Селективный автоматический выключатель Советский патент 1986 года по МПК H01H77/10 

движение контактодержателя (К) 5 и контакта 8 на включение может замедлиться и К 5 не сможет занять положения, соответствующего возможности перелома звеньев 26 и 27 механизма. За счет деформации пружины сжатия 33 звена 2,6 и выбора предусмотренного зазора А между опорными поверхностями обоймы 29 и пальца будет обеспечена дополнительная степень свободы между опорными шарнирами 25 и 28 механизма свободного расцепления, благодаря чему центральный шарнир 25 под действием включающей пружины 24 при фиксированном недовключенном положении подвижного К 5 переместится в положение, соответствующее мертвому положению ломающихся звеньев 26 и 27, которые за счет пружины звена 26 перейдут через положение полностью выпрямленных. При уменьшении противодействуютих включению усил-ий под действием выпрямляющейся пружины К 5 окончательно займет положение, соответствующее включенному состоянию выключателя и полному провалу|его контактов. При этом полное включение выключателя обеспечивается таким образом, что подвижному К 5 нет необходимости при выборе провала контактов продвигаться в направлении малоподвижного К 2 на величину, большую, чем величина полного провала контактов в соответствии с тем, как это требуется обеспечить согласно кинематике традиционного селективного автоматического выключателя (АВ). Отключение предлагаемым АВ цепи с током К 3 происходит как и у обычного серийного селективного выключателя при автоматическо (Срабатывании расцепителя аварийного отключения 22 посредством механизма свободного расцепления.2 з.п.ф-лы,2

Изобретение относится к автоматическим выключателям (АВ), предназначенным для .селективной защиты цепей от токов короткого замыкания /VXXx/VV/y//VX/VX X/V7 (КЗ). Цель изобретения - повышение включающей и предельной коммутационной способности селективного автоматического выключателя. При повороте рукоятки 15 против часовой стрелки под действием пружины 24 механизм в определенный момент времени начинает смещение центрального шарнира 25 механизма свободного распределения к положению, соответствующему переломному положению ломающихся звеньев 26 и 27 механизма и положению полного включения контактов 7 и 8 выключателя. Начиная с момента замыкания контактов, в результате протекания тока КЗ через компенсатор возникает нарастающая и противодействующая полному (Л выключению выключателя электродинамическая сила компенсатора. Вследствие зтого при включении предельного тока и тока одноразовой предельной коммутационной способности выключателя 1C о 00 со ////////// //f/

Изобретение относится к низковольтным электрическим коммутационным аппаратам, в частности к автоматическим выключателям (АВ), предназначенным для селективной защиты цепей от токов короткого замыкания (КЗ).

Цель изобретения - повьш ение включающей и предельной коммутационной способности селективного автоматического выключателя.

На фиг.1 изображен селективный автоматический выключатель во включенном положении, продольный разрез; на фиг.2 - вариант конструкции упругого звена шарнирного механизма.

Вьжлючатель ( фиг. I) содержит электродинамический компенсатор отбора .контактов, вьтолненный в виде неподвижной токоведущей скобы 1, охватывающей малоподвижный контактодержатель 2. Компенсатор 1 снабжен пружиной 3, создающей в ограниченной зоне нахождения малоподвижного контактодержателя 2 момент относительно оси его : вращения, и изоляционную пластину 4, .ограничивающую зону искусственного

