Автоматический выключатель Советский патент 1991 года по МПК H01H73/02 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматическим выключателям.

Цель изобретения - снижение трудоемкости изготовления и повышение эксплуатационной надежности.

На фиг. 1 представлен предлагаемый автоматический выключатель, общий вид; кз фиг.2 - то же, вариант исполнения; на фиг.З - узел связи отключающей рейки с подвижным подпружиненным контактом; на фиг.4 - вариант исполнения узла связи отключающей рейки с подвижным подпружиненным контактом; на фиг.5 - схема механической связи отключающих реек и рукояток при многосекционном исполнении автоматического выключателя; на фиг.6 - схема трехсекционного автоматического выключателя, вид спереди.

Автоматический выключатель (фиг.1) содержит корпус 1 и расположенную сбоку корпуса крышку 2, выполненные из изоляционного материала, первый контакт 3, подвижный и подпружиненный, установлен на оси 4 вращения с возможностью поворота и подпружинен пружиной 5 в сторону размыкания со вторым контактом 6, выполненным подвижным и подпружиненным, который установлен овальным отверстием 7 на оси 4 вращения с возможностью поворота и перемещения относительно оси 4 вращения, изолирован от первого контакта 3, например, изоляционной втулкой 8, подпружинен

пружиной 9 в сторону размыкания с первым контактом 3 и связан механически с двуплечим рычагом свободного расцепления, входящим в зацепление его первым плечом 10

с первым выступом 11 отключающей рейки 12, установленной с возможностью поворота на оси 13 и подпружиненной пружиной 14, причем большая ось 15 симметрии вдоль овального отверстия 7 расположена перпендикулярно линии 16, соединяющей ось 4 вращения и точку 17 зацепления первого выступа 11 отключающей рейки 12с первым плечом 10 двуплечего рычага, дугогаситель- ную камеру 18, электромагнитный расцепитель 19 максимального тока, термобиметаллический расцепитель 20 мак- имального тока, рукоятку 21, присоединительные зажимы 22 и 23.

Отключающая рейка 12 содержит второй выступ 24, диаметрально противоположный первому выступу 11, выполненный с возможностью воздействия на него электромагнитного расцеп ител я 19 максимального тока и термобиметаллического

расцепителя 20 максимального тока в сторону расцепления первого выступа 11 отключающей рейки 12 с первым плечом 10 двуплечего рычага.

Рукоятка 21 установлена на оси 25 в

корпусе 1 с возможностью поворота, подпружинена пружиной 26 в сторону отключения и содержит выступ 27, воздействующий на первый контакт 3 в сторону включения, а

второе плечо 28 двуплечего рычага выполнено с возможностью воздействий ча него выступа 27 рукоятки 21 при взводе в рабочее положение второго контакта 6 после аварийного отключения.

Электрическую цепь в выключателе образуют подсоединительный зажим 22, термобиметаллический расцепитель 20 маскимального TOKS, гибкий проводник 29, двуплечий рычаг, второй контакт 6, первый контакт 3, гибкий проводник 30, катушка 31, подсоединительный зажим 23. Электромагнитный расцепитель 19 максимального тока может быть выполнен, например, в виде электромагнита, содержащего катушку 31, якорь 32, подпружиненный пружиной 33 и связанный механически со штоком 34, расположенным с возможностью воздействия на второй аыступ 24 отключающей рейки 12, сердечника 35 и ярма 36.

Для обеспечения быстродействия на отключающей рейке 12 может быть выполнен третий выступ 37, расположенный с возможностью взаимодействия с двуплечим рычагом (фиг.2).

Для повышения быстродействия в автоматическом выключателе (фиг.2 и 3) может быть выполнена пластина 38 с продольными отверстиями 39 и 40 на ее концах, установленная этими отверстиями на осях 41 и

42,установленных соответственно на втором плече 28 двуплечего рычага и втором выступе 24 отключающей рейки 12.

