RU2074441C1

RU2074441C1 - Automatic switch

Info

Publication number: RU2074441C1
Application number: RU94038130A
Authority: RU
Inventors: П.Е. Кривенков; Ю.А. Фролов; М.Н. Мудров; В.Г. Кобеляцкий
Original assignee: Акционерное общество низковольтной аппаратуры
Priority date: 1994-10-10
Filing date: 1994-10-10
Publication date: 1997-02-27
Also published as: RU94038130A

Abstract

FIELD: low voltage electric switches. SUBSTANCE: forces which lock mechanisms are divided into low and high ones. Unlock units are used for unlocking with low force. Another locking is performed by traverse with spring-loaded flange and it is unlocked by means of contact pressure spring. Moving contact holder has bunch and through slot and is located at end of contact pressure spring. Unlocking lever also has bunch and two coaxial clots and is mounted on moving contact holder. Traverse is designed as flat fork which side pins run through slots of unlocking lever and moving contact holder while its central pin is spring- loaded to unlocking lever so that one side pin loosely engages with contact pressure spring and another one engages to spring-loaded flange. EFFECT: increased current range, increased field of application, increased reliability of switch, simplified design, decreased cost. 4 dwg

Description

Изобретение относится к электроаппаратостроению, в частности к конструкции автоматических выключателей, служащих для защиты электрических сетей потребителей электрической энергии. The invention relates to electrical engineering, in particular to the design of circuit breakers serving to protect electrical networks of consumers of electrical energy.

Автоматические выключатели являются одним из основных представителей электрических аппаратов защиты линий и сетей от токов короткого замыкания и токов технологической нагрузки, превышающей допустимую. Circuit breakers are one of the main representatives of electrical apparatus for protecting lines and networks from short circuit currents and process load currents that exceed the permissible level.

Известна конструкция автоматического выключателя, содержащего в изоляционном корпусе механизм свободного расцепления из двузвенного расцепляющего рычага, звенья которого шарнирно связаны подвижной осью, закрепленного на оси, и отключающей рейки, с которой входит в зацепление расцепляющий рычаг, неподвижный контактодержатель, подвижный контактодержатель, сидящий шарнирно на оси, связывающей звенья расцепляющего рычага, главную пружину контактного нажатия, рукоятку управления со скобой, воздействующую на подвижный контактодержатель через пружину контактного нажатия, дополнительную пружину, установленную между неподвижной частью корпуса и звеном расцепляющего рычага, максимальный расцепитель тока и дугогасительную камеру (А.С. СССР N 165883, кл. Н 01 Н 73/48, 75/02, 1986). A known design of a circuit breaker containing a free-trip mechanism in an insulating casing from a two-link trip lever, the links of which are pivotally connected by a movable axis, is fixed on the axis, and disconnecting the rack, which engages the trip lever, a fixed contact holder, a movable contact holder sitting pivotally on the axis linking links of the release lever, the main contact pressing spring, the control handle with a bracket acting on the movable contact holder through the contact pressure spring, the additional spring mounted between a fixed housing part and the disengagement arm link, the maximum release current and the arc chute (AS USSR N 165883, cl. H 01 H 73/48, 75/02, 1986).

К недостаткам этого выключателя относятся сложность конструкции и малая надежность коммутирования больших токов, вызванная переходом через нулевое положение главной пружины контактного нажатия как при включении, так и при отключении, повышенный расход гибких соединений и материала контактных накладок. The disadvantages of this switch are the complexity of the design and the low reliability of switching high currents caused by the transition through the zero position of the main spring of contact pressing both when turning on and off, increased consumption of flexible joints and material of the contact plates.

Несколько упростить конструкцию, повысить надежность коммутирования удалось в других известных автоматических выключателях, за счет кинематики движения подвижного контактодержателя, исключающей переход главной пружины через нулевое положение, обеспечивающей плавное соприкосновение главных контактов при включении и моментное разъединение при отключении (Выключатели автоматические серии ВА60-26. Технические условия. ТУ16-90 ИГКЖ.64152.31 ТУ). Расцепляющий рычаг механизма свободного расцепления в этой конструкции выполнен однозвенным, входит в зацепление с подпружиненной отключающей рейкой и связан подвижными осями с подвижным контактодержателем и со звеном, преобразующим вращательное движение рукоятки в поступательное. It was possible to simplify the design somewhat, to improve the reliability of switching in other well-known circuit breakers, due to the kinematics of the movement of the movable contact holder, eliminating the main spring moving through the zero position, ensuring smooth contact of the main contacts when turned on and momentary disconnection when disconnected (Automatic circuit breakers series VA60-26. Technical conditions. TU16-90 IGKZH.64152.31 TU). The release lever of the free trip mechanism in this design is single-link, engages with a spring-loaded disconnecting rail and is connected by moving axles to a movable contact holder and to a link that converts the rotational movement of the handle into translational.

К недостаткам известного выключателя относятся: сложность конструкции, необходимость введения двух дополнительных пружин, способствующих переводу преобразующего вращательное движение звена через нулевое положение, ненадежная сигнализация отключенного состояния при ее удержании и автоматическом отключении, необходимость перевода вращательного движения сидящей на оси рукоятки в поступательное движение подвижного контактодержателя, малая предельная коммутационная способность. Названные недостатки снижают возможности применения выключателя. The disadvantages of the known switch include: the complexity of the design, the need to introduce two additional springs that facilitate the translation of the rotational movement of the link through the zero position, unreliable signaling of the disconnected state when it is held and automatically shut off, the need to translate the rotational movement of the handle sitting on the axis into the translational motion of the movable contact holder, low marginal switching capacity. These shortcomings reduce the possibility of using a switch.

