Токоограничивающее коммутационное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ИЗОБ ИСА(21 (22 (46 ский вич 8 ЯЗВИ 4 г У 7 го гб Кб 44 45 О 1 й бФ 57 7 б бб ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЛО делАм изоБРетений и ОткРытий 3929683/24-0712,07.8515.01.87, Бюл. У.2Харьковский политехнитут им. В.И.ЛенинаШ.М.Долинскийу С.Г.ИИ(54) ТОКООГРАНИЧИВАЮЩЕЕ КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО(57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутационнымустройствам низковольтного аппаратостроения, обеспечивающим защиту цепеот токов короткого замыкания. Цельизобретения - повьппение надежностиработы в многополюсных цепях, а такжповышение быстроденствия и обеспечение возможности оперирования. Токо-,ограничивающее коммутационное уст1283867 ройство содержит внешнюю изоляционнуюоболочку и расположенные в каждомЗчолОсе подпружиненный подветжный кон"тактный мост 4, расположенный наподвижном .штоке 18, защелку, валик41 которой входит в паз 20 штока 18и удерживает его во включенном положении, ферромагнитную деталь 38 иферромагнитные Н-образные детали 31и 34, общие для всех полюсов изоляционную рейку 48 и нажимную деталь 55.При возникновении тока. короткого замыкания под действием электродинамических сил отбрасывается контактныймост 4, ферромагнитная деталь 38под действием электромагнитных сил Изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутационнымустройством низковольтного электроаппаратостроения, обеспечивающимзащиту цепей от токов короткого замыканияеЦель изобретения в повышен надеж;ности работы в многополюсиых цепях,а также повышение быстродействия приотключении токов короткого замыкания 10и обеспечение возможности ручного отключения,1На фиг, 1 изображено токоограничивающее коммутационное устройство ввключенном положении, общий вид;нафиг.2 -контактная система с ферромагнитными деталями (разрез Л-Л нафиг,1),на фиг.3 -защелка, внешний видфна фиг. 4 -подпружиненная изоляционная рейка, внешний вид, на фиг.5 -нажимная деталь для трехполюсного исполнения, общий вид; на фиг. 6 - токоограничивающее коммутационное устройство в отключенном положении, об 25щий вид,Токоограничивающее коммутационноеустройство содержит составную изоляционную оболочку, состоящую из корпуса 1, передней 2 и задней 3 крышек.30Внутри изоляционной оболочки каждыиполюс содержит подвижный контактныймост 4 с подвижными контактами 5 и 6,П-образные шины 7 и 8 с неподвижнымиконтактами 9 и 10, продолжения котопритягивается к Н-образной детали 31 и воздействует на защелку, при этомФ шток 18 освобождается из зацеппения с валиком 4 1 и движется под действием пружины 17 в сторону отключения, поворачивая общую рейку 48. При отсутствии тока короткого замыкания в каком-либо полюсе общая рейка 48 воздействует на защелку этого полюса, шток 18 этого полюса освобождается из зацепления и движется в сторону отключения. При включении нажимная деталь 55 воздействует на штоки 18 и перемещает его в сторону включения до зацепления с валиком 41, 2 з.п.ф-лы, 6 ил. 2рых с одной стороны образуют дугогасительные рога 11 и 12, а с другой стороны образуют зажимы 13 и 14 для присоединения внешних подводящих проводников, причем подвижные контакты 5 и 6 образуют электрическую связь с неподвижными контактами 9 и 10 соответственно, дугогасительные системы 15 и 16, в которые заведены дугогасительные рога 11 и 12 соответственно, подпружиненный пружиной 17 подвижный ток 18, установленный с возможностью перемещения в пазе 19 корпуса 1 и содержащий паз 20, выступ 21, упор 22, заплечики 23 и 24 и зафиксированную на подвижном штоке 18 шайбу 25Контактный мост 4 расположен с возможностью перемещения на штоке 18 и в пазах 26 и 27 передней крышки 2 и подпрукинен пружиной 28, расположенной между шайбой 25 и втулкой 29 с конусным пазом 