Автоматический выключатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК БРЕТЕНИЯВУ ПИСА И(71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт низковольтногоаппаратостроения(56) Автоматический выключатель типаАЕ 100, - ТУ 16 ф 122,021 - 78. М.: Минэлектротехпром, 1978. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Выключатель автоматический типа ВА 16 - 25. ИГПН 64 - 1135.001 СБ Сборочный чертеж ВНИИ-электроаппарата.(54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является снижение трудоемкости изготовления и повышение эксплуатационной надежности. Устройство содержит корпус 1 и крышку 2 из изоляционного материала, крышка 2 установлена сбоку, параллельно поверхности боковой стенки корпуса 1, на внутренней повеохности которого выполнены выступы, на которых установлены электромагнитный и1700632 термобиметаллический расцепители максимального тока 19 и 20, дугогасительная камера 18, присоединительные зажимы 22 и 23, механизм свободного расцепления, включающий два замыкающих контакта, первый контакт 3 (ПК) и второй контакт б (ВК), выполненные подвижными и подпружиненными, рычаг свободного расцепления, выполненный двуплечим, с первым плечом 10 (ПП) и вторым плечом 28 (ВП, отключающую рейку 12 (ОР) с первым выступом 11 и вторым выступом 24, рукоятку 21. ВК б электрически изолирован от ПК 3 и установлен на одной оси 4 с ПК 3 с возможностью поворота ВК б вокруг этой оси 4 вращения в сторону размыкания с ПК 3 под воздействием пружины 5. ВК б установлен на оси 4 вращения овальным отверстием 7, на конце укаэанного контакта выполнен двуплечий рычаг, ПП 10, входящий в зацепление с первым выступом 11 ОР 12, второй выступ 24 которой выполнен с возможноИзобретение относится к электротехнике, а именно к автоматическим выключателям.Цель изобретения - снижение трудоемкости изготовления и повышение эксплуатационной надежности.На фиг. 1 представлен предлагаемый автоматический выключатель, общий вид; на фиг.2 - то же, вариант исполнения; на фиг,3 - узел связи отключающей рейки с подвижным подпоужиненным контактом, на фиг.4 - вариант исполнения узла связи отключающей рейки с подвижнь 1 м подпружиненным контактом; на фиг.5 - схема механической связи отключающих реек и рукояток при многосекционном исполнении автоматического выключателя; на фиг,б - схема трехсекционного автоматического выключателя, вид спереди,Автоматический выключатель (фиг,1) содержит корпус 1 и расположенную сбоку корпуса крышку 2, выполненные из изоляционного материала, перьый контакт 3, по движный и подпружиненный, установлен на оси 4 вращения с возможностью поворота и подпружинен пружиной 5 в сторону размыкания со вторым контактом б, выполненным подвижным и подпружиненным, который установлен овальным отверстием 7 на оси 4 вращения с возможностью поворота и перемещения относительно оси 4 вращения, изолирован от первого контакта 3, например, изоляционной втулкой 8, подпружинен стью воздействия на него расцепителей максимального тока 19 и 20, Ось 15 симметрии овального отверстия 7 ВК б перпендикулярна линии, соединяющей ось 4 вращения ВК б.и точку зацепления ПП 10 двуплечего рычага ВК б с первым выступом 11 ОР 12. Иа подпружиненной рукоятке 21, в ее части, которая расположена внутри выключателя, выполнен выступ 27 с возможностью воздействия его на ВП 28 двуплечего р ччага ВК 6 при повороте рукоятки 21 для осуществления зацепления двуглечего рычага ВК 6 с отключающей рейкой 12 после аварийного отключения выключателем цепи. Укаэанный выступ 27 расположен в возможностью его воздействия на ПК 3 при повороте рукоятки 21 в сторону включения с ВК б, Пружина 5 ПК 3 установлена с возможностью поворота этого контакта в сторону отключения при повороте рукоятки 21 в противоположную сторону. 4 з.п. флы, бил,пружиной 9 в сторону размыкания с первым контактом 3 и связан механически с двуплечим рычагом свободного расцепления, входящим в зацепление его первым плечом 10 5 с первым выступом 11 отключающей рейки12, установленной с возможностью поворота на оси 13 и подпружиненной пружиной 14, причем большая ось 15 симметрии вдоль овального отверстия 7 расположена пер пендикулярно линии 16, соединяющей ось 4вращения и точку 17 зацепления первого выступа 11 отключающей рейки 12 с первым плечом 10 двуплечего рычага, дугогасительную камеру 18, электромагнитный расцепи тель 19 максимального тока,термобиметаллический расцепитель 20 максимального тока, рукоятку 21, присоедини.