Применение кнопочного управления коммутированием несколько упростило конструкцию других известных выключателей, у которых устранено звено преобразования вращательного движения и исключена подпружиненная отключающая рейка (А.С. СССР N 291261, кл. Н 01 Н 75/12, 1971). The use of push-button switching control has somewhat simplified the design of other well-known switches, in which the rotational movement conversion link has been eliminated and the spring-loaded trip rail excluded (AS USSR N 291261, class N 01 N 75/12, 1971).

Известные автоматические выключатели содержат четырехзвенную систему механизма свободного расцепления с двумя выступами на среднем и крайнем шарнире, кнопкой включения и подпружиненной защелкой зацепления, двумя стопорами охватывающей выступ среднего шарнира, кнопку отключения с исполнительным рычагом, термобиметаллический элемент и электромагнитный расцепитель, размещенный между термобиметаллическим элементом и средним шарниром многозвенного механизма свободного расцепления так, что его якорь упирается одним концом в средний шарнир, другим концом в термобиметаллический элемент через исполнительный рычаг кнопки отключения, при этом защелка взаимодействует с другой стороны со средним шарниром. Known circuit breakers contain a four-link system of the free trip mechanism with two protrusions on the middle and extreme hinge, a power button and a spring-loaded meshing latch, two stoppers covering the protrusion of the middle hinge, a trip button with an actuating lever, a thermobimetallic element and an electromagnetic release located between the thermobimetallic element and the middle the hinge of the multi-link free trip mechanism so that its anchor abuts at one end in the middle arnir, at the other end through the executive element termobimetallichesky tripping lever buttons, wherein the pawl cooperates with the other hand middle hinge.

Известный кнопочный выключатель имеет следующие недостатки. Known push button switch has the following disadvantages.

1. Сложность конструкции. 1. The complexity of the design.

2. Ограниченность применения на различные номинальные токи из-за возрастания усилия перелома шарнирного механизма при увеличении контактного нажатия. 2. Limited application to various rated currents due to an increase in the fracture force of the articulated mechanism with an increase in contact pressure.

3. Не рациональное использование термобиметаллического элемента, поджатого в исходном состоянии к якорю и при срабатывании преодолевающего дополнительное сопротивление пружины электромагнитного расцепителя. 3. Not rational use of thermobimetallic element, drawn in the initial state to the anchor and when triggered, overcoming the additional resistance of the spring of the electromagnetic release.

4. Большой разброс характеристик электромагнитного срабатывания из-за зависимости усилия трогания электромагнитного расцепителя от усилия перелома шарнира и изменяющегося усилия поджатия термоэлемента. 4. A wide variation in the characteristics of the electromagnetic response due to the dependence of the pulling force of the electromagnetic release on the hinge fracture force and the varying thermocouple preload force.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому выключателю является конструкция миниатюрного автоматического выключателя для защиты электрических сетей (ТУ16-522.049-76 на автоматические выключатели IC8-ПРI). The closest in technical essence to the proposed circuit breaker is the design of a miniature circuit breaker for protecting electrical networks (TU16-522.049-76 for circuit breakers IC8-PRI).

В этой конструкции, выбранной в качестве прототипа, ручное управление коммутированием обеспечивается поступательным перемещением кнопки включения и кнопки отключения. Известный автоматический выключатель, содержит в корпусе неподвижный контактодержатель, подвижный контактодержатель, кнопку включения, кнопку отключения, механизм свободного расцепления с двумя зацеплениями, состоящий из пружины контактного нажатия, траверсы, подпружиненной с кнопкой включения, и поворотного расцепляющего рычага, тепловой расцепитель максимального тока с термобиметаллическим элементом и электромагнитный расцепитель максимального тока с поворотным якорем, имеющими возможность входить в зацепление с расцепляющим рычагом. In this design, selected as a prototype, manual switching control is provided by the translational movement of the power button and the power button. The well-known circuit breaker comprises a fixed contact holder, a movable contact holder, a power button, a power button, a free tripping mechanism with two gears, consisting of a contact pressing spring, a crosshead spring-loaded with a power button, and a rotary trip lever, a thermal overcurrent release with thermobimetal element and electromagnetic overcurrent release with a rotary anchor, with the ability to engage with the trip ychagom.

Однако этому выключателю присущи недостатки
1. Сложность конструкции.However, this switch has inherent disadvantages.
1. The complexity of the design.

Сложность конструкции обусловлена мостиковым контактом, требующим более мощных пружин для поджатия траверсы и контактного нажатия. The complexity of the design is due to the bridge contact, requiring more powerful springs to preload the beam and contact pressing.

2. Узок диапазон исполнений и применения выключателя по номинальному току. 2. The range of designs and applications of the circuit breaker for rated current is narrow.

Автоматические выключатели известной конструкции исполняются по ТУ только на два номинальные тока: J_н 6,3 А и J_н 10 А.Circuit breakers of known design are executed according to the technical specifications for only two rated currents: J _n 6.3 A and J _n 10 A.

Осложненность исполнения выключателя на большие 10 А номинальные токи вызвана невозможностью в данной миниатюрной конструкции повышения контактного нажатия без риска снижения стабильности характеристик срабатывания, так как суммарное усилие пружин контактного нажатия и траверсы уравновешивается практически одинаковыми реакциями в зацеплениях поворотного якоря и пластины термобиметалического элемента с расцепляющим рычагом. Иное распределение усилий реакций либо увеличение усилия, уравновешиваемого в зацеплениях, может недопустимо ухудшить характеристики срабатывания. The complexity of the circuit breaker design for large 10 A rated currents is caused by the impossibility of increasing the contact pressure in this miniature design without risking a decrease in the stability of the response characteristics, since the total force of the contact pressing springs and the crosshead is balanced by almost the same reactions in the engagement of the rotary armature and the plate of the thermo-bimetal element with the release lever. A different distribution of the reaction forces or an increase in the force balanced in the gears can unacceptably worsen the response characteristics.

