Быстродействующий выключатель Советский патент 1993 года по МПК H01H75/10 

Изобретение относится к электриче- ким аппаратам и предназначено для ис- пйльзования в автоматических аппаратах з щиты, работающих как в условиях тряски, В1браций и ударов, например, на электроподвижном составе железных дорог, так и в условиях электроустановок общепромышленного назначения.

Целью изобретения является обеспече- автоматической работы выключателя при осуществлении им максимальной токовой защиты электроустановок.

На фиг.1 представлен быстродействующий выключатель во включенном положении. Здесь электромагнит магнитного дутья показан повернутым на 90°.

На фиг.2-5 изображены варианты выполнения магнитопровода электромагнита магнитного дутья.

На фиг.6 показано расположение герко- нов и постоянного магнита на якоре.

Быстродействующий выключатель состоит из корпуса 1, неподвижного контакта 2, который закреплен на корпусе 1, подвижного контактного рычага 3, удерживающего электромагнита 4. Электромагнит 4 имеет катушку управления 5, соединенную с блоком конденсаторов 6, блок 7 механических устройств 8 и 9. Механическими связями 10 и 11 эти устройства блока 7 соединены с контактным рычагом 3 и механическими связями 12-15 с удерживающим электромагнитом 4. Блок 7 содержит накопители энергии, например пружины, привод, механические передачи, рычаги, оси и упоры, а механические связи 10-15 могут быть выполнены, например, в виде тяг, рычагов,

00

W v| Сл) О 00

упоров, крючков пружин и другими известными способами (не показано).

Для упрощения блока 7 и его механических устройств 8 и 9 может быть использован способ форсированного включения электромагнита 4 с катушкой управления 5 путем установки блока 16, тогда привод в блоке может отсутствовать. Возможно также использование блока форсированного включения 16 и при наличии привода. Блок 16 может состоять из резистора и кнопки для шунтирования этого резистора или включать в себя и (только) дополнительный источник напряжения с аппаратом коммутации.

Электромагнит магнитного дутья состоит магнитопровода 17 и катушек 18, 19, которые на фиг.1 показаны соединенными параллельно. В зазоре 20 магнитопровода 18 помещен неподвижный контакт 2. У магнитопровода электромагнита магнитного дутья 17 на оси 21 установлен якорь 22, за который зацеплена регулировочная пружина 23. Один из вспомогательных контактов 24 закреплен на изоляционной детали 25, другой контакт 26 служит одновременно упором.

Магнитопровод 17 может быть выполнен с уменьшенным сечением на участке площади, где при притяжении якоря 22 к магнитопроводу 17 происходит их соприкосновение. Это уменьшение сечения достигается введением отверстий 27 (фиг,2, 3) или паза 28 (фиг.4). Направление отверстий и паза поперечно средней линии магнитопровода 17. На фиг.5 показан магнитопро- вод 17 с зазором 29 в месте прилегания к этому магнитопроводу 17 якоря 22 при его притяжении.

На фиг.6 показано крепление постоянного магнита 30 на детали 25 и расположение герконов 31 (показан один геркон) относительно этого магнита с учетом воздействия его магнитного поля на герконы при перемещении якоря 22. В этом случае для ограничения хода якоря 22 имеется упор 32.

Работает быстродействующий выключатель следующим образом.

По катушке управления 5 протекает ток цепи управления, чем обеспечивается включенное положение выключателя. Ток защищаемой цепи электроустановок протекает в направлении показанном стрелкой по контактному рычагу 3, неподвижному контакту 2 и катушкам 18 и 19. По достижении аварийным током величины , задаваемой регулировочной пружиной 23, якорь 22 приходит в движение и размыкает вспомогательные контакты 24 и 26. В цепь катушки 5 вводится блок конденсаторов 6 и начинается колебательный процесс спадания тока. При отрицательной полуволне тока уничтожается остаточная намагничен- 5 . ность удерживающего электромагнита 4, что обеспечивает быстродействие. Удерживающий электромагнит 4 через механические связи, например, через 12 и 13 воздействует на блок 7 механических устройств 8 и 9, в результате чего контактный рычаг 3, получив воздействие сил от накопителя энергии через механические связи 10 и 11, приходит в движение. Контакты 3 и 2 размыкаются. В зазоре 20 под воздействи5 ем магнитного дутья происходит процесс гашения дуги (дугогасительная камера не показана).

