Тепловой расцепитель косвенного нагрева Советский патент 1983 года по МПК H01H71/16 H01H61/02 

(54) ТЕПЛОВОЙ РАСЦЕПИТЕЛЬ КОСВЕННОГО НАГРЕВА

1

Изобретение относится к электротехнике, к электроаппаратостроению, в частности к автоматическим выключателям.

Известны тепловые расцепители косвенного нагрева, преимущественно на большие токи, у которых нагреватель выполнен подвижным на каркасе, шарнирно сочлененным с биметаллической пластиной 1.

Недостатком такого расцепителя является повышенная потребляемая мощность вследствие нагрева биметаллической пластины в ограниченном шарниром пространстве.

Известен также и тепловой расцепитель косвенного нагрева, содержащий термобиметаллическую пластину, соединенную с нагревателем гибким соединением из материала с высокой теплопроводностью, например из медной ленты 2.

Недостатком данного расцепителя является повышенный расход мощности из-за ограниченности области теплового контакта между нагревателем и термобиметаллической пластиной.

Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является тепловой расцепитель косвенного нагрева, преимущественно для автоматических выключателей, содержащий термочувствительный эле мент, жестко закрепленный одним концом и установленный с возможностью воздействия другим концом на механизм управлений,

5 и нагреватель с токоподводами 3.

Недостатком известного теплового расцепителя косвенного нагрева является зависимость нагрева термочувствительногб элемента от величины его деформации, т. е. при нагреве термочувствительный э.лемент

деформируется и удаляется от нагревателя, в результате,чего нагрев термочувствительного элемента уменьшается. Таким образом, нагрев термочувствительного элемента до температуры срабатывания требует допол,5 нительного расхода мощности.

Температура срабатывания термочувствительного элемента независимо от величины номинального тока всегда одинакова и определяется выражением

Е

t - К tf

(i;

I - «V - S

где К - постоянная величина;

Рд - кратность уставки тока перегрузки к номинальному току; 1у) - номинальный ток; Р - удельное электрическое сопротивление материала нагревателя; t,S - соответственно длина и сечение нагревателя; tcp - время срабатывания расцепителя. Время срабатывания расцепителя определяется требованиями на выключатели и независимо от величины номинального тока не должно превышать определенной величины tj, т. е. 1срможно считать константой. Достигать температуру срабатывания расцепителя при разных значениях номинального тока при косвенном нагреве можно подбором удельного электрического сопротивления, т. е. материала, длины и сечения нагревателя. Сечение нагревателя определяется величиной номинального тока и термостойкостью материала нагревателя, поэтому его подбор находится в ограничен юм интервале. Это относится и к выбору материала нагревателя. Изменения температуры нагрева за счет изменения длины нагревателя также ограничено размерами термочувствительного элемента (шириной и длиной). Как видно из выражения (1) при уменьшении величины номинального тока, например, с 16 А до 1,6 А, т. е. в 10 раз, для достижен1:я одной и той же температуры срабатывания требуется увеличить произведение Я-|- в 100 раз. Все это значительно усложняет технологию изготовления нагревателей на различные токи срабатывания. Цель изобретения - уменьшение потребляемой мошности и упрошение технологии изготовления. Поставленная цель достигается тем, что в тепловом расцепителе нагреватель выполнен в виде пластинчатого элемента с прорезями, охватывающего термочувствительный элемент, и закреплен с одной его стороны. Кроме того, в тепловом расцепителе косвенного нагрева нагреватель может охватывать термочувствительный элемент так, что образует разомкнутый контур вокруг термочувствительного элемента. На фиг. 1 представлен один из возможных вариантов предлагаемого теплового расцепителя косвенного нагрева; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - тепловой расцепитель косвенного нагрева с тремя прорезями в нагревателе. Тепловой расцепитель косвенного нагрева содержит термочувствительный элемент 1, жестко укрепленный одним концом 2 и воздействующий другим концом 3 на механизм управления аппарата 4, нагреватель 5 с прорезями 6 и токоподводами 7. Нагреватель 5 концом 8 жестко укреплен на неподвижном конце 2 термочувствительного элемента 1. Винт 9 служит для калибровки теплового расцепителя косвенного нагрева. Нагреватель 5 подключен в защищаемую цепь при помощи сварки и пайки 10 через токоподводы 7 (стрелками показано направление тока защищаемой цепи в нагревателе 5). Тепловой расцепитель косвенного нагрева работает следующим образом. При прохождении тока защищаемой цепи по нагревателю 5, последний нагревается. Так как термочувствительный элемент 1 находится внутри нагревателя 5, то он за счет конвекции и теплопроводности также нагревается. При нагреве термочувствительного элемента свободный конец 3 изгибается от одной стороны нагревателя к другой. В результате такого изгиба температура нагрева термочувствительного элемента не изменяется, так как насколько температура нагрева термочувствительного элемента I уменьщится от одной стороны нагревателя (от которой деформируется термочувствительный элемент 1), настолько же температура увелич тся от другой стороны нагревателя (обращенной навстречу деформации термочувствительного элемента). Температура нагрева термочувствительного элемента 1 определяется только температурой нагревателя 5, а температура нагревателя 5, в свою очередь, при одном и том же значении тока защищаемой цепи и времени его протекания определяется электрическим сопротивлением нагревателя, т. е. R Выполнение в нагревателе 5 прорезей 6 увеличивает путь протекания тока в нагревателе и уменьщает его сечение. Таким образом, удается при ограниченных размерах нагревателя увеличить длину протекания тока в нагревателе и уменьшить сечение этого пути, что значительно повышает нагрев термочувствительного элемента. Калибровку расцепителя проводят с помощью винта 9. Ток защищаемой цепи подводится к нагревателю с помощью токоподводов 7, присоединенных с помощью сварки 10 к нагревателю. Предлагаемый тепловой расцепитель косвенного нагрева предназначен прежде всего для автоматических выключателей перспективной серии на номинальный ток до 160 А. Расцепитель позволяет получить нагрев термочувствительного элемента независимо от величины его деформации, что влечет за собой уменьшение потребляемой мощности, увеличение надежности срабатывания, снижение противодействующего усилия срабатыванию снижение материалое.мкости, снижение использования остродефицитных материалов, улучшение технологичности расцепителя. . Формула изобретения 1. Тепловой расцепитель косвенного нагрева, преимущественно для автоматических выключателей, содержащий термочувствительный элемент, жестко закрепленный одним концом и установленный с возможностью воздействия другим концом на механизм управления, и нагреватель с токоподводами, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности и упрощения технологии изготовления, нагреватель выполнен в виде пластинчатого элемента с прорезями, охватывающего термочувствительный элемент, и закреплен с одной его стороны.

термочувствительный элемент так, что образует разомкнутый контур вокруг термочувствительного элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

-/f

фиг. г

/ff

Фуг.