Токоограничивающее коммутационное устройство

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к коммутационным устройствам низковольтного аппаратостроения, обеспечивающим защиту цепей от токов короткого замыкания. Цель изобретения - повьгаение надежности работы в многополюсных цепях, а также повышение быстродействия и обеспечение возможности оперирования. Токо-, ограничивающее коммутационное уст

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ЛО делАм изоБРетений и ОткРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3929683/24-07 (22) 12,07.85 (46) 15. 01. 87. Бюл. №. 2 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) IO.И.Долинский, С.Г.Иицкевич и И.10.Гридин (53) 621.316.573(088.8) (56} Патент США ¹ 4 132968, кл. 335-16, 1979.

Патент США № 4013984, кл. 335-185, 1977.

О О/4 3 Я34 И 72 7б 2 бф гг

КУ би

7Þ

f2 A f3 бУ57 38 73 7 М

77 75 б7

4.)

Ф2

77

47

Ф4

45 и л) 4 Н 01 Н 77/10, 73/02, 75/02 (54) ТОКООГРАНИЧИВАЮЩЕЕ КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутационным устройствам низковольтного аппаратостроения, обеспечивающим защиту цепей от токов короткого замыкания. Цель изобретения — ловьппение надежности работы в многополюсных цепях, а также повышение быстроденствия и обеспечение возможности оперирования. Токо-, ограничивающее коммутационное уст1283867 ройство содержит внешнюю изоляционную оболочку и расположенные в каждом полюсе подпружиненный подвижный кон"тактный мост 4, расположенный на подвижном .штоке 18, защелку, валик

41 которой входит в паз 20 штока 18 и удерживает его во включенном положении, ферромагнитную деталь 38 и ферромагнитные Н-образные детали 31 и 34, общие для всех полюсов изоляционную рейку 48 и нажимную деталь 55.

При возникновении тока. короткого замыкания под действием электродинамических HJI отбрасывается контактный мост 4, ферромагнитная деталь 38 под действием электромагнитных сил

Изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутационным устройством низковольтного электроаппаратостроения, обеспечивающим защиту цепей от токов короткого замыкания.

Цель изобретения †повышен надеж;ности работы в многополюсиых цепях, а также повышение быстродействия при отключении токов короткого замыкания и обеспечение возможности ручного отключения.

На фиг, 1 изображено токоограничивающее коммутационное устройство в включенном положении, общий вид;на фиг.2 -контактная система с ферромагнитными деталями (разрез Л-Л а фиг,1),на фиг.3 --защелка, внешний вид, на фиг. 4 -подпружиненная изоляционная рейка, внешний вид, на фиг.5 -нажимная деталь для трехполюсного исполнения, общий вид; на фиг. 6 — токоограничивающее коммутационное устройство в отключенном положении, об25 щий вид.

Токоограничивающее коммутационное устройство содержит составную изоляционную оболочку, состоящую из корпуса 1, передней 2 и задней 3 крышек.

Внутри изоляционной оболочки каждыи полюс содержит подвижный контактный мост 4 с подвижными контактами 5 и 6, П-образные шины 7 и 8 с неподвижными контактами 9 и 10, продолжения котопритягивается к Н-образнои детали 31 и воздействует на защелку, при этом

Ф шток 18 освобождается из зацеппения с валиком 4 1 и движется под действием пружины 17 в сторону отключения, поворачивая общую рейку 48. При отсутствии тока короткого замыкания в каком-либо полюсе общая рейка 48 воздействует на защелку этого полюса, шток 18 этого полюса освобождается из зацепления и движется в сторону отключения. При включении нажимная деталь 55 воздействует на штоки 18 и перемещает его в сторону включения до зацепления с валиком 41, 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

2 рых с одной стороны образуют дугогасительные рога> 11 и 12, а с другой стороны образуют зажимы 13 и 14 для присоединения внешних подводящих проводников, причем подвижные контакты 5 и 6 образуют электрическую связь с неподвижными контактами 9 и 10 соответственно, дугогасительные системы 15 и 16, в которые заведены дугогасительные рога 11 и t2 соответственно, подпружиненный пружиной 17 подвижный ток 18, установленный с возможностью перемещения в пазе 19 корпуса 1 и содержащий паз 20, выступ

