Токоограничивающее устройство для автоматических выключателей Советский патент 1989 года по МПК H01H73/02 

установленный на ПК, осуществлено шунтирование ПК электрической цепью, состоящей из вспомогательных контактов (ВК),15 и 18, гибкого соединения 19 и катушки (К) 14 электромагнита 10,

сердеч11ик 1 1 которого механически соединен с ПК скобой 12, охватывающей его по всему периметру поперечного сечения, с возможностью размыкания ВК при втягивании в К. 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности работы в режимах токов перегрузки. В токоограничивающем устройстве для автоматических выключателей, содержащем изоляционный корпус 1, контактные 4 и 5 и дугогасительную 20 системы, подвижный термобиметаллический /ПК/ 3 и неподвижный 2 контактодержателию, упор 8, установленный на ПК, осуществлено шунтирование ПК электрической цепью, состоящей из вспомогательных контактов /ВК/ 15 и 18, гибкого соединения 19 и катушки /К/ 14 электромагнита 10, сердечник 11 которого механически соединен с ПК скобой 12, охватывающей его по всему периметру поперечного сечения, с возможностью размыкания ВК при втягивании в К. 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматическим вы- , ключателям с устройствами для ограничения аварийных токов.

Цель изобретения - повышение надеж ности работы Б режимах токов перегрузки.

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство, разрез; на фиг.2 - токо- ведущая система в исходном коммута- ционном состоянии; на фиг.З - то же, при разомкнутьсх вспомогательных контактах; на фиг.4 - то же, при отбросе главных контактов; на фиг.З - то же, после отключения аварийного тока.

Токоограничивающее устройство для автоматических выключателей состоит ИЗ изоляционного корпуса 1, неподвижного 2 и подвижного 3 контак годержа- телей с контактными накладками 4 и 5 (главные контакты). Причем, только подвижный контактодержатель иьпшлнен из термобиметалла, активным слой которого обрашен к ньподвижкому кинхак- тодержателю. Ось 6 вращения подвижног контактодержателя расположена в скобе 7, прикрепленной к нижнему его концу. С другой стороны нижнего конца подвижного контактодержателя к егс активном слою крепится упор 8. Контактное нажатие создается пружиной 9.

Токоограничивающее устройство содержит электромагнит 10, например соленоидного типа, сердечник 11 которого с одной стороны соединен со скобой 12, выполненной в виде замкнутой петли, охватывающей по- движньй контактодержатель 3, а с другой - с толкателем 13. Катушка )4 электромагнита 10 электрически соеди- нена с верхним концом подвижного контактодержателя 3 и подвижным вспомогательным контактом 15, поворачивающимся вокруг оси 16 и подпружиненным пружиной 17. Неподвижный вспомога- тельный контакт 18 вьтолнен в виде детали, одновременно служгицен выводом токоведущей системы токоограш-гчиваю- щего устройства. Гибкий токоподвид 19

осуществляет электрическую связь неподвижного вспомогательного контакта 18 с нижним концом подвижного контактодержателя 3.

Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществлено щунтирование термобиметаллического подвижного контактодержателя электрической цепью состоящей из катушки 14 электромагнита 10, подвижного 15 и неподвижного 18 вспомогательных контактов. Дпя гаиения электрической дуги в устройстве используется дугогасительная решетка 20, закрытая крышкой 21.

Токоограничивающее устройство работает следующим образом.

В режиме токов перегрузки общий ток 1 (фиг.2), протекающий по не- иодзижи. му контактодержателю 2, после 11р1 кождения через контактные паклад- Kif 4 и 3 развь твляется на две ветвь: часть тока ig гечет по термобиметал . нчеекому подвижному коитак гол.ержате- лю 3, другая часть . по ат;у1ьк«,: 14 аль. К громагнита и вспомогя iч льнЬ М кои T-iKiaM 15 и 18,

Распределение TOKOJI i-o ь; гьлм параллельной электрической Ц( осуществляется обратно пропирциоиа 1ъио электрическим сопротивяеникм этих ветвей. В данном случае термобиметаллический контактодержотель имеет удельное электрическое сопрчтизленпц на два порядка больше, чем элементы ш нтирующей цепи. выполие1 ныс из меди Это является прич1)Ной т .ъ-ч1, qTo электрическое сопротивление термобиметаллического контакт1)держит ;ля существенно больше элек 1 рическс го сопротиг4Л ния шунтирующей цепи к ВРПИЧИНЯ, юка i. через термобиметалл С , стан яет единицы процента от обще го тока перегрузки.

