Автоматический выключатель

 

пщ 565640

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 15.11.74 (21) 2075249/07 (51) М. Кл Н 01Н 73/26 (23) Приоритет — (32) 12.04.74

ГосУдарственный комитет (31) 21420 А/74 (33) Италия

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.07.77. Бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания 01.08.77 (53) УДК 621.316.573 (088,8) (72) Автор изобретения

Иностранец

Анджело Мостоси (Италия) Иностранная фирма

«САЧЕ С, и. А. Коструциони Электромекканиче» (Италия) (71) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к электрическим аппаратам, в частности к автоматическим выключателям для защиты электрической цепи от токов короткого замыкания.

Известны автоматические выключатели, состоящие из подвижного контакта, при включении жестко запираемого механизма свободного расцепления, подпружиненного неподвижного контакта и включающего механизма, выполненного в виде сидящего на валу кулачка, служащего для взведения механизма свободного расцепления и запирания подвижного контакта.

Известны также автоматические выключатели, содержащие корпус, опорный элемент, неподвижные и подвижные контакты, установленные на качающихся рычагах, тяги, пружины и дугогасительные камеры, Недостатком известных автоматических выключателей является наличие скачков на этапе размыкания, при которых контакты могут вновь вернуться в свое замкнутое положение.

Для повышения надежности срабатывания на этапе размыкания в предлагаемом автоматическом выключателе опорный элемент выполнен V-образной формы с продольными пазами, в которых размещены штифты, связывающие с возможностью вращения качающиеся рычаги с тягами, имеющими другие штифты, размещенные в дополнительных направляющих пазах и опирающиеся на V-образную пружину, размещенную на валу опорного эле5 мента.

На фиг. 1 показан описываемый выключатель, контакты которого находятся в разомкнутом положении, поперечное сечение в вертикальной плоскости; на фиг. 2 — то же, кон10 такты которого находятся в замкнутом положении; на фиг, 3 — автоматический выключатель на промежуточном этапе перемещения, размыкающего контакты; на фиг. 4 — то же в конце указанного перемещения, размыкаю15 щего контакты; на фиг. 5 — автоматический выключатель в положении, показанном на фиг. 2, вид спереди; на фиг. 6 — поперечное сечение по А — А на фиг. 3.

Автоматический выключатель (см. фиг. 1)

20 содержит неподвижный каркас 1, выполненный из диэлектрического материала, на который опираются две собирательные шины 2 и

3, первая из которых электрически соединена с клеммой 4 питания проводником 5, а вторая

25 электрически соединена с клеммой 6 нагрузки посредством обычного термомагнитного размыкающего устройства 7 при протекании сверхтока, превышающего установленный

805640 максимальный уровень. Собирательные шины

2 и 3 являются опорными элементами для двух неподвижных контактов 8 и 9, с которыми взаимодействуют для размыкания и замыкания цепи между клеммами 4 и 6 два подвижных контакта 10 и 11, опирающихся на соответствующие опорные элементы 12 и 13 и электрически связанных между собой двумя собирательными шинами 14 и 15 и гибким кабелем 16.

Опорные элементы 12 и 13 для подвижных контактов 10 и 11 образованы качающимися рычагами, вращающимися вокруг центров вращения 17 и 18 на общем опорном элементе 19, причем последний может перемещаться из положения на фиг. 1 в положение на фиг.2 в результате того, что управляющую ось 20 заставляют скользить по направляющей прорези 21. Смещением оси 20 из положения на фиг. 2 (контакты замкнуты) в положение на фиг. 1 (контакты разомкнуты) можно управлять как автоматически при помощи термомагнитного размыкающего устройства 7, так и вручную посредством рукоятки 22 управления (см. фиг. 1), а обратным смещением (замыкание контактов) можно управлять только при помощи рукоятки управления.