21, упор 22, заплечики 23 и 24 и зафиксированную на подвижном штоке 18 шайбу 25 ° Контактный мост 4 расположен с возможностью перемещения на штоке 18 и в пазах 26 и 27 передней крышки 2 и подпру>кинен пружиной 28, расположенной между шайбой 25 и втулкой 29 с конусным пазом 30, закрепленной на контактном мосте 4.

Внутри П-образной шины 7 расположена ферромагнитная Н-образная деталь 31 (фиг. 2), которая изолирована от П-образной шины 7 прокладками 32 и 33. Внутри П-образной шины 8 расположена ферромагнитная Н-образная деталь 34, подобная показанной на фиг. 2, которая изолирована от

П-образной шины 8 прокладками 35 и 36. В непосредственной близости от одной из Н-образных деталей, напри1283867 мер 31, со стороны, противополсжной установке неподвижного контакта 9, установлена в корпусе 1 с возможностью поворота, например, вокруг оси 37 ферромагнитная деталь 38, 5 подпружиненная пружиной 39 в сторону выступа 40, являющимся, например, частью корпуса 1.

В корпусе 1 расположена защелка (фиг. 3), выполненная в виде валика l0

41 с вырезом 42, установленного в корпусе 1, с возможностью поворота вокруг своей оси 43, и входящего в месте выреза 42 в паз 20 штока 18 и, например, на плоскости выреза 42 кре- 15 пится пластинка 44 с выступами 45 и

46, а валик 41 подпружинен пружиной

47, расположенной между корпусом 1 и выступом 46.

В корпусе 1 также расположена 20 изоляционная рейка 48 (фиг. 4), общая для всех полюсов, с возможностью поворота вокруг своей оси 49 с выступом 50 для каждого полюса и выступом 51, подпружиненная пружиной 52, расположенной между задней крышкой 3 и выступом 51, в сторону упора 53, являющимся, например, частью корпуса 1, с возможностью взаимодействия с выступом 21 подвижного штока 18 и З0 выступом 45 валика 41 каждого полюса в сторону освобождения штока 18 из зацепления с валиком 41.

В передней крышке 2 с внешней стороны расположен механизм принудитель- 35 ного возврата контактов, выполненный в виде подпружиненной пружиной 54 нажимной детали 55, общей для всех полюсов, с цилиндрическими выступами 56 и с возможностью движения в . 40 отверстиях 57 передней крышки 2 в сторону включения устроиства, причем пружина 54 может быть расположена на одном или более цилиндрических выступах 56 между нажимной де- 45 талью 55 и передней крышкой 2.

В непосредственной близости от ферромагнитной Н-образной детали 34 со стороны, противоположной установке неподвижного контакта 10, установле- 50 на в корпусе 1 и возможностью поворота, например, вокруг оси 58 ферромагнитная деталь 59, подпружиненная пружиной 60 в сторону выступа 61, являющегося, например, частью корпу- 55 са 1. В корпусе 1 имеется отверстие

62, в котором расположен с возможностью движения подпружиненной пруживой 63 штифт, имеющий возможность взаимодействия с контактным мостом 4 н второй ферромагнитнсй деталью 59.

В изоляционной оболочке установлен отключающий штифт 65 с возможностью поворота изоляционной рейки 48 в сторону отключения устройства и выведенный на наружную сторону передней крышки 2.

Внутри корпуса 1 могут быть расположены вспомогательные контакты 66..

В этом случае на штоке 18 выполняется выступ 67 с возможностью воздействия на вспомогательные контакты 66.

