EA000195B1 - Размыкающее устройство для электрического автоматического выключателя сильного тока - Google Patents

Description

Данное изобретение относится к размыкающему устройству для электрических автоматических выключателей сильного тока с формованным корпусом, содержащему

- однополюсный размыкающий картридж, образованный коробкой с двумя кожухами, выполненными из формованной пластмассы, помещенной в корпус автоматического выключателя;

- неподвижный контакт, взаимодействующий с подвижным контактом для втягивания дуги внутрь картриджа, когда автоматический выключатель размыкается вследствие какойлибо неисправности; и

- дугогасительную камеру, помещенную внутри картриджа и обрамленную парой направляющих дугу выступов.

В известных из предшествующего уровня техники делительных автоматических выключателях дугогасительную камеру помещают непосредственно в пластмассовый корпус автоматического выключателя, а камеру формирования дуги образуют парой направляющих боковин из изолирующего материала, установленных параллельно большим боковым поверхностям корпуса и проходящих от зоны зазора между разомкнутыми контактами до пластин деионизации дугогасительной камеры. Чтобы ускорить смещение дуги к пластинам деионизации, обычно используют керамические направляющие боковины или колпачки из газогенерирующего материала, установленные на ферромагнитных шпильках. Для сильного тока, например около 125 А, функционирование автоматических выключателей этого типа, если приходится сохранять неизменными габариты корпуса, имеет пределы размыкания.

Из заявки Франции FR-A-2 682 531 известен промышленный низковольтный многополюсный автоматический выключатель, в котором используют размыкающие картриджи на уровне разных полюсов. Каждый картридж образован коробкой, содержащей две дугогасительные камеры и мост двоякоразмыкающего вращающегося контакта, установленный в плавающем режиме на секции вращающегося стержня, проходящего в центре коробки. В этом типе устройства размыкание осуществляют формированием двух дуг последовательно и с использованием механизма высокой энергии.

Задачей данного изобретения является создание размыкающего устройства автоматического выключателя сильного тока с малыми габаритами, имеющего хорошие характеристики размыкания.

Устройство согласно данному изобретению отличается тем, что два кожуха картриджа примыкают друг к другу и тем самым ограничивают внутреннее пространство, подразделяемое на множество отделений, расположенных на разных уровнях для обеспечения постепенного увеличения секций для прохождения дуги в направлении дугогасительной камеры, причем первое отделение вблизи контактов размещено на первом уровне для создания эффекта расслаивания дуги, втянутой в начале размыкающего хода подвижного контакта, для обеспечения переключения дуги на направляющие выступы, проходящие во второе отделение, расположенное на втором уровне и имеющее ширину, превышающую ширину первого отделения.

Согласно одному из вариантов осуществления данного изобретения каждая из оконечных поверхностей кожухов, определяющих первое отделение, имеет выступающую часть, расположенную на первом уровне и выходящую во второе отделение с образованием прохода, проходящего поперечно между направляющими выступами.

В соответствии с предпочтительным осуществлением первое множество декомпрессионных отверстий расположено в каждом кожухе вблизи выемки, отделяющей друг от друга второе отделение и третье отделение для создания разрежения на входе в дугогасительную камеру. Впуск свежего газа происходит снаружи картриджа, когда дуга находится во втором отделении.

Расположение секций в шахматном порядке для прохождения дуги в разных отделениях и присутствие декомпрессионных отверстий в заданных местоположениях в картридже образуют параметры, участвующие в генерировании избыточного давления по ходу до дуги и разрежения по ходу после дуги при смещении этой дуги к дугогасительной камере.

Применение размыкающего картриджа требует, чтобы третье отделение содержало отверстие для выпуска газов в объем, в котором размещен механизм. Выпускное отверстие расположено в верхней части дугогасительной камеры вблизи конца верхнего выступа для образования дуги.

