Выключатель с индукционно-динамическим приводом

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистическик

Республик (»)868862 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.01.80 (21) 2865377/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Н 01 Н 33/38

Н Ol Н 3/32

Гооударствеилый комитет

IIo делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.09.81. Бюллетень №36

Дата опубликования описания 05.10.81 (53) УДК 621.316..542 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. И. Ковалев, М. В. Чалый, А. Н. Филиппов и О. И. Червинский (71) Заявитель (54) ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ С ИНДУКЦИОННО-ДИНАМИЧЕСКИМ

ПРИВОДОМ

Изобретение относится к электроаппаратостроению, а именно к быстродействующим выключателям с приводами, имеющих малый ход подвижного контакта, например вакуумных.

Известен выключатель с индукционнодинамическим приводом, содержащий разгоняющий и тормозящий индукторы, между которыми расположен якорь, выполненный в форме диска из электропроводного материала, жестко соединенный с подвижным контактом аппарата, накопитель энергии, подключенный к разгоняющему индуктору, устройство управления разрядом накопителя энергии, дополнительный накопитель энергии, подключенный к тормозящему индуктору и устройство управления разрядом этого накопителя, который установлен между индукторами (1).

Такой выключатель имеет очень большие габариты и вес, ввиду наличия двух индукторов и тяжелого диска. Кроме того, такие устройства дорогостоящие, так как предполагают наличие двух накопителей.

Известен также выключатель, содержащий диск подвижного контакта, расположенный между двумя однослойными спиральными катушками из биметаллической ленты прямоугольного сечения, медная часть которой обращена к диску, причем катушка в сечении имеет вид полых конусов, внутренние поверхности которых обращены к соответствующим поверхностям дис5 ка (2).

К недостаткам указанного выключателя относится наличие двух катушек, работающих на размыкание и замыкание, длинного и тяжелого штока подвижного контакта с массивным диском, что в совокупности приводит к увеличению габаритов и веса устройства, к снижению скорости расхождения контактов или, при сохранении высокой скорости, к увеличению мощности емкостного накопителя энергии.

Наиболее близким к предлагаемому является выключатель с индукционно-динамическим приводом, содержащий корпус, контактную систему с подвижными и неподвижными контактами, привод с плоской спиральной катушкой и короткозамкну20 тым витком, соосным с катушкой, причем контакты выключателя выполнены в форме дисков и катушка привода укреплена в углублении на торцовой поверхности не868862

hh)fIT3KI (I. а «ОРОткозамкнУтый

B фОРМС ДИЕ):11 ! ат< ш;а.l У то!!»(Я! В

<)ВОИ:!ОВС РХНОСТИ 1!ОДЯьмн<)« > i. i! 1 i>I ()1.

) !

1, -;)г ц),!!))h:::ис катушки вуказа||ной кон((рук;11,!н ) Орi(овой рабочей поверхности

«<)1<-:-:-,;: ри; < „ . т к увеличению размеров, г, .)ОВН;<, II!l!), H веса контактов, что в . Вою < 1 р< дь Всдс: к уменьшению быстро,1(-йстиия .И1>ивода. Описанный выше приВод может работать только на отключение., 1г!я T()io, чтобы с>н мог работать также на

В«г!!Очени(. необходим дополнительный приВОЯИОЙ мс ханизм, например еще одна катушка lf диск индукционно-динамического х еx)IIIIIH)10. Все это приведет к еще больilf(у уве»иче!О габаритов и веса привоI;I. СН 1!. 1((!1И !О б ICTp03 (. ÉÑTÂHß .

l f("<. Из<И>рстения - — уменьшение га<)арит<>В и Ве<. I, увеличение быстродействия.

f f<>("T;IfI,I(IIII)I)I цель достигается тем, что и ны«»к>чн !(,I(с индукционно-динамичес«им !Ipllll(!.,Ом, сод«ржащс м корпус, кон I )! <<Т))СI<) (ИСТ(ХI)>l H КОНТ(! КТа МИ, ПРИВОД С ПЛОСКой сlll! f) i, !ьliо)! катуlll«01! с короткозамкH) Tым

В)к(ком, прикрс плснныч) чс рез изолированII ) К) 11РО«.1!1 (K > К TOf>ll )> ПОДВИ ЖНОГО КОНТа К

Т!1,, II)ll

ll f)() f)(:<ями, с ВОзможн<>стью взаимного Осев<)! () fl! f)(х|С |Не I I 0)1, II!I Ос Нова НИЯХ KOTOphl X

h1)(!1>11 < H,,IIрмтк шайбы, прикреплен через

II.1(), ll р<) Iillib ю нр<)кладку ко второму подl! ll ж I l . . )>О)! Г1,,1().!!1(1;! двухразрывной, причем

