Селективно-токоограничивающий автоматический выключатель

 

Союз Советскии

Социалистических

Республик

ОП И(. :АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и907629 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 250680 (21) 2945825/24-07 с присоединением заявки РЙ— (23) Приоритет—

Опубликовано 230282. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 2302,82 (51)М. Кл.

Н 01 Н 77/10

1ооударстатииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК621. 316.

573 (088. 8) (72) Автор изобретения

К. К. Терзян

l ! !

"е т !

i (7 I ) За я интел ь (54) СЕЛЕКТИВНО-ТОКООГРАНИЧИВАЮЩИИ

АВТОИАТИЧЕ СКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к низковольтным электрическим коммутационным агпаратам, в частности к автоматическим выключателям с рычажно-защелочным механизмом свободного расцепления

5 и устройством компенсации электродинами че ских сил отброса, дейст вующих между контактами вы кл ючателя.

Известны автоматические выключатели с рычажно-защелочным механиз10 мом свободного расцепления, в которых для компенсации электродинамических усилий отброса контактов, возникающих при протекании тока по цепи выключателя, применяются устройства, основан1э ные на использование электродинамического взаимодействия между токоведущими частями выключателя.

Силы, возникающие в таких устройствах при протекании по ним тока короткого замыкания, используются для удержания системы подвижных контактов выключателя в замкнутом положении. Подобные устройства позволяют значительно т овысить электродинамическую устойчивост ь выключателей и применяются обычно в селе ктивных автоматических выключателях, которые в системах избирательной защиты должны в течение определенного времени выдержать воздействие токов короткого замыкания при замкнутых контактах.

В таких выключателях удается обеспечить необходимую выдержку времени при отключении токов короткого замыкания, автоматически обеспечиваемую расцепителем аварийного отключения(1j.

Однако, в этих выключателях достижение предельной коммутационной способности, характерной для выключателей без устройств компенсации электродинамических усилий отброса контактов, например, токоограничивающих, оказывается невозможным при наличии задержки на отключение. Причиной этого является значительное механическое и термическое воздействие тока корот о - замыкания на контактную систему

2g 4 ной стороны укреплен при помощи пружины °

При токах короткого замыкания не превышающих определенного значения выключатель работает как селективный выключатель с выдержкой времени. При превышении током короткого замыкания этого значения электродинамическое усилие, развиваемое компенсатором, передается через контакты и механизм свободного расцепления на поворотный рычаг, превышает усилие пружины, удерживающей этот рычаг, и, поворачивая его вокруг оси вращения, вызывает перемещение защелки в сторону расцепления с рейкой, что приводит к от ключению выключателя 3 j.

Однако для отключения выключателя требуется перемещение и поворот не; скольких подвижных частей механизма и подвижного контактодержателя, обладающих сравнительно большой инерционностью, на что уходит определенное время, за которое ток короткого замыкания успевает возрасти и достичь сильного токоограничения не удается.

Кроме того, поворотный рычаг с упором и пружиной усложняет конструкцию вы ключ ат ел я .

Цель изобретения - повышение предельной коммутационной способности путем создания токоограничения при отсечке короткого замыкания. для достижения цели тяга иломаюц егося звена выполнена пружинящей с прорезью, отверстием, выступами и пазом, сопряженными друг с другом, при этом ось механизма свободного расцепления установлена в отверстии тяги с возможностью введения в ее паэ и упирается в выступы тяги.

Выполнение тяги ломающегося звена пружинящей необходимо для того, чтобы образование прорезью части могли работать как линейные пружины и расходиться при соответствующем нажатии оси поворотной скобы на выступы в прорези для пропускания оси через него вдоль паза, т.е. для осуществления расцепления механизма при отсечке тока короткого замыкания и возврате оси в свое отверстие на этом звене при взводе механизма привода для включения выключателя.

Высота выступов, их форма, расположение на звене и жесткость звена выбираются в зависимости от требуемой величины установки отсечки тока короткого замыкания. В пазу может

3 90 76 и детали механизма в течение выдержки времени.

Известны также автоматические выключатели, содержащие привод, систему пОдвижных кОнтактОВ» Один иэ ко 5 торых связан с механизмом свободного расцепления, а второй - с компенсатором электродинамических усилий отброса контактов, у которых расцепитель аварийного отключения срабатыва-10 ет при токах короткого замыкания с преднамеренной выдержкой времени, независимой от величины тока. Механизм свободного расцепления имеет защелку, зацепленную за отключающую рей ку и удержи вающую е го во включенном поло>кении, которая освобо>ндается при срабатывании расцепителя аварийного отключения, вызывая отключение выключателя при помощи механизма L I). 20

Такой автоматический выключатель имеет предельную коммутационную способность в целях переменного тока

380 В вдвое мельшую, чем выключатели тех >не размеров, но не имеющих преднад меренной задержки при отключении токов короткого замыкания. Это недостаток является следствием повышенных нагрузок на токоподвод и механизм свободного расцепления. Кроме того, выключатель обеспечивает выд р>нку времени на отключение даже тогда, когда короткое замыкание происходит в цепи негосредственно за выключателем гри максимально возможном токе короткого замыкания. При этом лишаются питания все приемники электроэнергии, получающие питание от этого выключателя, и выдержка времени теряет смысл, даже становится вредной.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является селе кти вно-т окоо грани чивающий автоматический выключатель, который дает возможност ь несколько повысит ь предельную коммутационную способность известного селективного выключателя, Это повышение достигнуто эа счет токоограничения при отключении выключателем предельных токов коротко50 го замыкания, а также за счет применения выключателя s цепях с то> -:ми короткого замыкания, превышающими ток его электродинамической устойчивости. Это достигнуто путем введения в выключатель поворотного рыЫ чага, на котором расположена ось вращения защелки, входящей в зацепление с oTêë>î÷àþùñ и рейкой, Это рычаг с од5 90762 быть один или два выс1упа (с одной или с обеих сторон паза) .

