RU2100863C1

RU2100863C1 - Automatic switch

Info

Publication number: RU2100863C1
Application number: RU96117105A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Кобеляцкий; Л.А. Попов; А.В. Богословский; А.Н. Романов
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "НИИЭлектроаппарат"
Priority date: 1996-08-20
Filing date: 1996-08-20
Publication date: 1997-12-27

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: magnetic circuit with air gap is formed near one end of current-carrying release lever by one branch of cross piece, second branch of cross piece forms closed magnetic circuit with additional ferromagnetic plate close to other end of lever. First of mentioned branches is called small and second one - big. Usage of current-carrying release lever in these circuits as conductor makes it possible to cut off current fast without follow-through of contacts and to disengage main contacts of heavy short-circuit currents before release of engagement latch. EFFECT: creation of conditions of obtainment and usage of magnetic fluxes in steel cross-piece. 4 dwg

Description

Изобретение относится к электроаппаратостроению, в частности к автоматическим выключателям, служащим для защиты электрических сетей потребителей электрической энергии. The invention relates to electrical equipment, in particular to circuit breakers serving to protect electrical networks of consumers of electrical energy.

Воздушные автоматические выключатели являются основным представителем низковольтных электрических аппаратов защиты линий, сетей, потребителей электрической энергии от сверхтоков при ненормальных условиях цепи, таких как короткое замыкание. Air circuit breakers are the main representative of low-voltage electrical apparatus for protecting lines, networks, consumers of electric energy from overcurrents under abnormal circuit conditions, such as a short circuit.

Известна конструкция автоматического выключателя АЕ 1000 [1] выпускаемая на заводах в городах Андижане, Тирасполь. A known design of the circuit breaker AE 1000 [1] produced at factories in the cities of Andijan, Tiraspol.

Выключатель АЕ 1000 содержит в изоляционном корпусе, закрываемым крышкой механизм свободного расцепления из двухзвенного расцепляющего рычага, закрепленного на оси, звенья которого шарнирно связаны подвижной осью, 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, зацепленную ушками за скобу и подвижный контактодержатель, расцепитель максимального тока и дугогасительную камеру. The AE 1000 switch contains, in an insulating casing, a lid-closing mechanism, a free-trip mechanism of a two-link trip lever mounted on an axis, the links of which are pivotally connected by a movable axis, and a disconnecting rail, with which the trip lever is engaged, a fixed contact holder, a movable contact holder sitting pivotally on the axis connecting the links of the release lever, the main contact pressing spring, the control handle with a bracket acting on the movable contact holder through the spring contact pressing, hooked by the ears to the bracket and the movable contact holder, overcurrent release and arcing chamber.

К недостаткам данного выключателя относятся сложность конструкции, большое собственное время и малая надежность коммутирования больших токов короткого замыкания. Недостатки вызваны повышенным расходом материала контактных накладок при коммутировании, осложненном переходом через нулевое положение пружины контактного нажатия и механизмом создания ею контактного нажатия при включении и снятия контактного нажатия при отключении, связанном с обязательным выбором подвижным контактодержателем предусмотренного провала контактов. Кроме этого, современные требования ГОСТ Р 50345-92 (МЭК 898-87) более жесткие чем прежде к надежности коммутирования токов (1500 А, 9 циклов вместо 3-х циклов ВО), снижают его предельную коммутационную надежность до 1500 А (действующее значение). Недостатки конструкции выключателя АЕ-1000 ограничивают его номинальную величину до 25 А. The disadvantages of this switch include design complexity, large intrinsic time and low reliability of switching large short-circuit currents. The disadvantages are caused by the increased consumption of material of the contact pads during switching, complicated by the transition through the zero position of the contact pressing spring and the mechanism by which it creates contact pressing when switching on and releasing contact pressing when disconnected, due to the mandatory selection of the provided contact failure by the movable contact holder. In addition, the modern requirements of GOST R 50345-92 (IEC 898-87) are more stringent than before for the reliability of switching currents (1500 A, 9 cycles instead of 3 cycles of VO), reduce its ultimate switching reliability to 1500 A (effective value) . The design flaws of the AE-1000 circuit breaker limit its nominal value to 25 A.