Для обеспечения максимального быстродействия при отключении тока коооткого замыкания (фиг,4) на первом выступе 11 отключающей рейки 12 в месте ее зацепления с первым плечом 10 двуплечего рычага установлена ось 42, а вторая ось 41 установлена на двуплечем рычаге второго контакта 6 со стороны, противоположной, относительно оси 4 его вращения, второму плечу 28 двуплечего рычага, и расположена на одной окружности (показанной на чертеже штрих- пунктиром) с осью 4 вращения контактов с центром в точке зацепления первого плеча 10 двуплечего рычага с первым выступом 11 отключающей рейки 12, на указанных осях 41 и 42 установлена пластика 38 продольными отверстиями 39 и 40, выполненными на ее концах.

Автоматический выключатель, предназначенный для моногосекцмонного исполнения (фиг,2), содержит блокировочный валик

43,установленный с возможностью поворота вокруг оси 44, с выступом 45, расположенным с возможностью взаимодействия со вторым выступом 24 отключающей рейки 12 в сторону расцепления первого плеча 10 двуплечего, рычага с первым выступом 11

отключающей рейки 12, и выступом 46, расЕ положенным на втором выступе 24, а на торцах блокировочного валика 43 выполнены пазы 47 (фиг.5) причем торцы блокированного ьалика 43 размещены в отверстиях 8 и 49, выполненных соответственно в кор0 1 и крышке 2,

При моногосекционном исполнении, т.е. соед; кении нескольких однополюсных выключателей, рукоятки 21 (фиг.2) всех поросо соединены механически, например,

5 наставкой рукоятки 50, общей для всех по- .иэсоз, и шпильки 51,. расположенной в отверстиях 52 рукояток 21 всех полюсов (фиг.6) 7А блокировочные валики 43 соединены пластинами 53, входящими в пазы 47

0 соседних блокировочных валиков 43 (фиг.5). Автоматический выключатель работает следующим образом.

Для оперативного включения выключателя (фиг.1) необходимо повернуть рукоятку

5 21 по направлению стрелки 1. При этом рукоятка 21 своим выступом 27, воздействуя на первый контакт 3, поворачивает его в замкнутое положение с вторым контактом 6. После касания указанных контактов под действием первого контакта 3 происходит поворот второго контакта 6 относительно точки 17 зацепления до выбора провала, котактов при этом второй контакт 6 перемещается своим овальным отверстием 7 отно5 сительно оси 4 вращения.

Для оперативного отключения выключателя необходимо повернуть рукоятку 21 по направлению стрелки П. При этом рукоятка 21 перестает всздействозать СБОИМ выст.у0 ПОР.; 27 на первый контакт 3, который под действием пружины 5 поворачивается в сторону размыкания со вторым контактом 6, прм зторл между этими контактами образуется гальванический разрыв цепи. При опе5 ративном отключении выключателя под током между указанными контактами образуется электрическая дуга, которая гасится в дугогаситель,.ой камере 18.

При протекании тока короткого замыка0 ния срабатывает электромагнитный расцепитель 19 максимального тока, якорь 32 со штоком 34 притягивается под действием электромагнитной сипы к сердечнику 35, шток 34 воздействует на второй выступ 24 5 отключающей рейки 12 и поворачивает ее в сторону расцепления первого выступа 11 отключающей рейки 12 с первым плечом 10 дзуплечего рычгга.

После расцепления второй контакт 6 0 под действием пружины 9 поворачивается сначала относительно места контактирования первого 3 и второго 6 контактов, при этом смешается овальным отверстием 7 относмтельно оси 4 вращения до выбора провала контактов, а затем поворачивается вокруг оси 4 вращения в сторону размыкания указанных контактов, при этом между первым контактом 3 и вторым контактом 6 образуется электрическая дуга. В дальнейшей рукоятке 21 под действием пружины 26 поворачивается в сторону отключения (по стрелке II) и первый контакт 3 после прекращения воздействия на него в сторону замыкания выступа 27 поворачивается в сторону размыкания первого 3 и второго 6 контактов под действием пружины 5, при этом увеличивается зазор между контактами, что повы- шает его диэлектрическую прочность. Усилия пружин 5 и 9 выбраны такими, что суммарный момент, создаваемый ими на рукоятке 21 во включенном положении по направлению стрелки I, больше, чем момент, создаваемый пружиной 26 на рукоятке 21 по направлению стеркли II, а момент, создаваемый только пружиной 5, меньше момента, создаваемого пружиной 26.

