Автоматический выключатель

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является снижение трудоемкости из отовления и повышение эксплуатационной надежности. Устройство содержит корпус 1 и крышку 2 из изоляционного материала, крышка 2 установлена сбоку, параллельно поверхности боковой стенки корпуса 1, на внутренней поверхности которого выполнены выступы, на которых установлены электромагнитный и

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (vs Н 01 H 73/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯМИ

ZZ 18 87 8 4 Х 15 8 18

Фиг. t

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4735831/07 (22) 05.09.89 (46) 23.12.91. Бюл. N 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт низковольтного аппаратостроения (72) Г.Ф.Мицкевич и С.Г.Мицкевич (53) 621,316.57(088.8) (56) Автоматический выключатель типа

АЕ100. — ТУ 16 122, 021 — 78. М.: Минэлектротехпромм, 1978.

„„SU „„17ОО632А1

Выключатель автоматический типа ВА

16 — 25. ИГПН 64 — 1135.001 СБ Сборочный чертеж ВНИИ-электроаппарата. (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является снижение трудоемкости изготовления и повышение эксплуатационной надежности. Устройство содержит корпус 1 и крышку 2 из изоляционного материала, крышка 2 установлена сбоку, параллельно поверхности боковой стенки корпуса 1, на внутренней повеохности которого выполнены выступы, на которых установлены электромагнитный и t700632 термобиметаллический расцепители максимального тока 19 и 20, дугогасительная камера 18, присоединительные зажимы 22 и

23, механизм свободного расцепления, .включающий два замыкающих контакта, первый контакт 3 (ПК) и второй контакт 6 (ВК), выполненные подвижными и подпружиненными, рычаг свободного расцепления, выполненный двуплечим, с первым плечом 10 (ПП) и вторым плечом 28 (ВП), отключающую рейку 12 (GP) с первым выступом 11 и вторым выступом 24, рукоятку 21.

ВК 6 электрически изолирован от ПК 3 и установлен на одной оси 4 с ПК 3 с возможностью поворота ВК 6 вокруг этой оси 4 вращения в сторону размыкания с ПК 3 под воздействием пружины 5. BK 6 установлен на оси 4 вращения овальным отверстием 7, на конце укаэанного контакта выполнен двуплечий рычаг, ПП 10, входящий в зацепление с первым выступом 11 OP 12, второй выступ 24 которой выполнен с воэможноИзобретение относится к электротехнике, а именно к автоматическим выключателям.

Цель изобретения — снижение трудоемкости изготовления и повышение эксплуатационной надежности.

На фиг. 1 представлен предлагаемый автоматический выключатель, общий вид; на фиг.2 — то же, вариант исполнения; на фиг.3 узел связи отключающей рейки с подвижным подпружиненным контактом, на фиг.4 — вариант исполнения узла связи отключающей рейки с подвижным подпружиненным контактом; на фиг.5 — схема механической связи отключающих реек и рукояток при многосекционном исполнении автоматического выключателя; на фиг,б— схема трехсекционного автоматического выключателя, вид спереди, Автоматический вы кл ючател ь {фи r.1) содержит корпус 1 и расположенную сбоку корпуса крышку 2, выполненные из изоляционного материала, перьый контакт 3, подвижный и подпружиненный, установлен на оси 4 вращения с возможностью поворота и подпружинен пружиной 5 в сторону размыкания со вторым контактом 6, выполненным подвижным и подпружиненным, который установлен овальным отверстием 7 на оси 4 вращения с возможностью поворота и перемещения относительно оси 4 вращения, изолирован от первого контакта 3, например, изоляционной втулкой 8, подпружинен стью воздействия на него расцепителей максимального тока 19 и 20. Ось 15 симметрии овального отверстия 7 ВК 6 перпендикулярна линии, соединяющей ось 4 вращения ВК 6.и точку зацепления ПП 10 двуплечего рычага ВК 6 с первым выступом

