Автоматический токоограничивающий выключатель
Изобретение используется в автоматических токоогр аничивающихвыключателях. Позволяет упростить конструкцию и технологию изготовления. Благодаря тому, что рукоятка с тягой, рычаг и расцепляющийся рычаг установлены в металлической скобе на одной оси, тяга выполнена в виде пружины растяжения, а расцепляющийся рычаг в качестве элемента, обеспечивающего размыкание контактов при автоматическом отключении, упрощается конструкция автоматического выключателя . 8 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (s» s H 01 Н 73/48, 77/06
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4897155/07 (22) 11.11.90 (46) 07.08.92. Бюл. М 29 (71) Харьковский филиал Центрального института повышения квалификации Министерства электротехнического приборостроения
СССР (72) Г,Н.Гапоненко, Н.Ю.Гридин, Ю.М»Долинский. Н,В,Королев, С.Г.Мицкевич, С.Я.Мильграм, А,Д.Папуш, В.Н.Постольник, Б.А.Ткаченко и В.Т.Уткин (56) Выключатели автоматические серии ВА14. Технические условия ТУ 16-641.004-83.—
М;, Минэлектротехпром, 1983 (прототип).
Механизм свободного расцепления.
Чертеж ГЛИЦ 304.565.008 СБ, G H 210.1130, F 5F 6, -Тирасполь, МПО "Электроаппарат", Изобретение относится к низковольтным электрическим коммутационным аппаратам, а именно к автоматическим токоограничивающим выключателям, которые в изоляционных корпусах предназначены для защиты потребителей при перегрузках и коротких замыканиях в мощных сетях, а также для нечастных оперативных коммутаций электрического тока.
Известен автоматический токоограничивающий выключатель, содержащий изоляционный корпус и крышку, установленные в корпусе контактную систему, состоящую из одного подпружиненного подвижного контакта и одного неподвижного контакта, одну . дугогасительную камеру, металлическую скобу с расположенным в ней механизмом свободного расцепления, состоящим из рукоятки, соединенной тягой с рычагом, шар Ы,, 1753510 А1 (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ТОКООГРАНИЧИВАЮЩИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ (57) Изобретение используется в автоматических токоограничивающихвыключателях, Позволяет упростигь конструкцию и технологию изготовления. Благодаря тому, что рукоятка с тягой, рычаг и расцепляющийся рычаг установлены в металлической скобе на одной оси, тяга выполнена в виде пружины растяжения, а расцепляющийся рычаг в качестве элемента, обеспечивающего размыкание контактов при автоматическом отключении, упрощается конструкция автоматического выключателя. 8 ил. нирно связанным с подвижным контактом, подпружиненного расцепляющегося рычага, подпружиненной отключающей рейки, электромагнитный расцепитель, снабженный подпружиненным элементом, выполненным с возможностью воздействия на отключающую рейку и на подвижный контакт в сторону его размыкания с подвижным контактом при срабатывании электромагнитного расцепителя, термобиметаллический расцепитель, установленный с возможностью воздействия на отключающую рейку, и подсоединительные зажимы.
Рукоятка подпружинена и установлена в металлической скобе на своей оси, а расцепляющийся рычаг — на своей оси.
На рукоятке шарнирно установлена тяга, а на рычаге, шарнирно связанном с подвижным контактом, штифт, который
1753510
20
30
40 шарнирно связан с тягой. Этот штифт входит в прорези расцепляющегося рычага.
Включают выключатель так: при повороте рукоятки (по часовой стрелке до упора) этот штифт перемещается в прорези и перемещает свободный конец рычага, второй его конец, шарнирно связанный с подпружиненным подвижным контактом, поворачивает подвижный контакт, установленный на оси в металлической скобе, и замыкает его с неподвижным контактом.
Для отключения выключателя вручную рукоятку поворачивают против часовой стрелки до упора и контактная пружина отбрасывает подвижный контакт от неподвижного после того, как рукоятка переместит штифт.