тельнь 1 е зажимы 22 и 23.Отключающая рейка 12 содержит вто рой выступ 24, диаметрально противоположный первому выступу 11, выполненный с возможностью воздействия на него электромагнитного расцепителя 19 максимального тока и термобиметаллического 25 расцепителя 20 максимального тока в сторону расцепления первого выступа 11 отключающей рейки 12 спервым плечом 10 двуплечего рычага,Рукоятка 21 установлена на оси 25 в 30 корпусе 1 с возможностью поворота, подпружинена пружиной 26 в сторону отключения и содержит выступ 27, воздействующий на первый контакт 3 в сторону включения, а30 вгорое плечо 28 двуплечего рычага выполкено с возможностью воздействия на неговыступа 27 рукоятки 21 при взводе в рабочее положение второго контакта б послеавариЙного Отключения,Электрическую цепь в выклю.ателе образуют подсоединительный зажим 22, термобиметаллический расцепитель 20маскимального тока, гибкий проводник 29,.двуплечий оычаг, второй контакт 6, первыйконтакт 3, гибкий проводник 30, катушка 3,подсоединительный зажим 23. Злектрома.нитный расцепитель 19 максимально-о токаможет быть выполнен, например, в видеэлектромагнита, содержащего катушку 31,якорь 32, подпружиненный пружиной 33 исвязанный механически со штоком 34, расположенным с возможностью воздействияна второй выступ 24 отключающей рейки ",2,сердечника 35 и ярма 36.Для обеспечения быстродействия на от-ключающей рейке 12 может быть выполнентретий выступ 37, расположенный с возможностью взаимодействия с двуплечимрычагом (фиг.2).Для повышения быстродействия в автоматическом выключателе (фиг.2 и 3) можетбыть выполнена пластина 38 с продольными отверстиями 39 и 40 на ее концах, установленная этими отверстиями на осях 41 и42, установленных соответственно на втором плече 28 двуплечего рычага и второмвыступе 24 отключающей рейки 12.Для обеспечения максимального быстродействия при отключении тока коооткогозамыкания (фиг.4) на первом выступе 11 отключающей рейи 12 в месте ее зацепленияс первым плечом 10 двуплечего рычага установлена ось 42, а вторая ось 41 установленана двуплечем рычаге второго контакта б состороны, противоположной, относительноОси 4 его вращения, второму плечу 28 двуплечего Оычага, и расположена на однойокружности(показанной на чертеже штрихпунктиром) с осью 4 вращения контактов сцентром в тачке зацепления первого плеча10 двуплечего рычага с первым выступом 11отключающей рейки 12, на указанных осях41 и 42 установлена пластина 38 продольными отверстиями 39 и 40, выполненными наее концах.Автоматический выкл 1 очатель, предназначенный для моногосекционного исполнения (фиг,2), содержит блокировочный валик43, установленный с возмОжностью поворОта вокруг оси 44 С выступом 45, расположенным с возможностью взаимодействияСО вторым выступом 24 олюающей рейки12 в стОрОну расцепления первого плеча 10двуплечего, рычага с первым выступом 11 отключающей рейки 12, и выступом 46, расположенным на втором выступе 24, а на торцах блокировочного валика 43 выполнены пазы 47 (фиг.5) причем торцы блокиро:.:Очного валика 43 размещены в отверстиях 48 и 49 выполненных соответственно в кор.тусг , и крышке 2,При моногосекционном исполнении,т:Р. саед нении нескольких однополюсных выключателей, рукоятки 21 (фиг.2) всех полюсов соединены механически, например, наставкой рукоятки 50, общей для всех по;: асов, и впильки 51,.расположенной в отверстиях 52 рукояток 21 всех полюсов (фиг.б) 7 А слокировочные валики 43 соединены пластинами 53, входящими в пазы 47 соседних блокированных валиков 43 (фиг.5).Автоматический вь.ключатель работаетследующим образом,Для оперативного включения выключателя (фиг,1) необходимо повернуть рукоятку 21 по направлению стрелки 1. При этом рукоятка 21 своим выступом 27, воздействуя на первый контакт 3, поворачивает его в замкнутое положение с вторым контактом б, После касания указанных контактов под действием первого контакта 3 происходит поворот второго контакта б относительно точки 17 зацепления до выбора провала, котактов при этом второй контакт б перемещается своим овальным отверстием 7 относительно оси 4 вращения.