Быстродействующий электродинамический автоматический выключатель

135938 Класс 21 с, 35 отСССРОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК ЗАВИСИМОМУ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Подписная группа Л 91Ю, Г. Комаров БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙАВТОМАТИ Ч ЕСК И Й ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ Заявлено 10 мая 1960 г. за ЛЪ 665900/24 в Комитет по делам изобретенийи открытий при Совете Министров СССР Опубликовано в Бюллетене изобретений4 за 1961 г.Основное авт. св. Лз 116168 на имя того же лицаВ основном авт. св.116188 описан. быстродействующий электро- динамический автоматический выключатель, размыкание контактов которого производится под действием сил отталкивания, возникающих при протекании тока короткого замыкания по двум параллельным токо- ведущим, пластинам, несущим контакты,Выключатель настоящего дополнительного изобретения представляет собой дальнейшее усовершенствование выключателя, описанного в основном авт св,116138, позволяющее улучшить его эксплуатационные качества.Срабатывание предлагаемого выключателя при быстро нарастающих токах перегрузки обеспечивается посредством электромагнитного расцепителя и механизма свободного расцепления, который через защелку связан с подвижной токоведущей пластиной.Применением системы роликов, связывающих указанную пластину с отключающим валиком механизма свободного расцепления, обеспечивается срабатывание выключателя при малых электродинамических отбросах токоведущей пластины,Для замедления отброса дугогасительных контактов в выключателе применен масляный демпфер.Главные контакты включателя крепятся к токоведущей пластине на резьбе, чем упрощается его эксплуатация.На чертеже изображена кинематическая схема предлагаемого автоматического выключателя.Основным отключающим и ограничивающим ток механизмом является узкий жесткий петлевой контур, образованный близко расположенными подвижной и неподвижной токоведущими пластинами, выпол.ненными в основной токоведущей части из медных водоохлаждаемыхтруб. К подьпжной пластине вода через штуцсры 1 подается по трубе 2,затем идет в обратном направлении между трубами 2 и 3 и выходитчерез штуцер 4. К неподвижной пластине вода подается через штуцер 5,затем идет по токоведущей трубе 6 и выходит через штуцер 7.Токопроводящая ось 8 подвижной пластины вставлена в отверстиянеподвижных шинопроводов 9, расположенных по обе стороны этой пластины и закрепле 1 гных на изоляционных досках 10 выключателя Главные шарнирные контакты шунтпрованы гибкими перемычками 11 малого сечения. Подвижная пластина уравновешена относительно оси 8 иимеет противовес 12. К трубам 2 и 6 в конце пластины прикрепленымеднь;е контактодержатели 13 и 14, в отверстия которых ввинчены быстросъемные главные контакты 15 и 16 с серебряными напайками.Токоведущая труба б неподвижной пластины заканчивается шинопроводом 17.К контактодержателям прикреплены легкосъемные дугогасительные контакты 1 Б и 19, из которых нижний контакт 18 закреплен шарнирно на токопроводящей оси 20, вставленной в отверстия выступов 21контактолержателя 14.К нижнему контакту 18 крепятся два болта 22 и 23, из которыхболт 22 служит для регулировки провала на дугогасительНых контактахи ограничения поворота этого контакта вокруг оси 20 против часовойстрелки,Сферическая часть болта 23 упирается в сферическую часть штока24 1 Орпня масл 5 ного демпфера, представля 10 щего собой цилиндр 25,заполненный маслом, внутри котор 010 находится поршень 26 с отверстием 27.При принудительном быстром перемешении поршня 26 вниз шарик28 закрывает отверстие 27, что замедляет перетекание масла из нижнейчасти цилиндра ь нсрхн 1010 и тем самым замедляет движение самогопоршня. При снятии,нагрузки с поршня его движение вверх происходитпод дейстьием пружин 29.Нажатие на дугогасительных контактах создается пружиной 29демпфера и пружиной 30, осуществляющей основную часть нажатия.При отклОчении цепи подвижная пластина поворачивается на оси 8против часовой стрелки, что приводит к размыканию контактов 15, 16и 18, 9,В режиме ограничения тока движения подвижной пластины начинается под действием электродинамических сил отталкивания при про.текании тока по пстлсвому контуру,Гри размыкании главных контактов 15 - 16 ток перераспределяетсяв цепь дугогасительных контактов, которая также выполнена в видеузкого петлевого контура (контакты 15 - 19 - 18 - 16), В результате появляются дополнительные электродцнамические силы из-за увеличениядлины пстлевого контура (ось 8, контакты 19 - 18, труба 6), что ускоряет движение пластины и размыкание цепи.При электродинамическом отбросе подвижной пластины, за счетмассы поршня 26 и замедлонного процесса перетекания масла демпферзамедляет поворот нижнего дугогасительного контакта 18 под, действием электродинампческих сил по часовой стрелке вокруг оси 20, чтопозволяет более эффективно использовать электродинамические силыдля ускорения размыкания цепи,Демпфер, контактодержатель 14, труба 6 и щинопровод 17 закреп.лены па основании 31 неподвижной токопроводящей пластиНы, закреп- .