Селективный токоограничивающий автоматический выключатель Советский патент 1980 года по МПК H01H77/10 

1

Изобретение относится к низковольтным электрическим коммутационным аппаратам, в частности к автоматическим выключателям.

Известен автоматический выключатель, содержащий привод, систему подвижных контактов, один из которых связан с механизмом свободного расцепления, а второй - с электродинамическим компенсатором электродинамических усилий отброса контактов, расцеиитель аварийного отключения, срабатывающий при токах короткого замыкания с преднамеренной выдержкой времени, независимой от величины тока. Механизм свободного расцепления имеет защелку, зацепленную за отключающую рейку и удерживающую его во включенном положении, которая освобождается при срабатывании расцепителя аварийного отключения, вызывая отключение выключателя при помощи механизма 1.

Такой автоматический выключатель имеет предельную коммутационную способность в цепях переменного тока 380 В, вдвое меньщую, чем выключатели тех же размеров, но не имеет преднамеренной задержки ири отключении токов короткого замыкания. Этот недостаток является следствием повыщенных нагрузок на токопровод и механизм свободного расцепления

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является селективный токоограничивающий автоматический выключатель, содержащий привод, электродинамический компенсатор сил отброса контактов, систему подвижных контактов, расцепитель аварийного отключения, механизм свободного расцепления, имеющий расцепляющий рычаг, защелку и отключающую

10 рейку. Выключатель также содержит поворотный рычаг, на котором расположена ось вращения защелки, входящей в зацеплепие с отключающей рейкой 2. Этот выключатель имеет следующие не15 достатки: отключение без выдержки времени начинается в момент срабатывания защелки при достижении током короткого замыкания значения уставкп, на что затрачивается определенное время; от момента срабатывания расцепптеля до появления дуги на контактах проходит время, обусловленное выбором провала контактов; отрицательно сказывается больщая инерционность деталей механизма и подвижного контакто25 держателя.

Целью изобретения является повышение предельной коммутационной способности выключателя. Поставленная цель достигается тем, что

30 электродинамический компенсатор выполнен в виде неподвижной шииы, недвижной шины, состоящей из трех шарнирно соединенных друг с другом звеньев, н нодвижного контактодержателя, нричем одно нз крайних звеньев нодвижной шины шарнирно закреилеио на ненодвижной шине, а другое крайнее звено иодвнл :ной шины и иодвижный контактодержатель иодиружннены и шарнирно закреплены на ненодвижной опоре с возможностью перемеш,ения друг относительно друга в одной плоскости.

На чертеже показан автоматический выключатель во включенном положении.

В автоматическом выключателе электродинамический компенсатор выполнен в виде ненодвижной токонодводящей шины 1, шарнирно или гибко связанной с нодвижной токопроводящей шиной 2, состояш.ей из трех шарнирно соединенных звеньев. Одно крайнее звено подвижной шииы шарнирно закренлено на неподвижной шине 1, а другое крайнее звено нодвижной шины свободно враш,ается на неподвижно закреплеииом шарнире 3. Эта шина в нерабочем состоянии лежит на уиоре 4, прижимаемая к нему натянутой в соответствии с заданной уставкой нружииой 5. При токе нредельной коммутационной способности шииа 2 иод действием электродинамических сил заннмает ноложеиие, показанное иуиктиром. На шарнире 3 свободно враш,ается подпружиненный пружиной 6 контактодержатель 7 с контактом 8. Коитактодержатель 7 может свободно проходить внутри рамки шины 2. Второй подвижный контактодержатель 9 с контактом 10 шарнирно связан с механизмом свободного расцепления, выполненным в виде ломаюш,ихся звеньев для обесиечсния моментного замыкания и размыкания контактов. Контактодержатель 9 может новорачиваться относительно оси вращения, укрепленной на неподвижной опоре И, замыкая и размыкая контакты 8 и 10. Контактодержатель 9 связан гибким соединением 12 с выводной шииой 13, иредназначенной для присоединения к выключателю внешних цепей. Контактное нажатие во включенном положении создается пружиной 6, а отключение происходит под действием пружины 14. Оперирование выключателем вручную производится с помощью рукоятки 15. Расцепляющий рычаг 16 механизма свободного расцеплеиия зацеплен за защелку 17, которая зацеплена за отключающую рейку 18, имеющую возможность новорачиваться относительно оси вращения, закрепленной на ненодвижной опоре 19. Защелка 17 имеет возможность поворачиваться относительно оси 20, расположенной на неподвижной опоре 21.

Расцепитель 22 аварийного отключения предназначен для расцепления механнзма свободного расцепления при токах, превышающих уставку тока его срабатывания. Для этого он имеет щток 23. При отключении выключателя перемещение контактодержателя 7 ограничивается упором 24.

В зависимости от величины тока короткого замыкания автоматический выключатель при его отключении работает но-разному. Так, при отключении токов короткого замыкания, не превышающих величину, нрн которой нецелесообразно наличие какой-либо задержки на отключение, выключатель

срабатывает следующим образом. Как только величина тока в цени выключателя превысит уставку тока срабатывания расценителя 22, он своим штоком 23 новорачивает рейку 18. При этом освобождается и начииает поворачиваться вокруг оси 20 по часовой стрелке зашелка 17. Поворот защелки ириводит к освобождению расцепляющего рычага 16 и повороту его вокруг своей оси вращения иротив часовой стрелки. Защелка

17 и рычаг 16 поворачиваются под действием усилия оперирующих пружин механизма свободного расценления, передаваемоге на рычаг 16 через одно из ломающихся звеньев механизма свободного расценления. До

размыкания контактов 8 н 10 на рычаг 16 и защелку 17 действуют также усилия контактной пружины 6 и усилие, развиваемое электродинамическим комненсатором. Эти два усилия передаются через коитактодержатель 9 и ломающиеся звенья механизма и исчезают в тот момент, когда контактодержатель 7 доходит в своем движении до унора 24. Поворот рычага 16 через ломающиеся

звенья механизма вызывает поворот контактодержателя 9 по часовой стрелке. При этом контактодержатели 7 и 9 занимают положение, соотьетствующ.с размыканию контактов 8 и 10.

При токах короткого замыкания, превыщающих величину, при которой нецелесообразно сохранение какой-либо задержки на отключение, оно осуществляется вне зависи.мости от работы расцепителя 22.

Как только при росте тока короткого замыкания суммарное электродинамическое усилие на шине 2 от взаимодействия с контактодержателем 7 и шиной 1 превысит усилие пружины 5, шина 2 отойдет от упора 4

и, поворачиваясь против часовой стрелки вокруг оси 3, мгновенно займет положение, показанное нунктиром, нронустив через свою рамку контактодержатель 7.

Контактодержатель 7, оказавшись между шинами 2 и 1, под действием сил электродинамического взаимодействия с этими шинами преодолевая усилие пружииы 6, мгновеино занимает положение возле шины 1,

поворачиваясь вокруг оси 3. Контакт 8 отрывается от контакта 10, который остается в том же положении. При этом на контактах возникает электрическая дуга, которая сходит с контактов на рога и входит в деионную решетку дугогасительной камеры,