Общий опорный элемент 19, имеющий наиболее часто в поперечном сечении V-образную форму, поддерживает также два стержня 23 и 24, которые могут как скользить, так и вращаться, причем они установлены в соответствующих направляющих прорезях 25 и 26 и смещены пружиной 27, общей для обоих стержней и надетой на центральный вал 28, по направлению к положению максимальной близости к стержням 17 и 18, вокруг которых, как вокруг осей, могут поворачиваться качающиеся рычаги 12 и 13. Скользящие стержни

23 и 24 соединены с качающимися рычагами

12 и 13 соответствующими соединительными тягами 29 и 30, каждая из которых образована двумя боковыми подвесками 31 и 32, связанными в одно целое соединительным мостиком 33 и 34. Свободные концы каждой пары подвесок 31 и 32 поддерживают каждый из соответствующих скользящих стержней 23 и

24, а их противоположные концы (и, следовательно, соответствующий мостик 33, 34) поддерживают каждый из соответствующих стержней 35 и 36, который обеспечивает взаимное вращательное соотношение между соответствующими рычагами 12 и 13 и соответствующими соединительными тягами 29 и 30 и концы которого входят в соответствующие направляющие прорези 37 и,38 и направляются ими, причем эти прорези выполнены в общем опорном элементе 19.

Выключатель имеет крышку 39 из диэлектрического материала, которая, сопрягаясь с каркасом 1, образует две дугогасительные камеры 40 и 41. В этих камерах, кроме подвижных контактов 10 и 11, размещены соответствующие группы ферромагнитных пластин 42 и 43 для гашения дуги.

Автоматический выключатель работает следующим образом.

Положение, показанное на фиг. 2, является начальным, т. е. положением, в котором взаи5 модействующие контакты 8, 10 и 9, 11 (удерживаемые прижатыми друг к другу смещением скользящих стержней 23 и 24, которое осуществляется пружиной 27, и, следовательно, через соединительные тяги 29 и 30 качающих1о ся рычагов 12 и 13) обеспечивают замыкание пути электрического тока, идущего от клеммы

4 питания к клемме 6 нагрузки через проводник 5, собирательную шину 2, неподвижный контакт 8, подвижный контакт 10, собира15 тельную шину 14 качающегося рычага 12, гибкий кабель 16, собирательную шину 15 качающегося рычага 13, подвижный контакт 11, неподвижный контакт 9, собирательную шину

3 и термомагнитное размыкающее устройство

2п 7. Опорные элементы 2 и 12 взаимодействующих контактов 8 и 10, а также опорные элементы 3 и 13 взаимодействующих контактов 9 и 11 ооразуют два параллельных плеча указанного пути электрического тока, по которым протекают электрические токи противоположных знаков.

Если в течение времени замыкания выключателя не возникают сверхтоки или какиелибо возможные сверхтоки не достигают достаточно высокого уровня, чтобы вызвать срабатывание размыкающего устройства 7, то контакты выключателя остаются в замкнутом положении (см. фиг. 2) до того момента, когда при помощи воздействия на рукоятку 22 уир; »;:ения вручную осуществляют смещение управляющей оси 20 для переведения выключателя в разомкнутое положение (см. фиг. 1).

Если на определенном этапе возникает сверхток, имеющий не предельно высокую ве4р личину, а какую-либо величину, достаточную для автоматического срабатывания термомагнитного размыкающего устройства 7, то это устройство - автоматически вызывает соответствующее перемещение управляющей оси 20 в

45 направлении положения по фиг. 1, и, следовательно, размыкание контактов автоматического выключателя.

Если возникает сверхток, имеющий большую величину, как, например, при коротком

5О замыкании, которая требует, чтобы срабатывание термомагнитного размыкающего устройства 7 произошло заранее благодаря различно управляемому и более быстрому разрыву взаимодействующих контактов 8, 10 и 9, 55 11, то начинают действовать отталкивающие электродинамические силы, возникающие в опорных элементах 2, 12 и 3, 13 указанных взаимодействующих контактов из-за больших токов противоположных знаков, протекающих через две пары параллельных плеч схемы, образованных опорными элементами. Такие электродинамические отталкивающие силы оказывают на качающиеся рычаги 12 и 13 действие, стремящееся повернуть их по часовой стрелке и против часовой стрелки соответ565640

ЗО

50 ственно вокруг стер>клей 17 и 18, и вызывают разделение взаимодействующих контактов 8, 10 и 9, 11. Если рассматриваемые сверхтоки очень большие, т. е. превышают определенную граничную величину, соответствующую удеряивающему смещению, оказываемому пружиной 27 на качающиеся рычаги 12 и 13, происходит такой поворот и в результате этого центры вращения 35 и 36 соединительных тяг