11 ОР 12. Иа подпружиненной рукоятке 21, в ее части, которая расположена внутри выключателя, выполнен выступ 27 с возможностью воздействия его на ВП 28 двуплечего р ччага BK 6 при повороте рукоятки 21 для осуществления зацепления двуглечего рычага ВК 6 с отключающей рейкой 12 после аварийного отключения выключателем цепи. Укаэанный выступ 27 расположен в возможностью его воздействия на ПК 3 при повороте рукоятки 21 в сторону включения с BK 6, Пружина 5 ПК 3 установлена с возможностью поворота этого контакта в сторону отключения при повороте рукоятки

21 в противоположную сторону. 4 з.п. флы, 6 ил, пружиной 9 в сторону размыкания с первым контактом 3 и связан механически с двуплечим рычагом свободного расцепления, входящим в зацепление его первым плечом 10 с первым выступом 11 отключающей рейки

12, установленной с возможностью поворота на оси 13 и подпружиненной пружиной

14, причем большая ось 15 симметрии вдоль овального отверстия 7 расположена перпендикулярно линии t 6, соединяющей ось 4 вращения и точку 17 зацепления первого выступа 11 отключающей рейки 12 с первым плечом 10 двуплечего рычага, дугогаситель:,- ую камеру 18, электромагнитный расцепитель 19 максимального тока, термобиметаллический расцепитель 20 макрмального тока, рукоятку 21, присоедини-тельные зажимы 22 и 23.

Отключающая рейка 12 содержит второй выступ 24, диаметрально противоположный первому выступу 11, выполненный с возможностью воздействия на него электромагнитного расцепителя 19 максимальногс тока и термобиметаллического расцепителя 20 максимального тока в сторону расцепления первого выступа 11 отключающей рейки 12 с первым плечом 10 двуплечего рычага, Рукоятка 21 установлена на оси 25 в корпусе I с воэможностью поворота, подпружинена пружиной 26 в сторону отключения и содержит выступ 27, воздействующий на первый контакт 3 в сторону включения, а

30 вгорое плечо 28 двуплечего рычага выпалкено с возможностью воздействия на него выступа 27 рукоятки 21 при взводе в рабочее положение второго контакта 6 после аварийноГО Отключ8ния.

Электрическую цепь в выключателе образуют подсоединительный зажим 22, термобиметаллический расцепитель 20 маскимального тока, гибкий проводник 29,. двуплечий рыча", второй контакт 6, первый контакт 3, гибкий проводник 30, катушка 3, подсоединительный зажим 23. Злектрома.нитный расцепитель 19 максимально-о тока может быть выполнен, например, в виде электромагнита, содержащего катушку 31, якорь 32, подпружиненный пружиной 33 и связанный механически со штоком 34, расположенным с возможностью воздействия на второй выступ 24 отключающей рейки ",2, сердечника 35 и ярма 36.

Для обеспечения быстродействия на отключающей рейке 12 может быть выполнен третий выступ 37, расположенный с возможностью взаимодействия с двуплечим рычагом (фиг.2).

Для повышения быстродействия в автоматическом выключателе (фиг.2 и 3) может быть выполнена пластина 38 с продольными отверстиями 39 и 40 на ее концах, установленная этими отверстиями на осях 41 и

42, установленных соответственно на втором плече 28 двуплечего рычага и втором выступе 24 отключающей рейки 12.

Для обеспечения максимального быстродействия при отключении тока короткого замыкания (фиг.4) на первом выступе 11 отключающей рейки 12 в месте ее зацепления с первым плечом 10 двуплечего рычага установлена ось 42, а вторая ось 41 установлена на двуплечем рычаге второго контакта 6 со стороны, противоположной, относительно оси 4 его вращения, второму плечу 28 двуплечего рычага, и расположена на одной окружности(показанной на чертеже штрихпунктиром) о Осью 4 вращения контактов с центром в точке зацепления первого плеча

10 двуплечего рычага с первым выступом 11 отключаю .цей рейки 12, на указанных осях