Несколько повысить надежность коммутирования удалось в других известных автоматических выключателях за счет изменения кинематики отключения введением дополнительного упора для подвижного контактодержателя, что позволило проводить отключение раньше перехода пружины контактного нажатия через нулевое положение, но по прежнему после выбора провала контактов [2]
Недостатками данного выключателя являются сложность конструкции, недостаточная надежность коммутирования включения, вызванная повышенной возможностью сварки контактов при отскоке после соударения.It was possible to somewhat increase the reliability of switching in other well-known circuit breakers by changing the kinematics of the trip by introducing an additional stop for the movable contact holder, which made it possible to disconnect before the contact pressing spring passed through the zero position, but still after selecting the contact failure [2]
The disadvantages of this switch are the complexity of the design, the lack of reliability of switching on, due to the increased ability to weld contacts during rebound after impact.

Снижение вероятности отказа работы выключателя на отключение, вызванное легкой сваркой при включении, достигнуто в автоматическом выключателе [3] в котором введена дополнительная пружина, соединяющая одно плечо расцепляющего рычага с неподвижной частью корпуса. Независимо от наличия сварки контактов она создает дополнительное усилие при сбросе защелки, направленное на разворот расцепляющего рычага на закрепленной оси и перемещение шарнирной оси, связывающей звенья расцепляющего рычага, на которой шарнирно сидит конец подвижного контактодержателя, свободный от контактной накладки. При наличии легкой сварки это приводит к ее разлому подвижным контактодержателем, как рычагом первого рода. Reducing the likelihood of circuit breaker failure due to light welding when turned on is achieved in the circuit breaker [3] in which an additional spring is inserted connecting one arm of the trip lever to the fixed part of the housing. Regardless of the presence of contact welding, it creates additional force when the latch is reset, aimed at turning the release lever on the fixed axis and moving the hinge axis connecting the links of the release lever, on which the end of the movable contact holder sits pivotally, free of contact pads. In the presence of light welding, this leads to its breaking by the movable contact holder, as a lever of the first kind.

К недостаткам известного выключателя относятся сложность конструкции и малая надежность коммутирования токов короткого замыкания, связанная с переходом пружины контактного нажатия при отключении и включении через нулевое положение. The disadvantages of the known switch include the design complexity and low reliability of switching short-circuit currents associated with the transition of the contact pressing spring when disconnecting and turning on through the zero position.

Повысить надежность коммутирования как при включении, так и при отключении, упростить конструкцию и снизить собственное время выключателя оказалось возможным в других известных выключателях, выпускаемых на электроаппаратных заводах в г. Тирасполе и г. Москве [4]
Расцепляющий рычаг механизма свободного расцепления выполнен у них однозвенным, входит в зацепление с подпружиненной отключающей рейкой и связан подвижными осями с подвижным контактодержателем и со звеном, преобразующим вращательное движение рукоятки в поступательное. Кинематика движения подвижного контактодержателя исключает переход главной пружины через нулевое положение, обеспечивает плавное соприкосновение главных контактов при включении и моментное разъединение при отключении.It was possible to increase the reliability of switching both when switching on and off, to simplify the design and reduce the own time of the circuit breaker in other well-known circuit breakers produced at electrical appliance plants in Tiraspol and Moscow [4]
The release lever of the free trip mechanism is single-link, engages with a spring-loaded disconnecting rail and is connected by movable axes to a movable contact holder and to a link that converts the rotational movement of the handle into translational. The kinematics of the movement of the movable contact holder eliminates the main spring from crossing through the zero position, provides smooth contact between the main contacts when turned on and momentary disconnection when turned off.

К недостаткам известного выключателя относятся сложность конструкции, необходимость введения второй дополнительной пружины, способствующей переводу преобразующего вращательное движение звена через нулевое положение, малая предельная коммутационная способность (1500 А). The disadvantages of the known switch include the complexity of the design, the need to introduce a second additional spring, which facilitates the translation of the link converting the rotational movement through the zero position, the small limit switching capacity (1500 A).