На чертеже представлен автоматический выключатель во включенном положении, разрез. 5

В автоматическом выключателе компенсатор электродинамических усилий выполнен в виде неподвижной токоподводящей скобы 1, охватывающей подвижный контактодержатель 2. Второй подвижный контактодержатель 3 шарнирно связан с механизмом свободного расцепления, выполненным по принципу "ломающихся" звеньев для обеспечения моментного замыкания 15 и размыкания контактов. Контакты 4 и 5 укреплены на подвижных контактодержателях 6 и 7 соответственно.

Контактодержатель 6 имеет возможность поворачиваться на некоторый угол внутри скобы 1 относительно оси вращения, укрепленной на этой скобе.

Контактодержатель 7 может поворачиваться относительно оси вращения, 25 укрепленной на неподвижной опоре 8, замыкая и размыкая контакты 4 и 5.

Контактодержатель связан гибким соединением 9 с выводной шиной 10„ предназначенной для присоединения 50 к выключателю внешних цепей.

Контактное нажатие во включенн.м положении создается пружиной 11.

Оперирование выключателем вручную производится с помощью рукоятки

12. Расцепляющийся рычаг 13 механизма свободного расцепления зацеплен за защелку 14, которая зацеплена за отключающую рейку 15, имеющую возможность поворачиваться относительно 40 оси вращения, закрепленной на неподвижной опоре 16. Защелка 1", имеет возможность поворачиваться относительно оси 17, расположенной на опоре

18. Расцепитель 19 аварийного отклю- 45 чения предназначен для расцепления механизма свободного расцепления при токах, превышающих его уставку тока срабатывания. Для этого он имеет шток 20.

20

Тяга 21 нломающегося" звена выполнена из пружинной стали и имеет со стороны рукоятки выключателя прорезь 22 и глубокий паэ 23 для про55 хода в него оси 24 рычага 13. Внутри паз 23 имеет один или два выступа 25. Высота выступа определяет уставку тока отсечки.

9 о

В зависимости от величины тока короткого замыкания автоматический выключатепь при его отключении работает по-разному.

Так при отключении токов короткого замыкания не превышаюцих величину тока отсечки, выключатель cpaGaтывает следующим образом. Как только величина тока в цепи выключателя превысит уставку тока срабатывания расцепителя 19, он своим штоком 20 поворачивает рейку 15. При этом освобождается и начинает поворачиваться вокруг оси 17 по часовой стрелке защелка 14. Поворот защелки приводит к освобождению расцепляющего рычага

13 и повороту его вокруг своей оси вращения против часовой стрелки.

Защелка 14 и рычаг 13 поворачивают— ся под действием усилий оперирующих пружин 26 механизма свободного расцепления, передаваемого на рычаг 13 через одно из "ломающихся" звеньев механизма свободного расцепленил.

До размыкания контактов 4 и 5 на рычаг 13 и защелку 14 действуют также усилия контактной пружины 11 и усилие, развиваемое электродинамическим компенсатором. Эти два усилия передаются через контактодержатель

7 и "ломающиесян звенья механизма и исчезают в тот момент, когда контакто держатель 6 доходит в своем движении до упора в скобу 1. Поворот рычага

13 через "ломающиеся" звенья механизма вызывает поворот контактодержателя 7 по часовой стрелке. При этом контактодержатели 6 и 7 занимают положение, соответствующее размыканию контактов 4 и 5.

При токах короткого замыкания, превышающих величину тока отсечк, оыключатель срабатывает вне зависимости от работы расцепителя 19.

Как только суммарное усилие, действующее на ось 24, превысит величину уставки, выступы 25 пружинной тяги 21 расходятся, пропуская ось 24 в паэ 23. При этом происходит расцепление механизма с контактодержаталем

7 подвижного контакта 5 и он под действием пружины 26 отходит от малоподвижного контакта 4, чем и достигается отсечка тока короткого замыкания в цепи. Характерным пои этом лвляется значительное ускорение, сообщаемое контактодержателю и связанным с .ним деталям до момента размыканил контактов 4 и 5, обусловленное

7629

604/62 одписное

Патент", ул.Проектная,4

7 90 пропорциональност ью действующего на этом этапе усилия F< квадрату величины тока в цепи выключателя.

При взведении механизма выключателя рукоятка 12 своим выступом 27 нажимает на конец верхней тяги 21 и заставляет ось 24, надавливая на выступы 25, воити в свое отверстие, в котором она находится при обычной работе выключателя.

Формула изобретения

Селекти вно-токоограничивающий автоматический выключатель, содержащий привод, систему подвижных контактов, электродинамический компенсатор сил отброса контактов, расцепитель аварийного отключения, механизм, свободного расцепления, включающий в себя защелку, отключающую рейку, "ломающееся" звено, тяга которого соединена через ось с поворотной, скобой, отличающийся тем, что, с целью повышения его предельной коммутационной способности путем создания токоограничения при отсечке тока короткого замыкания,,тяга "ломающегося" звена выполнена пружинящей с прорезью, отверстйем, выступами и пазом, сопряженными друг с другом, при этом ось механизма свобедного расцепления установлена в отверстии тяги с возможностью введения в ее паз и упирается в выступы тяги.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кузнецов P. C, Аппараты распределения электрической энергии на напряжение да 100 8. М., "Энергия", 1970, с, 214-226.

2. Авторское свидетельство СССР 277915, кл. H 01 H 77/10, 1970.

Авторское свидетельство СССР

t 531214, кл. Н 01 H 77/10, 1977.