Выключатель с индукционно-динамическим приводом Советский патент 1981 года по МПК H01H33/38 H01H3/32 

(54) ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ С ИНДУКЦИОННО-ДИНАМИЧЕСКИМ

ПРИВОДОМ

1

Изобретение относится к электроаппаратостроению, а именно к быстродействующим выключателям с приводами, имеющих малый ход подвижного контакта, например вакуумных.

Известен выключатель с индукционнодинамическим приводом, содержащий разгоняющий и тормозящий индукторы, между которыми расположен якорь, выполненный в форме диска из электропроводного материала, жестко соединенный с подвижным контактом аппарата, накопитель энергии, подключенный к разгоняющему индуктору, устройство управления разрядом накопителя энергии, дополнительный накопитель энергии, подключенный к тормозящему индуктору и устройство управления разрядом этого накопителя, который установлен между индукторами 1.

Такой выключатель имеет очень большие габариты и вес, ввиду наличия двух индукторов и тяжелого диска. Кроме того, такие устройства дорогостоящие, так как предполагают наличие двух накопителей.

Известен также выключатель, содержащий диск подвижного контакта, расположенный между двумя однослойными спиральными катушками из биметаллической ленты прямоугольного сечения, медная часть которой обращена к диску, причем катушка в сечении имеет вид полых конусов, внутренние поверхности которых обращены к соответствующим поверхностям дис5 ка 2.

К недостаткам указанного выключателя относится наличие двух катушек, работающих на размыкание и замыкание, длинного и тяжелого штока подвижного контакта с

Q массивным диском, что в совокупности приводит к увеличению габаритов и веса устройства, к снижению скорости расхождения контактов или, при сохранении высокой скорости, к увеличению мощности емкостного накопителя энергии.