В исходном состоянии (включено) подвижный контактодержатель и расцепляющий рычаг центрами упираются через звено в рукоятку управления и фиксируют ее в положении "Включено". После сброса защелки при срабатывании для разведения контактодержателей используется сначала главная пружина контактного нажатия, затем дополнительная пружина, переводящая через нулевое положение звено рукоятки, после чего совместным усилием пружины приводят подвижный контактодержатель и расцепляющий рычаг в положение " Отключено". Вступление в действие второй пружины зависит от скорости перемещения подвижного контактодержателя под действием главной. Скорость перемещения в каждом случае различна и зависит от условий контактирования, причем даже слабая сварка контактных накладок, которая разрывается главной пружиной, приводит к непереходу звена рукоятки через нулевое положение, неиспользованию второй пружины и оставляет рукоятку в положении "Включено", что снижает надежность работы выключателя. In the initial state (on), the movable contact holder and the release lever rest against the center through the link to the control handle and fix it in the “On” position. After the latch is reset during operation, the main contact spring is used to separate the contact holders, then an additional spring, which translates the handle link through the zero position, after which the movable contact holder and the release lever are brought into the "Disabled" position by the combined spring force. The entry into operation of the second spring depends on the speed of movement of the movable contact holder under the action of the main. The speed of movement in each case is different and depends on the conditions of contact, and even weak welding of the contact pads, which is broken by the main spring, leads to the handle link not passing through the zero position, not using the second spring and leaving the handle in the “On” position, which reduces the reliability of the circuit breaker .

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому является конструкция автоматического выключателя для защиты электрических сетей жилых и общественных зданий АБ-25 М [5] выпускаемого ПО Средазэлектроаппарат г. Ташкента. В данной конструкции, выбранной в качестве прототипа, ручное управление разведением и соединением главных контактов осуществляется воздействием на них рукоятки через траверсу, имеющую возможность поступательного перемещения, а роль подвижного контактодержателя играет расцепляющийся рычаг токопроводящего материала, на котором помещен подвижный контакт. The closest in technical essence to the proposed one is the design of a circuit breaker for protecting the electrical networks of residential and public buildings AB-25 M [5] manufactured by Sredazelektroapparat Tashkent. In this design, selected as a prototype, manual control of the dilution and connection of the main contacts is carried out by acting on the handle through the beam, which has the possibility of translational movement, and the releasing lever of the conductive material on which the movable contact is placed plays the role of the movable contact holder.

Известный автоматический выключатель, выбранный за прототип, содержит в корпусе контактную систему из двух главных контактов с пружиной контактного нажатия, неподвижный контактодержатель, на котором установлен неподвижный главный контакт, расцепитель максимального тока с исполнительной пластиной, механизм свободного расцепления, расцепляющий двуплечий рычаг из токопроводящего материала с установленным на нем подвижным главным контактом и выполненный с поперечным сквозным открытым пазом, центром помещенный на пружину контактного нажатия так, что одним плечом с главным подвижным контактом опирается на главный неподвижный контакт, а другим плечом на торец исполнительной пластины расцепителя максимального тока, поворотную на оси рукоятку управления главными контактами зажимы для подсоединения внешних проводников и Г-образную стальную траверсу с малой и большой ветвями, имеющую возможность взаимодействия малой ветвью с рукояткой управления при коммутировании, выполненную с продольным сквозным открытым пазом в большой ветви, размещенную на расцепляющем рычаге перпендикулярно его плоскости и свободно установленную дном сквозного открытого паза на дно сквозного открытого паза расцепляющего рычага так, что одной ветвью траверса охватывает расцепляющий рычаг и образует зазор с основанием корпуса, а плоскостью другой ветви зазор с рукояткой управления, равный провалу контактов (сумме активных толщин контактных накладок). Разведение контактодержателей при автоматическом отключении начинается разворотом расцепляющего рычага у большой ветви траверсы не сразу после срыва зацепления, а только после следующим за срывом подъема траверсы и достижении ею рукоятки^*(траверса может упираться как в рукоядку, так и в выступ корпуса выключателя в зависимости от варианта исполнения аппарата) т.е. после выбора зазора, равного провалу контактов.The well-known circuit breaker, selected for the prototype, contains a contact system of two main contacts with a contact pressing spring, a fixed contact holder on which a fixed main contact is installed, an overcurrent release with an actuator plate, a free trip mechanism, a two-arm lever made of conductive material with mounted on it a movable main contact and made with a transverse through open groove, the center placed on the contact spring pressing so that with one shoulder with the main movable contact rests on the main fixed contact, and with the other shoulder on the end face of the operating plate of the overcurrent release, the main contacts control handle rotatable on the axis, clamps for connecting external conductors and an L-shaped steel cross-arm with small and large branches having the ability to interact with a small branch with the control handle during switching, made with a longitudinal through open groove in a large branch, placed on the release lever ne perpendicular to its plane and freely installed by the bottom of the through open groove to the bottom of the through open groove of the release lever so that one branch of the traverse covers the release lever and forms a gap with the base of the housing, and with the plane of the other branch, the gap with the control handle is equal to the contact failure (the sum of the active contact thicknesses overlays). Breeding contact holders with automatic disconnection does not begin by turning the release lever at the large branch of the traverse not immediately after the disengagement of the engagement, but only after the disruption of the lifting of the traverse and reaching the handle ^* (the traverse can rest both in the handle and in the protrusion of the switch housing, depending on the version device execution) i.e. after choosing a gap equal to the failure of contacts.