Для оперативного отключения выключателя необходимо повернуть рукоятку 21 по направлению стрелки П. При этом рукоятка 21 перестает воздействовать своим выст:упом 27 на первый контакт 3, который поддействием пружины 5 повооачивается в сторону размыкания со вторым контактом б, г:рл этом между этими контактами образуется гальванический разрыв цепи. При оперативном отключении выключателя подтоком между указанными контактами образуется электрическая дуга, которая гасится в дугогасительной камеое 18,При протекании тока короткого замыкания срабатывает электромагнитный расцепитель 19 максимального тока, якорь 32 со штоком 34 притягивается под действиемэлектромагнитной силы к сердечнику 35, шток 34 воздейстеует на второй выступ 24отключающей рейки 12 и поворачивает ее в сторону расцепления первого выступа 11Отклоча.ащей рейки 12 с первым плечом 1 Одвуплечего рычагаПосле расцепления второй контакт б под действлем пр живы 9 поворачивается сначала относительно места контактирования первого 3 и второго 6 контактов, при этом смещается овальным отверстием 7 от 170063210 носительно оси 4 вращения до выбора провала контактов, а затем поворачивается вокруг оси 4 вращения в сторону размыкания указанных контактов, при этом между первым контактом 3 и вторым контактом 6 образуется электрическая дуга. В дальнейшей .рукоятке 21 под действием пружины 26 поворачивается в сторону отключения по стрелке 11) и первый контакт 3 после прекращения воздействия на него в сторону замы кания выступа 27 поворачивается в сторону размыкания первого 3 и второго 6 контактов под действием пружины 5, при этом увели чивается зазор между контактами, что повышает его диэлектрическую прочность.Усилия пружин 5 и 9 выбраны такими, что суммарный момент, создаваемый ими на рукоятке 21 во включенном положении по направлению стрелки 1, больше, чем момент, создаваемый пружиной 26 на рукоятке 21 по направлению стеркли 11, а момент, создаваемый только пружиной 5, меньше момента, создаваемого пружиной 26.При протекании тока перегрузки термобиметаллический расцепитель 20 максимального тока воздействует на второй выступ 24 отключающей рейки 12 и поворачивает ее в сторону расцепления первого выступа 11 отключающей рейки 12 с первым плечом 10 двуплечего рычага, .дальнейшая работа выключателя описана описанной.Для взвода второго контакта 6 в рабочее положение после аварийного отключения необходимо повернуть рукоятку 21 в направлении стрелки 11,при атом выступ рукоятки 27 воздействует на второе плечо 28 двуплечего рычага и поворачивает его вместе с в.орым контактом 6 вокруг оси 4 вращения в сторону зацепления первого плеча 10 двуплечего рычага с первым выступом ",1 отключающей рейки 12. В дальнейшем можно производить включение выключателя, При протекании тока короткого замыкания после расцепления двуплечего рычага с отключающей рейкой 12 якорь 32 со штоком 34 поворачивает отключающуо рейку 12 до воздействия ее третьего выступа 37 на двуплечий рычаг и перемещает его вместе со вторым контактом 6 по направлению поодольной большей оси 15 симметрии овального отверстия 7 в сторону размыкания контактов (фиг,2). Пружина 9, в свою очередь, без предварительного выбора провала контактов поворачивает второй контакт 6 вокруг оси 4 вращений также в сторону размыкания первого 3 и второго 6 контактов. Воздействие якоря 32 со штоком 34 через дополнительно выполненный третий выступ 37 отключающей рейки 12 на второй контакт 6 и поворот второго контакта 6 вок 15 20 25 30 35 40 50 55 руг оси 4 вращения под действием пружины 9 без предварительного выбора провала контактов в сторону их раэмыкания уменьшает время начала размыкания контактов и обеспечивает быстродействие выключателя, При протекании тока короткого замыкания после расцепления первого плеча 10 двуплечего рычага (фиг.2 и 3) с первым выступом 11 отключающей рейки 12 якорь 32 со штоком 34 поворачивает отключающую рейку 12, которая воздействует через плас;ину 38 на второе плечо 28 двуплечего рычага второго контакта 6 и поворачивает его вокруг оси 4 вращения в сторону размыкания первого 3 и второго 6 контактов,При такой кинематической схеме (фиг.2 и 3) при износе контактов, например под действием электрической дуги, второй контакт 6 смещается вдоль оси 15 симметрии овального отверстия 7 в направлении, перпендикулярном действию на контакт 6 дополнительно введенной пластины 38, что обеспечивает, практически, постоянное расстояние между дополнительно установленными осями 41 и 42, В этом случае пластина 38 не препятствует замыканию контактов в процессе их износа и смещения второго контакта 6 в сторону первого контакта 3, что позволяет устанавливать пластину 38 практически без обеспечения свободного хода якоря 32 на величину провала контактов до воздействия на второй контакт 6, при этом повышается быстродействие выключателя.