3. Недостаточна надежность работы выключателя: рабочий ресурс 6300 циклов, предельная коммутационная способность 500 А (действующее значение). 3. The reliability of the circuit breaker is insufficient: the operating life of 6300 cycles, the maximum switching capacity of 500 A (effective value).

Предлагаемое техническое решение открывает возможности расширить диапазон исполнений и применения известного выключателя, повысить надежность работы, упростить конструкцию. The proposed technical solution opens up possibilities to expand the range of designs and applications of the well-known circuit breaker, to increase the reliability of operation, to simplify the design.

Сущность изобретения заключается в том, чтобы расширение диапазона исполнений выключателя по номинальному току сделать возможным с разделением по величине двух усилий реакций зацеплений, стопорящих механизм на "малое" и большое", и использованием электромагнитного и теплового расцепителей только для срыва одного зацепления с малым усилием. Для этого другое, с большим усилием, зацепление осуществлять траверсой с подпружиненным рычагом, предусмотрев срыв его за счет энергии пружины контактного нажатия. The essence of the invention lies in the fact that the expansion of the range of versions of the circuit breaker for rated current is possible with the separation of the magnitude of the two efforts of the reactions of the latches that lock the mechanism into "small" and large ", and the use of electromagnetic and thermal releases only to break one mesh with a small force. To do this, another, with great effort, to engage the traverse with a spring-loaded lever, providing for its disruption due to the energy of the contact pressing spring.

Сущность изобретения заключается и в том, чтобы одновременно с расширением диапазона исполнений выключателя в сторону больших токов повысить надежность работы, обусловив улучшение процесса коммутирования и упрощение конструкции новой кинематикой движения подвижного контактодержателя от соприкосновения с неподвижным контактодержателем до выхода на полное контактное нажатие при включении и от потери соприкосновения до выхода на полный раствор при отключении, а также использованием избыточного усилия ручного включения для обкатывания контактных поверхностей и их зачистки. The essence of the invention lies in the fact that while expanding the range of designs of the circuit breaker in the direction of high currents, to increase the reliability of operation, thereby improving the switching process and simplifying the design of the new kinematics of the movement of the movable contact holder from contact with a fixed contact holder to exit to full contact pressing when turned on and from loss touch until it reaches full solution when turned off, as well as using excessive manual switching forces to run Ia and their contact surfaces stripping.

Это становиться выполнимым с предложенной новой, рациональной кинематической связью подвижного контактодержателя с неподвижным, с расцепляющим рычагом, траверсой, пружиной контактного нажатия, приданием траверсе, пронизывающей звенья механизма, новой формы и функций, расширением степени свободы кинематических звеньев механизма, направлений использования пружины контактного нажатия, применением последовательной очередности срыва зацеплений. This becomes feasible with the proposed new, rational kinematic connection of the movable contact holder with the fixed, with the release lever, traverse, contact pressing spring, giving the traverse, penetrating links of the mechanism, a new shape and functions, expanding the degree of freedom of the kinematic links of the mechanism, directions of use of the contact pressing spring, using a sequential sequence of disengagement of links.

Для осуществления названного согласно изобретению в автоматическом выключателе выполнен подпружиненный рычаг, установленный в корпусе между поворотным якорем электромагнитного расцепителя и расцепляющим рычагом. Дополнительный подпружиненный рычаг в процессе ручного включения служит стопорению траверсы, образуя второе зацепление с большим усилием реакции, чем в первом зацеплении поворотного якоря с расцепляющим рычагом. To implement the inventive circuit breaker, a spring-loaded lever is mounted in the housing between the rotary arm of the electromagnetic release and the release lever. An additional spring-loaded lever during manual engagement serves to lock the yoke, forming a second engagement with a greater reaction force than in the first engagement of the swing arm with the release arm.

Место установки подпружиненного рычага определяет расположение второго зацепления и делает возможным при отключении провести последовательный срыв зацеплении, сначала первого, затем второго, причем срыв второго зацепления осуществить за счет энергии пружины контактного нажатия, освобожденным срывом первого зацепления концом расцепляющего рычага. The location of the spring-loaded lever determines the location of the second engagement and makes it possible to disconnect successively disengage the engagement, first the first, then the second, and disengage the second engagement due to the energy of the contact pressing spring released by the disengagement of the first engagement by the end of the release arm.

В соответствии с предложенным техническим решением устанавливаются новые формы подвижному контактодержателю, расцепляющему рычагу, осуществляется новое расположение и взаимодействие элементов механизма, которые и обеспечивают выключателю расширение диапазона исполнений по номинальному току, большую надежность коммутирования, простоту конструкции. In accordance with the proposed technical solution, new forms are established for the movable contact holder, the uncoupling lever, a new arrangement and interaction of the mechanism elements is carried out, which provide the circuit breaker with a wider range of designs for rated current, greater switching reliability, and simple construction.

