Автоматический выключатель

(72) Авто С. Горобец, В. Н. К АВТОИАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛ поль. ако новыхо замразмымостьны ог аетс авис елич Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитным автоматическим выключателям, предназначено для автоматического отключения электрических цепей при коротких замыканиях и токовых перегрузках и может быть использовано, главным образом, для защиты полупроводниковых преобразовательных установок.Известен автоматический выключатель с электродинамическим отключающим механизмом, который содержит изоляционный корпус, шток, соединенный с подвижными контактами и удерживаемый во включенном положении шариками, входящими в его проточку, алюминиевый диск и катушку 1 .Одн едопустимое для полупроводник приборов значение тока коротког ыкания, при котором начин я кание контактов, а также з и момента срабатывания от в и ранициваемого тока короткого замыкания ограничивает ис зование данного устройства.Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигае-, мому эффекту является автоматический выключатель, который содержит корпус, дугогасительную камеру, механизм включения в виде штока один конец которого взаимодействует с защелкой, контактную систему в виде подвижных и малоподвижных контактов и электромагнитный расцепитель 2.Оттягивание малоподвижного контакта в процессе отключения позволяет сократить собственное время срабаты" алания выключателя до 4 мс, причем момент размыкания контактов не зависит от величины тока короткого замыкания благодаря использованию электромагнитного расцепителя независимого возбуждения. Такой автоматический выключатель применим для ограничения ударной волны тока ко" роткого замыкания, однако для надеж3 90209ной защиты полупроводниковых преобразователей как при коротких замыканиях, так и при всевозможных токовых пере груз ках требуются а втома т ические выключатели, обеспечивающие 5время отключения не более 2 мс,Цель изобретения - повышение быст.родействия автоматического выключателя.Указанная цель достигается тем, 1 ОЧто в автоматическом выключателезащелка выполнена в виде пластины,закрепленной шарнирно на оси и служащей одновременно якорем электромагнитного .расцепителя,упомянутая пластина 13выполнена с отверстием, в котором размещен шток механизма включения, которыйснабжен подвижной втулкой, размещенной на штоке, и шарнирно-рычажныммеханизмом, с помощью которого подвижные контакты соединены с упомянутой подвижной втулкой.На фиг. 1 изображен .выключательв отключенном состоянии; на фиг. 2 то же, во включенном состоянии. 2Автоматический выключатель содержит корпус 1, дугогасительную камеру 2, механизм включения с защелкой,электромагнитный расцепитель и контактную систему. 30оМеханизм включения состоит из штока 3, на одном конце которого расположена отключающая пружина 4, а надругом - защелка, выполненная в видепластины 5 с отверстием для прохождения и фиксации штока, неподвижнойопоры 6 и пружины 7. Опорная втулка8, принадлежащая корпусу, ограничивает ход штока 3 при отключении. Кроме того, на штоке имеются неподвижнаящ9, упорная 10 втулки и подвижнаявтулка 11, соединенная посредствомшарнирно-рычажного механизма 12.сподвижными контактами 13 одной контактной цепи, снабженными контактнымиэлементами 14. Подвижные контактыснабжены пружинами 15 контактного нажатия, Контактная система кроме подвижных контактов 13, включает в себямалоподвижный контакт 16 с контактны-.ми элементами, снабженный дугогаси"тельными рогами 17. Контакт 16 перемещается в направляющих 18 корпуса 1,Элект рома гнит ный ра сцепит ель представляет собой электромагнит 19 независимого возбуждения, якорь которого одновременно является пластиной 5 защелки. Токопровод к подвижным кон 9 4тактам осуществляется с помощью шин 20.Автоматический выключатель работа ет следующим образом.