При протекании тока короткого замыкания после расцепления первого плеча 10 двуплечего рычага с отключающей рейкой 12 (фиг.4) якорь 32 со штоком 34 поворачивает отключающую оейку 12, которая воздействует через пластину 38 и ось 41 на дввуплечий рычаг второго контакта 6 и поворачивает его вокруг оси 4 вращения в сторону размыкания контактов,При такой кинематической схеме фиг,4) а процессе износа контактов второй контакт 6 поворачивается вместе с пластиной 38 вокруг оси 42, установленной на первом выступе 11 отключающей рейки 12 в месте ее зацепления с первым плечом 10 двуплечего рычага, что обеспечивает неизменное расстояние между осями 42 и 41 при износе контактов и позволяет устанавливать пластину 38 без обеспечения свободного хода якоря 32 на величину провала до воздействия на второй контакт 6, при этом ось 41 установлена на двуплечем рычаге второго контакта 6 со стороны, противоположной, относительно оси 4 его вращения, второму плечу 28 двуплечего рычага, и расположена на одной окружности с осью 4 вращенияконтактов с центрам в тачке зацепления первого плеча 10 двуплечего рычага с первым выступом 11 отключающей рейки 12. Эта кинематическая схема является Оптггмальной для получения максимальнога Оыстродействия выключателя. В случаесоединения однополюсных выключателеи(фиг,2) в многосекционный, например, для трехфаэной цепи, при аварийном отключении одного полюса после расцепления в этом полюсе первого плеча 10 двуплечего рычага с первым выступом 11 отключагощей рейки 12 и повороте отключающий рейки 12 вторым контактом 6 через пластину 33 с продольными пазами, указанная рейка своим выступом 46 воздействует на выступ 45блокировочного валика 43 и поворачиваетблокировочный валик 43. Блокировочные валики 43 всех полюсовавтоматического выключателя находятсядруг с другом в зацеплении (фиг.5) например, посредством пластинок 53, расположенных в пазах 47 блокировочных Валиков43, и при повороте блокировочного валика .43 одного полюса он поворачивает блокировочные валики 43 других полюсов, которыепри этом воздействуют своими выступами 45 на выступы 24 отключающих реек 12 (фиг.2) в сторону расцепления с двуплечим30рычагом, происходит отключение других полюсов, что предатвращаетдвухфазное питание электрической системы. Кроме этого, повышается быстродействие срабатывания каждого полюса, так как в начальной стадииразмыкания контактов электромагнитами 35они работают независимо друг от друга и массы контактов, влияющих на быстродействие, и не связаны между собой.Повышается стабильность характеристик срабатывания термобиметаллического расцепителя максимального; така при Однофазной и многофазных перегрузках по току, так как расцепитель каждого йолюса, производя расцепление отключающей рейки с двуплечим рьгчагом второго контакта 6, преодолевает усилия на отключающей рейке только своего полюса,Таким образом, по сравнению с известным предлагаемый автоматический выключатель В производстве является менее трудоемким как при ггзготовлении деталей, так и в сборке, так как дстали выклгачателя являются более простыми, отсутствуют монтажные скобы, склепанные валиками, механизм свободного расцепления имеетменьше деталей, В частности отсутствуютподпружиненные скобы и рычаг, обеспечивающие фунггцианальную связь контактов, при сборке всегда обеспечен необходимый провал контактов (ани расположены на однай оси и производственные отклонения при; зготавлении деталей не влияют на его ВЕЛИЧИНУг,Повь;шение эксплуатационной надежна"Тгл предлагаемого автоматического вы;иючателя обеспечивается за счет исполнения контактного узла, имеющего ".,Ва пОдвижных контакта, из кОторых Один только отключает цепь моментно при аварийных токах, а другой включает цепь немоментго и отключает моментно, так как оба контакта подпружинены, исключается их .Вибрация при включении, что практически предотвращает сваривание контактов и УМЕНЬШаЕТ ИХ ИЗНОС.