В соответствии с другим вариантом осуществления данного изобретения третье отделение снабжено вторым множеством отверстий, сообщающихся с выпускным каналом, выполненным сзади дугогасительной камеры, и соединяющимся с указанным выпускным отверстием.

Контурный эффект также усиливают средствами изолирующего экрана, выполненного для накрытия части проводника, расположенного против подвижного контактного рычага и проходящего до зоны подхода к неподвижному контакту.

Смещение дуги в начале размыкающего хода можно ускорить за счет использования ферромагнитных элементов, размешенных на внешних стенках картриджа.

Другие преимущества и признаки поясняются в нижеследующем описании варианта осуществления изобретения, приведенного в качестве примера без каких-либо ограничений и представленного на чертежах.

На фиг. 1 представлена вертикальная проекция размыкающего устройства согласно данному изобретению; контакты изображены в замкнутом положении, а верхний кожух картриджа снят;

на фиг. 2 А - то же, что на фиг.1, со снятой дугогасительной камерой;

на фиг. 2В и 2С - то же, что на фиг.1, на этапе разделения контактов и в конце размыкания подвижного контакта;

на фиг. 3 - перспективное представление внутренней части кожуха картриджа;

на фиг. 4 - то же, что на фиг.3, с повернутым кожухом, для изображения картриджа снаружи;

на фиг. 5, 6 и 7 - поперечные сечения соответственно по линиям 5-5, 6-6 и 7-7 на фиг. 2А.

В соответствии с фиг. 1 , 2А, 2В и 2С, размыкающее устройство 10 электрического автоматического выключателя сильного тока содержит контактный рычаг 1 2, установленный с возможностью поворота на оси 1 4 между замкнутым положением и разомкнутым положением. Контактный рычаг 12 связан с исполнительным механизмом (не изображен) и проходит внутрь воздушного зазора, имеющегося в электромагнитном исполнительном механизме (не изображен), как описано в заявке на европейский патент ЕР-А-635 859 того же заявителя.

Контактный рычаг 1 2 напротив оси 1 4 имеет контактную часть далее называемую подвижным контактом 1 7, который взаимодействует в замкнутом положении с неподвижным контактом 18. Два разделяемые контакта 17, 18 размещены внутри размыкающего картриджа 20, который также содержит дугогасительную камеру 22, образованную пакетом пластин деионизации электрической дуги. Электромагнитный исполнительный механизм размещается в отверстии 1 6 картриджа 20.

Неподвижный контакт 1 8 опирается на проводник 24 в виде петли, проходящей через магнитную схему исполнительного механизма, и соединен с соединительной пластинкой 26, соединенной с соединительным выводом (не изображен). Выступающая часть проводника 24 после неподвижного контакта 1 8 имеет форму дугообразующего выступа 28, обрамляющего вход в дугогасительную камеру 22 совокупно с нижним дугообразующим выступом 30. Подвижный контактный рычаг 1 2 соединен плетеной полосой с другим соединительным выводом (не изображен), возможно, посредством биметаллической пластины устройства теплового отключения.

Размыкающий картридж 20 каждого полюса описан подробно со ссылками на фиг. 3-7. Он состоит из коробки с двумя кожухами 20А, 20В, выполненными из формованной пластмассы и расположенными внутри корпуса автоматического выключателя. Два кожуха 20А, 20В примыкают друг к другу и тем самым ограничивают внутреннее пространство 32, которое подразделено на несколько отделений 34, 36, 38, расположенных в шахматном порядке по трем уровням А, В, С.

Первое отделение 34 расположено вблизи контактов 1 7, 1 8 и представляет собой внутреннюю зону очень узкой ширины L1, ограниченную оконечными поверхностями 35, 37 кожухов 20А, 20В. Второе промежуточное отделение 36 снабжено малой внутренней зоной с шириной L2, которая больше чем L1 первого отделения 34, но меньше ширины L3 третьего отделения 38, вмещающего дугогасительную камеру 22. Поперечное сечение является максимальным в третьем отделении 38, при этом ширина L3, по существу, соответствует ширине пластин деионизации, которые проходят параллельно по отношению к базовой пластине камеры 22 и оконечной части нижнего дугообразующего выступа 30.