При протекании тока перегрузки термобиметаллический расцепитель 20 максимального тока воздействует на второй выступ 24 отключающей рейки 12 и поворачивает ее в сторону расцепления первого выступа 11 отключающей рейки 12с первым плечом 10 двуплечего рычага, -дальнейшая работа выключателя описана описанной. Для взвода второго контакта 6 в рабочее положение после аварийного отключения необходимо повернуть рукоятку 21 в направлении стрелки II,при этом выступ рукоятки 27 воздействует на второе плечо 28 двуплечего рычага и поворачивает его вместе с вторым контактом 6 вокруг оси 4 вращения в сторону зацепления первого плеча 10 двуплечего рычага с первым выступом 11 отключающей рейки 12. В дальнейшем можно производить включение выключателя. При протекании тока короткого замыкания после расцепления двуплечего рычага с отключающей рейкой 12 якорь 32 со штоком 34 поворачивает отключающую рейку 12 до воздействия ее третьего выступа 37 на двуплечий рычаг и перемещает его вместе со вторым контактом 6 по направлению продольной большей оси 15 симметрии овального отверстия 7 в сторону размыкания контактов (фиг.2). Пружина 9, в свою очередь, без предварительного выбора провала контактов поворачивает второй контакт 6 вокруг оси 4 вращений также в сторону размыкания первого 3 и второго 6 контактов. Воздействие якоря 32 со штоком 34 через дополнительно выполненный третий выступ 37 отключающей рейки 12 на второй контакт 6 и поворот второго контакта 6 вокруг оси 4 вращения под действием пружины 9 без предварительного выбора провала контактов в сторону их размыкания уменьшает время начала размыкания контактов и

обеспечивает быстродействие выключателя. При протекании тока короткого замыкания после расцепления первого плеча 10 двуплечего рычага (фиг.2 и 3) с первым выступом 11 отключающей рейки 12 якорь 32

0 со штоком 34 поворачивает отключающую рейку 12, которая воздействует через пластину 38 на второе плечо 28 двуплечего рычага второго контакта 6 и поворачивает его вокруг оси 4 вращения в сторону размыка5 ния первого 3 и второго 6 контактов,

При такой кинематической схеме (фиг.2 и 3) при износе контактов, например под действием электрической дуги, второй контакт 6 смещается вдоль оси 15 симметрии

0 овального отверстия 7 в направлении, перпендикулярном действию на контакт 6 дополнительно введенной пластины 38, что обеспечивает, практически, постоянное расстояние между дополнительно установ5 ленными осями 41 и 42. В этом случае пластина 38 не препятствует замыкани-ю контактов в процессе их износа и смещения второго контакта 6 в сторону первого контакта 3, что позволяет устанавливать пла0 стину 38 практически без обеспечения свободного хода якоря 32 на величину провала контактов до воздействия на второй контакт 6, при этом повышается быстродействие выключателя.

5 При протекании тока короткого замыкания после расцепления первого плеча 10 двуплечего рычага с отключающей рейкой 12 (фиг.4) якорь 32 со штоком 34 поворачивает отключающую рейку 12, которая действует через пластину 38 и ось 41 на дввуплечий рычаг второго контакта 6 и поворачивает его вокруг оси 4 вращения в сторону размыкания контактов.