Нажимная деталь 55 для трехполюсного исполнения может быть выполнена следующим образом (фиг. 5). Нажимная деталь 55, общая для трех полюсов, содержит цилиндрические выступы 56 для каждого полюса и отверстия

68. При установке нажимной детали 55 в передней крышке 2 в отверстиях 68 располагаются штифты 69, которые крепятся в передней крышке 2. Нажимная деталь 55 имеет возможность свободного движения по штифтам 69, которые предотвращают выпадение из передней крышки 2.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении в цеги тока короткого замыкания под действием электродинамических сил, усиленных наличием ферромагнитных элементов, происходит отброс подвижного контактного моста 4 соответствующего полюса или полюсов и между размыкающимися контактами 5 и 6,. 9 и 1О соответственно, вводятся электрические дуги. В свою очередь под воздействием электромагнитных сил ферромагнитная деталь 38 притягивается к Н-образной детали 31 и воздействует на выступ 46 защелки в сторону расцепления валика 41 с подвижным штоком 18. Под воздействием пружины 17 подвижный шток 18 движется в пазе 19 корпуса 1 в сторону отключения устройства до касания упора 22 с корпусом 1, при этом своим выступом 21 подвижный шток 18 воздействует на выступ 50 изоляционной рейки 48 в сторону отключения устройства. В свою очередь. выступы 50 других полюсов взаимодействуют с соответствующими выступами 45 валиков 41 тех полюсов, в цепи которых отсутствует ток ко1283867

6 . Для отключения устройства в номинальном режиме и без тока предусмотрен отключающий штифт 65, при воздействии на который осуществляется поворот изоляционной рейки 48 в сторону отключения устройства. В дальнейшем происходит отключение устройства, как описано выше, В отключенном положении (фиг. 6) контактный мост 4 удерживается пружиной 28 на заплечиках 23 и 24, а шток

18 удерживается пружиной 17 на упоре

22, опирающемся на корпус 1. Выступ

21 удерживает изоляционную рейку 48 в повернутом состоянии, которая в свою очередь удерживает в повернутом состоянии валик 41.

Для осуществления включения устройства необходимо нажимную деталь

55 переместить в сторону взаимодействия со штоками 18 до зацепления их с валиками 41. В случае неосуществления зацепления валика 41 со штоком

18 хотя бы одного полюса, шток 18 этого полюса после снятия усилия с на>кнмной детали 55 движется в отключенное положение и осуществляет отключение остальных полюсов, как описано выше.

Для предотвращения включения устройства на ток короткого замыкания должна быть предусмотрена блокировка, предотвращающая возможность включения устройства при включенном положении аппарата, с которым оно применяется.

20 короткого замыкания, когда контактный мост 4 под воздействием электродинамических сил отбрасывается на небольшие расстояния и в дальнейшем под действием пружины 28 движется в 25 сторону замыкания контактов.

Для самоустановки контактного реле 4 в включенном положении в втулке 29 паз 30 выполнен конусно. Направляющими при движении контактного 30 моста 4 служат паэ 20 втулки 29 н пазы 26 и ?7 передней крышки 2.

При протекании тока короткого замыкания ферромагнитная деталь 59 под воздействием электромагнитных сил притягивается к Н-образной детали 34 и воздействует на подпружиненный пружиной 63 штифт 64, который в свою очередь отводит контактный мост 4 от неподвижных контактов. На 40 иболее эффективно указанный механизм действует в зоне таких токов короткого замыкания, когда контакты под действием электродинамическнх сил отбрасываются на небольшис расстояния и дуга горит под контактами, что приводит к понижению быстродействия работы устройства и сильному электрическому износу контактов. Уставка срабатывания ферромагнитной детали 59 50 выбирается, например, подбором пружины 60, не выше уставки срабатывания ферромагнитной детали 38 для предотвращения дребезга контактов.

Н-образные детали 31 и 32 и ферро- 55 магнитные детали 38 и 59 могут быть выполнены цельными или набранными из ферромагнитных пластин для уменьшения влияния вихревых токов. роткого замыкания, в сторону расцепления валиков 41 со штоками 18, В последующем происходит отключенис этих полюсов, После отключения цепи подвижной контактный мост 4 под воздействием пружины 28 движется в сторону замыкания контактов до соприкосновения с заплечиками 23 и 24 штока 18, ко-, торые предотвращают замыкание контактов.