Поэтапное увеличение секций для прохождения дуги в направлении пластин дугогасительной камеры 22 особенно предпочтительно для развития и ускорения смещения дуги. На каждой оконечной поверхности 35, 37 имеется выступающая часть 40А, 40В, которая проходит в средней зоне второго отделения 36, формируя, по меньшей мере, один проход, глубина которого соответствует разнице уровней А и В. Каждая выступающая часть 40А, 40В содержит на внешней стороне кожуха 20А, 20В желоб 42А, 42В, предназначенный для приема ферромагнитного элемента, закрепленного вместе с ярмом исполнительного механизма.

Первое множество декомпрессионных отверстий 44 предусмотрено в каждом кожухе 20А, 20В, проходящем на входе третьего отделения 38 между дугообразующими выступами 28, 30. Внутри картриджа 20 разделительная выемка 46 между вторым отделением 36 и третьим отделением 38 каждого кожуха 20А, 20В содержит скошенную поверхность 48 для обеспечения расходимости, предназначенной для повышения скорости смешения дуги к дугогасительной камере 22.

Второе множество отверстий 50 сообщается с каналом, предусмотренным сзади дугогасительной камеры 22 в третьем отделении 38. Боковой декомпрессионный паз 52А, 52В расположен в каждом кожухе 20А, 20В на уровне средней зоны дугогасительной камеры 22.

Изолирующий картридж 20 также имеет другое отверстие 54 для выпуска газов в объем, вмещающий механизм. Отверстие 54 расположено в верхней части третьего отделения 38 и вблизи конца верхнего дугообразующего выступа 28. Оно сообщается с выпускным каналом 51.

Кожух 20А снабжен изолирующим экраном 56, предназначенным для защиты части проводника 24, расположенного напротив подвижного контактного рычага 12 и проходящего до зоны подхода к неподвижному контакту 18. Присутствие экрана 56 повторно создает контурный эффект и обусловливает переключение дуги на направляющие выступы 28, 30.

Гашение дуги, когда контакты 17, 18 автоматического выключателя размыкаются после возникновения неисправности, происходит следующим образом.

Разделение контактов 17, 18 происходит по команде электромагнитного исполнительного механизма или ослабления пружины размыкания механизма после разблокирования расцепляющего рычага. При перемещении контактного рычага 12 в узкой прорези первого отделения 34 картриджа 20 первоначальная дуга подвергается эффекту расслоения в начале размыкающего хода, который обеспечивает переключение на верхний и нижний дугообразующие выступы (фиг. 2В).

Перемещение оснований дуги во второе отделение 36 уровня В происходит быстро, в то время как центральная часть дуги остается расслоенной в силу присутствия выступающих частей 40, расположенных на уровне А. Перемещение дуги в направлении уровня С дугогасительной камеры 22 можно также ускорять магнитным средством, срабатывающим вследствие контурного эффекта, усиленного экраном 56, и присутствия ферромагнитных боковин кожухов 20А, 20В и ферромагнитных элементов, помещенных в пазах 42А, 42В.

Помимо этого, первое множество отверстий 44 создает разрежение на входе третьего отделения 38, создавая возможность впуска свежего газа в зависимости от положения дуги. Конструкция картриджа всякий раз обусловливает избыточное давление по ходу до дуги и разрежение по ходу после дуги, обеспечивая ее высокоскоростное смещение к дугогасительной камере.

Дуга перемещается вдоль выступов 28, 30 и сдвигается на пластины деионизации дугогасительной камеры 22, где она быстро охлаждается и гасится. Рециркуляция газов происходит по боковым пазам 52А, 52В. Выпуск размыкающих газов происходит через выпускное отверстие 54 во внутренний объем механизма (стрелка F1 на фиг. 2С) и вниз (стрелка F2) от канала 51.