При такой кинематической схеме (фиг.4)

5 s процессе износа контактов второй контакт 6 поворачивается вместе с пластиной 38 вокруг оси 42, установленной на первом выступе 11 отключающей рейки 12 в месте ее зацепления с первым плечом 10 двуплечего

0 рычага, что обеспечивает неизменное расстояние между осями 42 и 41 при износе контактов и позволяет устанавливать пластину 38 без обеспечения свободного хода якоря 32 на величину провала до воздейст5 вия на второй контакт б, при этом ось 41 установлена на двуплечем рычаге второго контакта 6 со стороны, противоположной, относительно оси 4 его вращения, второму плечу 28 двуплечего рычага, и расположена на одной окружности с осью 4 вращения

контактов с центром Q точке зацепления первого плеча 10 двуплечего рычага с первым выступом 11 отключающей рейки 12. Эта кинематическая схема является оптимальной для получения максимального быстродействия выключателя. В случае соединения однополюсных выключателей (фиг.2) в многосекционный, например, для трехфазной цепи, при аварийном отключении одного полюса после расцепления в этом полюсе первого плеча 10 двуплечего рычага с первым выступом 11 отключающей рейки 12 и повороте отключающий рейки 12 вторым контактом б через пластину 38 с продольными пазами, указанная рейка своим выступом 46 воздействует на выступ 45 блокировочного валика 43 и поворачивает блокировочный валик 43.

Блокировочные валики 43 всех полюсов автоматического выключателя находятся друг с другом в зацеплении (фиг.5) например, посредством пластинок 53, расположенных в пазах 47 блокировочных валиков 43, и при повороте блокировочного валика 43 одного полюса он поворачивает блокировочные валики 43 других полюсов, которые при этом воздействуют своими выступами 45 на выступы 24 отключающих реек 12 (фиг.2) в сторону расцепления с двуплечим рычагом, происходит отключение других полюсов, что предотвращает двухфазное питание электрической системы. Кроме этого, повышается быстродействие срабатывания каждого полюса, так как в начальной стадии размыкания контактов электромагнитами они работают независимо друг от друга и массы контактов, влияющих на быстродействие, и не связаны между собой.

Повышается стабильность характеристик срабатывания термобиметаллмческого расцепителя максимального, тока при однофазной и многофазных перегрузках по току, так как расцепитель каждого полюса, производя расцепление отключающей рейки с двуплечим рычагом второго контакта 6, преодолевает усилия на отключающей рейке только своего полюса,

Таким образом, по сравнению с известным предлагаемый автоматический выключатель & производстве является менее трудоемким .г(ак при ьгзготозлении деталей, так и а сборке, так как детали выключателя являются более простыми, отсутствуют монтажные скобы, склепанные валиками, механизм свободного расцепления имеет меньше деталей, в частное / отсутствуют подпружиненные скобы и рычаг, обеспечи-. вающие функциональную связь контактов, при сборке ссегда обеспечен необходимый провал контактов (они расположены на одной оси и производственные отклонения при изготовлении деталей не влияют на его величину).

Повышение эксплуатационной надеж5 предлагаемого автоматического выклочателя обеспечивается за счёт

исполнения контактного узла, имеющего

j-за подвижных контакта, из которых один

только отключает цепь моментно при аварий0 кых токах, а другой включает цепь немоментко и отключает моментно, так как оба

контакта подпружинены, исключается их

виорадия при включении, что практически

предотвращает сваривание контактов и

5 уменьшает их износ.

Формула изобретения

1. Автоматический выключатель, содепЖЗЩИЙ КОРПУС И КРЫШКУ ИЗ ИЗОЛЯЦИОННО О

материала, установленную сбоку парал0 лельно поверхности боковой стенки корпуса, на внутренней поверхности корпуса выполнены выступы, на которых установлены расцепители максимального тока - электромагнитный и термобиметаллический,

5 дугогасительная камеоа. присодинитель- ные зажимы и механизм свободного расцепления, включающий два замыкающих контакта, один из которых выполнен подвижными подпружиненным, рычаг свобод0 ного расцепления, отключающую рейку с выступами под рукоятку , отличающий- с я тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления и повышения эксплуатационной надежности, второй замыкающий

5 контакт выполнен подвижным, подпружиненным, с овальным отверстием электрически изолированным от первого замыкающего контакта и установлен на од ной оси с первым замыкающим контактом с