41 и 42 установлена пластина 38 продольными отверстиями 39 и 40, выполненными на

88 концах. Автоматический выключатель, предназначенный для моногосекционного исполнения (фиг,2), содержит блокировочный валик

43, установленный с возможносTbfo noSopoта вокруг оси 44„с выступом 45, расположенным с возможностью взаимодействия со вторым выс nof4 24 отключающей р8йки

12 в стОрОну расцепления nepaof o плеча 10 двуплечего, рычага с первым выступом 11

3r= аР

4 I

Q0

5Г, 5

10 отключающей рейки 12, и выступом 46, расположенным на втором выступе 24, а на торцах блакировочного валика 43 выполнеН=:I па ы 47 (фиг.5) причем торцы блокиро::: ;нного валика 43 размегцены в отверстиях

48 и 49„"-«.ыполненных соответственно в корлусг, и крышке 2, i f ÇÛ МОНОГОСЯКЦИОННОМ ИСПОЛНЕНИИ, т:8. со8L,! нении нескольких Однополюсных выключателей, рукоятки 21 (фиг.2) всех по:;.асов оединены механически, например, наставкой рукоятки 50, общей для всех по;.:Гасов, и шпильки 51,.расположенной в с тгерстиях 52 рукояток 21 всех полюсов (фиг.6) 7А блокировочные валики 43 соединены пластинами 53, входящими в пазы 47 соседних блокировочных валиков 43 (фиг.5).

Автоматический вь.ключатель работает следующим образом.

Для оперативного BKJIIO÷eèèÿ выклЮчателя (фиг,1) необходимо повернуть рукоятку

21 по направлению стрелки 1. При этом рукоятка 21 своим выступом 27, воздействуя на первый контакт 3, поворачивает его в замкнутое положение с вторым контактом 6.

После касания указанных контактов под действием первого контакта 3 происходит поворот второго контакта 6 относительно точки 17 зацепления до выбора провала, котактов при этом второй контакт 6 перемещается своим овальным отверстием 7 относительно оси 4 вращения.

Для оперативного отключения выключателя необходимо повернуть рукоятку 2 1 по направлению стрелки П. При этом рукоятка

21 перестает воздействовать своим выст:упом 27 на первый ко" òàêò 3, который под действием пр жины 5 поворачивается в сторону размыкания со вторым контактом 6, при этом между этими контактами образуется гальванический разрыв цепи. При оперативном отключении выключателя под током между указанными контактами образуется электрическая дуга, которая гасится в дугогасительной камере 18.

При протекании тока короткого замыкания срабатывает электромагнитный расцепитель 19 максимального тока, якорь 32 со штоком 34 притягивается под действием электромагнлтной -.õ"ëû к сердечнику 35, шток 34 воздействует на второй выступ 24 отключающей рейки 12 и поворачивает ее в сторону расцепления первого выступа 11 отключа.ощей рейки 12 с первым плечом 1О двуплечеГО рычаГа.

После расцепления второй контакт 6 под действлем пр живы 9 поворачивается сначала относительно места контактирования первого 3 и второго 6 контактов, при этом смещается овальным отверстием 7 от1700632

10 носительно оси 4 вращения до выбора nposana контактов, а затем поворачивается вокруг оси 4 вращения в сторону размыкания указанных контактов, при этом между первым контактом 3 и вторым контактом 6 образуется электрическая дуга. В дальнейшей .рукоятке 21 под действием пружины 26 поворачивается в сторону отключения (по стрелке11) и первый контакт 3 после прекра, щения воздействия на него в сторону замы кания выступа 27 поворачивается в сторону размыкания первого 3 и второ-о б контактов под действием пружины 5, при этом увелиi чивается зазор между контактами, что повышает его диэлектрическую прочность.

