоянии и при протекании через полую деталь 1 тока, .меньщего тока срабатывания, термоЭДС термопары недостаточна для срабатывания минимального расцепителя, а при протекании тока равного или больщего тока срабатывания, внутренняя повер.хность полой детали 1 в месте расположения спая термопары достигает температуры, при которой термоЭДС термопары вызывает срабатывание минимального расцепителя.

В процессе эксплуатации ток уставки(ток срабатывания) теплового расцепителя может быть изменен перемещением с помощью рычага 7 регулятора внешней регулировки (направления перемеп ения показаны стрелками на фиг. 1) механически связанных с 5 ним деталей 6 и 3 в осевом направлении относительно полой детали 1.

При выполнении нагревателя в виде полого конуса зона максимальной температуры смещается в сторону минимального се

чения конуса, что позволяет уменьшить длину нагревателя, а переменное по длине на- 1 ревателя сечение позволяет повысить перепад температур на единицу длины нагревателя и благодаря этому уменьшить величину перемещения спая термопары для обес

а, следовательно, и длину нагревателя. Уменьшение длины нагревателя позволяет снизить потребляемую нагревателем мощность и материалоемкость как нагревателя, так и конструктивно связанных с ним деталей.

Кроме того, выполнение нагревателя конусной формы позволяет при каждом из значений тока в заданном диапазоне за счет соответствующего выбора сечения обеспечить тепловое равенство по длине нагревателя и, следовательно, одинаковые условия нагрева спая термопары, при которых отсутствует линейный (в.доль оси) тепловой поток. Такое выполнение позвОоТяет снизить

тепловую инерцию теплового расцепителя, что особенпо важно при токах, превышающих номинальный.

Нагреватели непосредственного нагрева выполняются в виде полой конусной детали вплоть до значения тока, при котором нагреватель с минимальной толщиной стенки еще нагревается до температуры, обеспечивающей требуемую для срабатывания минимального расцепителя величину термоЭДС термопары.

При меньщих значениях тока нагреватель выполняется в виде электрически последовательно соединенных полой детали - цилиндра с минимальной толщиной стенки и пластины конусной формы, сечение которой для каждого из значений тока несрабатывания выбирается, исходя из обеспечения нагрева спая термопары до температуры, при которой величина термоЭДС термопары вызывает срабатывание минимального расцепителя.

Для уменьщения тепловых потерь пластину конусной формы необходимо устанавливать с минимальным зазором относительно наружной поверхности слоя изоляции, нанесенного на цилиндр.

Благодаря электрически последовательному соединению цилиндра и пластины конусной формы снижается тепловая инерция и повышается термическая устойчивость теплового расцепителя при токах, кратных току несрабатывания, так как в этом случае стенка цилиндра нагревается до значительных температур.

Для сохранения в этом комбинированном (непосредственном и косвенном) нагреве 35 преимуществ нагревателей конусной формы в цилиндре выполняется продольная прорезь

5

0

5

0

конусной формы, а пластина выполняется тоже конусной формы.

Благодаря использованию в качестве термочувствительного элемента термопары спай (место соединения ее проводников), который расположен внутри нагревателя, а свободные концы которой находятся вне теплового расцепителя, осуществляется температурная компенсация теплового расцепителя, так как величина термоЭДС термопары не зависит от температуры окружающей среды.

Формула изобретения

Тепловой расцепитель, содержащий нагреватель, предназначенный для подключения к катушке минимального расцепителя и выполненный в виде неподвижно установленной, нагреваемой током главной цепи полой детали, внутри которой размещена с возможностью перемещения в осевом направлении другая деталь, которая механически связана с регулятором внещней регулировки тока уставки и на которой закреплен термочувствительный элемент, включенный в цепь катушки минимального расцепителя, и токоподводы, расположенные на нагревателе, отличающийся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности и материалоемкости, а также обеспечения температурной компенсации, термочувствительный элемент выполнен в виде спая термопары, а неподвижно установленная полая деталь выполнена в виде конуса или в виде электрически последовательно соединенных цилиндра и пластины конусной формы с расположенными на ней дополнительными токоподводами, причем в цилиндре выполнена продольная прорезь конусной формы, а пластина установлена на цилиндре через слой изоляции.

ID

Фиг. 2

Вид A

Редактор И- CeivisiiiiiK Заказ 4420/52

ВНИИПИ Государетвенного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Моеква, Ж-35. Раушекая наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,

(Составитель В. Коноеов Техред И- Верее1

Тираж 64.-i

J

Корректор И. cкi Подпиеное

Изобретение относится к электротехнике, а именно к тепловым расценителям автоматических выключателей. Целью изобретения является снижение потребляемой мощности и материалоемкости устройства, а также обеспечение температурной компенсации. Тепловой расцепитель содержит нагреватель в виде полой детали 1, внутри которой может перемещаться в осевом направлении термочувствительный элемент - термопара 3, причем полая деталь для непосредственного нагрева выполнена в виде конуса, а для комбинированного нагрева - в виде цилиндра с продольной прорезью конусной формы. При протекании тока, равного или большего тока срабатывания, внутренняя поверхность полой детали в месте расположения спая термопары достигает температуры, при которой термоЭДС термопары вызывает срабатывание расцепителя. Ток срабатывания может быть изменен перемещением термопары вдоль оси полой детали. 3 ил. сл 1 N) СП ГчЭ о 05