Быстродействующий автоматический выключатель

 

т к тФ);,Ф. бн® у ®

1))) 660I2I

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬГЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.11.76 (21) 2417822/24-07 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.04,79. Бюллетень М 16 (45) Дата опубликования описания 28.05.79 (51)М.Кл.-" Н 01 Н 73/22

Государственный комитет ло делам изобретений н открытий (53) УД K 621.316.57 (088.8) (72) Автор ы изобретения

А. С. Лянгузов и Д. Д. Сафонов (71) Заявитель (54) БЫСТРОД ЕЙ СТВУЮ ЩИ Й АВТОМАТ И Ч ЕСКИ Й

ВЫКЛЮЧАТЕЛЪ

Изобретение относится K электротехнике, а именно к автоматическим выключателям, содержащим механизм свободного расцепления и предназначенным для защиты электрических сетей и потребителей электрической энергии от токов перегрузки и тока короткого замыкания.

Известные автоматические выключатели со свободным расцеплением контактов имеют переключающее устройство, обеспечивающее как автоматическое отключение электрической цепи при токах короткого замыкания и токовых перегрузках, так и ручпос управление контактами, т. е. ручнос отключение электрической цепи.

Основным недостатком переключающих устройств указанных автоматических выключателей является то, что при ручном управлении контактами скорость движения подвижных контактов равна скорости перемещения приводного элемента (кнопки), так как приводной элемент имеет непосредственную связь с подвижными контактами.

При медленном перемещении подвижных контактов включение электрической цепи с возникшим в ней коротким замыканием вызовет неизбежное разрушение (сгорание) электрического выключателя.

Медленное перемещение подвижных контактов при коммутации номинальных оков Il токов IIC1)сг1рА зоl оудет спосооствовать обра"о,в -анию электрической дуги и интенсивному разрушению контактов.

Известен автоматический выключатель (3), имеющий повышенную надежность и увелпчеш1ый ресурс. Переключающее устройство этого автоматического выключателя работает по принципу сламывающегося рычага и обеспечивает независимость скорости движения подвижных контактов от скорости перемещения приводного элемента. Недостатком такого устройства является то, что при перемещении приводного элемента на отключение электрической цепи контактное давление плавно уменьшается до ноля, и имеется такой момент, когда контакты находятся в замкнутом положении, а контактное давление равно нулю.

Таким образом, прп коммутации электри1сской цепи с помощью таких переключа1ощпх устройств переходные процессы совершаются прп недостаточном и нулевом контактHûõ давлениях, что способствует

25 интенсивному образованп1о электрической дуги, т, е. разрушению контактов.

Известен автоматический выключатель. взятый за прототип, содержащий корпус, резьбовую втулку с установленным в ней нащсльным элементом в виде подпружиЫО121!

Сенной IIHollKH, ПОДпРУ >Kill!0««biif Ko«TB«т. ьш мост с тсрмочувствптельным элсмснl33BJD1o;IckIcTI3) )ощий с фиксиР) IQLEIPII !

)ilOPOH, E3CEIO;Il3HÆklÛÑ КОНТ21 ТЫ.

Недостатками этого автоматического выключателя явля)отся отсутствие быстро,Сйствия 1!Одвl)жных KOHTBIIT013 lip« py H«031 ) правлении 1 .оптантами, так как термоч)1Вствптельный контактный мост «мест пепосредственну!о связь с приводным элементом (кнопкой) и, следовательно, скорость его, lI3lf>Kpf ii!1! раьна скорости псрсмciöc«øÿ npu130.iHoãо звена; авали ше зон нулевого 11 нсдостато IH010 контактного давления при замыкании контактов, так как к!«и!ка приходит в дв!1жc««ñ при внешнем усилии, равном развиваемому успл!130 пружиной возВра rB.

ЦЕЛ1ъ10 !!ЗО(>РЕТЕНПЯ ЯВ:!ЯСТСЯ ООСС«е IСги!е си:IcTpo;Icécòl)èl и способности !)клю I 2 ò ü кор От еоз Bû кнутуlо цепb, а т а 1 >к с и 0вышенпе надежности работы и увеличение ресурса работы прп коммутации номиналь1!ых токов и токов перегрузок.