Для этого согласно изобретению подвижный контактодержатель выполнен в виде изогнутой пластины с пуклевкой и сквозным открытым пазом, размещен на торце пружины контактного нажатия и неподвижном контактодержателе так, что расстояние от пружины контактного нажатия до пуклевки меньше расстояния от неподвижного контактодержателя до пуклевки, расцепляющий рычаг снабжен пуклевкой и двумя продольными пазами, выполненными один за другим по горизонтальной оси на конце, свободном от зацепления с поворотным якорем, и помещен подвижный контактодержатель так, что их пазы располагаются соосно в вертикальной плоскости, а пуклевки образуют сферический шарнир, траверса выполнена в виде плоского вилочного трезубца с центральным зубцом углового профиля и двумя крайними зубцами, превосходящими длиной центральный, пропущена крайними зубцами через продольные пазы расцепляющего рычага и сквозной открытый паз подвижного контактодержателя, а центральным зубцом поджата к расцепляющему рычагу между продольными пазами так, что один крайний зубец свободно входит в пружину контактного нажатия, а другой крайний зубец- в зацепление с подпружиненным рычагом, при этом поджатием центрального зубца траверса делит расцепляющий рычаг на два плеча, причем одно плечо с зацеплением больше другого плеча со сферическим шарниром. To this end, according to the invention, the movable contact holder is made in the form of a curved plate with a pinch and a through open groove, is placed at the end of the contact pressing spring and the fixed contact holder so that the distance from the contact pressing spring to the pinch is less than the distance from the fixed contact holder to the pinch, the trip lever is equipped with a pinch and two longitudinal grooves, made one after the other along the horizontal axis at the end, free from engagement with a rotary armature, and a movable contact is placed the holder so that their grooves are aligned coaxially in the vertical plane, and the beetles form a spherical hinge, the traverse is made in the form of a flat fork trident with a central tooth of an angular profile and two extreme teeth exceeding the length of the central one, passed by the extreme teeth through the longitudinal grooves of the release lever and the through open the groove of the movable contact holder, and the central tooth is pressed against the release lever between the longitudinal grooves so that one extreme tooth freely enters the contact spring ment, and another extreme zubets- into engagement with the spring arm, the preload central tooth traverse divides release lever on the two arms, wherein one arm from engagement with the shoulder is greater than another spherical hinge.

На фиг. 1 изображен предлагаемый автоматический выключатель в положении "Включено"; на фиг.2 кинематическая схема выключателя в положении "Включено"; на фиг.3 кинематическая схема выключателя в положении "Отключено автоматически" при ручном удержании рукоятки в исходном положении; на фиг.4
кинематическая схема выключателя в положении "Отключено вручную" либо "Отключено автоматически".In FIG. 1 shows the proposed circuit breaker in the "on"position; figure 2 kinematic diagram of the switch in the "on"position; figure 3, the kinematic diagram of the switch in the "Disconnected automatically" position while manually holding the handle in its original position; figure 4
Kinematic diagram of the switch in the "Disconnected manually" or "Disconnected automatically" position.

Предлагаемый автоматический выключатель содержит (фиг.1,2) в изоляционном корпусе 1 неподвижный контактодержатель 2, пружину контактного нажатия 3, подвижный контактодержатель 4 в виде изогнутой пластины с пуклевкой 5 и сквозным открытым пазом 6, размещенной на торце пружины контактного нажатия 3 и неподвижном контактодержатель 2 так, что расстояние l от пружины контактного нажатия 3 до пуклевки 5 меньше расстояния l₁ от неподвижного контактодержателя 2 до пуклевки 5, электромагнитный расцепитель максимального тока 7 с поворотным якорем 8 с окном 9 для зацепления, расцепляющий рычаг 10 с пуклевкой 11 и двумя продольными пазами 12 и 13, идущими один за другим по горизонтальной оси, причем расцепляющий рычаг 10 одним концом входит в зацепление с поворотным якорем 8, а другим концом с пуклевкой 11 помещен на подвижный контактодержатель 4 с выдержкой соосности в вертикальной плоскости пазов 6, 12 и 13 и образованием пуклевками 5 и 11 сферического шарнира, тепловой расцепитель максимального тока с термобиметаллическим элементом 14, при токах срабатывания имеющим возможность воздействовать на поворотный якорь 8, кнопку включения 15, кнопку отключения 16, выполненную плоским вилочным трезубцем траверсу 17, c крайними зубцами 18 и 19, превосходящими длиной центральный зубец углового профиля 20, подпружиненный рычаг 21, установленный между поворотным якорем 8 и расцепляющим рычагом 10 для возможности взаимодействия с ним после срыва зацепления поворотного якоря 8. Крайними зубцами 18 и 19 траверса 17 пронизывает расцепляющий рычаг 10 и подвижный контактодержатель 4 прохода пазы 6, 12 и 13, а центральным зубцом углового профиля 20 поджата к расцепляющему рычагу 10 между продольными пазами 12 и 13 так, что крайний зубец 18 свободно входит в пружину контактного нажатия 3, а крайний зубец 19 входит в зацепление с подпружиненным рычагом 21.The proposed circuit breaker contains (Fig. 1,2) in an insulating housing 1 a fixed contact holder 2, a contact pressing spring 3, a movable contact holder 4 in the form of a curved plate with a bead 5 and a through open groove 6 located on the end of the contact pressing spring 3 and a fixed contact holder 2 so that the distance l from the contact pressing spring 3 to 5 puklevki less than the distance l ₁ from the fixed contact carrier puklevki 2 to 5, the electromagnetic overcurrent release 7 by turning the anchor with the window 8 m 9 for engagement, a trip lever 10 with a hook 11 and two longitudinal grooves 12 and 13 running one after the other along the horizontal axis, and the trip arm 10 at one end engages with a pivot arm 8, and the other end with the hook 11 is placed on a movable contact holder 4 with an alignment in the vertical plane of the grooves 6, 12 and 13 and the formation of a spherical joint by the pucks 5 and 11, a thermal overcurrent release with a thermo-bimetallic element 14, with triggering currents capable of influencing the mouth anchor 8, the power button 15, the power button 16, made with a flat fork trident traverse 17, with extreme teeth 18 and 19, exceeding the length of the central tooth of the angular profile 20, a spring-loaded lever 21 mounted between the rotary armature 8 and the release lever 10 for interaction with it after failure of the engagement of the rotary anchor 8. The release teeth 10 and the movable contact holder 4 of the passage grooves 6, 12 and 13 penetrate the extreme teeth 18 and 19 of the traverse 17, and the central tooth of the angular profile 20 is pressed against the release moment arm 10 between the longitudinal grooves 12 and 13 so that the extreme free prong 18 enters the contact pressing spring 3, and the last tooth 19 engages with the spring loaded lever 21.