При разомкнутых контактах 13 ( фиг.1) шток 3 находится в крайнем нижнем по ложении, зафиксированном опорной втулкой 8, отключающая пружина 4 находится в свободном состоянии. При прямолинейном движении штока 3 от любого привода в направлении, укаэанном на чертеже стрелкой, с помощью неподвижно сидящей на нем втулки 9 происходит сжатие отключающей пружины 4 и одновременный выбор зазора Ь между упорной 10 и подвижной 11 втулками, а также зазора 3 между неподвижно сидящей на штоке 3 втулкой 9 и подвижной втулкой 11. В результате движения штока 3 упорная втулка 10 сдвигает подвижную втулку 11, которая перемещает рычаги 12 и переводит их через нейтральное положение, Последующее движение подвижных контактов13, рычагов 12 и подвижной втулки 1 ,происходит под действием моментов, создаваемых пружинамй контактного нажатия 15, с возрастающей скоростью. При движении штока 3 происходит поворот пластины 5 вокруг неподвижной опоры 6 под действием пружины 7. Поворот осуществляется за счет сил трения между поверхностью штока 3 и прилегающими к ней кромками пластины 5.При взаимно перпендикулярном положении штока 3 и пластины 5 силы трения минимальны и не препятствуют движению штока, при остановке или обратном движении штока происходит "мертвый" захват штока пластиной 5 под действием пружины 7.При замкнутых контактах (фиг. 2), шток 3 находится в крайнем верхнем положении, зафиксированном пластиной 5 защелки, отключающая пружина 4 сжата, причем усилие сжатой пружины уравновешено усилием защелки. Любое превышающее допустимое увеличение тока в защищавмой цепи приводит к появлению сигнала от схемы, следящей за изменением тока. Сигнал поступает на электромагнит 19 независимого возбуждения. Якорь электромагнита, который одновременно является пластиной 5 защелки, поворачивается, и происходит освобождение штока 3.Отключающая пружина 4, разжимаясь,ударяет подвижную втулку 11, движение которой через рычаги 12 воздейст. вует на подвижные контакты 13, которые с требуемой скоростью размыкаются, Изменение положения рычагов 12, а именно приближение к углу 180 ф между ними, позволяет увеличить отключающее усилие при уменьшении усилия отключающей пружины 4. Нажатие ,в токовых шарнирах осуществляется с помощью пружин 15. Токоподвод к подвижным контактам 13 может быть осуществлен не только с помощью токовых шарниров, но и через гибкое соединение, Подвижная втулка 11 и рычаги 12 для обеспечения изоляции выполняются из пластмассы,.Малоподвижный контакт 16 обеспечивает надежный контакт во включенНом положении при возможном неравно мерном износе контактных элементов и неточностях, допущенных при их изготовлении.Отключающая пружина 4 может бытьы 25 не только цилиндрическои, но также рессорной или торсионной.Использование в предлагаемом вь ключателе отключающего элемента в виде пружины, а не электромагнита, обеспечивает повышение скорости разведения фв контактов по мере увеличения расстояния между нию, что способствует уменьшению как собственного времени срабатывания выключателя, так и вреО мени гашения дуги. 35Применение предлагаемого автоматического выключателя для защиты полупроводниковых преобразователей устройств обеспечивает надежное отключение защищаемой цепи при коротких зав мыканиях и всевозможных токовых перегрузках благодаря высокому быстродей, ствию выключателя,а также позволяетзначительно снизить габариты преобразовательных устройств.формула изобретенилАвтоматический выключатель, содержащий корпус,дугогасительную камеру, механизм включения в виде штока, один конец которого взаимодействует с защелкой, электромагнитный расцепитель и контактную систему в виде малоподвижного и подвижных контактов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия выклю- чателя, защелка выполнена в виде пластины закрепленной шарнирно на оси и служащей одновременно якорем электромагнитного расцепителя, упо" мянутая пластина выполнена с от верстием, в котором размещен шток механизма включения, который снабжен под" вижной втулкой, размещенной на штоке, и шарнирно-рычажным механизмом, с по" мощью которого подвижные контакты соединены с упомянутой подвижной втул кой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеКузнецов Р. С. Аппараты распределения электрической энергии на напряжение до 1000 В. М., "Энергия",1970, с. 192-193.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Ь 2749152/07, кл. Н 01 Н77/10, 1979 ( прототип).оставитель Н. Глеклеехцед М,Тепев ктоо Л,Ко По пинск Тираж 757 рственного комит изобретений и от Ж Я нт", г. Ужгород, И Госудо делам Москвй ПП "Пат 1130 Ш л