Зто дост«l àåòñÿ тем, что выкгпочатель снабжен накопителем энергии в виде ци линдрической пружины, ползуном с окнами, в одном из которых установлен пружппньш накопитель, а в другом вкладыш, выполненный 13 виде усеченного конуса, большее основание которого переходит в цилиндр, и меха«измом фиксации, выполнен«ым в виде !1,!яс!и чатых пружин с Tl)2пецсидаль«ыми выступами и плоских пласпш, упираюп1«хся одними концамп во вкладыш, а 1ругпми взаимодействующими с трапецсидальпымп выступами пластинчагых пружин, причем вкладыш связан контактным мостом, а пружинный накопитель связан с приводным элементом.

Предложенный выключатсль (в различных положениях элементов) изобра>кен на фиг. 1 — G.

Быстродействующий автоматический выкл)очатель (см. фиг. 1, 2) собран в корпусе 1, состоящем пз двух полукорпусов 2, и включает в себя резьбовую втулку 8, пружину возврата 4, кнопку 5, ползун б, пру:.кину-накопитель 7, винт 8, плавающую шайбу 9, стопорное кольцо 10, гайку 11, детали уплотнения 12, пластинчатые пружи«ы 18, пластинчатые пружины-фиксаторы

14, пластины 15, вкладыш 16, втулку 17, нвертыш 18, шайбу 19, корпус опорного фиксатора 20, вкладыш опорного фиксатора 21, опорные стойки 22, биометаллическую пластину 28, подвижные контакты

24, неподвижные контакты 25, изоляцпон-!!ую пластину 26, пружину 27 отжатия моста, стакан 28, выводы 29, пружину 30, обеспечивающую контактное давление, пружи«у Л поджатия вкладыша, заклепки 82, 83, боковые вкладыши 84, опорные пластины

35.

Быстродействующий автоматический вык.початель работает следующим образом.

При разомкнутых контактах (см. фиг.

3) термочувствительный конта!ктныЙ мост 6 поджат пружиной отжатия 27 к упорам

87 корпуса 1.

Пружина возврата 4, опираясь на бурт:iK 88, создает давление на кнопку 5, ко- орое через винт 8, гайку 11, пружину 7, шайбу 9 передается на ползун б, прижимая с!.о площадкам« 39 к верхнему торцу 40 корпуса 1. Усилие пружины-накопителя 7, пружины 30, обеспечивающей контактное давление и пружины Л, поджимающей

1; ладыш 16, замкнуты iia ползунс б. Пластины 15 смещены внутрь ползуна, так Kaк вкладыш 16 !)всдеп меньшим цилиндром т

: 2.

Прп воздействии внешнего усилия (см. ф !г. 3) кнопка 5 смещается книзу, сжи IBH !!ружину возврата 4 и Hpy>I<»«y-накопитель

7. так как ползун б зафиксирован в.данный мо. ент выступами 12 и пружинами-фикса-орами 14.

Прп дальнейшем перемещении нижнии

-!)!!)сц 43 кнопки 5 через плавающую шайбу 9 0«прас!.ся на гайку 11 (см. фиг. 1), создавая >1сесткий ), flop I

coH)fcc.iH0 с кнопкой 5 перемещается и пол.;:, н 6, прогибая пружины-фиксаторы 14 до

1!Яступлспия момента расфиксацпи ползуHЯ. С момента наступления р асфиксации !

1!), !зу132 6 сжатия пружина-Ilякопитель 7, опирающаяся в данный момент одним конEIoM на д Io 44 окна 45, другим HB нижний торец кнопки 5, мгновенно перемещает ползу« б книзу и вместе с ним опорный фикс =àTop 46 с термочувствительны vl контакт40 пым мостом 86.

Как только контакты 24 тсрмочувствительного моста 86 коснутся неподвижных контактов 25 (см. фиг. 5) движение моста

36 опорного фиксатора 46 прекращается, а

45 ползун б под действием пружины-накопителя 7 продолжает движение, сжимая пру»rHHy 80, обеспечивающую контактное давление.

При этом движении ползуна пластины !