15 Наиболее близким к предлагаемому является выключатель с индукционно-динамическим приводом, содержащий корпус, контактную систему с подвижными и неподвижными контактами, привод с плоской спиральной катушкой и короткозамкну20 тым витком, соосным с катушкой, причем контакты выключателя выполнены в форме дисков и катущка привода укреплена в углублении на торцовой поверхности неко.итакга, а короткозамкнутии in в форме диск; ;: материала, утоп.; :1новой поверхности 3. катушки в указанной торцовой рабочей поверхности :ри9о;11:т к увеличению размеров, Te,ri,i), и- веса контактов, что в чь Кдст к уменьитению быстродействия г|ривода. Описанный выше прив(хч может работать только на отключение. Ддя того, чтобы он мог работать также на включение, иеоб.ходим дополнительный приводной механ.чзм, например euie одна катушка и диск индукционно-динамического механизма. Все уто приведет к еще больinewy уае.-шчению габаритов и веса нривода. снп/ксиию б)51стродействия. Це.чь изобретения -- уменьшение габаритов и веса, увеличение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в ,1К)ч;ггеле с ипдукннонно-дина.мическим |ри1«)дом. содержанием корпус, конT; i -;i yi) систему с подвижными и неподвижными контактами, привод с плоской си11 5альной катуп1кой с короткозамкнутым витком, прикрепленным через изолированную п)окладку к торцу подвижного контакта, донолнп1ельпо вводятся три коротко.замкну1Ь х lurrKa. две фасонные втулки с п)орезями, с возможностью взаимного осевого пе)еме1цеп11я, на основаниях которых крепятся два короткозамкнутых витка, имеющих фо(му шайбы, а оставшийся короткоз; М1 пу1 i,i;i виток, также как и основной, иMeioiiijiii форму П1айбы, ирикренлеп через п:и).П1|)она;-п;ую прокладку ко второму подiiii..-i-.;iii- |)птакту контактной системы, которая . nieaa двухразрывной, приче.м |1одви нь1е коитакт1 имеют электрическую связь через гибкие петлеобразные токонроводы. две шпильки, которые крепятся на резьбе но краям фасонных втулок для обес1к чении жесткости конструкции, три ripy./кины. две из которых расположены между ипшлькой одной из фасонных втулок и основанием другой и находятся в сжатом сос|1ямим ири разо.мкнутых контактах, а тре|.я iijiy/KHiia расположена между основаниили; фасонных втулок и находится в сжатом 1Ч)сгоянии нри замкнутых контактах, ;i:;.e. и.;; и виде двух металлических нлос|ружии мембранного типа, которые .ся межд) нарами короткозамкну |)Г liiiTKOB iicj разны.м сторонам втулки, HMcionieii жесткую связь с внутренней пет, iMMKoi-o гокопровода и корпусом вык.лк)ч;; геля; два сильфо 1а, которые кре|ятся :-;1 г ксиа;1ыи) снаружи короткозамкнуibix г-.гл. 11|)11кренле1нных к подвижным На it)Hi. 1 изображеп выключатель с инд ки ||-пно-дннамическим приводом в раз)езе. ;пп1ип ни;,; па фиг. 2 - сечение А-А 4 показана фасонная фиг. 3 на фиг. в;л.:ка. Выключатель с индукционно-динамическим приводом содержит двухразрывную контактную систему, состояш;ую из двух ненодвижных контактов 1 и 2 и двух подвижных контактов 3 и 4, которые электрически связаны через гибкие петлеобразные токонроводы 5. например, медные шины. Гибкие нетлеобразные токопроводы 5 имеют жесткую связь с корпусом выключателя, а к внутренним нетлям токопроводов 5 жестко кренится плоская спиральная катушка 6 нривода. К подвижному контакту 3 через изоляционные прокладки 7 и 8 жестко кренится короткозамкнутый виток 9 из хорошо проводящего материала, имеющей форму фигурной шайбы, а к подвижному контакту 4 через изоляционные прокладки 10 и 11 жестко крепится аналогичный короткозамкнутый виток 12. Привод содержит также две идентичные фасонные втулки 13 и 14. На основании фасонной втулки 13 кренится короткозамкнутый виток 15, имеющий фор.му шайбы, а на основании фасонной втулки 14 крепится аналогичный короткозамкнутый виток 16. В торцах фасонных втулок 13 и 14 крепятся на резьбе шпильки 17 и 18, которые распирают края втулок, что повышает жесткость конструкции и обеспечивает ее нормальную работу. Между шпилькой 17 и основанием фасонной втулки 14 расположена пружина 19, а между шпилькой 18 и основанием втулки 13 - нружина 20. Эти пружины 19 и 20 при разо.мкнутых контактах 1,3 и 2,4 находятся в сжатом состоянии. Между основаниями фасонных втулок 13 и 14 расположена пружина 21, которая находится в сжато.м состоянии при за.мкнутых контактах 1,3 и 2,4. Защелка привода состоит из двух металлических, например стальных, плоских пружин мембранного типа 22 и 23, которые крепятся между короткозамкнутыми витками 12, 16 и 9, 15 соответственно. Сильфоны 24 и 25 крепятся коаксиально снаружи витков 9 и 2 между подвижными контактами 3 и 4 соответственно и внутренней петлей гибкого токоправода 5 и и.меют форму цилиндров. Устройство работает следующим образом. Во включенном положении контакты 1,3 и 2,4 двухразрывной контактной системы замкнуты. Путь прохождения тока по неподвижному контакту, например 2, по подвижному контакту 4, гибким петлеобразным токопроводам 5, далее по контактам 3 и 1. Электродинамические силы отталкивания между сторонами петель гибких токопроводов 5 осуществляют поджатие контактов в замкнутом положении. В этом .