При аварийных режимах расцепители поворачивают отключающую рейку, освобождается и поворачивается расцепляющийся рычаг, рукоятка поворачивается пружиной и освобождается штифт, после чего контактная пружина отбрасывает подви>кный контакт от неподвижйого.
При отключении тока короткого замыкания подпружиненный якорь электромагнитного расцепителя одним концом воздействует на отключающую рейку, а вторым — на подвижный, контакт, чем размыкает контакты и вводит в цепь токоограничивающую электрическую дугу раньше, чем контакты будут разомкнуты механиз-. мом.
Электрическая дуга, появляющаяся на контактах при отключении цепи, гаснет в дугогасительной камере.
Недостатком известного выключателя является сложность конструкции механизма и технологии его изготовления, поскольку рукоятка и расцепляющийся рычаг расположены каждый на своей оси в металлической скобе и связаны кйнематическими звеньями, что требует повышенной точности изготовления.
Сложен конструктивно и технологически узел рукоятки; в ее.выступе на осй установлена тяга из двух пластин, в которых установлен штифт, причем шарнирно, Этот штифт шарнирно установлен на одном конце рычага и входит концами в прорези расцепляющегося рычага.
В стенках металлической скобы также выполнены прорези дМ концов штифта.
Пружина рукоятки также является пружиной, отключающей рейки и расположена на оси рукоятки.
Ось, на которой установлейа тяга и штифт, должна быть установлена так, чтобы исключить их аксиальное перемещение, для чего они осаживаются, что также усложняет технологию. Сложна конструкция, а значит и технология расцепляющегося рычага.
Скоба выполнена из двух щек, соединенных развальцованной осью рукоятки, и двух развальцованных выступов одной щеки в прорезях другой. Конструкция щек является сложной, что также усложняет технологический процесс сборки механизма, так как он собирается из ряда узлов и деталей в двух щеках скобы, которые после сборки скрепляются развальцовкой.
Если после сборки механизм функционирует ненормально. затирает, нечетко работает, то брак исправить практически нельзя. Следует также отметить, что токоограниченйе при отключении тока короткого замыкания не очень существенно, так как разрыв цепи одинарный, а конструкция выключателя не позволяет относительно просто осуществить в нем двойной разрыв цепи.
Цель изобретения — упрощение конструкции и технологии изготовления выключателя, Поставленная цель достигается тем, что в автоматическом токоограничивающем вы.ключателе, содержащем изоляционные корпус и крышку, установленные в корпусе контактную систему, состоящую по меньureA мере из одного подпружиненного подвижного контакта и одного неподвижного контакта, rio меньшей мере одну дугогасительную камеру, металлическую скобу с расположенными в ней механизмом свободного расцепления, состоящим из рукоятки, связанной тягой с рычагом, подпружиненного расцепляющегося рычага и подпружиненной отключающей рей- . ки, электромагнитный расцепитель, снабженный подпружиненным элементом, выполненным с возможностью воздействия на отключающую рейку и на подвижный контакт в сторону его размыкания с неподвижным контактом при срабатывании электромагнитного расцепителя, и подсоединительные зажимы, рукоятка с тягой, рычаг и расцепляющийся рычаг установлены на одной оси в металлической скобе, причем тяга, связывающая рукоятку с рычагом, выполнена в виде пружины растяжения, а расцепляющийся рычаг выполнен с возможностью воздействия при автоматическом отключении, на подвижный контакт в сторону его размыкания с неподвижным контактом и удержания его в этом положении.
Предлагаемое техническое решение, позволяющее рукоятку с тягой, рычаг и расцепляющийся рычаг установить на одной оси в металлической скобе, выполнение тя1753510 ги, связывающей рукоятку с рычагом, в виде пружины растяжения, и выполнение расцепляющегося рычага в качестве элемента, обеспечивающего размыкание контактов при автоматическом отключении, позволяет существенно упростить конструкцию выключателя и технологический процесс как изготовления деталей выключателя, так и
его сборки.