Притяжение якоря 22 (фиг. 1-4) происходит в результате действия магнитных пото0 ков рарсеяния, которые в вариантах (фиг.2, 3 и 4) усиливаются за счет выпучивания потока. При выборе зазора 29 (фиг.5) необходимо учитывать возможное ослабление магнитного дутья электромагнита 17, од5 нако это ослабление может быть скомпенсировано, с одной стороны, некоторым уменьшением зазора 20, а, с другой стороны, при сохранении прежней величины зазора 20 следует принимать во внимание

0 малую величину зазора 29 по сравнению с большим зазором 20, а также малый необходимый ход якоря 22, Якорь 22 к моменту дугогашения уже находится в притянутом положении и поэтому зазор 29 не оказывает

5 заметного влияния на процесс дугогашения.

Включение выключателя производится приводом, входящим в блок 7, или (и) путем форсированного включения блоком 16 ка0 тушки управления 5.

Технико-экономическая эффективность по сравнению с прототипом заключается в возможности упрощения устройств защиты электроустановок за счет исключения из

5 комплекта этих устройств реле максимального тока и датчиков токов короткого замыкания, так как становится возможным использование быстродействующего выключателя не только при наличии упомяну0 тых реле и датчиков, устанавливаемых отдельно от выключателя, но и в виде самостоятельного (без потери быстродействия) аппарата максимальной токовой защиты.

5 Формула изобретения

1. Быстродействующий выключатель, содержащий корпус, неподвижный контакт, закрепленный на корпусе, подвижный контактный рычаг, удерживающий электромагнит с катушкой управления, блок

конденсаторов, соединенный с катушкой управления, блок механических устройств, механически связанных с контактным рыча- IOM и удерживающим электромагнит, и ; лектромагнит магнитного дутья, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью обеспечения автоматической работы выключателя при осуществлении им максимальной токовой ащиты электроустановок, он снабжен жорем, установленным с возможностью филегания к магнитопроводу электромаг- ита магнитного дутья, регулировочной тружиной, зацепления за якорь, вспомогательными размыкающими контактами, механически связанными с якорем и под- слюченным параллельно блоку конденсато- зов,

2. Выключательпоп.1,отл ича ю щи й- : я тем, что магнитопровод электромагнита иагнитного дутья на части площади приле- ания якоря к магнитопроводу выполнен с

меньшим сечением за счет выполнения отверстий или пазов в магнитопроводе, продольные оси которых поперечны средней линии магнитопровода.

3.Выключатель по п. 1, от л и ч а ю щи й- с я тем. что магнитопровод электромагнита магнитного дутья в месте прилегания к нему якоря выполнен с зазором.

4.Выключатель по п.1, от л и ч а ю щи й- с я тем, что одни вспомогательные контакты закреплены на корпусе и выполнены в виде упора для якоря, другие закреплены на этом якоре жестко с помощью изоляционного элемента.

5.Выключатель по п.1.отл ича ю щи й- с я тем, что якорь снабжен постоянным магнитом, закрепленным на я;:оре при помощи немагнитной детали, и упором, а в качестве вспомогательных контактов использованы герконы, зЈ.крепленные на корпусе.

Использование: электрические аппараты. Сущность: снабжение выключателя якорем, установленным с возможностью прилегания к магнитопроводу электромагнита дутья, и вспомогательными контактами, подключенными параллельно блоку конденсаторов, в цепи катушки удерживающего электромагнита, который через блоки механических устройств и связи соединен с контактным рычагом, позволяет упростить комплект устройств защиты электроустановок. Установка задается регулировочной пружиной, магнитопровод имеет варианты, возможно использование блока форсированного включения, Быстродействие достигается за счет колебательного процесса спада тока в катушке удерживающего электромагнита. 4 з.п.ф-лы, 6 ил. LA

Фиг. i

fг 7

к to

20

17

-Ј3O

22

L

29

22

30 32

±

г 21

ж

3i Фиг 6

1837368

27

i7

22

17

Фиг. 5

г 21 лг

23

ж

иг 6

О

IT