30, закрепленной на контактном мосте 4,Внутри П-образной шины 7 расположена ферромагнитная Н-образная деталь 31 (фиг. 2), которая изолирована от П-образной шины 7 прокладками 32 и 33. Внутри П-образной шины 8 расположена ферромагнитная Н-образная деталь 34, подобная показанной на фиг. 2, которая изолирована от П-образной шины 8 прокладками 35 и 36, В непосредственной близости от одной из Н-образных деталей, напри 1283867мер 31, со стороны, цротивополсжцойустановке неподвижного контакта 9,установлена в корпусе 1 с возможностью поворота, например, вокругоси 37 ферромагнитная деталь 38,5подпружиненная пружиной 39 в сторонувыступа 40, являющимся, например,частью корпуса 1.В корпусе 1 расположеца защелка(фиг, 3), выполненная в виде валика 041 с вырезом 42, установленного вкорпусе 1, с возможностью поворотавокруг своей оси 43, и входящего вместе выреза 42 в паз 20 штока 18 и,например, на плоскости выреза 42 крепится пластинка 44 с выступами 45 и46, а валик 41 подпружинен пружиной47, расположенной между корпусом 1и выступом 46,В корпусе 1 также расположена 20изоляционная рейка 48 (фиг. 4), общаядля всех полюсов, с возможностьюповорота вокруг своей оси 49 с выступом 50 для каждого полюса и выступом 51, подпружиненная пружиной 52,расположенной между задней крышкой 3и выступом 51, в сторону упора 53,являющимся, например, частью корпуса 1, с возможностью взаимодействияс выступом 21 подвижного штока 18 и З 0выступом 45 валика 41 каждого полюсав сторону освобождения штока 18 иззацепления с валиком 41.В передней крышке 2 с внешней стороны расположен механизм принудительного возврата контактов, выполненныйв виде подпружиненной пружиной 54нажимной детали 55, общей для всехполюсов, с цилиндрическими выступами 56 и с возможностью движения в . 40отверстиях 57 передней крышки 2 всторону включения устройства, причем пружина 54 может быть расположена на одном или более цилиндрических выступах 56 между нажимцой деталью 55 и передней крышкой 2.В непосредственной близости отферромагнитной Н-образной детали 34со стороны, противоположной установкенеподвижного контакта 10, установлена в корпусе 1 и возможностью поворота, например, вокруг оси 58 ферромагнитная деталь 59, подпружиненнаяпружиной 60 в сторону выступа 61,являющегося, например, частью корпуса 1, В корпусе 1 имеется отверстие62, в котором расположен с возможностью движения подпружиненной пружицой 63 штифт, имеющий возможностьвзаимодействия с контактным мостом 4и второй ферромагцитцсй деталью 59.В изоляционной оболочке установлен отключающий штифт 65 с возможностью поворота изоляционной рейки 48в сторону отключения устройства ивыведенный на наружную сторону передней крышки 2.Внутри корпуса 1 могут быть расположены вспомогательные контакты 66.В этом случае на штоке 18 выполняется выступ 67 с возможностью воздействия на вспомогательные контакты 66.Нажимная деталь 55 для трехполюсного исполнения может быть выполнена следующим образом (фиг. 5). Нажимцая деталь 55, общая для трех полюсов, содержит цилиндрические выступы 56 для каждого полюса и отверстия68, При установке нажимной детали 55в передней крышке 2 в отверстиях 68располагаются штифты 69, которые крепятся в передней крышке 2, Нажимнаядеталь 55 имеет возможность свободного движения по штифтам 69, которыепредотвращают выпадение из переднейкрышки 2.Устройство работает следующимобразом,При возникновении в цеги токакороткого замыкания под действием электродинамических сил, усиленных наличием ферромагнитных элементов, происходит отброс подвижногоконтактного моста 4 соответствующегополюса или полюсов и между размыкающимися контактами 5 и 6,. 