ленной, в свою очередь, на распорных шпильках 32 к изоляционным дос135938кам 10 автомата. Под противовесом 12 подвижной пластины расположен резиновый амортизатор 33, закрепленный на основании 31. Амортизатор служит для ограничения поворота подвижной пластины и гашения удара при размыкании цепи.Дугогасительные контакты заканчиваются короткими рогами 34и 35К концам токоведущих пластин присоединены гибкие связи 36 и 37,подающие потенциал к направляющим рогам 38 и 39 камеры дугогашения 40,В результате такого соединения пластин с рогами 38 и 39 за времягашения дуги между пластинами продолжают действовать электродинамические силы отталкивания, что увеличивает отброс подвижной пластины.Как главные, так и дугогасительные контакты расположены внутри камеры 40, и для доступа к ним достаточно снять шпильку и повернуть камеру по часовой стрелке вокруг оси 41.Нажатие на главные контакты 15 - 16 осуществляется пружинами42, которые оказывают давление на подвижную пластину через ось 43,жестко закрепленную на этой пластине и изолированную от нее,В выключателе предусмотрен вспомогательный отключающий механизм, состоящий из механизма свободного расцепления, электромагнитного расцепителя перегрузки, рычажного механизма мгновенногосрыва и механизма подхвата токоведущей пластины.При помощи механизма свободного расцепления производится включение и отключение, а также осуществляется нарушение связи междуподвижной пластиной и приводом при автоматическом и ручном отключении.Этот механизм представляет собой систему шарнирно связанныхмежду собой рычагов, перемещающихся под действием момента, приложенного со стороны привода к включающему валу 44, на котором закреплен рычаг 45. С рычагом 45 шарнирно связана тяга 46, на которойподвижно закреплены взводящий рычаг 47 и включающий рычаг 48,Рычаг 48 может свободно поворачиваться на контактном валу 49, на котором закреплен стопорный механизм, состоящий из рычагов 50 и 51.Рычаг 50 жестко связан с валом 49, а рычаг 51 шарнирно соединен срычагом 50 и своим концом, несущим ролик 52, упирается в отключающую собачку 53 и может поворачиваться на оси 54.Перемещение отключающей собачки 53 с одной стороны ограничивается роликом 52, а с другой - упором 55.К механизму свободного расцепления относится также отключающий валик 56 с поводком 57, снабженным крючком 58, и защелкой 59,шарнирно закрепленной на тяге 46. Поводок 57 оттягивается пружиной 60 и прижимается к упору 61, чем ограничивается поворот валика 56по часовой стрелке. Под действием спиральной пружины 62 упор 63защелки 59 прижат к тяге 46. Защелка 59 имеет некоторую свободуповорота вокруг оси 64 против часовой стрелки.При включении происходит поворот контактного вала на 30 протипчасовой стрелки.Механизм свободного расцепления навешен снаружи на изоляционной доске выключателя, Часть отключающего валика, выступающая нзружу, фрезерована и имеет форму полувалика, так что при переводемеханизма в положение взведен отключающая собачка 53 заскакивает за отключающий валик 56. В положении механизма включен отключающая собачка 53 упирается в цилиндрическую часть отключающего валика, Поворот отключающего валика на 16 - 17 освобождаетсобачку 53, в результате чего под действием приложенного вращающего момента вал 49 поворачивается на 30 по часовой стрелке,При отключении выключателя под действием привода защелка 59 зацепляется за крючок 58 и поворачивает отключающий валик 5 б.При включении выключателя под действием привода защелка 59 входит в зацепление с крючком 58. При этом отключающий валик 5 б не по вор ачи в а ется.При автоматическом срабатывании вспомогательного механизма поворот отключающего валика может производиться электромагнитным расцепителем перегрузки и рычажным механизмом расцепления. Второе защелочное устройство, относящееся к рычажному механизму расцепления, и служит для поворота отключающего валика 5 б при электро- динамическом отбросе траверсы.На чертеже связь механизма свободного расцепления с действительным положением валов показана пунктирными линиями,Электромагнитный расцепитель, установленный на основании 31, предназначен для автоматического отключения выключателя при недопустимых токах перегрузки, особенно при таких токах, когда происходит ослабление нажатия на контактах выключателя под действием электродинамических сил.В режиме ограничения тока расцепитель перегрузки совместно с механизмом мгновенного срыва вызывает срабатывание вспомогательного механизма, осуществляющего подхват отброшенной пластины.Магнитная система расцепителя состоит из уравновешенного якоря б 5 и электромагнита бб. Ось б 7 якоря закреплена в шарикоподшипниках, запрессованных в изоляционную колодку б 8.Между полюсами электромагнита проходит водоохлаждаемая токоведущая труба б.Пружина 69 якоря б 5 служит для регулировки уставок расцепителя, а винт 70 - для регулировки зазора между якорем и полюсами магнитной системы. Якорь б 5 снабжен крючком 71, за который в рабочем положении зацепляется защелка 72 отключаюшего рычага 73, выполненного в виде тонкой легкой пластинки. Ось 74 отключающего рычага 73 закреплена в шарикоподшипникахПри достижении током величины уставки якорь, притягиваясь к полюсам, поворачивается вокруг оси б 7 против часовой стрелки. Защелка выходит из зацепления и отключающий рычаг 73 под, действием пружин 75 поворачивается вокруг оси 74 по часовой стрелке до упора и ударяет по ролику 7 б рычага 77 отключающего валика 5 б, что приводит к повороту отключающего валика и вызывает срабатывание вспомогательного механизма.