Усилия пружин 5 и 9 выбраны такими, что суммарный момент, создаваемый ими на рукоятке 21 во включенном положении по направлению стрелки I, больше, чем момент, создаваемый пружиной 26 на рукоятке 21 по направлению стеркли 11, а момент, создаваемый только пружиной 5, меньше момента, созда ваемого и ружи ной 26.

При протекании тока перегрузки термобиметаллический расцепитель 20 максимального тока воздействует на второй выступ 24 отключающей рейки 12 и поворачивает ее в сторону расцепления первого выступа 11 отключающей рейки 12 с первым плечом 10 двуплечего рычага, .дальнейшая работа выключателя описана описанной.

Для взвода второго контакта 6 в рабочее положение после аварийного отключения необходимо повернуть рукоятку 21 в направлении стрелки Il,ïðè атом выступ рукоятки 27 воздействует на второе плечо 28 двуплечего Рычага и позоРа":ивает его вместе с в орым контактом 6 вокруг оси 4 вращения в сторону зацепления первого плеча

10 двуплечего рычага с первым выступом ",1 отключающей рейки 12. В дальнейшем можно производить включение выключателя, При протекании тока короткого замыкания после Расцепления двуплечего рычага с отключающей рейкой 12 якорь 32 со штоком

34 поворачивает отключающу о рейку 12 до воздействия ее третьего выступа 37 на двуплечий рычаг и перемещает его вместе со вторым контактом 6 по направлению продольной большей оси 15 симметрии овального отверстия 7 в сторону размыкания контактов (фиг,2). Пружина 9, в свою очередь, без предварительного выбора провала контактов поворачивает второй контакт б вокруг оси 4 вращений также s сторону размыкания первого 3 и второго б контактов. Воздействие якоря 32 со штоком 34 через дополнительно выполненный третий выступ 37 отключающей рейки 12 на второй контакт б и поворот второго контакта б вок15

4-»

pyr оси 4 вращения под действием пружины

9 без предварительного выбора провала контактов в сторону их раэмыкания уменьшает время начала размыкания контактов и обеспечивает быстродействие выключателя. При протекании тока короткого замыкания после расцепления первого плеча 10 двуплечего рычага (фиг.2 и 3) с первым выступом 11 отключающей рейки 12 якорь 32 со штоком 34 поворачивает отключающую рейку 12, которая воздействует через плас гину 38 на второе плечо 28 двуплечего рычага второго контакта 6 и поворачивает его вокруг оси 4 вращения в сторону размыкания первого 3 и второго 6 контактов, При такой кинематической схеме (фиг.2 и 3) при износе контактов, например под действием электрической дуги, второй контакт 6 смещается вдоль оси 15 симметрии овального отверстия 7 в направлении, перпендикулярном действию на контакт 6 дополнительно введенной пластины 38, что обеспечивает, практически, постоянное расстояние между дополнительно установленными осями 41 и 42, В этом случае пластина 38 не препятствует замыканию контактов в процессе их износа и смещения второго контакта 6 в сторону первого контакта 3, что позволяет устанавливать пластину 38 практически без обеспечения свободного хода якоря 32 на величину провала контактов до воздействия на второй контакт б, при этом повышается быстродействие выключателя.

При протекании тока короткого замыкания после расцепления первого плеча 10 двуплечего рычага с отключающей рейкой

12 (фиг.4) якорь 32 со штоком 34 поворачивает отключающую рейку 12, которая воздействует через пластину 38 и ось 41 на дввуплечий рычаг второго контакта 6 и поворачивает его вокруг оси 4 вращения в сторону размыкания контактов, При такой кинематической схеме (фиг,4) а процессе износа контактов второй контакт

6 поворачивается вместе с пластиной 38 вокруг оси 42, установленной на первом выступе 11 отключающей рейки 12 в месте ее зацепления с первым плечом 10 двуплечего рычага, что обеспечивает неизменное расстояние между осями 42 и 41 при износе контактов и позволяет устанавливать пластину 38 без обеспечения свободного хода якоря 32 на величину провала до воздействия на второй контакт 6, при этом ось 41 установлена на двуплечем рычаге второго контакта 6 со стороны, противоположной, относительно оси 4 его вращения, второму плечу 28 двуплечего рычага, и Расположена на одной окружности с осью 4 вращения

/00632 контактов с центром В точке зацепления первого плеча 10 двуплечего рычага с первым выступом 11 огключающей рейки 12.