Для предотвращения повторного замыкания контактов уставка срабатывания ферромагнитной детали 38 выбрана несколько ниже, например, подбором соответствующей пружины 39, чем уставка срабатывания контактного моста 4, что обеспечивает подхват контактного моста 4 заплечиками 23 и 24 штока 18 и в зоне таких токов

Таким образом, предлагаемое токоограничивающее коммутационное устройство (по сравнению с известными) обеспечивает надежную работу при многополюсном исполнении, повышает быстродействие при отключении токов короткого замыкания и обеспечивает возможность оперирования.

Ф ор мула из обретения

1. Токоограничивающее коммутаци" онное устройство, содержащее внешнюю изоляционную оболочку и расположенные в каждом полюсе контактную систему в виде установленного на подвижном подпружиненном штоке подпружиненного контактного моста с расположенными на нем подвижными контактами, неподвижные контакты, расположенные на

П-образных шинах, одни концы которых образуют дугогасительные рога, а другие являются зажимами для присое1283867 динения внешних проводников, дуго гасительные камеры, ферромагнитные элементы, расположенные внутри П-образных шин, защелку для удержания контактной системы в исходном поло.5 жении и механизм принудительного возврата контактной системы в исходное положение, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности работы в многополюсных це- 10 пях, оно снабжено общей для всех полюсов подпружиненной изоляционной рейкой и расположенной в каждом полюсе поворотной подпружиненной ферромагнитной деталью, подпружиненная 15 изоляционная рейка установлена внутри внешней изоляционной оболочки с возможностью поворота вокруг своей оси и снабжена выступом, каждая поворотная подпружиненная ферромагнитная 20 деталь расположена между подпружиненной изоляционной рейкой и ферромагнитными элементами и установлена с возможностью взаимодействия с защелкой и одним иэ ферромагнитных элементов, подвижный подпружиненный шток снабжен выступами для взаимо. действия с выступом подпружиненной изоляционной рейки, с внутренней частью внешней изоляционной оболоч- 30 ки и с подпружиненным контактным мостом, и пазом для взаимодействия с защелкой, защелка выполнена в виде подпружиненного валика, снабженного выступом для взаимодействия с выступом подпружиненной изоляционной рейки и установленного с возможностью поворота вокруг своей оси, ферромагнитный элемент, взаимодействующий с поворотной подпружиненной ферромагнитной деталью, выполнен в виде Н-образной детали, а механизм принудительного возврата контактной системы в исходное положение выполнен в ниде общей для всех полюсов подпружиненной нажимной детали, расположенной снаружи внешней изоляционной оболочки.

2. Устройство по и, 1, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия при отключении токов короткого замыкания, оно снабжено дополнительной поворотной подпружиненной ферромагнитной деталью и подвижным подпружиненным штифтом, другой ферромагнитный элемент также выполнен в виде Н-образной детали и установлен с возможностью взаимодействия с дополнительной поворотной подпружиненной ферромагнитной деталью, дополнительная поворотная подпружиненная ферромагнитная деталь расположена относительно основной поворотной подпружиненной ферромагнитной детали по другую сторону от подвижного подпружиненного штока, а подвижный подпружиненный штифт установлен во внешней изоляционной оболочке с воэможностью взаимодействия с подпружиненным контактным мостом и дополнительнбй поворотной подпружиненной ферромагнитной деталью.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможностй ручного отключения, оно снабжено отключающим штифтом, отключающий штифт установлен во внешней изоляционной оболочке с возможностью взаимодействия с подпружиненной изоляционной рейкой для ее поворота в сторону отключения контактной системы и выведен на наружную сторону внешней изоляционной оболочки в месте расположения подпружиненной нажимной детали.

1283867! . 8 3967

l 283867

Составитель В. Коносов

Техред В.Кадар

Редактор А. Ревин

Корректор А. Обручар

Подписное

Тираж 698

Заказ 7452/53

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д.- 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4