В точке поджатия центрального зубца 20 траверса 17 делит расцепляющий рычаг 10 на два разных по величине плеча плечо 22 с зацеплением и плечо 23 со сферическим шарниром, причем плечо 22 больше плеча 23. At the point of compression of the central tooth 20, the yoke 17 divides the release lever 10 into two different-sized shoulders, a shoulder 22 with a meshing and a shoulder 23 with a spherical hinge, and the shoulder 22 is larger than the shoulder 23.

Пружина контактного нажатия 3 в предложенном автоматическом выключателе используется для разъединения и разведения подвижного контактодержателя 4 от неподвижного 2 при отключении, создания усилия в реакциях зацеплений, поджатия траверсы 17 с кнопкой включения 15, срыва зацепления траверсы 17 с подпружиненным рычагом 21. Мерность каждого из названных усилий обеспечивается конструктивным распределением усилия поджатой пружины 3 с использованием элементов механизма как рычагов с заданными точками опоры и соотношениями плеч. The contact pressing spring 3 in the proposed circuit breaker is used to disconnect and separate the movable contact holder 4 from the stationary 2 when disconnecting, creating a force in the engagement reactions, pressing the yoke 17 with the power button 15, disengaging the yoke 17 with the spring-loaded lever 21. The dimension of each of these efforts is ensured by the constructive distribution of the force of the pressed spring 3 using the elements of the mechanism as levers with predetermined support points and shoulder ratios.

Предложенный автоматический выключатель работает следующим образом. The proposed circuit breaker operates as follows.

1. В режимах ручного управления при токах нагрузки, не достигающих величин срабатывания теплового или электромагнитного расцепителей. 1. In manual control modes at load currents that do not reach the response values of thermal or electromagnetic releases.

а) Отключение нажатием кнопки из исходного "Включено". a) Disabling by pressing a button from the source "Enabled".

В исходном состоянии в положении "Включено" траверса 17 стопорит весь механизм, вызывая большое усилие реакции Р₃₅ при зацеплении с подпружиненным рычагом 21. При этом сжатая пружина контактного нажатия 3 упирается с усилием F_пр в меньшее плечо l подвижного контактодержателя 4, имеющего точкой опоры и разворота сферический шарнир, образованный пуклевкой 5 с пуклевкой 11 расцепляющего рычага 10, и через большее плечо l₁, подвижного контактодержателя 4, контактирующее с неподвижным контактодержателем 2, развивает усилие контактного нажатия

Усилие пружины контактного нажатия 3 передается сферическому шарниру, на конец меньшего плеча 23 расцепляющего рычага 10 с точкой опоры, образованной поджатием центрального зубца углового профиля 20 траверсы 17, и уравновешивается малым усилием реакции Р_3м.In the initial state, in the “On” position, the yoke 17 stops the entire mechanism, causing a large reaction force P ₃₅ when engaged with the spring-loaded lever 21. In this case, the compressed contact pressing spring 3 rests with a force F _CR in the smaller arm l of the movable contact holder 4 having a fulcrum and a turn, a spherical hinge formed by a bead 5 with bead 11 of the release lever 10, and through the larger arm l _{1 of the} movable contact holder 4 in contact with the stationary contact holder 2, develops a contact pressing force

The force of the contact pressing spring 3 is transmitted to the spherical hinge, to the end of the smaller shoulder 23 of the release lever 10 with a fulcrum formed by pressing the central tooth of the angular profile 20 of the beam 17, and is balanced by a small reaction force P _{3 m} .

Под воздействием руки оператора кнопка отключения 16 уходит поступательно в корпус 1 выключателя и, достигнув поворотного якоря 8 электромагнитного расцепителя, преодолевает усилие реакции зацепления Р_3м, разворачивает поворотный якорь и освобождает расцепляющий рычаг 10 от зацепления (см. фиг.2 и 3).Under the influence of the operator’s hand, the shutdown button 16 moves steadily into the switch housing 1 and, having reached the rotary armature 8 of the electromagnetic release, overcomes the engagement reaction force P _3m , unfolds the rotary armature and releases the trip lever 10 from engagement (see Figs. 2 and 3).

Освобождение расцепляющего рычага 10 от зацепления приводит к нарушению равновесия, новому распределению сил на его плечах 22 и 23 и плечах l и l₁ подвижного контактодержателя 4. Расцепляющий рычаг 10 начинает разворот у точки опоры центрального зубца углового профиля 20 по часовой стрелке, плечом 22 в направлении подпружиненного рычага 21, а плечом 23 со сферическим шарниром в направлении кнопки включения 15. Траверса 17 еще неподвижна, так как находится в зацеплении с подпружиненным рычагом.The release of the release lever 10 from engagement leads to an imbalance, a new distribution of forces on its shoulders 22 and 23 and the shoulders l and l _{1 of the} movable contact carrier 4. The release lever 10 begins to turn clockwise at the support point of the central tooth of the angular profile 20, with the shoulder 22 in the direction of the spring lever 21, and the shoulder 23 with a spherical hinge in the direction of the power button 15. The yoke 17 is still stationary, as it is engaged with the spring lever.

Cферический шарнир является точкой опоры и разворота подвижного контактодержателя 4, лежащего одним концом на неподвижном контактодержателе 2, другим на пружине контактного нажатия 3. Контактирование остается надежным, так как движение сферического шарнира к кнопке включения 15 компенсируется разворотом подвижного контактодержателя, контактирующая поверхность вместе с концом подвижного контактодержателя 4 перемещается к краю неподвижного контактодержателя 2, т.е. подвижный контактодержатель 4, не теряя контактного нажатия, прокатывается по неподвижному контактодержателю 2, а его конец с плечом l идет навстречу движущемуся расцепляющему рычагу 10. The spherical hinge is the fulcrum and pivot point of the movable contact holder 4, lying at one end on the contact holder 2, the other on the contact pressing spring 3. Contacting remains reliable, since the movement of the spherical hinge to the power button 15 is compensated by the rotation of the movable contact holder, the contact surface together with the end of the movable contact holder contact holder 4 moves to the edge of the fixed contact holder 2, i.e. the movable contact holder 4, without losing contact pressing, is rolled along the stationary contact holder 2, and its end with the shoulder l goes towards the moving releasing lever 10.