29 и 30 и рычаги 12 и 13 перемешаются с одной стороны линии соединения центров стержней 23, 17 и 24, 18 (см. фиг. 2 и 4) по ее другую сторону, причем это перемещение проходит через мертвые точки, которые являются местами совпадения этих центров вращения с линиями соединения (см. фиг. 3). Такое перемещение сопровождается возвратно-поступательным движением скользящих стержней 23 и 24 вдоль направляющих прорезей 25 и 26 по направлению к соответствующим положениям максимальной близости к вращающимся стержням 17 и 18 рычагов 12 и 13 и обратно (практически плечи 23 — 35, 35 — 17 и 24 — 36, 36 — 18 совершают коленчатое движение, вызываемое возвратно-поступательным двияенирм стержней 23 и 24).

Благодат>я взаимном расположению стержней 23, 35, 17 и 24, 36, 18 в течение начального этапа (из положения на фиг. 2 в положение на фиг. 3) при размыкающем контакты повороте качающихся рычагов 12 и 13 смешение стержней 23 и 24, осуществляемое пружиной 27, преобразуется посредством действия соединительных тяг 29 и 30 во вращающее усилие против часовой стрелки и по часовой стрелке, соответственно, и сообщается рычагам 12 и 13. Это усилие противодействует противоположному усттлию, вырабатываемому отталкивающи tlH электродинамическими силами, причем в результате оно препятствует повороту рычагов 12 и 13, размыкаюшему контакты. Когда мертвая точка преодолена и стержни 35 и 36 находятся на одной линии со стержнями 23, 24 и 17, 18 (см. фиг.

3), то же самое смешение, осуществляемое пружиной 27, преобразуется в соответствующее вращающее силие, которое теперь содействует, а не препятствует повороту рычагов 12 и 13, размыкаюшему контакты (см. фиг. 4).

Поворот рычагов 12 и 13, размыкающий контакты, заканчивается в тот момент, когда задняя часть качающихся рычагов 12 и 13 приходит в зацепление со стерянями 23 и 24, которые не могут быть протолкнуты дальше, так как это вызывает обратное смещение подвижных стержней 35 и 36, а этому препятствует сила инерции, которой еще обладают качающиеся рычаги 12, 13. Зацепление между рычагами 12 и 13 и стержнями 23 и 24 является, следовательно, зацеплением конца хода, и результатом его является остановка рычагов 12 и 13 в положении разомкнутых контактов.

В предлагаемом выключателе не наблюдаются отскакивания контактов в конце этапа их размыкания, т. е. примыкание в конце хола качающихся рычагов 12 и 13 к стержням 23 и 24 не вызывает отскакиваний самих качающихся рычагов, которые могли бы привести к тому, что контакты опять замкнутся. Это до. стигается сочетанием и фактическим балан. сом противополо>кных сил, прилояенных к стержням 35 и 36, инерцией рычагов 12 и 13 и пх примыканием к скользящим стержням

23 и 24, а также ослабляющим действием, которое оказывает на рычаги 12 п 13 стержни

23 и 24 при помощи малых и возмо>кно специально увеличенных зазоров ме>ттду некоторычи точками соединения, определяемыми стер>княмп 35, 36 и 17, 18.

Формула изобретения

Лвтоматттческттй выключатель, содержащий корпус, неподвижные и подвижные контакты, установленные на качавшихся рычагах, тяги с пазами, в которых установлены штифты, связанные пружиной, опорный элемент и дугогасительные камеры, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения надежности срабатывания на этапе размыкания, он снабжен подвеской, V-образной пружиной, дополнительными пазами, выполненными на опорном элементе, и дополнительными штифтами, установленными на подвесках. опооный элемент выполнен Ъ -образной формы, в пазах которого размещены указанные штифты, связывающие с возмо>кностью вращения качатощиеся рычаги с тягами, причем одни из дополнительных штифтов опираются на V-образную пру>кину, размещенную на валу опорного элемента.

565640 с

37

27

29

Zy a7 72 23

Составитель Н. Кузнецова

Редактор А. Пейсоченко Техред А. Камышникова

Корректор А. Степанова

Типография, пр. Сспунова, 2

Заказ 1696/13 Изд. № 619 Тираж 995 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 415