На фиг.1 изображен предлагаемый автоматический выключатель в положении
"отключено вручную", разрез; на фиг,2- кинематическая и электрическая схема механизма; на фиг.3 — выключатель в положении
"Включено", разрез; на фиг.4 — то же, кинематическая и электрическая схема; на фиг.5 — выключатель в положении "Отключено автоматически"; на фиг,6 — то же, кинематическая и электрическая схема; на фиг.7— контактная система с одинарным разрывом, вариант исполнения; на фиг.8 — металлическая скоба с элементами механизма свободного расцепления.
Автоматический токоограничивающий выключатель содержит изоляционные корпус 1 и крышку 2.
На фиг.1, 3 и 5 показан вариант выключателя, у которого корпус 1 и крышка 2 выполнены симметричными, с разьемом по вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости установки выключателя. Корпус 1 и крышка 2 после сборки выключателя скрепляются винтами.
Контактная система может. иметь двойной или одинарный разрыв. Выключатель, кроме электромагнитного, может иметь и термобиметаллический расцепитель.
На фиг.1 — 6 показан вариант выключателя с двойным разрывом и термобиметаллическим расцепителем, Подвижные контакты (фиг.1 — 6) 3 и 4 укреплены на контактном мосте 5. Контактный мост 5 установлен в штоке 6. Пружина
7 обеспечивает замыкание контактов и контактное нажатие. Неподвижные контакты 8 и 9 установлены на П-образных шинах 10 и
11 соответственно.
Части 12 и 13 этих шин служат для подвода (отвода) тока, а части 14 и 15 являются дугогасительными рогами.
Каждый разрыв снабжен дугогасительной камерой 16 и 17 соответственно.
Металлическая скоба 18 установлена внутри корпуса 1 и закрепляется в нем при установке крышки 2.
На оси 19 в скобе 18 установлены с возможностью поворота рукоятка 20, рычаг
21 и расцепляющийся рычаг 22.
20 щую рейку 25 в сторону ее расцепления с расцепляющимся рычагом 22 и на шток 6 в
45 выводе 45 которого установлен первый подсоединительный зажим 46. Второй подсое35
Рукоятка20 и рычаг 21 соединены тягой, выполненной в виде пружины 23 растяжения.
Расцепляющийся рычаг 22 подпружинен пруя<иной 24, второй конец которой закреплен в корпусе 1.
В скобе 18 установлена с возможностью поворота отключающая рейка 25, подпружиненная пружиной 26.
Расцепляющийся рычаг 22 установлен с возмох<ностью взаимодействия с отключающейся рейкой 25 выступом 27.
В скобе 18 выполнены упоры 28 и 29.
Электромагнитный расцепитель 30 установлен в корпусе 1, Он снабжен подпружиненным элементом 31, на который при срабатывании электромагнитного расцепителя воздействует его боек 32. Сво бодн ы и конец 33 элемента 31 выполнен с возможностью воздействия при этом на отключаюсторону размыкания подвижных 3, 4 и неподвижных 8,9 контактов. Элемент 31 установлен на оси 34 и подпружинен пружиной
35.
За электромагнитным расцепителем 30 со стороны, обратной скобе 18, установлен в корпусе 1 термобиметаллический расцепитель 36.
На оси 34 установлен Г-образный элемент 37, подпружиненный пружиной 35.
Термобиметаллический расцепитель 36 установлен с возможностью воздействия на старо «у 38 Г-образного элемента 37, сторона 39 которого имеет возможность взаимодействия с расцепляющимся рычагом 22.
Для воэможности калибровки термобиметаллический расцепитель 36 снабжен регулировочным устройством 40.
Сторона 13 шины 11 электрически соединена с одним выводом 41 катушки 42 электромагнитного расцепителя 30, второй вывод 43 которой соединен с выводом 44 термобиметаллического раСцейителя 36, на динительный зажим 47 установлен на части
12 шины 10, На фиг.7 показан вариант исполнения контактной системы с одинарным разрывом.