увеличения провала контактов при токе КЗ, как упор для малоподвижного контактодержателя 2. Подвижньй контактодержатель 5 посредством шарнира 6 связан с механизмом свободного расцепления, выполненным по принципу шарнирного механизма и с ломающимися звеньями для обеспечения моментного замыкания и размыкания контактов. Контакты 7 и 8 укреплены соответственно на малоподвижном 2 и подвижном 5 контактодержателях. Подвижный контактодержатель 5 соединен с токоподводом 9 гибким соединением и вращается на оси, укрепленной на неподвижной опоре 10. В случае исполнения выключателя многополюсным подвижные контактодержатели 5 полюсов связаны между собой при помощи изолированной траверсы 11, образуя систему подвижными рогами (частями контактодержателей 2 и 5), расположены в пространстве дугогасительной камеры 12 с деионной решеткой. Контактное нажатие, во включенном положении выключателя создается пружиной контактного нажатия 13, Узел 14,, содержащий пружину контактного нажатия 13, являет ся узлом обеспечения искусственного увеличения провала контактов при то ке КЗ. Оперирование выключателем пр изводится с помоп ью рукоятки 15. Расцепляющий рычаг 16 механизма свободного расцепления зацеплен за защелку 17, которая, в свою очередь зацеплена за отключающую рейку 18, имеющую возможность поворачиваться относительно оси вращения, закреплен ной на неподвижной опоре 19. Защелка 17 может поворачиваться вокруг оси 20, расположенной на фиксированной опоре 21 , Расцепитель аварийного отключения 22 предназначен для расцепления меха низма свободного расцепления при токах, превыщающих установку его тока срабатывания. Для этого он снабжен штоком 23. С помощью пружины 24 цент ральный шарнир 25 ломающихся звеньев 26 и 27 механизма связан с рукояткой 15. Звено 27 при помощи опорного шар нира 28 соединено с расцепляющим рычагом 16 механизма свободного расцепления . Звено 26 шарнирного механизма, не посредственно соединенное с подвижным контактодержателем 5,- вьшолнено упругим, причем деформация указанного упругого звена 26 выбрана минимальной величины, обеспечивающей при нахождении подв11жного контактодержателя 5 в положении касания с малопод вижным контактодержателем 2 переход звеньев 26 и 27 шарнирного механизма через мертвое положение, а жесткость пружины 3 компенсатора 1 по от ношению к жесткости пружины 13 контактного нажатия выбрана такой, чтобы момент пружины 3 компенсатора 1 в середине малоподвижного контактодержателя 2 относительно оси его вращения превышал подобный момент пружины 13 контактного нажатия в 2-3 раза и обеспечивался при нахождении малоподвижного контактодержателя. 2 в зоне искусственного увеличения его провала при токе короткого замыкания На фиг.2 изображен вариант конструкции упругого звена 26 шарнирного механизма связи подвижного контактодержателя 5 с механизмом свободного расцепления. Упругое звено 26 вьшолнено составным из обоймы 29, вьтолненной в виде стакана со сквозным отверстием 30, продольная ось которого перпендикулярна продольной оси стакдна, стержня 31 с сквозным отверстием 32, продольная ось которого перпендикулярна продолной оси обоймы 29 и цилиндрической пружины сжатия 33. Стержень 31 установлен в обойме 29 с возможностью перемещения вдоль ее продольной оси в заданных пределах и одним из торцов упирается в ци- линдрическую пружину сжатия 33, что в своих крайних положениях стержень 31 имеет возможность жесткой передачи усилия на обойму 29 в направлении своего движения. Стержень 31 сочленен с обоймой 29при помощи дополнительного пальца 34, пропущенного через отверстия 30и 32, причем диаметр поперечного сечения сквозного отверстия 30 имеет такую- величину, что между опорной поверхностью обоймы 29 и пальцем 34 в месте их сочленения обеспечивается наибольший зазор, соответствующий продольному изменению длины упругого звена 26. Использование в конструкции АВ двухзвенной связи механизма свободного расцепления с подвижным контактом, а также вместо жесткого звена, соединенного непосредственно с контактодержателем подвижного контакта, упругого, способного под действием на него нагрузки, превьшающей заданную, изменять свою длину на определенную величину, позволяет повысить предельную включающую способность селективного .выключателя, снабженного компенсатором отброса контактов, повысить надежность работы его при включении цепей с предельными токами КЗ и тем самьм повысить предельную коммутационную способность выключателя. Осуществление не жесткой, а упругой связи подвижного контакта с механизмом свободного расцепления дает возможность за счет упругой деформации звена связи обеспечить в процессе включения цепи на предельнь Й ток КЗ необходимую для переламывания звеньев шарнирного механизма степени свободы, результатом чего является полное включения контактов выключателя. Жесткость или коэффициент, упругости звена обеспечиваются такими, чтобы при коммутировании номинальных токов звено не проявляло своих упругих свойств, а оставалось жестким. Исходя из этого, усилие начальной деформации звена, рассматриваемое на линии середины контактов, не менее чем на 10-15% должно превышать усилие нрузки ны контактного нажатия, . Включение выключателем цени на ТОК КЗ происходит следующим образом. При повороте рукоятки 15 против часовой стрелки под действием пружины 2А механизм в определенный момент времени начинает смещение центрально го шарнира 25 механизма свободного расцепления к положению, соответству ющему переломленному положению ломающихся звеньев 26 и 27 механизма и положению полного включения контакто 7 и 8 выключателя. ОднакоJ начиная с момента замыкания контактов, в результате протекания тока КЗ через компенсатор возникает нарастайщая и противодействующая полному включению выключателя электродинамическая сила компенсатора. В силу этого при включении предельного тока и тока одноразовой пре дельной коммутационной способности вьжлючателя движение контактодержателя 5 и контакта 8 на включение может замедлиться и контактодержатель 5 не сможет занять положение, соответствующее возможности перелома звеньев 26 и 27 механизма. Тогда за счет деформации пружины сжатия 33 звена 26 и выбора предусмотренного зазора А между опорными поверхностями обоймы 29 и пальца 34 будет обеспечена дополнительная степень свобо.ды между опорными шарнирами 6 и 28 механизма свободного расцепления, благодаря чему центральный шарнир 25 под действием включающей пружины 24 при фиксированном недовключенном положении подвижного контактодержателя 5 переместиться в положение, соответ ствующее мертвому положению ломающихся звеньев 26 и 27, указанные звенья за счет пружины 33 звена 26 перейдут через положение полностью выпрямленных, и при уменьшении проти водействующих включению усилий под действием выпрямляющейся пружины 33 контактодержатель 5 окончательно за мет положение, соответствующее вклю ченному состоянию выключателя и пол ному выбору провала его контактов. При этом полное включение выключате ля обеспечивается таким образом чт подвижному контактодержателю 5 нет 13и необходимости при вьйсре провала контактов продвигаться в направлении малоподвижного контг.ктодержателя 2 на величину, большую, чем величина полного провала контактов (как это требуется обеспечить согласно кинематике традиционного селективного АВ). Таким образом, не изменяя кинематики включающего механизма АВ и величины одного из основных конструктивнь х параметров АВ - провала контактов, обеспечивается повышение включающей способности АВ. Отключение предлагаемым АБ цепи с током КЗ происходит как у обычного серийного селективного выключателя при автоматическом срабатывании расцепителя аварийного отключения 22 посредством механизма свободного расцепления. Во избежание существенной потери провала и нажатия на контактах в результате выбора люфтов и упругих деформаций контактного устройства АВ в вьшлючателе предусматривается искусственное увеличение провала контактов путем так назьтааемого слежения малоподвижным контактом положения подвижного контакта под действием электродинамического усилия компенсатора отброса контактов. В результате отжатия подвижного контактодержателя 5 на величину номинального значения провала, малоподвижный контакт 7 не становится на упор, а следует за подвижным контактом 8 вплоть до положения, когда малоподвижный контактодержатель 2 достигнет изоляционной пластины 4. В этой зоне искусственного увеличения провала контактов (от положения, соответствующего их касанию, до достижения неподвижным контактодержателем 2 малоподвижного контакта 7 пластины 4) действует пружина 3 компенсатора 1, создающая противонапра}зленный отжатию подвижного контактодержателя 5 момент относительно оси вращения малоподвижного контактодержателя 2, который превышает рабочий момент пружины контактного нажатия 13 в 2-3 раза. При меньшей степени превышения указанного момента величина момента, противодействующего моменту отжимающего Зсилия компенсатора при токе КЗ, недостаточна для обеспечения минимально необходимой жесткости контактной