В момент соприкосновения движущихся друг к другу плечей подвижного контактодержателя 4 и расцепляющего рычага 10 провал выбран полностью, подвижный контактодержатель 4 теряет контактирование с неподвижным контактодержателем 2. Подвижный конец пружины контактного нажатия 3 продолжает подниматься по крайнему зубцу 18 траверсы 17 и разворачивать у центрального зубца углового профиля 20 соединившиеся в один узел прилеганием плоскостей подвижный контактодержатель 4 и расцепляющий рычаг 10. После соединения прилеганием в один узел точка приложения усилия пружины 3 через подвижный контактодержатель 4 к расцепляющему рычагу 10 перемещается со сферического шарнира в сторону зубца углового профиля 20 на величину плеча l подвижного контактодержателя 4, однако скорость их разворота у зубца углового профиля 20 не уменьшается ввиду прекращения компенсирующего проворота подвижного контактодержателя 4 у сферического шарнира. Расцепляющий рычаг 10, разворачиваясь под усилием пружины контактного нажатия 3, достигает подпружиненный рычаг 21 и срывает его зацепление с траверсой 17. At the moment of contact between the moving shoulders of the movable contact holder 4 and the release lever 10, the failure is completely selected, the movable contact holder 4 loses contact with the fixed contact holder 2. The movable end of the contact pressing spring 3 continues to rise along the extreme tooth 18 of the crosshead 17 and unfold at the central tooth of the angular profile 20 the movable contact holder 4 and the release lever 10 connected to the same assembly by abutment of the planes 10. After the abutment is connected to one assembly, the attachment point the force of the spring 3 through the movable contact holder 4 to the release lever 10 moves from the spherical hinge towards the tooth of the angular profile 20 by the value of the shoulder l of the movable contact holder 4, however, the speed of their rotation at the tooth of the angular profile 20 does not decrease due to the termination of the compensating rotation of the movable contact holder 4 at the spherical hinge. The release lever 10, turning around under the force of the contact pressing spring 3, reaches the spring-loaded lever 21 and disrupts its engagement with the yoke 17.

Весь механизм, включая траверсу 17, кнопку включения 15, перемешается пружиной контактного нажатия 3 в одном направлении: расцепляющий рычаг 10 и подвижный контактодержатель 4 до выхода на полный раствор С и соприкосновения через плечо 23 расцепляющего рычага с упором 24 корпуса, кнопка включения 15 до полного выхода из корпуса и достижения буртиком стенки корпуса 1. The whole mechanism, including the traverse 17, the power button 15, is mixed by the contact pressing spring 3 in one direction: the release lever 10 and the movable contact holder 4 until reaching the complete solution C and touching the release lever 23 with the stop 24 of the housing, the power button 15 to the full exit from the housing and reaching the shoulder of the housing wall 1.

Подпружиненный рычаг 21 возвращается в исходное положение. The spring-loaded lever 21 is returned to its original position.

По завершению перемещения всего механизма на отключение пружина контактного нажатия 3 поджимает расцепляющий рычаг 10 через подвижный контактодержатель 4 к упору 24 корпуса 1 и центральному зубцу углового профиля 20 траверсы 17. Так как отключение осуществляется моментно, то после него кнопка отключения 16, управляемая усилием F_о руки оператора, может остаться нажатой еще несколько миллисекунд, как показано на фиг.4. Затем она вытесняется из корпуса 1 и позволяет поворотному якорю 8 под действием пружины электромагнитного расцепителя 7 возвратиться в исходное положение. Поворотный якорь 8 окном зацепления 9 окружает свободный конец расцепляющего рычага 10 (не показано). Прерывание тока защищаемой сети при отключении начинается с потери соприкосновения подвижного контактодержателя 4 с неподвижным контактодержателем 2.Upon completion of the movement of the entire mechanism to shut off, the contact pressing spring 3 presses the release lever 10 through the movable contact holder 4 to the stop 24 of the housing 1 and the central tooth of the angular profile 20 of the yoke 17. Since it is disconnected instantly, then the shutdown button 16 is controlled by force F _о hands of the operator, may remain pressed for a few milliseconds, as shown in Fig.4. Then it is forced out of the housing 1 and allows the rotary armature 8 under the action of the spring of the electromagnetic release 7 to return to its original position. The pivoting armature 8 by the engagement window 9 surrounds the free end of the trip lever 10 (not shown). Interruption of the current of the protected network during shutdown starts with the loss of contact of the movable contact holder 4 with the stationary contact holder 2.

б) Включение нажатием кнопки включения из исходного "Отключено". b) Turning on by pressing the power button from the original “Disabled”.