0 возможностью поворота вокруг оси в сторону размыкания под воздействием пружины, причем он установлен на оси овальным отверстием, на конце указанный контакт соединен с рычагом свободного расцепления,

5 который выполнен двуплечим, первым плечом входящим в зацепление с первым выступом отключающей рейки, а второй выступ отключающей рейки выполнен с возможностью воздействия на чего расцепите0 лей максимального тока, причем ось симметрии свального отверстия второго замыкающего контакта перпендикулярна линии, соединяющей ось вращения второго замыкающего контакта и точку зацепления

5 первого плеча двуппечего рычага свободного расцепления с первым выступом отключающей рейки, на подпружиненной рукоятке внутри выключателя выполнен выступ с возможностью его воздействия на второе плечо двуплечего рычага свободного

расцепления при повороте подпружиненной рукоятки для осуществления зацепления двуплечего рычага свободного расцепления с отключающей рейкой после аварийного отключения цепи, при этом выступ на подпружиненной рукоятке расположен с возможностью его воздействия на первый замыкающий контакт при повороте подпружиненной рукоятки в сторону включения, а пружина первого замыкающего контакта установлена с возможностью поворота этого контакта ь сторону отключения при повороте подпружиненной рукоятки в сторону отключения.

2.Выключатель поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что, с целью обеспечения быстродействия при отключении тока короткого замыкания, на отключающей рейке выполнен третий выступ, расположенный с возможностью взаимодействия с двупле- чмм рычагом свободного расцепления.

3.Выключатель по п.1, о т л и ч a toot и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия при отключении тока короткого замыкания, он снабжен пластиной и двумя дополнительными осями, одна дополнительная ось укреплена на втором плече двуплечего рычага свободного расцепления, другая дополнительная ось укреплена на втором выступе отключающей рейки, в пластине на ее концах выполнены продольные пазы, с помощью которых она установлена на дополнительных осях.

4.Выключатель по п.1, о т л w ч а га- ид и и с, я тем, что, с целью обеспечения максимального быстродействия при отключении тока короткого замыкания, он снабжен пластиной и двумя дополнительными осями, одна дополнительная ось укреплена на первом выступе отключающей рейки в

месте ее зацепления с первым плечом двуплечего рычага свободного расцепления, другая дополнительная ось укреплена на двуплечем рычаге свободного расцепления так, что она расположена относительно второго плеча двуплечего рычзга свободного расцепления по другую сторону оси вращения второго замыкающего контакта и установлена на одной окружности с осью вращения замыкающих контактов с центром окружности в точке зацепления первого плеча двуплечего рычага свободного расцепления и первым выступом отключающей рейки, а пластине на ее концах выполнены продольные пазы, с помощью которых онаустановлена на дополнительных осях.

5. Выключатель по пп. 3 и 4, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что с целью повышения надежности в работе при многосекционном

исполнении, он снабжен блокировочным валиком, на котором выполнен выступ, а на его торцевых поверхностях пазы, в корпусе и крышке выполнены отверстия, блокировочный валик установлен в корпусе с возможностью поворота и взаимодействия его

выступа с вторым выступом отключающей

рейки в сторону расцепления первого плеча

двуплечего рычага свободного расцепления

с первым выступом отключающей рейки, а

торцы блокировочного валика расположены в отверстиях корпуса и крышки.

131700632

J4 14- 2 3Q ft 33 37 4f & 32 36

I I I

10 7 8

4 5 75 6 pt/e.2 e

14

J/ JS

LJ-JfjLJ

5 6 e

18

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является снижение трудоемкости из отовления и повышение эксплуатационной надежности. Устройство содержит корпус 1 и крышку 2 из изоляционного материала, крышка 2 установлена сбоку, параллельно поверхности боковой стенки корпуса 1, на внутренней поверхности которого выполнены выступы, на которых установлены электромагнитный и

s/l 8 3/

л /

ФыЈ$

5

b-s

1700632

# j.v as зг

i f г

/ г

so