Шина 48 соединена гибким соединением 49 с контактным мостом 5, на котором отсутствует подвижный контакт 3. Неподвижный контакт 8 заменен упором 50, установленным в корпусе 1. Упор 50 целесообразно выполнять из прочного удара- и износостойкого материала, 1753510
8 этом случае нужна только дугогасительная камера 17.
Механизм свободного расцепления установлен в металлической скобе 18 (фиг,8, фиг.3).
Рукоятка 20 установлена на оси 19, состоящей из двух полуосей, пластинами 51 и
52, между. которыми на оси 19 установлен рычаг 21, там же проходит соединяющая рукоятку 20 и рычаг 21 тяга в виде пружины
23.
Расцепляющийся рычаг 22 П-образного сечения установлен на оси 19 между старонами скобы 18.и пластинами 51 и 52.
Автоматический выключатель работает следующим образом, Положение "Отключено вручную" (фиг.1 и 2), Рукоятка 20 находится в крайнем нижнем положении. Рычаг 21 под действием пружины 23 давит поверхностью А на торец штока 6, чем удерживает контактный мост 5 в положении, при котором подвижные контакты 3, 4 и неподвижные контакты 8, 9 разомкнуты.
Включение выключателя из положения
"Отключено вручную" (фиг.4 и 3).
Рукоятку 20 следует переместить вверх до упора 28 по часовой стрелке. При этом рукоятка 20 переводит пружину 23 через нейтральное положение и она перебрасывает рычаг 21 в крайнее положение, упирая его в упор 28. Шток 7 освобождается и пружина
7 передвигает era до замыкания подвижных
KQHTGKToB 3 и 4 контактного моста 5 с неподвижными контактами 8 и 9.
Отключение выключателя вручную (фиг,1 и 2), Рукоятку 20 следует переместить вниз до упора о корпус 1. При этом рукоятка 20 переводит пружину 23 через нейтральное положение и она перебрасывает рычаг 21 до его упора поверхностью А в торец штока 6, «в результате чего он двигает шток 6 в направлении к основанию корпуса 1. преодолевая усилие пружины 7, и подвижные контакты 3 и 4 контактного моста 5 размыкаются с неподвижными контактами 8 и 9, Электрическая дуга между контактами гаснет в дугогасительных камерах 16 и 17, куда ее загоняют по рогам 12 и 13 электродинамические контуры, образуемые П-образными шинами 10, 11 и контактным . мостом 5.
Отключение выключателя автоматическое.
Отключение перегрузки. При протекании тока перегрузки через термобиметаллический расцепитель 36 он давит на сторону
38 Г-образного элемента 37, вследствие че10 рическая дуга гаснет в дугогасительных камерах 16 и 17. Шток 7 с мостом 5 будет находиться в этом положении до взведения
25
30 до упора 29
35 нец 33 элемента 31, на который давит боек
32 электромагнитного расцепителя 30, продолжает двигаться по направлению к кон50 тического отключения.
45 го он поворачивается вокруг аси 34 и стороной 39 давит на расцепляющую рейку 25, чем выводит ее из зацепления с выступом 27 расцепляющегося рычага 22.
Пружина 26 этого рычага оттягивает его до упора 29. При этом поверхность Б этого рычага давит на торец штока 6 и размыкает подвижные 3,4 и неподвижные 8,9 контакты, преодолевая усилие пружины 7. Электвыключателя.
Отключение тока короткого замыкания
При протекании через выключатель тока короткого замыкания электродинамические силы отбрасывают контактный мост с контактами 3 и 4 от неподвижных контактов 8 и
9, чем вводят в цепь токоограничивающие короткие электрические дуги раньше, чем произойдет срабатывание механизма свободного расцепления, При протекании тока через катушку электромагнитного расцепителя 30 его боек
32 воздействует на подпружиненный элемент 31, который поворачивается на аси 34 и своим концом ЗЗ воздействует на отключающую рейку 25. чем выводит ее из зацепления с выступом 27 расцепляющегося рычага 23. ,Пружина 26 этого рычага оттягивает его
Расцепив отключающую рейку 25 с выступом 27 расцепляющегося рычага 22, катактам и давит на шток 6 (например, через окно в штоке 6), чем вызывает дальнейшее расхождение контактов 3, 4 и 8, 9, раньше, чем механизм свободного расцепления начнетдействовать поверхностью 6 расцепляющегося рычага 22 на торец штока 6.