Отключение тока пере;рузки осуществляется тепловым расцепителем автоматического выключателя, с которым последовательно соединено токо- сч раничивающее устройство. Время отключения пускового (шестн-семикратного

от HohopianbHoro) тока перегрузки находится в диапазоне 1 - 15с. За такой небольшой промежуток времени термобиметаллический контактодержа- тель не успевает нагреваться малой величиной тока ij до температуры, которая может вызвать деформацию тер- мобиметапла, способную преодолеть

нажатие контактной пружины 9 и развес- д сердечник в исходное положение не ти контакты 4 и 5.возвращается, так как скоба 12,

Таким образом, усилие, вызываемое деформацией термобиметаплическиго подвижного контактодержателя 3 при

связанная механически с сердечник охватьшает термобиметзиплнческий подвижный контактодержятель и пол

протекании тока перегрузки, невелико 15 пне сердечника электромагнита опре

и контактное нажатие главных контактов 4 и 5 остается практически неиз- мениьм по сравнению с номинальным :. режимом. В результате этого переходное сопротивление главных контактов, от которого зависит их нагрев, тоже существенно не изменится, что исключает перегрев контактов, их возможное сваривание и обеспечивает повьппение надежности работы устройства.

В режиме откпючения токов короткого замыкания нарастающий аварийный ток протекает по двум параллельным ветвям токоведущей системы устройства: термобиметалличесКому иодвижному контактодержателю 3 и гибкому токо- подводу 19} катушке 14 электромагнита, вспомогательнь м контактам 15 и 18. При достижении током кор пкого замыкания величины уставки срабатывания электромагнита сердечник 11 электромагнита втягивается в кятушку h толкатель 13, ударяя по подвижному вспомогательному контакту 15, отводит его от неподвижного вспомогательного контакта 18. Цепь, шунтирующая термобиметаллический подвижный контактодер жатель, размыкается без электрической дуги на вспомогательных контактах и весь аварийный ток начинает протекать по нему (фиГоЗ)о Резкое увеличение тока через термобиметалл приводит к быстрому его нагреву и деформации. Одновременно на термобиметаллический подзижньй контактодержатель действуют электродинамические усилия от токов, протекающих в противоположных направлениях по неподвижному 2 и подвижному 3 контактсдержателям. В результате термобиметал-пический подвижный кон гактодерждтель быст )ci отбрасывается от нелк движного, и главные контакты 4 и 5 размыкают ся (фиг. Электрическая дуга, возникающая между

главными контактами, ог-ракичивав аварийный тек своим сопрогивлекием, после чего она перемещается в дугогаситель -ую решетку 20, где и гаснет о

После размыкЕчия вспомогательных кснтактов 15 и 18 катушка электромагнита обесточивается, однако его

связанная механически с сердечником, охватьшает термобиметзиплнческий подвижный контактодержятель и положе

5

0

0

5

0

5

делается положением термобиметаллического подвижного контактодержателя 3. Э(о исключает повторное замыкание вспомог ательных контактов и уменьшение тока в цепи термобиметаллического подвижного контактодержателя, а следовательно , уменьшение силы, раз- , кл1 дцей главные контакты.

В процессе гашения дуги ток, протекающий по т лавным контактам, уменьшается, следовательно, уменьшаются и электродинамические усилия, действую дие на термобнме гачлический подвижный контактодержатель, и он ь.ччинает сближаться с неподвижньги Kuii актедержа ел11М, Однако замыкания главных контактов происходит, та как упир 8 приход.-.. в соприкос- нг Вение с изоляционным корпусом 1 , прег.нтс гвуя д;1Л.ьнейШ Му перемещению терм . бнметаллического подвижного ко11такт(.) ели (фит- 5), Затем по остывания термобиметалла он принимает первоначалbH TO форму, обесиечиван замыкание вспомогательньсх и главнЬ1Х контакт1-)в при возврате устройства в исходное с :с тонкие.

Таким образом, в иред пагаемом устройстве процесс медленного возврата главных контактов в исходное состояние позволяет ссзхранить надежность работы при токах короткого замыкания, достигнутую в прототипе.

Предлага.мое усгройстьс в сравнсгнии с известным oбJiaдaeг большей надежно- CTbJo при токах перегрузки и более экон . мично по расходу г о биметалла.

50

55

Формула

обретения

Токоограничиь-нощее ус гроистр для а--. . оматических ni ь-лючателеи , жа;ас« изоляционной корнус, конк ктную и дугох асительиую системы, подвижный тep 4oбимвтaллнчecкий контак- тодержатель, неподвижньй контакто- держатель, упор, установленный на подвижном термобиметаллическом кон- тактодержателе, гибкий токоподвод, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы в режимах токов перегрузки, оно снабжено электромагнитом, вспомогательными подвижным и неподвижным контактами и скобой, катушка электро

магнита и вспомогательные контакты соединены электрически последовательно и образуют электрическую цепь, шунтирующую подвижный термобиметаллический контактодержатель, скоба выполнена в виде замкнутой петли н установлена на сердечнике электромагнита так, что охватывает подвижный термобиме- таллнческий контактодержатель, а сердечник электромагнита установлен с возможностью взаимодействия с вспомогательным подвижным контактом.

Фиг.1

Фиг. З

Фи

Фие.5