БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ Советский патент 1968 года по МПК H01H77/10 

Известные быстродействующие автоматические выключатели содержат контактную систему с шарнирным токоподводом в цепи главных и дугогасительных контактов, связанную с приводным устройством механизмом свободного расцепления и пружиной.

Токоограничивающая способность быстродействующих автоматов в значительной мере определяется скоростью нарастания сопротивления электрической дуги возникающей после размыкания контактов. Для повышения часто применяют последовательное включение нескольких однополюсных быстродействующих автоматов или полюсов одного автомата. Например, в двухполюсных автоматах ВАБ28 при работе в цепях с напряжением выше 1650 в полюса включаются последовательно.

Для повышения номинального тока применяют также параллельное включение нескольких автоматов или полюсов автомата. Но это значительно увеличивает габариты устройства.

Предлагаемый быстродействующий автоматический выключатель позволяет увеличить номинальный ток (до 15 ка), уменьшить габариты, имеет более высокую механическую и электрическую износоустойчивость и ударо- и вибростойкость, удобнее в обслуживании.

Его особенность заключается в том, что подвижный контакт выполнен в форме П-образного поворотного моста. Это обеспечивает двойной разрыв в полюсе при одностороннем выбросе дуги.

Между контактной площадкой главного контакта и дугогасительным контактом, введены трубки водяного охлаждения, охватывающие оси токоведущего шарнира главной цепи и пальцевого главного контакта. В качестве включающей пружины используется стержневая пружина кручения.

Применение водяного охлаждения позволяет повысить номинальный ток автомата без увеличения габаритов. Но не всякая деталь может быть охлаждена водой и часто температура таких элементов ограничивает повышение номинального тока. Наиболее нагружены в тепловом отношении элементы автоматов - токоведущие шарниры главного токопровода, дугогасительные контакты и пружины.

На фиг. 1 изображен описываемый выключатель в общем виде; на фиг. 2 - схема водяного охлаждения подвижного и неподвижного контактов; на фиг. 3 и 4 схематически изображен предлагаемый автомат в разрезе.

Устройство содержит дугогасительные контакты 1 и 2, пальцевый главный контакт 3, мостиковый главный контакт 4, токоподвод 5, контактный вал 6.

Между контактными точками 7 главной цепи (основными источниками теплового потока), пружинами 8 и дугогасительными контактами 7 размещены трубки 9 водяного охлаждения. За счет такого «охлаждающего барьера» тепловое сопротивление потоку тепла в сторону дугогасительных контактов и пружин возрастает и нагрев этих элементов резко снижается.

Перегрев токоведущих шарниров главной цепи, работающих при огромных токовых нагрузках, в значительной мере определяется повышением переходного сопротивления из-за истирания тонкого слоя гальванического серебра. В предлагаемом выключателе ось 10 спрессована слоем 11 металлического серебра, а в контактный палец впаяна втулка 12 из металлокерамики. Это обеспечивает стабильное переходное сопротивление и надежную работу шарнира, являющегося скользящим контактом.

Для улучшения условия работы осей трубки 13 и 44 с охлаждающей водой в токоподводе и пальцевом контакте охватывают большую часть периметра шарнира, обеспечивая интенсивный отвод тепла.

Подвижный контакт 15 установлен на шпоночном выступе изолированной части контактного вала 16 с помощью клиньев 17. Дугогасительные камеры 18 с узкой щелью выполнены из дугостойкой керамики, крепятся к изоляционным стенкам с помощью кожухов 19.

Индукционно-динамический расцепитель (ИДР) устанавливается на изоляционной стенке 20 и осуществляет защиту по скорости нарастания тока защищаемой цепи. Катушка 21 установлена в стенке, а диск 22 закреплен на скобе 23. При срабатывании диска скоба 23 ударом поворачивает рычаг 24. Механизм свободного расцепления 25 расцепляется, и автоматический выключатель отключается.

Электромагнитный расцепитель 26 предназначен для автоматического отключения в аварийных режимах, а также для дистанционного отключения. При срабатывании якорь 27, притягиваясь, скобой 28 поворачивает рычаг 24, вызывая отключение автомата. Дистанционное отключение производится подачей напряжения на катушки 29.

Включение производится пружиной 30 с помощью механизма и дистанционного привода.

Включающий момент автомата должен составлять 37-40 кгм. Обычно применяемые мощные цилиндрические включающие пружины при таких усилиях занимают до 15% габаритов автоматического выключателя. Используемая в предлагаемом выключателе стержневая пружина находится на плите автомата и практически не занимает отдельного места. Благодаря весьма малой частоте колебаний она обеспечивает малое время включения.

Дистанционный привод состоит из электродвигателя 31, муфты 32, редуктора 33 и конечного выключателя 34. Съемная рукоятка 35 предназначена для ручного аварийного включения и отключения автомата.

Датчик управления 36 установлен на токоподводе 37, а система управления расцеплением (СУР) 38 - на стенке 20. Автоматы имеют коммутатор 39 и клеммник 40, на который выведены все концы цепи управления.

С помощью изоляционных элементов 20, 41, 42, шпилек 43 и плиты 44 выключатель собирается в блок.

1. Быстродействующий автоматический выключатель, содержащий контактную систему с шарнирным токоподводом в цепи главных и дугогасительных контактов, связанную с приводным устройством с помощью механизма свободного расцепления и пружины, отличающийся тем, что, с целью создания двух разрывов в полюсе при обеспечении выброса ионизированных газов в одну сторону, сокращения габаритов автоматов и распределительного устройства, обеспечения удобства обслуживания, повышения номинального тока и надежности устройства, подвижный контакт выполнен в форме П-образного поворотного моста.

2. Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что в пространство между шарниром токоподвода дугогасительного контакта и контактной площадкой главного контакта введены трубки водяного охлаждения, которые также охватывают ось шарнира токоподвода и пальцевого главного контакта.

3. Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве включающей пружины используется стержневая пружина кручения.