Il(> (ии «ные контакты имеют электрическую снязь !Срез гибкие петлеобразные токопроВО(ы, две шпильки, которые крепятся на р зьбе !И> краям фасонных втулок Для обес, < н!IHH «ест«ости конструкции, три npy.«II!1û. (В(из которых расположены между нн!!)льK()) Одной из фасонных втулок и осн )!<;1;)н()1 .(ро го)! и находятся в сжатом сос1)ри разомкнутых контактах, а тре<11)е КИНа РВСНОЛОжЕНа МЕЖДУ ОСНОВа1!1)ямя <)м «)< I<>HHHH llpH замкнутых контактах, ))Я .,ЕЕ <Ь;! 1) ВИ,|Е ДВУХ МЕталличЕСКИХ ПЛОС«их:<ру>«llii мембранного типа, которые

hpoI я" ся мс к.ló парами короткозамкну:ы; «;<г«>В I!(разным сторонам втчлки, IIII, ц II же«1 «ек) связь с внутренней петл(и i l i: я((! ГО гок()1!ро вода и корпусом Въ|1.,!к> н г(,!я; два сильфона, которые кре1)п . !cliõèà,!hi!<> снаружи короткознмкнуьи«реп»сины. «подвижным

°, )!! I,.

11И <р)!!. 1 и<ображеH выключатель с ин<) «!I:«)i:ИО дннамичсским приводом в разр !!,; < Ii! Hlf ни 1; на фиг. 2 — сечение А — А

|О (5

4 !!а фиг. 1; на фиг. 3 показана фасонная ! : v ., h :-: .

Вь!«,-)ючатель с индукционно-динамическим приводом содержит двухразрывную контактную систему, состоящую из двух неподвижных контактов 1 и 2 и двух подвижных контактов 3 и 4, которые электрически связаны через гибкие петлеобразные токопроводы 5. например, медные шины. Гибкие петлеобразные токопроводы 5 имеют жесткую связь с корпусом выключателя, а к внутренним петлям токопроводов 5 жестко крепится плоская спиральная катушка

6 привода. К подвижному контакту 3 через изоляционные прокладки 7 и 8 жестко крепится короткозамкнутый виток 9 из хорошо проводящего материала, имею|цей форму фигурной шайбы, а к подвижному контакту 4 через изоляционные прокладки 10 и 11 жестко крепится аналогичный короткозамкнутый виток 12. Привод содержит также две идентичные фасонные втулки 13 и

14. На основании фасонной втулки 13 крепится короткозамкнутый виток 15, имеющий форму шайбы, а на основании фасонной втулки 14 крепится аналогичный короткозамкнутый виток 16. В торцах фасонных втулок 13 и 14 крепятся на резьбе шпильки 17 и 18, которые распирают края втулок, что повышает жесткость конструкции и обеспечивает ее нормальную работу. Между шпилькой 17 и основанием фасонной втулки 14 расположена пружина 19, а между шпилько" 18 и основанием втулки 13— пружина 20. Эти пружины 19 и 20 при разомкнутых контактах 1,3 и 2,4 находятся в сжатом состоянии. Между основаниями фасонных втулок 13 и 14 расположена пружина 21, которая находится в сжатом состоянии при замкнутых контактах 1,3 и 2,4.

Защелка привода состоит из двух металлических, например стальных, плоских пружин мембранного типа 22 и 23, которые крепятся между короткозамкнутыми витками 12, 16 и 9, 15 соответственно. Сильфоны 24 и 25 крепятся коаксиально снаружи витков 9 и 2 между подвижными контактами 3 и 4 соответственно и внутренней петлей гибкого токопровода 5 и имеют форму цилиндров.

Устройство работает следующим образом.

Во включенном положении контакты 1,3 и

2,4 двухразрывной контактной системы замкнуты. Путь прохождения тока по неподвижному контакту, например 2, по подвижному контакту 4, гибким петлеобразным токопроводам 5, далее по контактам 3 и l. Электродинамические силы отталкивания между сторонами петель гибких токопроводов 5 осу|цествляют поджатие контактов в замкнутом положении. В этом .положении контактов короткозамкнутые витки 15 и 16 плотно прилегают к соответствующим поверхностям катушки 6 привода, а коротко868862 замкнутые витки 9 и 12 находятся в некотором расстоянии от соответствующих поверхностей катушки 6. Плоские мембранные пружины 22 и 23 имеют в этом случае углы прогиба, противоположные указанным на фиг. 1. Пружина 21 при этом сжата.

Замкнутое положение контактов 1 и 3 фиксируется плоской пружиной 23, а замкнутое положение контактов 2 и 4 фиксируется плоской пружиной 22. Плоские пружины

22 и 23 мембранного типа имеют два фиксированных положения и выполняют функцию защелок. Кроме того, они осуществляют дополнительное поджатие подвижных контактов в замкнутом положении.