Приведение расцепителя в рабочее положение осуществляется рычагом 78, включающего вала 44 при переводе механизма свободного расцепления в положение взведен, При этом рычаг 78 с помощью ролика 79 поворачивает отключающий рычаг 73 против часовой стрелки, пока защелка 72 не заскочит за крючок 71 якоря.Механизм мгновенного срыва или обратная связь производит автоматическое срабатывание вспомогательного механизма выключателя при электродинамическом отбросе токоведущей пластины, начиная от малых отбросов (2 - 3 ям), наиболее опасных для работы контактов,Этот механизм представляет собой систему шарнирно связанных рычагов, соединяющих через защелку подвижную пластину с отключающим валиком механизма свободного расцепления,На оси 80 противовеса 12 подвижной пластины шарнирно закреплена серьга 81. Е серьге крепится рычаг 82, шарнирно связанный с ры135938чагом 83. Последний шарнирно закреплен на оси 84 На конце рычага помещена защелка 59, которая в рабочем положении находится в зацеплении с крючком 58 отключающего валика 56.Защелочное устройство и его кинематика ничем не отличаются от защелочного устройства, служащего для отключения выключателя под действием привода, с той лишь разницей, что в механизме мгновенного срыва защелка 59 крепится к рычагу 83, а в механизме свободного расцепления - к тяге 46. В связи с этим на отключающем валике 56 имеются два крючка 58. При электродинамическом отбросе пластины рычаг 83 поворачивается вокруг оси 84 против часовой стрелки. Защелка 59 зацепляется за крючок 58 и производит поворот отключающего валика 56, Кинематика выполнена так, что при расхождении главных контактов на величину порядка 2 - 3 мл валик 56 поворачивается на 16 - 17 против часовой стрелки, что вызывает расцепление вспомогательного механизма.При замыкании контактов автомата защелка 59 входит в зацепление с крючком 58, при этом отключающий валик 56 не поворачивается. Регулировка механизма осуществляется гайками 85.На контактном валу 49 закреплен рычаг 86 (в конструкции их два), на ось 87 которого насажена ударная планка 88 (в конструкции их две) Через эллиптический вырез в этой планке пропущена ось 43 подвижной пластины, так что между осью 43 и ударной планкой 88 имеется зазор 2,5+1 лл. На осях 43 и 87 шарнирно закреплены серьги 89 и 90, к которым прикреплены главные пружины 42 (в конструкции нх две).На оси 91 рычага 86 закреплена серьга 92 (в конструкции их две), к которой крепятся возвратные пружины 93 (в конструкции их две), другие концы пружины крепятся к серьге 94, закрепленной неподвижно (в конструкции их две).Возвратные пружины так же, как и главные пружины, стремятся повернуть контактный вал 49 по часовой стрелке. При повороте отключающего валика 56 на 16 - 17 под действием привода, электромагнитного расцепителя перегрузки, либо под действием механизма мгновенного срыва происходит освобождение контактного вала 49. Последний под действием главных 42 и возвратных 93 пружин поворачивается по часовой стрелке и в это время ударная планка 88, связанная с контактным валом, перемещается вверх и производит либо размыкание контактов выключателя, либо подхват пластины, отброшенной под действием электродинамических сил, что зависит от величины и крутизны нарастания тока.При повороте контактного вала 49 на ЗО по часовой стрелкс до упора ударная планка 88 фиксирует поворотную пластину в отключенном положении при растворе главных контактах около 25 лю,Предмет изобретения1, Быстродействующий электродинамический автоматический выключатель по авт. св,116138, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения его срабатывания при быстро нарастающих токах перегрузки, выключатель снабжен электромагнитным расцспителем и механизмом свободного расцепления, который через защелку связан с подвижной токоведущей пластиной.2. Выключатель по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения его срабатывания при малых электродинамических отбросах токоведущей пластины, указанная пластина связана при помощи системы рычагов с отключающим валиком механизма свободного расцепления.135938 3, Выключатель по п. 1, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, медления электродинамического отброса дугогасительных применен масляный демпфер.4, Выключатель по и. 1, о тл и чаю щи й ся тем, что, рощения его эксплуатации, главные контакты снабжены крепления их к токоведущим пластинам. с целью законтактов,с целью упрезьбой для Объем 0,52 изд. л. Цена 11 коп; открытийФормат бум. 70 Х 108/м Тираж 150 ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и при Совете Министров СССР Москва, Центр, М. Черкасский пер., д, Подп. к печ. 24.У 1-61 г Зак. 5953 2/6,Типография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Москва, Петровка, 14.