Claims (10)

1 . Размыкающее устройство для электрического автоматического выключателя сильного тока с формованным корпусом, содержащее однополюсный размыкающий картридж (20), образованный коробкой с двумя кожухами (20А, 20В), выполненными из формованной пластмассы, размещенными в корпусе автоматического выключателя, неподвижный контакт (18), взаимодействующий с подвижным контактом (1 7) для втягивания дуги внутрь картриджа (20) при размыкании автоматического выключателя вследствие неисправности, дугогасительную камеру (22), размещенную внутри картриджа (20) и обрамленную парой направляющих дугу выступов (28, 30), отличающееся тем, что два кожуха (20А, 20В) картриджа (20) примыкают друг к другу и тем самым ограничивают внутреннее пространство (32), подразделенное на множество отделений (34, 36, 38), расположенных на разных уровнях (А, В, С) для обеспечения постепенного увеличения секций для прохождения дуги в направлении дугогасительной камеры (22), при этом первое отделение (34) вблизи контактов (17, 18) размещено на первом уровне (А) и предназначено для расслоения дуги, втянутой в начале размыкающего хода подвижного контакта (1 7), для обеспечения переключения дуги на направляющие выступы (28, 30), проходящие во второе отделение (36), которое размещено на втором уровне (В) и имеет ширину (L2), превышающую ширину (L1) первого отделения (34).

2. Размыкающее устройство по п.1, отличающееся тем, что оконечные поверхности (35, 37) кожухов (20А, 20В), ограничивающих первое отделение (34), содержат каждая выступающую часть (40А, 40В), расположенную на первом уровне (А) и выходящую во второе отделение (36) для формирования прохода (36), проходящего поперечно между направляющими выступами (28, 30).

3. Размыкающее устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что дугогасительная камера (22) размещена в третьем отделении (38), имеющем ширину (L3), превышающую ширину (L2) второго отделения (36), а первое множество декомпрессионных отверстий (44) размещено в каждом кожухе (20А, 20В) вблизи выемки (46), отделяющей второе отделение (36) от третьего отделения (38).

4. Размыкающее устройство по п.3, отличающееся тем, что выемка (46) каждого кожуха (20А, 20В) имеет скошенную поверхность (48) для создания расходимости перед первым множеством отверстий (44).

5. Размыкающее устройство по п.1 или 3, отличающееся тем, что третье отделение (38) содержит отверстие (54) для выпуска газов в объем, в котором размещен механизм.

6. Размыкающее устройство по п.5, отличающееся тем, что выпускное отверстие (54) расположено в верхней части дугогасительной камеры (22) и вблизи конца верхнего дугообразующего выступа (28).

7. Размыкающее устройство по п.5, отличающееся тем, что третье отделение (38) снабжено вторым множеством отверстий (50), сообщающихся с выпускным каналом (51), выполненным сзади дугогасительной камеры (22) и соединенным с указанным выпускным отверстием (54).

8. Размыкающее устройство по п.1, отличающееся тем, что неподвижный контакт (18) опирается на проводник (24) в форме петли, удлиненной за счет верхнего дугообразующего выступа (28), а один из кожухов (20 А) снабжен изолирующим экраном (56) для защиты части проводника (24), находящегося напротив подвижного контактного рычага (1 2) и доходящего до зоны подхода к неподвижному контакту (18).

9. Размыкающее устройство по п.2, отличающееся тем, что каждая выступающая часть (40А, 40В) содержит наружную сторону соответствующего кожуха (20А, 20В), паз (42А, 42В), в который может вставляться ферромагнитный элемент, а именно электромагнитный исполнительный механизм, связанный с подвижным контактным рычагом (1 2).

10. Размыкающее устройство по п.2, отличающееся тем, что боковины, выполненные из ферромагнитного материала, могут устанавливаться снаружи картриджа (20) на оконечных поверхностях (35, 37) кожухов (20А, 20В).