Максимальный тепловой расцепитель тока

 

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в упрощении и повышении точности регулировки и улучшении условия конвективного процесса теплообмена. Сущность изобретения заключается в следующем: в максимальном тепловом расцепителе тока, содержащем термобиметаллический элемент 1, соединенный с тоководом 6 и размещенный на скобе-тоководе 2, регулировочный узел выполнен в виде двухплоскостной скобы 4 и рычага-регулятора 5 с рабочим концом, огибающим рейку 12 механизма свободного расцепления 13. Одна плоскость скобы 4 жестко закреплена на конце термобиметаллического элемента 1, а со второй плоскостью подвижно соединен рычаг-регулятор 5 с возможностью перемещения и фиксации относительно рейки 12 механизма свободного расцепления 13 и взаимодействия с ней. В максимальном тепловом расцепителе тока может быть использован термобиметаллический элемент 1 в форме U-образной пластины с хвостовиком, на котором установлен регулировочный узел. Токовод может быть выполнен жестким и соединен с одной из ветвей U-образной пластины, другая ветвь которой закреплена на скобе-тоководе 2. Параллельно U-образной пластине может быть установлен U-образной шунт. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области электротехники, к электроаппаратостроению, в частности к конструкции максимальных тепловых расцепителей тока автоматических выключателей.

Известен тепловой расцепитель косвенного нагрева, содержащий термочувствительный элемент, жестко закрепленный одним концом и установленный с возможностью воздействия другим концом на механизм управления, и регулировочный винт (Авторское свидетельство СССР N 995147, кл. Н 01 Н 71/16, 1983 г.).

Известен также тепловой максимальный расцепитель тока комбинированного нагрева, содержащий термобиметаллический элемент, соединенный с гибким проводником, закрепленный одним концом с возможностью воздействия вторым концом на механизм свободного расцепления, и регулировочный винт (Авторское свидетельство СССР N 1686531, кл. Н 01 Н 71/16, 1991 г.).

Наиболее близким к предлагаемому является максимальный тепловой расцепитель тока автоматического выключателя, содержащий термобиметаллический элемент, соединенный с тоководом и закрепленный на скобе-тоководе с возможностью воздействия на механизм свободного расцепления, и регулировочный узел на базе винта (Авторское свидетельство СССР N 1239761, кл. Н 01 Н 71/16, 1986 г.).

В основе известных конструкций лежит регулируемый термобиметаллический теплочувствительный элемент прямого, косвенного или комбинированного нагрева током главной цепи. В результате нагрева термобиметаллический элемент деформируется пропорционально току главной цепи и воздействует на испольнительный элемент в виде механической защелки или контакта вспомогательной цепи.

В известных конструкциях регулировка максимальных тепловых расцепителей тока осуществляется при помощи регулировочного узла, базирующегося на регулировочном винте, и заключается в установке предварительного зазора между термобиметаллическим элементом и рейкой механизма свободного расцепления. Расцепитель нагружают током уставки, например 1,35 Iн, выдерживают заданное технологическое время, производят подрегулировку до срабатывания полностью механизма свободного расцепления и фиксируют регулировочный винт законтриванием или нанесением твердеющих растворов.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание конструкции максимального теплового расцепителя тока, позволяющей упростить процесс регулировки и повысить ее точность.

Для решения этой задачи в максимальном тепловом расцепителе тока автоматического выключателя, содержащем термобиметалический элемент, соединенный с тоководом и закрепленный на скобе-тоководе с возможностью воздействия на механизм свободного расцепления, и регулировочный узел, последний содержит двухплоскостную скобу, одной плоскостью жестко закрепленную на конце термобиметаллического элемента, и рычаг-регулятор, выполненный с рабочим концом, огибающим рейку механизма свободного расцепления, подвижно соединенный со второй плоскостью скобы с возможностью перемещения и фиксации относительно рейки механизма свободного расцепления и взаимодействия с ней. В максимальном тепловом расцепителе тока может быть использован термобиметаллический элемент в форме U-образной пластины с хвостовиком, на хвостовике которого установлен регулировочный узел, а токоподвод выполнен жестким и соединен с одной из ветвей U-образной пластины, при этом другая ветвь U-образной пластины закреплена на скобе-тоководе.

Параллельно U-образной пластине с хвостовиком установлен как минимум один U-образный шунт.

Предлагаемая конструкция максимального теплового расцепителя тока за счет выполнения регулировочного узла в виде скобы, на которой установлен рычаг-регулятор с рабочим концом, огибающим рейку механизма свободного расцепления, позволяет упростить процесс регулировки и повысить ее точность.

Использование предлагаемой конструкции регулировочного узла, дополнительно выполняющего функцию радиатора, непосредственно связанного с термобиметаллическим элементом, способствует в установившемся режиме более равномерному распределению теплового поля, активизации теплового потока dP, т.е. количества теплоты d²Q, проходящей в единицу времени dt через изотермическую площадку ds, определяемого как: dP=d²Q/dt, где dP - тепловой поток; d²Q - количество теплоты, проходящей через элементарную площадку изотермической поверхности; dt - промежуток времени.