В результате этого электрические дуги между контактами 3 — 8, 4 — 9 растягиваются и электродинамические силы, образуемые Побразными шинами 10, 11 и контактным мостам, загоняют эти дуги по рогам 12 и 13 в дугогасительные камеры 16 и 17, где они и гаснут.
После расцепления отключающей рейки 25 и расцепляющегося рычага 22 этот рычаг поверхностью Б упирается в торец штока 6, чем полностью разведет подвижные и неподвижные контакты, Шток 6 с мостом 5 будет находиться в этом положении до взведения вы кл ючателя.
Взведение выключателя после автома1753510
10 л9 35
° 9
При автоматическом отключении (фиг.5 и 6) рукоятка выключателя остается в положении "Включено вручную". При этом рукоятка 20 и рычаг 21 уперты в упор 28 металлической скобы 18, а расцепляющийся рычаг 22 — в упор 29 этой же скобы 18.
Для того, чтобы взвести выключатель, следует перевести рукоятку 20 против часовой стрелки до упора о корпус 1. При этом пружина 23 перебрасывает рычаг 21 до его упора поверхностью А в торец штока 6, а рукоятка 20 поверхностью В давит на расцепляющийся рычаг 22, отводит его поверхность Ь от торца штока 6 и вводит в зацепление отключающую рейку 25 с выступом 27 расцепляющегося рычага 22.
Подвижные контакты 3, 4 и неподвижные контакты 8, 9 остаются разомкнутыми.
Выключатель готов к включению (положе-ние "Отключено вручную", фиг.1 и 2).
При однополюсном разрыве работа механизма не изменяется, но происходит размыкание только контактов 4 и 9, при этом работаетдугогасительная камера 17, так как контакты 3,8 и дугогасительная камера 18 отсутствуют. При этом токоограничение при отключении тока короткого замыкания существенно ниже.
Таким образом, по сравнению с известным предлагаемый выключатель имеет существенна более простую конструкцию, а следовательно, и бал а простую технологию изготовления. Следует также отметить возможность относительно просто осуществить в предлагаемом выключателе два исполнения: с более высокой отключающей способностью при двойном разрыве цепи и с меньшей отключающей способностью при одинарном разрыве цепи.
Формула изобреретения
5 Автоматический токоограничивающий выключатель, содержащий изоляционные корпус и крышку, установленные в корпусе контактную систему, состоящую по меньшей мере из одного подпружиненного по10 движного контакта и одного неподвижного контакта, по меньшей мере одну дугогасительную камеру, металлическую скобу с расположенным и ней механизмом свободного расцепления, состоящим из рукоятки, свя15 занной тягой с рычагом, подпружиненного
--расцепляющегося рычага и подпружиненной отключающей рейки, электромагнитный расцепитель, снабженный подпружиненным элементом, выполненным с возможно20 стью воздействия на отключающую рейку и на подвижный КоНТВКТ в сторону его размыкания с подвижным контактом при срабатывании электромагнитного расцепителя, и подсоединительные зажимы, о т л и ч а ю25 шийся тем, что, с целью упрощения конструкции и технологии изготОвления, рукоятка с тягой, рычаг и расцепляющийся рычаг установлены на одной оси в металлической скобе, причем тяга, связывающая рукоятку
30 с рычагом, выполнена в виде пружины растяжения, а расцепляющийся рычаг выполнен с возможностью воздействия при автоматическом отключении на подвижный контакт в сторону его размыканйя с непод35 вижным контактом и удержания его в этом положении.
3753510 с?,3 © 22 30 32
1753510
1753510
1753510
Составитель Г. Гапоненко
Техред M.Моргентал Корректор ()„Кравцова
Редактор М. Янкович
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 2771 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,. 4/5
