Блокировочное устройство для быстродействующего выключателя Советский патент 1992 года по МПК H01H3/42 

И

00

о

10

{W

|

Сд

Изобретение относится к блокировочному устройству для быстродействующего выключателя с установленным в подвижной контактной перемычке с возможностью поворота на оси роликом.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

На фиг. 1 изображена схема контактной системы быстродействующего выключателя; на фиг.2 - детальный эскиз блокировочного устройства в соответствии с изобретением; на фиг, 3 - изображение действующих в блокировочном устройстве в соответствии с фиг.2 сил.

На шине 1 закреплен неподвижный контакт 2, Во включенном состоянии к неподвижному контакту 2 прижимается контактный элемент 3, который соединен с одним концом подвижной контактной перемычки 4. Другой конец подвижной контактной перемычки 4 установлен с возможностью поворота ь токо- проводящем подшипнике качения 5. Этот подшипник качения 5 вставлен в шину 6. Указанные конструктивные элементы 1-6 образуют главную цепь быстродействующего выключателя. Во время процесса выключения, когда между неподвижным контактом 2 и контактным элементом 3 горящая электрическая дуга коммутируется на искровых кернах 7 и 8, кратковременно током нагружается дополнительная цепь 9. После этого контактная перемычка 4 больше не нагружается током и переходит без дальнейшей электрической нагрузки в выключенное положение. Как только электрическая дуга, которая известным образом перекидывается от искровых кернов 7 и 8 на большое количество дугогасительных пластин (не показаны), гаснет, прохождение тока через быстродействующий выключатель окончательно прерывается. Между неподвижным контактом 2 и контактным элементом 3 после этого возникает периодическое напряжение.

Контактная перемычка 4 имеет простирающееся в направлении ее продольной оси отверстие. Боковые стенки 10 отверстия 11 имеют ось 12, на которой установлен с возможностью вращения цилиндрический ролик 13. Ось 12 и ролик 13 имеют общую среднюю ось, которая проходит перпендикулярно к направлению перемещения контактной перемычки 4. Во включенном положении контактной перемычки 4 ролик 13 лежит на блокировочном штоке 14. обращенная к ролику 13 торцовая сторона которого содержит участок, согласованный с контуром ролика кулисы 15. Обращенный от ролика конец блокировочного штока 14 установлен с возможностью поворота в изолирующей детали 16. Соединительный

элемент 17 соединяет изолирующую деталь 16 с устройством включения и выключения (не показано). Пружина 18, которая опирается на суппорт 19 из изолирующего материалэ, прижимает блокировочный шток 14 вверх к ролику 13. Устройство включения и выключения воздействует через блокировочный шток 14 на ролик 13 и тем самым на контактную перемычку 4. Во включенном

положении оно создает также контактное усилие между неподвижным контактом 2 и контактным элементом 3, при этом автоматически компенсируется возможное обгора- ние контактов.

Силы, которые воздействуют в направлении включения на контактную перемычку 4, создаются устройством включения и выключения. Для нормального, обусловленного эксплуатацией выключения сила в

направлении включения устраняется и выключающая пружина 20, которая непосредственно воздействует на контактную перемычку, оттягивает ее в выключенное положение. Выключающая пружина 20 по

меньшей мере с одной стороны подвешена изолированно, чтобы избежать токов утечки через выключающую пружину. Если необходимо отключать очень большие токи, например токи короткого замыкания, то процесс

отключения необходимо ускорять. Дополнительный расцепляющий механизм 21. например магнит, который непосредственно возбуждается большим током, воздействует с помощью защелки 22 на конец 23 блокировочного штока 14, который выступает через отверстие 11. При этом блокировочный шток 14 отжимается вниз и ролик 13 катится вдоль кулисы 15 в направлении выключения. Таким образом очень быстро ликвидируется блокировка между роликом и блокировочным штоком 14.

Выполненная в виде кулисы 15 торцовая сторона блокировочного штока 14 частично подогнана к контуру ролика. Начиная

с точки А, подогнанная к контуру ролика часть кулисы 15 переходит в проходящий тангенциально к ролику 13 участок, Кулиса выполнена таким образом, что во включенном положении контактной перемычки 4 нагружающие ролик 13 силы трения компенсированы. Проходящий тангенциально к ролику 13 участок кулисы 15 наклонен относитетьно направления включения на угол 90°-.7. Направление включения показано стре.1кой 24. Сам угол а определен как угол между направлением включения и соединительной линией 25, которая соединяет точку А со средней точкой Z оси 12. Такой же угол а образуется как угол между

проходящим тангенционально кролику 13участком кулисы 15 и проходящей перпендикулярно к направлению включения блокировочного штока 14. Проходящий тангенциально к ролику 13 участок кулисы 15 не должен проходить прямо до верхней кромки блокировочного штока 14, он может быть, как показано пунктирной линией 26, несколько скруглен, чтобы облегчить сход ролика 13.