Для наглядности выразим количество теплоты Q, проходящее через площадь изотермической поверхности S за время t, как: где λ - коэффициент теплопроводности; производная температуры Т по направлению нормали n изотермической площадки ds, dt - промежуток времени.

Наряду с этим улучшаются условия конвективного процесса теплообмена, сопровождающегося теплопроводностью (механизм которой показан выше), более равномерного распределения температуры во всей токоведущей системе, и в конечном итоге приводит к снижению температуры перегрева токоведущих элементов автоматического выключателя.

Помимо этого, применение U-образной термобиметаллической пластины с хвостовиком, U-образных шунтов и жесткого токовода, выполняемых как из материала с высокой электропроводностью, так и из материала с низкой электропроводностью, в зависимости от величины номинальных токов и конструктивных соображений, позволит снизить материалоемкость цветных металлов, исключить сварные соединения.

На фиг.1 изображен предлагаемый максимальный тепловой расцепитель тока, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.3 изображен расцепитель с термобиметаллическим элементом в виде U-образной пластины с хвостовиком, вид спереди; на фиг.4 - то же, вид сбоку; на фиг.5 - то же, вид сверху; на фиг.6 изображен расцепитель с U-образным шунтом, вид сбоку.

Максимальный тепловой расцепитель тока (фиг.1) содержит термобиметаллический элемент в виде пластины 1, размещенной на скобе-тоководе 2, регулировочный узел 3, состоящий из двухплоскостной скобы 4 и рычага-регулятора 5, соединенных, например, заклепочным соединением, и гибкий токовод 6.

В максимальном тепловом расцепителе тока (фиг.3) использован термобиметаллический элемент в виде U-образной пластины 7 с хвостовиком 8, а вместо гибкого токовода 6 применен жесткий токовод 9.

В максимальном тепловом расцепителе тока (фиг.6) параллельно термобиметаллическому элементу, выполненному в виде U-образной пластины 7, установлен, как минимум, один U-образный шунт 10 в зависимости от величины номинального тока.

Регулировка максимального теплового расцепителя тока производится следующим образом.

Рычаг-регулятор 5 устанавливается с предварительным зазором относительно рейки 12 механизма свободного расцепления 13. В зазор вводится калибр в форме пластины с толщиной, определяющей рабочий зазор "j" фиг.1, эмпирически согласованный с времятоковой характеристикой расцепителя. Затем при фиксированной рейке 12 перемещают рычаг-регулятор 5 до касания его рабочего конца 11 с плоскостью калибра. При этом за счет сил трения между плоскостями скобы 4 и рычага-регулятора 5 происходит фиксация положения рычага-регулятора 5.

После чего калибр удаляют и процесс регулировки оканчивается, т.е. необходимость в последней - стопроцентной токовой регулировке отпадает.

Предлагаемый максимальный тепловой расцепителъ максимального тока работает следующим образом.

При прохождении через выключатель тока нагрузки защищаемой цепи, равного 1,05 Iн, тепловая деформация термобиметаллического элемента 1 недостаточна для взаимодействия рабочего конца II рычага-регулятора 5 с рейкой 12 механизма свободного расцепления 13. Возрастание тока нагрузки до величины уставки по току срабатывания, например 1,35 Iн либо выше, приводит к достижению тепловой деформации термобиметаллического элемента 1, достаточной для взаимодействия рабочего конца II рычага-регулятора 5 с рейкой 12, в результате чего рейка 12 разворачивается, вызывая срыв защелки механизма свободного расцепления 13, т. е. размыкая цепи главных контактов автоматического выключателя.

Формула изобретения

1. Максимальный тепловой расцепитель тока автоматического выключателя, содержащий термобиметаллический элемент, соединенный с тоководом и закрепленный на скобе-тоководе с возможностью воздействия на механизм свободного расцепления, и регулировочный узел, отличающийся тем, что регулировочный узел содержит двухплоскостную скобу, одной плоскостью жестко закрепленную на конце термобиметаллического элемента, и рычаг-регулятор, выполненный с рабочим концом, огибающим рейку механизма свободного расцепления, и подвижно соединенный со второй плоскостью скобы с возможностью перемещения и фиксации относительно рейки механизма свободного расщепления и взаимодействия с ней.

2. Максимальный тепловой расцепитель тока по п. 1, отличающийся тем, что в нем использован термобиметаллический элемент в форме U-образной пластины с хвостовиком, на хвостовике которого установлен регулировочный узел, а токовод выполнен жестким и соединен с одной из ветвей U-образной пластины, при этом другая ветвь U-образной пластины закреплена на скобе-тоководе.

3. Максимальный тепловой расцепитель тока по п. 2, отличающийся тем, что параллельно U-образной пластине с хвостовиком установлен, как минимум, один U-образной шунт.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6

PC4A - Регистрация договора об уступке патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:
Закрытое акционерное общество "ДЗНВА"

(73) Патентообладатель:
Открытое акционерное общество "Электроаппарат"

Договор № РД0020655 зарегистрирован 12.04.2007

Извещение опубликовано: 20.05.2007        БИ: 14/2007

---