Автоматический выключатель

Полезная модель относится к области электротехники, в частности, к автоматическим выключателям и может использоваться в объектах энергоснабжения для отключения тока перегрузки и коротких замыканий, а также для оперативных включений и отключений электрических цепей. Технический результат заявляемой полезной модели является увеличение быстродействия автоматического выключателя с мостиковой контактной системой поворотного типа при низких номинальных токах (до 100 А). Автоматический выключатель содержит механизм свободного расцепления, расцепитель токов перегрузки, контактные блоки, каждый из которых содержит корпус, поворотную траверсу с мостиковым контактом, электромагнит расцепителя максимального тока с прямоходовым якорем и дополнительный электромагнит расположены в корпусе контактного блока, в котором поворотная траверса с мостиковым контактом размещена в обойме, а якоря электромагнитов выполнены с элементами для шарнирного соединения с обоймой. 1. н.п., 3 з.п. ф-лы.

Полезная модель относится к области электротехники, в частности, к автоматическим выключателям и может использоваться в объектах энергоснабжения для отключения тока перегрузки и коротких замыканий, а также для оперативных включений и отключений электрических цепей.

Известен автоматический выключатель типа АК63 (Бокман Г.А., Пузевский И.С. Конструкция и технология производства электрических машин и аппаратов. - М. Высшая школа, 1972), который содержит механизм свободного расцепления (далее МСР), расцепитель перегрузки по току, мостиковые контактные системы поворотного типа, состоящие из двух контактодержателей, соединенных гибким токопроводом, двух контактных пружин и поворотной траверсы.

Недостатками аналога являются:

- сложность конструкции контактной системы и большие габаритные размеры изделия;

- низкое быстродействие при возникновении в цепи токов короткого замыкания и низкая предельная коммутационная способность.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к заявляемой полезной модели, принятым за прототип, является автоматический выключатель серии Compact NS: (Каталог фирмы «Schneider Electric», 2008 г.) содержащий механизм свободного расцепления, расцепитель токов перегрузки, электромагнит расцепителя максимального тока с прямоходовым якорем, контактные блоки, каждый из которых содержит корпус, поворотную траверсу с мостиковыми контактами.

Расцепитель максимального тока содержит токовый элемент и якорь, воздействующий через общую отключающую рейку на МСР. Контактная система блока выключателя прототипа связана с МСР с помощью элементов крепления выполненных в виде штырей, пропускаемых через симметрично расположенные в траверсе отверстия.

Время размыкания контактов при токах короткого замыкания определяется электродинамическими силами, действующими на поворотный мостиковый контакт, и при имеющейся конструкции прототипа необходимое быстродействие достигается только при больших номинальных токах.

Недостатком прототипа является недостаточное быстродействие при малых номинальных токах, когда электродинамические силы недостаточны для размыкания контактов. При этом время отключения автоматического выключателя определяется быстродействием механизма свободного расцепителя токов перегрузки, непосредственно воздействующего на контактную систему блока выключателя.

Технический результат заявляемой полезной модели является повышение быстродействия автоматического выключателя с мостиковой контактной системой поворотного типа при низких номинальных токах (до 100 А).

Технический результат достигается тем, что автоматический выключатель, содержащий механизм свободного расцепления, расцепитель токов перегрузки, электромагнит расцепителя максимального тока с прямоходовым якорем, контактные блоки, каждый из которых содержит корпус, поворотную траверсу с мостиковым контактом, электромагнит расцепителя максимального тока с прямоходовым якорем расположен в корпусе контактного блока, в который введены обойма и электромагнит, при этом, поворотная траверса с мостиковым контактом размещена в обойме, а якоря электромагнитов выполнены с элементами для шарнирного соединения с обоймой. Обойма выполнена из двух равнозначных частей. Элементы для шарнирного соединения с обоймой выполнены в виде хвостовиков. Обойма содержит вырезы для мостикового контакта и выемки, образующие опорные площадки для хвостовиков якорей электромагнитов.