Формула изобретения 1. Автоматический выклдчатель, содеажащий каапус и крышку иэ изоляционного материала, установленную сбоку параллельно поверхности боковой стенки корпуса, на внутренней поверхности корпуса выполнены выступы, на которых установлены расцепители максимального тока - электромагнитный и термобиметаллический, дугогасмтельная камера, присодинительные зажимы и механизм свободного расцепления, включающий два замыкающих контакта, один из которых выполнен подвижным и подпружиненным, рычаг свободного расцепления, отключающую рейку с выступами под рукоятку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления и повышения эксплуатационной надежности, второй замыкающий контакт выполнен подвижным, подпружиненным, с овальным отверстием электрически изолированным ат первого замьгкающего контакта гл установлен нд Од най аси с первым замыкающим контактом с Вбзмажиастью псваратд вокауг Оси В старо ну размыкания пад воздействием пружины, причем он установлен на оси овальным отверстием, на конце указанный контакт соединен с рычагом свободного расцепления, который выполнен двуплечим, первым плечом входящим в зацепление с первым выступом отключающей рейки, а второй выступ отключающей рейки выполнен с возможностью воздействия на чего расцепителей максимального тока, причем ось симметрии овального отверстия второго замыкающего контакта перпендикулярна линии, соединяющей Ось вращения второго замыкающего контакта и точку зацепления первого плеча двуплечего рычага свободного расцепления с первым выступом отключающей рейки, на подпружиненной рукоятке внутри выключателя выполнен выступ с возможностью его воздействия на второе плечо двуплечега рьгчага свободногорзсцепления при ПОВороте подпружиненной рукоятки для осуществления зацепления двуплечего рычага свободного рзсцепления с отключающей рейкой после аварийного Отключения цепи, при зтом вы" ступ нз подпружиненной рукоятк 8 рзспОло" жен с возможностью его Воздействия на п 8 рВый замыкающий контакт при пОвороте подпружиненной рукОятки В сторону Вкл ю,чения, 3 пружина первого замыкающегоКОНТЗКТЗ чстановлека С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ПО- ворота зтого контак з в сторону отключения , при повороте подпружиненной рукоятки Всторону отключения,2. Вь 1 клачатель по п.1, о т л и ч а ю; щ и й с Я тем, что, с целью Обеспечения быстродействия при отключении тока ко, роткого замыкания, на отключающей рейкевыполнен третий выступ, расположенный с возможность О взаимодействия с двуплечим рычагом свободного расцепления,3. Выключатель по п,1, о т л и ч а ю, щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия при отключении тока короткого замыкания, он снабжен пластиной и двумя дополнительнйми Осями, Одна дополнительная ось укреплена на втором плече двуплечего рычага свободного расцепления, другая дополнительная ось укреплена на Втором выступе отключающей рейки, в пластине на ее концах выполнены продольные пазы, с помощью которых она установлена нз дополнительных Осях,4. Вьключатель по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения максимального быстродействия при Отключении тока короткого замыкакия, он снабжен пластиной и двумя дополнительными Осями, одна дополнительная ось укреплена на первом выступе отключающей рейки в 5 места ее зацепления с первым плечом двуплечего рычага свободного расцепления, другая дополнительная ось укреплена на двуплечем рычаге свободного расцепления тзк, чтО Ока рзсполож 8 нз ОтносительнО вто рого плеча двуплечего рычага свободногорзсцепления пО другую сторону Оси Вращения второго замыкающего контакта и установлена на одной окружности с осью вращения замыкающих контактов с цент ром окружности в точке зацепления первогоплеча двуплечего рычага свободного расцепления и первым выступом отключающей рейки, в пластине на ее концах выполнены продольные пазы, с помощью которых она установлена на дополнительных Осях. 5. Выключатель по пп.3 и 4, отл и ча ющ и й с я тем, что с целью повышения надежности в работе при многосекционном 25 исполнении, он снабжен блокировочным валиком, на котором выполнен выступ, а на его торцевых поверхностях пазы, в корпусе и крышке выполнекы отверстия, блокировочньй валик установлен в корпусе с возмож костью поворота и взаимодействия еговыступа с вторым выступом отключающей рейки В сторону расцепления первого плеча двуплечего рычага свободного расцепления с первым Выступом отключающей рейки, з 35 торцы блокировочкого валика расположеныв отверстиях корпуса и крышки., Кунд аказ 4472 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 й комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 роизводствено-издат