При подаче команды на отключение подается импульс тока на катушку 6 привода от предварительно заряженной емкости. Взаимодействие полей тока катушки 6 и токов в короткозамкнутых витках 16 и 15, приводит к отталкиванию короткозамкнутых витков 16 и 15 от катушки 6. При этом короткозамкнутый виток 16, жестко закрепленный на основании фасонной втулки 14, движется вверх, увлекая за собой втулку

14. Втулка 14 давит выступающей кромкой на подвижный контакт 3, увлекая его за собой и осуществляя размыкание контактной пары 1 и 3. Одновременно короткозамкнутый виток 15, жестко закрепленный на основании фасонной втулки 13, движется вниз. Втулка 13 давит на подвижный контакт 4, осуществляя размыкание контактной пары 2 и 4. Подвижный контакт 4, двигаясь вниз, давит на жестко скрепленный с ним короткозамкнутый виток 12, который опускается до сопротивления с поверхностью катушки 6. Таким образом, на края плоской мембранной пружины 22 действует пара сил со стороны движущихся короткозамкнутых витков 16 и 12. Эта пара сил осуществляет переброс плоской мембранной пружины 22 в противоположное фиксированное положение (фиг. 1) . Аналогичным образом, пара сил, действующая на плоскую пружину 23, осуществляет ее переброс в противоположное фиксированное положение. Процесс расхождения контактов ускоряется при помощи разжимающейся пружины 21. Фасонные втулки 13 и

14 в своих основаниях имеют отверстия, обеспечивающие свободное перемещение их относительно друг друга (фиг. 3). В разамкнутом положении (фиг. 1) пружины

19 и 20 сжаты. В момент подачи команды на включение, подается импульс тока от предварительно заряженной емкости на ту же катушку 6 привода. В этом случае на плоские мембранные пружины 22 и 23 действуют пары сил противоположного направления, осуществляющие переброс плоских пружин в исходное положение, при котором фиксируется замкнутое состояние контактов. Пружины 19 и 20 при разжимании, ускоряют процесс замыкания контактов. Шпильки 17 и 18 стоящие на резьбе по торцам втулок 13 и 14 распирают края этих втулок, обеспечивая жесткость конструкции. Сильфоны 24 и 25 обеспечивают герметизацию внутренней части блока подвижных контактов (с короткозамкнутыми витками и катушкой привода) от дугогасящей среды (вакуум).

При этом внутри блока подвижных контактов возможно создание небольшого из1о быточного давления газа (по отношению к атмосферному) и полной герметизации от внешней воздушной среды, либо создание нормального атмосферного давления воздуха посредством специальных отверстий в

15 месте крепления катушки 6 к внутреннемх витку токопровода 8 и корпусу выключателя.

В сравнении с аналогичными предлагаемый выключатель с индукционно-динамическим приводом обладает меньшим весом и габаритами, поскольку имеет легкие подвижные контакты и защелку, всего одну ,плоскую спиральную катушку. Применение двухразрывной контактной системы позволяет уменьшить межэлектродные расстояния и вследствие этого, как и вследствие малого веса подвижных контактов, достичь большего быстродействия. Снижение напряжения, приходящегося на один разрыв, позволяет значительно облегчить гашение дуги.

Формула изобретения

Выключатель с индукционно-динамическим приводом, содержащий корпус, конЗ5 тактную систему с подвижными и неподвижными контактами, привод с плоской спиральной катушкой и короткозамкнутым витком, прикрепленным через изоляционную прокладку к торцу подвижного контакта, отличающийся тем, что, с целью уменьше40 ния габаритов и веса и увеличения быстродействия, контактная система выключателя выполнена двухразрывной, при этом подвижные контакты связаны между собой посредством гибких петлеобразных токопроводов, привод дополнительно снабжен тремя короткозамкнутыми витками, двумя фасонными втулками, двумя шпильками, тремя пружинами, защелкой и двумя сильфонами, при этом один из дополнительных короткозамкнутых витков прикреплен через изолирующую прокладку к торцу второго подвижного контакта, а два оставшихся витка укреплены на основаниях фасонных втулок, втулки выполнены с возможностью взаимного осевого перемещения, шпильки установлены в торцах фасонных втулок, две пружины расположены каждая между шпилькой одной из втулок и основанием другой втулки в сжатом состоянии при разомкнутых контактах, а третья пружина рас868862

Фиг 1

А-А

7 положена между основаниями фасонных втулок в сжатом состоянии при замкнутых контактах, защелка выполнена в виде двух плоских пружин мембранного типа, которые закреплены между парами короткозамкнутых витков по разные стороны спиральной катушки, которая жестко связана с внутренней петлей гибкого токопровода и с корпусом выключателя, сильфоны установлены коаксиально снаружи короткозамкнутых витков, прикрепленных к подвижным контактам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 675461, кл. Н 01 Н 3/32, 1979.

2. Патент США № 3723922, кл. 325 — 68, 1976.

3. Патент ГДР № 78275, кл. 21 С 35/09, 1969 (прототип).

868862

Составитель М. Кузнецова

Редактор Ю. Середа Техред А. Бойкас Корректор С. Шомак

Заказ 8343/76 Тираж 787 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о1 крытий

113035, Москва, 7K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4