Эта кинематическая схема является Оптимальной для получения максимального б;-..стродействия выключателя. В случае соединения однополюсных выключателеи (фиг.2) в многосекционный, например, для трехфазной цепи, при аварийном отключении одного полюса после расцепления в этом полюсе первого плеча 10 двуплечего рычага с первым выступом 11 отключагощей рейки 12 и повороте отключающий рейки 12 вторым контактом 6 через пластину 33 с продольными пазами, указанная рейка своим выступом 46 воздействует на выступ 45 блокировочного валика 43 и поворачивает блокировочный валик 43.

Блокировочные валики 43 всех полюсов автоматического выключателя находятся друг с другом в зацеплении (фиг.5) например, посредством пластинок 53, расположенных в пазах 47 блокировочных валиков при этом воздействуют своими выступами

45 на выступы 24 отключающих реек 12 (фиг.2) в сторону расцепления с двуплечим

30 рычагом, происходит отключение других полюсов, что предотвращаетдвухфазное питание электрической системы. Кроме этого, повышается быстродействие срабатывания каждого полюса, так как в начальной стадии размыкания контактов электромагнитами 35 они работают независимо друг от друга и массы контактов, влияющих на быстродействие, и не связаны между собой.

Повышается стабильность характеристик срабатывания термобиметалллческого расцепителя максимального; тока при Однофазной и многофазных перегрузках по току, так как расцепитель каждого йолюса, производя расцепление отключающей рейки с двуплечим рычагом второго контакта 6, преодолевает усилия на отключающей рейке -олько своего полюса, Таким образом, по сравнению с известным предлагаемый автоматический выключатель и производстве является менее трудоемким как при изготовлении деталей, так и в сборке, так как дстали выкл очателя являются более простыми, отсутствуют монтажные скобы, склепанные валиками, меха45

Щ низм свободного расцепления имеет меньше деталей, в частности отсутствуют подпружиненные скобы и рычаг, обеспечивающие функциональную связь контактов, при сборке всегда обеспечен необходимый провал контактов (Они расположены на од43, и при повороте блокировочного валика43 одного полюса он поворачивает блокиро- 25 вочные валики 43 других полюсов, которые ной оси и производственные отклонения при;зготовлении деталей не влияют на его величину), Повышение эксплуатационной надеж:.-т. "..Ти предлагаемого автоматического выключателя обеспe÷èâàåòñÿ за счет исполнения контактного узла, имеющего

".,:.3а пОдвижных контакта, из KQTopHx Один толь., о отключает цепь моментно при аварийных токах, а другой включает цепь немоменп .î и отключает моментно, так как оба контакта подпружинены, исключается их .Вибрация при включении, что практически предотвращает сваривание контактов и уменьшает их износ.

Формула изобретения

1. Автоматический выклфчатель, содепжащий корпус и крышку из изоляционн010 материала, установленную сбоку параллельно поверхнос-;и боковой стенки корпуса, на внутренней поверхности корпуса выполнены выступы, на которых установлены расцепители максимального тока — электромагнитный и термобиметаллический, дугогасмтельная камера, присодинительные зажимы и механизм свободного расцепления, включающий два замыкающих контакта, один из которых выполнен подвижным и подпружиненным, рычаг свободного расцепления, отключающую рейку с выступами под рукоятку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления и повышения эксплуатационной надежности, второй замыкающий контакт выполнен подвижным, подпружиненным, с овальным отверстием электрически изолированным от первого замь,кающего контакта и установлен на одной оси с первым замыкающим контактом с