Под усилием F_о руки оператора кнопка включения 15 начинает поступательное перемещение вместе с траверсой 17, которая, преодолевая сопротивление пружины контактного нажатия 3, центральным зубцом углового профиля 20 воздействует на расцепляющий рычаг 10. Расцепляющий рычаг 10 разворачивается вместе с подвижным контактодержателем 4 у упора 24 корпуса 1 по часовой стрелке, а его конец, находящийся в окне зацепления 9, опирается на поворотный якорь 8. С опорой одного конца расцепляющего рычага 10 на поворотный якорь 8 дальнейшим поступательным перемещением кнопки включения 15 с траверсой 17 другой конец расцепляющего рычага 10, составляющий сферический шарнир, отводится от упора 24 корпуса 1, начинается разворот расцепляющего рычага 10 с подвижным контактодержателем 4 против часовой стрелки у точки опоры расцепляющего рычага 10 на поворотном якоре 8. При этом подвижный контактодержатель 4 идет к неподвижному контактодержателю 2 до соприкосновения с ним, один крайний зубец 18 траверсы 17 пронизывает расцепляющий рычаг 10 и подвижный контактодержатель через пазы 12 и 6 и уходит к пружину контактного нажатия 3, а другой крайний зубец 19 соприкасается с подпружиненным рычагом 21.Under the force F _on the operator _’s hands, the power button 15 starts translational movement together with the traverse 17, which, overcoming the resistance of the contact pressing spring 3, acts on the release lever 10 with the central tooth of the angular profile 20. The release lever 10 is deployed together with the movable contact holder 4 at the stop 24 of the housing 1 clockwise, and its end, located in the engagement window 9, rests on the rotary anchor 8. With the support of one end of the release lever 10 on the rotary anchor 8 with a further translational shift By pressing the power button 15 with the traverse 17, the other end of the trip lever 10, comprising a spherical hinge, is retracted from the stop 24 of the housing 1, and the trip of the trip lever 10 with the movable contact holder 4 starts counterclockwise at the support point of the trip lever 10 on the pivoting arm 8. the contact holder 4 goes to the fixed contact holder 2 until it contacts, one extreme tooth 18 of the beam 17 penetrates the release lever 10 and the movable contact holder through the grooves 12 and 6 and goes to the contact spring second pressing 3 and the other extreme tooth 19 comes into contact with the spring lever 21.

С получением расцепляющимся рычагом 10 двух опор: на поворотном якоре 8 и сферическом шарнире при соприкасающихся контактодержателях, расцепляющий рычаг 10 располагается под углом к вертикальной оси кнопки включения 15 и траверсы 17, а подвижный контактодержатель, проворачиваясь в сферическом шарнире, образует угол с расцепляющим рычагом 10. Усилие центрального зубца углового профиля 20 в точке поджатия приобретает составляющую, направленную к сферическому шарниру, поэтому подвижный контактодержатель 4 обкатывается по неподвижному контактодержателю 2, двигаясь по его поверхности справа налево. Одновременно крайний зубец 19 входит в зацепление с подпружиненным рычагом 21, затем другой крайний зубец 18 траверсы 17 упирается в нижнюю стенку корпуса 1. With the release of the lever 10 of two supports: on the rotary anchor 8 and the spherical hinge with contacting contact holders, the trip lever 10 is located at an angle to the vertical axis of the power button 15 and the yoke 17, and the movable contact holder, turning in a spherical hinge, forms an angle with the trip lever 10 The force of the Central tooth of the angular profile 20 at the point of compression acquires a component directed to the spherical hinge, therefore, the movable contact holder 4 is rolled around the fixed contact holder 2, moving on its surface from right to left. At the same time, the extreme tooth 19 engages with the spring-loaded lever 21, then the other extreme tooth 18 of the yoke 17 abuts against the lower wall of the housing 1.

При упоре крайнего конца 18 траверсы 17 в нижнюю стенку корпуса 1 усилие сжатия пружины 30, усилие контактного нажатия и усилие реакции в зацеплении поворотный якорь 8 расцепляющийся рычаг 10 превосходят по величине заданные, а усилие реакции в зацеплении крайний зубец 18 траверсы 17 подпружиненный рычаг 21 меньше заданного. When the extreme end 18 of the traverse 17 rests against the lower wall of the housing 1, the compression force of the spring 30, the contact pressing force and the reaction force in engagement, the rotary arm 8 of the disengaged lever 10 exceed the predetermined ones, and the reaction force in engagement of the extreme tooth 18 of the beam 17, the spring-loaded lever 21 is smaller given.

С прекращением нажатия кнопки включения 15 подвижный контактодержатель 4 под воздействием пружины контактного нажатия 3 концом с плечом l несколько проворачивается против часовой стрелки, а плечом l₁, опорно контактирующим с неподвижным контактодержателем 2, перемещается обкаткой по его поверхности слева направо и занимает окончательное положение, соответствующее "Включено". Через сферический шарнир и расцепляющий рычаг 10 пружина контактного нажатия 3 приподнимает траверсу 17 с кнопкой включения 15 так, что конец крайнего зубца 18 устанавливается на заданном расстоянии n от нижней стенки корпуса 1. Этим завершается плавный процесс включения и устанавливаются заданные контактное нажатие и усилия в реакциях зацеплений (фиг.1, 4. Гибкие токопроводящие соединения не показаны).With the cessation of pressing the power button 15, the movable contact holder 4 under the influence of the contact pressing spring 3 ends with the shoulder l turns slightly counterclockwise, and the shoulder l ₁ , supporting in contact with the fixed contact holder 2, is moved by running on its surface from left to right and occupies the final position corresponding to Enabled Through a spherical hinge and a release lever 10, the contact pressing spring 3 lifts the yoke 17 with the power button 15 so that the end of the extreme tooth 18 is set at a predetermined distance n from the lower wall of the housing 1. This completes the smooth switching process and sets the desired contact pressure and reaction forces gearing (figure 1, 4. Flexible conductive connections are not shown).

2. В режимах автоматического отключения
а) Автоматическое отключение при токах, превышающих уставку по току срабатывания расцепителей электромагнитного или теплового без удержания кнопки включения.2. In the modes of automatic shutdown
a) Automatic shutdown at currents exceeding the setting for the operation current of the electromagnetic or thermal releases without holding the power button.