системы АВ при предельных сквозных токах -3. При большей степени превышения томента величина упомянутого момента превышает маскимально допустимую, исходя из условий обеспечения нормальной работы контактов в режиме слежения при предельных сквозных токах КЗ (возможен отброс контактов при малой величине провала контактов). Кроме того, благодаря проти- 10 водействию со стороны пружины 3 компенсатора замедляется противонаправленное включению движение малоподвижного контакта при включении, что создает в предлагаемом АВ более благоприятные условия для перелома звеньев механизма при включении предельных токов КЗ. Таким образом, уси лие пружины 3 компенсатора во всех неблагоприятных для контактной сиетемы случаях способствует повышению надежности функционирования контактной системы селективного АВ как при включении, так и при пропускании с заданной выдержкой времени предельных токов КЗ. Формула изобретения 1. Селективный автоматический выключатель, содержащий контактную сис тему, включающую в себя подвижный и малоподвижный контакты, узел для обеспечения искусственного увеличения провала малоподвижного контакта при-токе короткого замыкания, включающий в себя пружину контактного нажатия, электродинамический компенсатор отброса контактов с пружиной компенсатора, дугогасительное устрой ство, расцепитель аварийного отключения и механизм свободного расцепления, кинематически связанный с под вижным контактом посредством звеньев механизма, отличающийся тем, что, с целью повышения включающей и предельной коммутационной способности, кинематическая связь механизма свободного расцепления с подвижным контактом осуществлена путем двухзвенного шарнирного механизма, одно из звеньев шарнирного механизма

непосредственно соединенное с подвижным контактом, выполнено упругим, причем деформация указаннс5го упругого звена выбрана минимальной величины, обеспечивающей при нахождении подвижного контакта в положении касания с малоподвижным контактом перехода звеньев шарнирного механизма через мертвое положение, а жесткость пружины компенсатора по отношению к жесткости пружины контактного нажатия выбрана такой, чтобы момент пружины компенсатора в середине малоподвижного контакта относительно оси его вращения превьщ1ал подобный момент пружины контактного нажатия в 2 3 раза при нахождении малоподвижного контакта в зоне искусственного увеличения его провала при токе короткого замыкания. 2. Выключатель по п.1, отличающийся тем, что упругое звено шарнирного механизма выполнено составным из обоймы, стержня и цилиндрической пружины сжатия, упомянутый стержень установлен в обойме с возможностью перемещения вдоль ее продольной оси в заданных пределах и одним из торцов упирается в цилиндрическую пружину сжатия. 3. Выключатель по п.2, о т л ичающийся тем, что обойма упругого звена выполнена в виде стакана со сквозными отверстиями, продольная ось которого перпендикулярна продольной оси.обоймы, в свободном конце стержня, расположенного в обойме, также выполнено сквозное отверстие, продольная ось которого перпендикулярна продольной оси обоймы, указанный стержень сочленен с обоймой при помощи дополнительного пальца, пропущенного через указанные сквозные отверстия, причем диаметр поперечного сечения сквозного отверстия, выполненного в обойме, имеет такую величину, что между опорной поверхностью обоймы и альцем в месте их сочленения обес- печивается наибольший зазор, соответствующий продольному изменению длины упругого звена.

30

фи.2