Вбзможностью flcBGpoTB вокоуг Оси В стОрО ну размыкания под воздействием пружины, причем он установлен на оси овальным отверстием, на конце указанный контакт соединен с рычагом свободного расцепления, который выполнен двуплечим, первым плечом входящим в зацепление с первым выступом отключающ и рейки, а второй выступ отключающей рейки выполнен с возможностью воздействия на чего расцепителей максимального тока, причем ось симметрии овального отверстия второго замыкающего контакта перпендикулярна линии, соединяющей ась вращения второго замыкающего контакта и точку зацепления первого плеча двуплечего рычага свободного расцепления с первым выступом отключающей рейки, на подпружиненной рукоятке внутри выключателя выполнен выступ с возможностью его воздействия на второе плечо двуплечего рычага свободного

1700632 расцепления при повороте подпружиненной рукоятки для осуществления зацепления двуплечего рычаге свободного расцепления с отключающей рейкой после аварийного Отключения цепи, при зтом вы-ступ на подпружиненной pJJKÎßTKG распОло жен с возможностью его воздействия на первый замыкающий контакт при пОвороте подпРУжинееной PJJKÎßTKH в стОРОНУ BKPfQ, чения, а пружина первого замыкающего контакта чстановлена с возможностью по ворота этого контакта в сторону отключения, при повороте подпружиненной рукоятки в сторону отключения, 2. Вь1ключатель по п.1, о т л и ч а ю; щ и и с Я тем, что, с целью Обеспечения быстродействия при отключении loKB ко, роткого замыкания, на отключающей рейке

BbHloAH8H третий выступ, распОлОженный с возможностью взаимодействия с двуплечим рычагом свободного расцепления.

3. Выключатель по п,1, о т л и ч а ю, шийся тем, что, с целью повышения быстродействия при отключении тока короткого замыкания, он снабжен пластиной и двумя дополнительнйми Осями, Одна дополнительная ось укреплена на втором плече дay;:лечего рычага свободного расцепления, другая дополнительная ось укреплена на втором выступе отключающей рейки, в пластине на ее концах выполнены продольные пазы, с помощью которых она установлена на дополнительных Осях.

4. Выключатель по п,1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения максимального быстродействия при отключении тока короткого замыкания, он снабжен пластиной и двумя дополнительными

Осями, одна дополнительная ось укреплена на первом выступе отключающей рейки в

5 месте ее зацепления с первым плечом двуfl l8 fGf о рычага свободного расцепления, другая дополнительная ось укреплена на двуплечем рычаге свободного расцепления

ТВК, чтО Она располож8на ОтносительнО ВТо10 рого плеча двуплечего рычага свободного (мсцепления ПО другую сторону Оси Вращения второго замыкающего контакта и установлена на одной окружности с осью вращения замыкающих контактов с цент15 ром окружности в точке зацепления первого плеча двуплечего рычага свободного расцепления и первым выступом отключающей рейки, в пластине н; 88 концах выполнены продольные пазы, с помощью которых она20 установлена на дополнительных ocffx.

5. Выключатель по пп. 3 и 4, о т л и ч à юшийся тем, что с целью повышения надежности в работе при многосекционном

25 исполнении, он снабжен блокировочным валиком, на котором выполнен выступ, а на его торцевых поверхностях пазы, в корпусе и крышке выполнены отверстия, блокировочный валик установлен в корпусе с возмож30 ностью поворота и взаимодействия его выступа с вторым выступом етключающей рейки в сторону расцепления первого плеча двуплечего рычага свободного расцепления с первым выступом отключающей рейки, а

35 торцы блокировочного валика расположены в отверстиях корпуса и крышки.

13 — pgr., в .14 ,И Й И 23 . ;.-" 7 @ У ХГ М 31

46

4Я

26

1Я

ХУ

Ф

fT

2J

Ф ф У

Я ъл ь

1700632

Составитель В. Коносов

Редактор Н. Лазаренко Техред M,Моргентал Корректор О, Кундрик

Заказ 4472 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101