9 и 1 О соответственно, вводятся электрическиедуги. В свою очередь под воздействиемэлектромагнитных сид ферромагнитнаядеталь 38 притягивается к Н-образнойдетали 31 и воздействует на выступ 46защелки в сторону расцепления валика 41 с подвижным штоком 18, Подвоздействием пружины 17 подвижныйшток 18 движется в пазе 19 корпуса 1в сторону отключения устройства дОкасания упора 22 с корпусом 1, приэтом своим выступом 21 подвижныйшток 18 воздействует на выступ 50изоляционной рейки 48 в сторону отключения устройства. В свою очередьвыступы 50 других полюсов взаимодействуют с соответствующими выступами 45 валиков 41 тех полюсов,в цепи которых отсутствует ток ко. Для отключения устройства в номинальном режиме и без тока предусмотрен отключающий штифт 65, при воздействии на который осуществляетсяповорот изоляционной рейки 48 в сторону отключения устройства, В дальнейшем происходит отключение устройства, как описано выше,В отключенном положении (фиг. 6)контактный мост 4 удерживается пружиной 28 на заплечиках 23 и 24, а шток18 удерживается пружиной 17 на упоре22, опирающемся на корпус 1, Выступ21 удерживает изоляционную рейку 48в повернутом состоянии, которая всвою очередь удерживает в повернутомсостоянии валик 41,Для осуществления включения устройства необходимо нажимную деталь55 переместить в сторону взаимодействия со штоками 18 до зацепления ихс валиками 41. В случае неосуществления зацепления валика 41 со штоком18 хотя бы одного полюса, шток 18этого полюса после снятия усилия снакнмной детали 55 движется в отключенное положение и осуществляет отключение остальных полюсов, как описано выше.Для предотвращения включения устройства на ток короткого замыканиядолжна быть предусмотрена блокировка,предотвращающая возможность включенияустройства при включенном положенииаппарата, с которым оно применяется. 10 20 короткого замыкания, когда контактный мост 4 под воздействием электро- динамических сил отбрасывается на небольшие расстояния и в дальнейшем под действием пружины 28 движется в 25 сторону замыкания контактов.Для самоустановки контактного реле 4 в включенном положении в втулке 29 паз 30 выполнен конусно. Направляющими при движении контактного 30 моста 4 служат паэ 20 втулки 29 н пазы 26 и 27 передней крышки 2.При протекании тока короткого замыкания Ферромагнитная деталь 59 под воздействием электромагнитных сил притягивается к Н-образной детали 34 и воздействует на подпружиненный пружиной 63 штифт 64, который в свою очередь отводит контактный мост 4 от неподвижных контактов. На иболее эффективно указанный механизм действует в зоне таких токов короткого замыкания, когда контакты под действием электродинамическнх сил отбрасываются на небольшис расстоя ния и дуга горит под контактами, что приводит к понижению быстродействия работы устройства и сильному электрическому износу контактов. Уставка срабатывания ферромагнитной детали 59 50 выбирается, например, подбором пружины 60, не выше уставки срабатывания Ферромагнитной детали 38 для предотвращения дребезга контактов.Н-образные детали 31 и 32 и ферро магнитные детали 38 и 59 могут быть выполнены цельными или набранными из Ферромагнитных пластин для уменьшения влияния вихревых токов. роткого замыкания, в сторону расцепления валиков 41 со штоками 18,В последующем происходит отключенисэтих полюсов,После отключения цепи подвижнойконтактный мост 4 под воздействиемпружины 28 движется в сторону замыкания контактов до соприкосновенияс заплечиками 23 и 24 штока 18, ко-,торые предотвращают замыкание контактов.