Известному выключателю, выбранному за прототип, присущи следующие недостатки:
мала предельная коммутационная способность (1000 А амплитудн. значение);
надежность коммутирования при автоматическом отключении токов короткого замыкания низка;
номинальная величина выключателя ограничена током 25 А;
в выключателе не используются в процессе отключения сверхтоков магнитные потоки в стальной траверсе, охватывающей расцепляющий рычаг, как токопровод.The well-known switch selected for the prototype has the following disadvantages:
marginal switching capacity is low (1000 A amplitude. value);
Reliability of switching during automatic shutdown of short-circuit currents is low;
the rated value of the switch is limited by a current of 25 A;
in the circuit breaker, magnetic fluxes are not used in the process of switching off overcurrents in a steel traverse, covering the release lever, like a current lead.

Недостатки выключателя, выбранного за прототип, базируются прежде всего на несовершенной кинематике автоматического отключения, при которой потеря соприкосновения главных контактов наступает только после выбора траверсой зазора (провала контактов), т.е. до начала разворота расцепляющего рычага с подвижным контактом у точки опоры (дно сквозного паза большой ветви стальной Г-образной траверсы), после сброса зацепления проходит определенное время, в течение которого главные контакты, находясь под сверхтоком, могут свариться. The disadvantages of the switch selected for the prototype are primarily based on the imperfect kinematics of the automatic shutdown, in which the loss of contact of the main contacts occurs only after the traverse selects a gap (contact failure), i.e. Before the reversal of the release lever with the movable contact at the fulcrum (the bottom of the through groove of the large branch of the steel L-shaped traverse), after resetting the engagement, a certain time elapses, during which the main contacts, being under the overcurrent, can be welded.

Предлагаемое техническое решение открывает возможности совершенствования кинематики автоматического отключения сверхтоков исключением движения траверсы на выбор провала контактов после сброса зацепления расцепляющего рычага с исполнительной пластиной, т.е. позволяет осуществить потерю соприкосновения главных контактов одновременно с потерей соприкосновения входящих в зацепление исполнительной пластины расцепителя максимального тока и расцепляющего рычага. The proposed technical solution opens up the possibility of improving the kinematics of automatic shutdown of overcurrents by eliminating the traverse movement to select the contact failure after resetting the engagement of the trip lever with the actuator plate, i.e. allows the loss of contact of the main contacts at the same time as the loss of contact included in the meshing of the Executive plate of the overcurrent release and trip lever.

Предлагаемое решение совершенствует не только механизм разъединения контактов, но и убыстряет их разведение после разъединения. Кроме этого, предлагаемое решение снижает усилие срыва зацепления расцепляющего рычага с исполнительной пластиной расцепителя максимального тока перед срывом. The proposed solution improves not only the mechanism of separation of contacts, but also speeds up their dilution after separation. In addition, the proposed solution reduces the stall force of the engagement of the trip lever with the actuator plate of the overcurrent release before the stall.

Цель изобретения увеличить надежность коммутирования сверхтоков, повысить предельную коммутационную способность, расширить диапазон исполнений выключателя по номинальному току. The purpose of the invention is to increase the reliability of switching overcurrents, to increase the maximum switching capacity, to expand the range of versions of the circuit breaker for rated current.

Сущность изобретения заключается в том, чтобы снизить усилие зацепления перед срывом его, совершенствовать кинематику разъединения контактов путем создания условий для получения при сверхтоках и использования в процессе отключения магнитных потоков в обеих ветвях стальной траверсы, т.е. осуществлять усилиями притяжения в магнитных цепях удержание траверсы у расцепляющего рычага при его развороте пружиной после срыва зацепления и ускорение разворота расцепляющего рычага. При этом для удержания траверсы у расцепляющего рычага в процессе отключения использовать замкнутую магнитную цепь, а для ускорения разворота расцепляющего рычага магнитную цепь с воздушным зазором. The essence of the invention is to reduce the engagement force before breaking it, to improve the kinematics of separation of the contacts by creating conditions for receiving at overcurrents and using in the process of disconnecting magnetic fluxes in both branches of the steel beam, i.e. to carry out the forces of attraction in the magnetic circuits to hold the traverse at the trip lever when it is turned by the spring after breaking the engagement and to accelerate the turn of the trip lever. At the same time, to hold the traverse at the trip lever during shutdown, use a closed magnetic circuit, and to accelerate the turn of the trip lever, a magnetic circuit with an air gap.