положении контактов короткозамкнутые витки 15 и 16 плотно прилегают к соответствующим поверхностям катущки 6 привода, а короткозамкнутые витки 9 и 12 находятся в некотором расстоянии от соответствующих поверхностей катушки 6. Плоские мембранные пружины 22 и 23 имеют в этом случае углы прогиба, противоположные указанным на фиг. 1. Пружина 21 при этом сжата. Замкнутое положение контактов 1 и 3 фиксируется плоской пружиной 23, а замкнутое положение контактов 2 и 4 фиксируется плоской пружиной 22. Плоские пружины 22 и 23 мембранного типа имеют два фиксированных положения и выполняют функПИЮ защелок. Кроме того, они осуществляют дополнительное поджатие подвижных контактов в замкнутом положении. При подаче команды на отключение подается импульс тока на катушку 6 привода от предварительно заряженной емкости. Взаимодействие полей тока катушки 6 и токов в короткозамкнутых витках 16 и 15, приводит к отталкиванию короткозамкнуть1х витков 16 и 15 от катушки 6. При этом короткозамкнутый виток 16, жестко закрепленный на основании фасонной втулки 14, движется вверх, увлекая за собой втулку 14. Втулка 14 давит выступающей кромкой на подвижный контакт 3, увлекая его за собой и осуществляя размыкание контактной пары 1 и 3. Одновременно короткозамкнутый виток 15, жестко закрепленный на основании фасонной втулки 13, движется вниз. Втулка 13 давит на подвижный контакт 4, осуществляя размыкание контактной пары 2 и 4. Подвижный контакт 4, двигаясь вниз, давит на жестко скрепленный с ним короткозамкнутый виток 12, который опускается до сопротивления с поверхностью катушки 6. Таким образом, на края плоской мембранной пружины 22 действует пара сил со стороны движущихся короткозамкнутых витков 16 и 12. Эта пара сил осуществляет переброс плоской мембранной пружины 22 в противоположное фиксированное положение (фиг. 1). Аналогичным образом, пара сил, действующая на плоскую пружину 23, осуществляет ее переброс в противоположное фиксированное положение. Процесс расхождения контактов ускоряется при помощи разжимающейся пружины 21. Фасонные втулки 13 и 14 в своих основаниях имеют отверстия, обеспечивающие свободное перемещение их относительно друг друга (фиг. 3). В разамкнутом пQлoжeнии (фиг. 1) пружины 19 и 20 сжаты. В момент подачи команды на включение, подается импульс тока от предварительно заряженной емкости на ту же катушку 6 привода. В этом случае на плоские мембранные пружины 22 и 23 действуют пары сил противоположного напр.авления, осуществляющие переброс плоских пружин в исходное положение, при котором фиксируется замкнутое состояние контактов. Пружины 19 и 20 при разжимании, ускоряют процесс замыкания контактов. Шпильки 17 и 18 стоящие на резьбе по торцам втулок 13 и 14 распирают края этих втулок, обеспечивая жесткость конструкции. Сильфоны 24 и 25 обеспечивают герметизацию внутренней части блока подвижных контактов (с короткозамкнутыми витками и катущкой привода) от дугогасящей среды (вакуум). При этом внутри блока подвижных контактов возможно создание небольшого избыточного давления газа (по отношению к атмосферному) и полной герметизации от внешней воздушной среды, либо создание нормального атмосферного давления воздуха посредством специальных отверстий в месте крепления катушки 6 к внутреннему витку токопровода 3 и корпусу выключателя. В сравнении с аналогичными предлагаемый выключатель с индукционно-динамическим приводом обладает меньшим весом и габаритами, поскольку имеет легкие подвижные контакты и защелку, всего одну .плоскую спиральную катушку. Применение двухразрывнои контактной системы позволяет уменьшить межэлектродные расстояния и вследствие этого, как и вследствие малого веса подвижных контактов, достичь большего быстродействия. Снижение напряжения, приходящегося на один разрыв, позволяет значительно облегчить гашение дуги. Формула изобретения Выключатель с индукционно-динамическим приводом, содержащий корпус, контактную систему с подвижными и неподвижными контактами, привод с плоской спиральной катушкой и короткозамкнутым витком, прикрепленным через изоляционную прокладку к торцу подвижного контакта, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и веса и увеличения быстродействия, контактная система выключателя выполнена двухразрывнои, при этом подвижные контакты связаны между собой посредством гибких петлеобразных токопроводов, привод дополнительно снабжен тремя короткозамкнутыми витками, двумя фасонными втулками , дву.мя щпильками, тремя пружинами, защелкой и двумя сильфонами, при этом один из дополнительных короткозамкнутых витков прикреплен через изолирующую прокладку к торцу второго подвижного контакта, а два оставшихся витка укреплены на основаниях фасонных втулок, втулки выполнены с возможностью взаимного осевого перемещения, шпильки установлены в торцах фасонных втулок, две пружины расположены каждая между шпилькой одной из втулок и основанием другой втулки в сжатом состоянии при разомкнутых контактах, а третья пружина расположена между основаниями фасонных втулок в сжатом состоянии при замкнутых контактах, защелка выполнена в виде двух плоских пружин мембранного типа, которые закреплены между парами короткозамкнутых витков по разныестороны спиральной катушки которая жестко связана с внутренней петлей гибкого токопровода и с корпусом выключателя, сильфоны установлены коаксиально снаружи короткозамкнутых витков, прикрепленных к подвижным контактам. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР ,,J, fi« 2. Патент США № 3723922, кл. 325-68, 3. Патент ГДР № 78275, кл. 21 С 35/09, 1969 (прототип).