Для предотвращения повторногозамыкания контактов уставка срабатывания ферромагнитной детали 38выбрана несколько ниже, например,подбором соответствующей пружины 39,чем уставка срабатывания контактногомоста 4, что обеспечивает подхватконтактного моста 4 заплечиками 23и 24 штока 18 и в зоне таких токов Таким образом, предлагаемое токоограничивающее коммутационное устройство (по сравнению с известными) обеспечивает надежную работу при многополюсном исполнении, повышает быстродействие при отключении токов короткого замыкания и обеспечивает возможность оперирования. Ф ор мула из обретения 1. Токоограничивающее коммутаци" онное устройство, содержащее внешнюю изоляционную оболочку и расположенные в каждом полюсе контактную систему в виде установленного на подвижном подпружиненном штоке подпружиненного контактного моста с расположенными на нем подвижными контактами, неподвижные контакты, расположенные на П-образных шинах, одни концы которых образуют дугогасительные рога, а другие являются зажимами для присое 1283867динения внешних проводников, дух о гасительцые камеры, ферромагнитные элементы, расположенные внутри П-образных шин, защелку для удержания контактной системы в исходном поло 5 жении и механизм принудительного возврата контактной системы в исходное положение, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности работы в многополюсных це пях, оно снабжено общей для всех полюсов подпружиненной изоляционной рейкой и расположенной в каждом полюсе поворотной подпружиненной ферромагнитной деталью, подпружиненная 15 изоляционная рейка установлена внутри внешней изоляционной оболочки с возможностью поворота вокруг своей оси и снабжена выступом, каждая поворотная подпружиненная ферромагнитная 20 деталь расположена между подпружиненной изоляционной рейкой и ферро- магнитнымИ элементами и установлена с возможностью взаимодействия с защелкой и одним иэ Ферромагнитных 25 элементов, подвижный подпружиненный шток снабжен выступами для взаимодействия с выступом подпружиненной изоляционной рейки, с внутренней частью внешней изоляционной оболоч ки и с подпружиненным контактным мостом, и пазом для взаимодействия с защелкой, защелка выполнена в виде подпружиненного валика, снабженного выступом для взаимодействия с выступом подпружиненной изоляционной рейки и установленного с возможностью поворота вокруг своей оси, ферромагнитный элемент, взаимодействующий с поворотной подпружиненной 40 ферромагнитной деталью, выполнен в виде Н-образной детали, а механизм принудительного возврата контактной системы в исходное положецие выполнен в гиде общей для всех полюсов подпружиценцой цажимцой детали, расположенной снаружи внешней изоляционной оболочки.2, Устройство по и, 1, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия при отключении токов короткого замыкания, оно снабжено дополнительной поворотной подпружиненной Ферромагнитной деталью и подвижным подпружиненным штифтом, другой Ферромагнитный элемент также выполнен в виде Н-образной детали и установлен с возможностью взаимодействия с дополнительной поворотной подпружиненной ферромагнитной деталью, дополнительная поворотная подпружиненная ферромагнитная деталь расположена относительно основной поворотной подпружиненной ферромагнитной детали по другую сторону от подвижного подпружиненного штока, а подвижный подпружиненный штифт установлен во внешней изоляционной оболочке с воэможностью взаимодействия с подпружиненным контактным мостом и дополцительнбй поворотной подпружиненной ферромагнитной деталью.3, Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможностй ручного отключения, оно снабжено отключающим штифтом, отключающий штифт установлен во внешней изоляционной оболочке с возможностью взаимодействия с подпружиненной изоляционной рейкой для ее поворота в сторону отключения контактной системы и выведен на наружную сторону внешней изоляционной оболочки в месте расположения подпружиненной нажимной детали.283867 Коносо оставитель ехред В,Кад бручар Коррект Редакто вин аж 69 писно Заказ 7452 5 иэводственно-полиграс)ическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ВНИИПИ Государств по дедам изобре13035, Москва, Жнного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д, 4/