Уменьшается время размыкания контактов до 11,5 мс, при этом в электрическую цепь вводится на ранней стадии возрастания тока сопротивление дуги, резко ограничивающее величины тока короткого замыкания, тем самым обеспечивается отключение больших «ожидаемых» токов короткого замыкания.

Сущность заявляемого технического решения поясняется на фиг.1 и 2, где приняты следующие обозначения:

1 - механизм свободного расцепления (МСР);

2 - расцепитель токов перегрузки;

3 - контактный блок;

4 - корпус контактного блока;

5 - мостиковый контакт;

6 - траверса поворотная;

7 - упругий элемент;

8 - электромагнит расцепителя максимального тока;

9 - якорь прямоходовой с элементами для шарнирного соединения;

10 - обойма;

11 - электромагнит;

А - паз;

Б - опорная площадка для якорей электромагнитов.

Заявляемый автоматический выключатель содержит механизм свободного расцепления 1 (МСР), расцепитель перегрузки 2, контактные блоки 3 (на каждый полюс).

Контактный блок состоит из корпуса 4, мостиковый контакт 5 поворотной траверсы 6, упругих элементов 7, выполненных в виде пружин контактного нажатия, электромагнит расцепителя максимального тока с прямоходовым якорем 8, обойму 10, электромагнит 11.

Поворотная траверса 6 с мостиковым контактом 5, размещена в обойме 10 с возможностью свободного поворота. Обойма 10 выполнена из двух равнозначных частей, с элементами фиксации, выполненными в виде защелок. Якоря 9 электромагнитов 8, 11 выполнены с элементами для шарнирного соединения с обоймой 10 в виде хвостовиков. Обойма 10 содержит вырезы для мостикового контакта 5 и выемки, образующие опорные площадки для хвостовиков якорей электромагнитов Б. Вырезы обоймы образованы пазами А, выполненными на каждой из соответствующих частей обоймы 10.

Автоматический выключатель работает следующим образом.

При возникновении тока короткого замыкания (сквозных токов) срабатывают электромагниты 8 и 11. При этом их якоря благодаря шарнирным соединениям приводят, в движение обойму 10, которая воздействует непосредственно опорными площадками Б на мостиковый контакт 5. Размыкается главная цепь с образованием дуги и вводится в электрическую цепь сопротивление дуги тока короткого замыкания. Быстрое размыкание мостиковых контактов осуществляется без использования электродинамических усилий, что позволяет обеспечить быстродействие в выключателях с малыми номинальными токами. Электрическая дуга, обладая высоким сопротивлением, ограничивает ток короткого замыкания, не давая вырасти до предельных значений. Дальнейшее движение мостиковых контактов до полного размыкания осуществляется за счет усилий МСР, который приводится в действие противоположной частью якоря электромагнита расцепителя максимального тока 8.

Таким образом, достигается повышение быстродействия автоматического выключателя с мостиковой контактной системой поворотного типа при низких номинальных токах (до 100 А).

Заявляемая полезная модель успешно прошла испытания, готовится серийное производство.

1. Автоматический выключатель, содержащий механизм свободного расцепления, расцепитель токов перегрузки, электромагнит расцепителя максимального тока с прямоходовым якорем, контактные блоки, каждый из которых содержит корпус, поворотную траверсу с мостиковым контактом, отличающийся тем, что электромагнит расцепителя максимального тока с прямоходовым якорем расположен в корпусе контактного блока, в который введены обойма и дополнительный электромагнит, при этом поворотная траверса с мостиковым контактом размещена в обойме, а якоря электромагнитов выполнены с элементами для шарнирного соединения с обоймой.

2. Автоматический выключатель по п.1, отличающийся тем, что элементы для шарнирного соединения с обоймой выполнены в виде хвостовиков.

3. Автоматический выключатель по п.1, отличающийся тем, что обойма выполнена из двух равнозначных частей с элементами фиксации и содержит вырезы для мостикового контакта.

4. Автоматический выключатель по п.1, отличающийся тем, что обойма содержит выемки, образующие опорные площадки для хвостовиков якорей электромагнитов.