Процесс отключения автоматического идет идентично отклонению нажатием кнопки отключения 16, только срыв зацепления поворотного якоря 8 с расцепляющим рычагом 10 осуществляется воздействием термобиметаллического элемента теплового расцепителя 14 или магнитного потока электромагнитного расцепителя 7 на поворотный якорь 8. The automatic shutdown process is identical to the rejection by pressing the shutdown button 16, only the engagement of the rotary armature 8 with the release lever 10 is disrupted by the action of the thermo-bimetal element of the thermal release 14 or the magnetic flux of the electromagnetic release 7 on the rotary anchor 8.

б) Автоматическое отключение при удержании кнопки включения в положение "Включено". b) Automatic shutdown when you hold the power button to the "On" position.

При удержании кнопки включения 15 во время автоматического отключения в положении "Включено" начало отключения идентично процессу отключения нажатием кнопки отключения 16 до момента срыва зацепления конца 19 траверсы 17 с подпружиненным рычагом 21. После срыва расцепляющим рычагом 10 зацепления подпружиненного рычага 21 с крайним зубцом 19 траверсы 17 последняя удерживается кнопкой включения 15 в прежнем состоянии, а прилегающие друг к другу подвижный контактодержатель 4 и расцепляющий рычаг 10 продолжают разворот у центрального зубца углового профиля 20 по часовой стрелке до достижения плечом расцепляющего рычага 10 со сферическим шарниром упора 24 корпуса 1 (фиг.3). When you hold the power button 15 during automatic shutdown in the "On" position, the start of shutdown is identical to the shutdown process by pressing the shutdown button 16 until the engagement of the end 19 of the yoke 17 with the spring lever 21. After the malfunction of the release lever 10 of the engagement of the spring lever 21 with the extreme tooth 19 of the yoke 17, the latter is held by the power button 15 in the previous state, and the movable contact holder 4 and the release lever 10 adjacent to each other continue to turn around at the central tooth of the corner rofilya 20 clockwise until the shoulder of the release lever 10 with the spherical joint abutment 24 of the housing 1 (Figure 3).

При автоматическом отключении предложенного автоматического выключателя с удержанием кнопки включения 15 в положении "Включено" раствор С₁ между подвижным контактодержателем 4 и неподвижным контактодержателем 2 устанавливается большей величины, чем раствор С, при отключениях без удержания кнопки 15. Это объясняется отсутствием проворота подвижного контактодержателя 4 в сферическом шарнире против часовой стрелки при удерживании кнопкой траверсы 17 в положении "Включено". При удержании кнопки включения 15, достигший упора 24 корпуса 1 расцепляющий рычаг 8 другим концом взаимодействует с подпружиненным рычагом 21, однако это не изменяет условий ввиду малого усилия пружины подпружиненного рычага 21.When automatically shutting down the proposed circuit breaker while holding the power button 15 in the "On" position, solution C ₁ between the movable contact holder 4 and the fixed contact holder 2 is set to a larger value than solution C, when disconnected without holding the button 15. This is due to the lack of rotation of the movable contact holder 4 in spherical hinge counterclockwise while holding the yoke 17 with the button in the “On” position. While holding the power button 15, reaching the stop 24 of the housing 1, the release lever 8 at the other end interacts with the spring lever 21, however, this does not change the conditions due to the small spring force of the spring lever 21.

Отключение больших токов, например токов предельной коммутации, идет с большей скоростью размыкания контактодержателей, так как кроме усилия пружины используются электродинамические силы, силы Двайта. The disconnection of large currents, for example, currents of maximum switching, proceeds with a greater speed of opening contact holders, since in addition to the spring force, electrodynamic forces and Dwight forces are used.

Предлагаемый автоматический выключатель имеет преимущества по сравнению с прототипом:
обладает широким диапазоном исполнений по номинальному току;
6,3; 10; 16; 20; 25; 31,5 и 40 А (прототип только 6,3 и 10 А);
имеет более высокую надежность работы:
ресурс 20.000 циклов (прототип 6.300 циклов);
обладает повышенной коммутационной способностью, коммутирует токи до 3 кА (прототип 0,5 кА);
более прост по конструкции использует только одну пружину для контактного нажатия и отключения (прототип 2 пружины);
экономичен по расходу материалов;
масса выключателя предложенного 65 г (масса прототипа 80 г);
имеет меньший удельный расход материалов на ампер номинального тока 1,63 г/А, (прототип 8 г/A).The proposed circuit breaker has advantages over the prototype:
has a wide range of versions for rated current;
6.3; ten; sixteen; twenty; 25; 31.5 and 40 A (prototype only 6.3 and 10 A);
has higher reliability:
a resource of 20,000 cycles (prototype 6.300 cycles);
possesses increased switching ability, commutes currents up to 3 kA (prototype 0.5 kA);
simpler in design uses only one spring for contact pressing and disconnecting (prototype 2 springs);
economical in material consumption;
the mass of the switch proposed 65 g (prototype mass 80 g);
has a lower specific consumption of materials per ampere of rated current 1.63 g / A, (prototype 8 g / A).

Разработаны рабочие чертежи предлагаемого выключателя, по которым изготовлены опытные образцы. Working drawings of the proposed circuit breaker were developed, according to which prototypes were made.

Claims

A circuit breaker comprising a fixed contact holder, a movable contact holder, a power button with a traverse and a contact pressing spring, a power button, a thermal current release, an electromagnetic maximum current release with a rotary armature and a free trip mechanism consisting of a rotary release lever having the ability to engage with the rotary arm of the electromagnetic release, characterized in that the switch is equipped with with a spring lever installed in the housing between the anchor and the release lever, the movable contact holder is provided with a through open groove, the release lever with two longitudinal grooves coaxial with the open open groove of the movable contact holder, the hooks are made on the release lever and the movable contact holder, in the form of a flat trident , extreme teeth passed through the longitudinal grooves of the release lever, the middle tooth is pressed to the release lever so that one extreme tooth in Odita a contact pressure spring, the other extreme tooth into engagement with the spring loaded lever, a release lever to the movable contact carrier are in contact and form puklevkami spherical joint.