На фиг, 3 показаны силы, которые эффективно действуют в точке А между роликом 13 и блокировочным штоком 14. Сила PI действует в направлении включения, она создается устройством включения и выклю- чения. Эта сила Pi известным образом может быть разложена на составляющие PZ и РЗ, Составляющая P-i действует в направлении средней точки Z оси 12, а составляющая РЗ. которая может быть представлена соот- ношением sin«., действует перпендикулярно составляющей Р2. Составляющая РЗ может смещаться параллельно до тех пор, пока ее направление действия не совпадает с направлением тангенциально проходящего участка кулисы 15. Тогда она воздействует сверху на точку А. Этой составляющей РЗ по той же оси противодействует равная по величине сила РЗ. Эта сила РА является суммой сил трения, которые возникают в системе ось 12, ролик 13 и кулиса 15

При этом сила трения , которая возникает между роликом 13 и кулисой 15, определяется соотношением Pi cos a Се, где Сб - коэффициент трения между роли- ком 13 и кулисой 15. Сила трения между осью 12 и роликом 13 уменьшается в соотношении радиуса RI оси 12 к радиусу Рг ролика 13. В точке А из этой последней силы трения действует составляющая

Р42 Pi cos а ,

где Cs - коэффициент трения между осью и роликом.

Сила Р4 определяется соотношением

+ Р42.

Если составляющая Рз и сила Рц отождествляются одна с другой, то отсюда для измерения угла а получается следующее уравнение:

тд а CG + Со

Ролик 13 может иметь наружную рабочую поверхность в которую врезано желобчатое углубление (не показано). Это

15 20

25 30 35 40

45 0

5

0

углубление служит в качестве направляющей для торцовой стороны блокировочного штока 14. Благодаря этому предотвращается боковое сползание блокировочного штока 14 с ролика 13. Благодаря этому точно так же предотвращается перекашивание деталей. Кроме того, можно привести в соответствие торцовую сторону блокировочного штока 14 с формой углубления ролика 13, чтобы получить еще лучшее направление. Формула изобретения 1. Блокировочное устройство для быстродействующего выключателя, содержащее укрепленный в подвижной контактной перемычке с возможностью поворота на оси ролик, на который воздействует в направлении включения укрепленный с возможностью поворота блокировочный шток, обращенная к ролику тооиовая стооона ко-, торого выполнена в виде кулисы, содержащей участок, согласованный с контуром ролика, контактную перемычку, взаимодействующую с нагружающей ее усилием в направлении отключения отключающей пружиной, и расцепляющий механизм, воздействующий на блокировочный шток, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия кулиса выполнена так, что во включенном состоянии контактной перемычки компенсированы нагружающие ролик силы трения, при этом участок, ; согласованный с контуром ролика, переходит в участок, проходящий по касательной к ролику и наклоненный относительно направления на угол 90-« . где а определяется по формуле

tg а - Cs р + Сб .

где Cs - коэффициент трения между осью и роликом;

CG - коэффиент трения между роликом и кулисой;

Rr- радиус оси;

R2 - радиус ролика.

2.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что рабочая поверхность ролика снабжена углублением, служащим в качестве направляющей для торца блокировочного штока.

3.Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что форма торца блокировочного штока повторяет форму углубления.

фиг 2

Изобретение относится к блокировочным устройствам для быстродействующего выключателя. Целью является повышение быстродействия. Устройство содержит установленный в подвижной контактной перемычке 4 с возможностью поворота на оси 12 ролик 13. на который в направлении включения воздействует блокировочный шток 14. обращенная к ролику 1,3 торцовая сторона которого выполнена в виде кулисы 15. В направлении выключения на блокировочный шток 14 воздействует сила выключающей пружины 20. Блокировочное устройство может очень быстро прекращать свое действие, так что большие токи короткого замыкания могут особенно быстро прерываться. Это достигается благодаря тому, что кулиса 15 выполнена таким образом, что во включенном положении контактной перемычки 4 нагружающие ролик 13 силы трения компенсированы. 2 з.п. ф-лы., 3 ил. Ј

25

ФигЗ