5 смещаются за нижнюю кромку фиксирующих выступов 47, а пружина 81 перемешает вкладыш 16, вводя между пластинами больший цилиндр 48 вкладыша 16 в результате чего их концы выдвигаются на55 1)>жу и фиксируют ползун в нижнем положении. С этого момента пружина-накопитель 7 опирается вторым концом (плавающей шайбой 9) на буртик 49 окна 45 и ее усилия становится замкнутым на ползуне.

1 як как усилие пружины-накопителя 7 значительно больше усилия пружины возврата 4, то пружина возврата остается в сжатом состоянии, а кнопка 5 в положении, соответствующем замкнутым контактам.

Ручное отключение электрической цепи

660121 (р я 3 м ы к я н и с к О! Кг я к т o B ) п р о и 3 В О;1 и т с я с л сдующим образом.

При смсщении кнопки 5 1 Bcð ó ирп отжатии (см. фпг. 6) винт 8 опирается буртиком 50 на опорную площ".Iêó 51 кнопки

5 и смещает кверху гайку 11, производя сжатие пружины-накопителя 7. Ползун 6 в даш1ый момент остается без движения, так как усилие. необходимое для расфиксации ползуна превосходит суммарное усилие пружины-накопителя 7, пружины 80, обеспечивя!Още!! контактное дяВление и пру>к!!Н11 возврата 4.

При дальнейшем перемещении кнопки гайка 11 опирается плавающей шайбой 9

IIa оиорнь!й буртик 49 окна 45, образуя жестку10 связь кнопки 5 с ползуном б (см. фиг. 6).

При увеличешщ усилия отжатия совместно с кнопкой 5 смещается и ползун 6, прогиоая пластинками 15 пружины-фиксаторы 14 до наступления момента расфиксапии ползуна 6.

1хяк только произойдет расфиксацич ползуна б, сжатая пружина-накопитель 7, опирающаяся в данный момент нижним концом на гайку 11, верхним на буртик 49 окна .45, мгновенно перемещает ползун кверху (см. фиг. 3), а вместе с ним перемещается опорный фиксатор 46 и термочувствитсльный контактный мост 86, поджимаемый пружиной отжатия 27, производя мгновенное размыкание контактов.

При этом перемещении ползуна в механизме быстродействующего автоматического выключателя происходят следующие процессы.

До момента расфиксации ползун 6 движется со скоростью перемещения кнопки 5.

Термочувствительный контактный мост 86, опорный фиксатор 46, а вместе с ними ввертыш 18, вкладыш 16, (см. фиг. 6) остаются неподвижными, так как усилие пружины

80, обеспечивающей контактное давление, за счет зазора 52 не замкнуто на ползуне, а приложено к ползуну б и к опорному фиксатору 46, передающему давление на термочувствительный контактный мост 86.

С момента расфиксации ползун б мгновенно перемещается кверху под действием пружины-накопителя 7. Пружина 80, обеспечивающая контактное давление, удержиВает опорный фиксатор 46 и термочувстви тельный контактный мост 86 в неподвижном состоянии до момента упора вкладыша

16 торцом 58 в донышко окна 54.

С момента упора вкладыша 16 торцом

58 в донышко окна 54 усилие пружины 80 замыкается на нолзуне и Опорный фиксатор 46, а вместе с ним и термочувствительный контактный мост 86, поджимаемый пружиной отжатия 27, начинают совместное с ползуном б движение, производя мгновенное размыкание контактов.

Пластины 15 (см. фпг. 3) смещаются

55 B li, ч я д ы ш а

1 .а .,:,Я.зе!Й цили11др -; 1 т. е. смеща10тся BIIvTpl п»лзуна, а гыступы 2 ползуна 6 вступают и зацепление с фиксирующими выступами

47, ф11кс!1р я полз и в верхнем IIO.Ioæåíè!I !

c.,!. фиг. 3}.

С этого момента усплпс пружины-накоII11Tcля / замыкястся ня полз1.пс. а ир1 жиllа возврата 4 поджимает ползун 6 к верх!!ему торцу 0 корпуса I.

Лвтоматическое отключение электрической цепи (см. фиг. 5) происходит при нали 1! l И В 11011 Т 0 К И В П С P 0 Ã P 3 Ê I I И Л И Т 0 К 0 В К ОР»ТКОГО B-B ÌÛÊB III Ë.

Термочувствитсльный контактный мост

86 представляет собой биметалл1гческую пластину 28, на концах которой укрепле!!1.!

1Iластинчатые Опорныс стойки 22 с подвиж.

20 ными контактами 2!.

Под действием токов перегрузки или токов к. 3. биметаллическая пластина 28 11р0Гибястся кверху, кяк показано Ill rpI!x-пуп к т:-:рной линией (см. фиг. 5) и производи r рясиспленис опорных стоек 22 с опорными пластинами 85 опорного фиксатора 46, а пружина отжатия 27 мгновенно перемещает термочувствительный контактный мост 86 д» упоров 87 корпуса 1, производя автоматическое отключение цепи. При расцепленип стоек 22 с Опорными пластинами 85 фиксатор 46 под действием пружины 80 смещается книзу на величину зазора 52 п смещает вкладыш 16, производя замену между IIII IcT»I!ail!I большего цилиндра 48»а меньший цилиндр 41 (см. фиг. 3).

В результате такой замены цилиндров пластины 15 смсща!отся внутрь ползуна 6, производя его расфиксацию, а пружи1кя

40 возврата 4 перемещает расфпксированный ползун кверху дo упора площадками 89 В

Верхний торец 40 корпуса 1.

Таким образом, при автоматическом отключении электрической цепи пружинный

45 накопитель отключается и в работе не учаcтвует.

Формула изобретения !. Быстродействующий автоматический выключатель, содержащий корпус, резьбоBvI0 втулку с установленным в ней нажимным элементом в виде подпружиненной кнопки, подпружиненный контактный мост с тсрмочувствительным элементом, взаимодействующий с фиксирующей опорой. нсподви>кные контакты, о тл и ч à 10 lll,и и с я

1т», с целью обеспечения быстро.ICIIствия и способности включать к»роткозамк6О 1!утую цепь, а также повышения надежности раооты 11 увеличения ресурса при комм .тации номинальных токов и токов перегрузок, выключатель снабжен накопителем энерпш в виде цилиндрической пружины, ползуном с окнами, в одном из которых

-22 — 7у

> (; а; ОВ;,c>1:(;)1-)кин;>ы)1 и;1ко!)и (ель, L -Iv>).. и — — В; ладыш, Выполнен;!ЫЙ В виде ) ce .v!!i;0i О КОН) Cd, 00;lh!HC(ОСИОВап!ТЕ I,ОТО!)О; О не1)с. ;Одит В ци. >iп.г!), 11 >(с а!!lid)iO >I (1)икс!1пии, Ub(llO IHOHI1ыгм в Ви гс ll Iасl l! IIH((Tblx

i.ii \ ) н(ii с 11)аис>цсидd;i!>Iibii>lli Выст) Нами

i.,)Оскп. ; ii.1ÿñ1HH, >, ни1)а10ьци.;си Одни!>1и НОн1; с ..>!И ВО LКЛ(IДЬ>Ш, а Д!)) ГИ,IH На(пи>»!ОДЕ!1СТ

; у(ощп: с траиецсида (ьны!!и иыст>,нами

i!ëàñï1í !а гы. . и!)) )к!!и, п1):.!чем вкладыш.»: i i. ", >. 1»1>>! . >!.ОСТОМ, 21 : >i>> )1(HiiHhlH ..,! .:.;!.i.! . . . . i> — С 11 !!Ii(L jHblÌ Э,ib".>ICHTO. >i.

I>b!, л!Оча;О.IL Ilo и. 1, 0 г л и ч а 10i 1 !. :! С 5! "C !» IТ,) ПОЛ -(>, ll ВЫИОЛНЕН С КО >b. i>i»i,; . (ЛС Г ПO.>i., ». .:»!К., 0>.d .:1Ь 110 IIII. 1 И 2, G 1. Л IIc . !» !Ц il .. L ii ГС,1, »110 МСНЬШЕЕ ОСИОВННИЕ с:c;„;; .c., так с пере)(однг В ци10,-;1, (и

С ос га ни гее в Г. Хорев

Рс iëêòîð В. Девятов Гскре.i А, Камышникова Корректор С. Файн

Заказ 305/504 Изд. М 292 Тираж 922 Подписное

11ПО Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»