Для осуществления названного, согласно изобретению в автоматическом выключателе малая ветвь траверсы продлена и выполнена со сквозным открытым в направлении расцепляющего рычага пазом, а большая ветвь траверсы снабжена дополнительной V- образной ферромагнитной пластиной, которая установлена жестко на основании корпуса под траверсой так, что свободно охватывает большую ветвь траверсы с двух сторон, соприкасаясь минимум с одной из них. Величина перекрытия большой ветви траверсы при охвате дополнительной ферромагнитной пластиной больше зазора траверсы с рукояткой управления (больше провала контактов). Таким образом, в соответствии с изобретением у одного конца токоведущего расцепляющего рычага малая ветвь траверсы образует магнитную цепь с воздушным зазором, используемую для ускорения разворота расцепляющего рычага после сброса зацепления и для поджатия траверсы к расцепляющему рычагу до сброса зацепления, а у другого конца токоведущего расцепляющего рычага большая ветвь траверсы и дополнительная ферромагнитная пластина образуют замкнутую магнитную цепь с возможностью перемещения. Замкнутая магнитная система используется не только для поджатия траверсы к расцепляющему рычагу, но и к ускоренному разъединению контактов при больших токах короткого замыкания, таких как токи предельной коммутации. To carry out the said, according to the invention in the circuit breaker, the small cross-arm branch is extended and made with a through groove open in the direction of the release lever, and the large cross-arm branch is provided with an additional V-shaped ferromagnetic plate, which is mounted rigidly on the base of the housing under the cross-arm so that it freely covers the large traverse branch from two sides, touching at least one of them. The amount of overlap of a large branch of the beam when it is covered by an additional ferromagnetic plate is greater than the gap of the beam with the control handle (more than contact failure). Thus, in accordance with the invention, at one end of the current releasing lever, the small branch of the traverse forms a magnetic circuit with an air gap, used to accelerate the rotation of the tripping lever after resetting the mesh and for pressing the beam to the trip lever to reset the mesh, and at the other end of the current a large branch of the traverse and an additional ferromagnetic plate form a closed magnetic circuit with the possibility of movement. A closed magnetic system is used not only to tighten the traverse to the trip lever, but also to accelerate the disconnection of contacts at high short-circuit currents, such as currents of maximum switching.

Сопоставительный анализ по перечисленным отличиям предлагаемого автоматического выключателя от прототипа подтверждает соответствие критерию изобретения "новизна". A comparative analysis of the listed differences of the proposed circuit breaker from the prototype confirms compliance with the criteria of the invention of "novelty."

Сравнение предлагаемого выключателя с прототипом и другими техническими решениями в данной области позволяют сделать вывод о соответствии предлагаемого решения критерию "существенные отличия". Comparison of the proposed switch with the prototype and other technical solutions in this area allow us to conclude that the proposed solution meets the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 изображен предлагаемый автоматический выключатель в разрезе в исходном положении "Включено"; на фиг. 2 сечение А-А на фиг.1 (магнитная цепь с воздушным зазором, образованная малой ветвью траверсы выключателя у конца расцепляющего рычага, входящего в зацепление); на фиг. 3 (сечение Б-Б на фиг.1 (замкнутая с возможностью перемещения магнитная цепь, образованная большой ветвью траверсы выключателя и дополнительной ферромагнитной пластиной вокруг конца расцепляющего рычага, несущего подвижный контакт); на фиг.4 - автоматический выключатель в разрезе в положении "Отключено автоматически" (отключение тока предельной коммутации). In FIG. 1 shows the proposed circuit breaker in the context in the initial position "On"; in FIG. 2, section AA in FIG. 1 (a magnetic circuit with an air gap formed by a small branch of the switch yoke at the end of the trip lever engaged); in FIG. 3 (section B-B in Fig. 1 (a magnetic circuit closed with the possibility of movement, formed by a large branch of the circuit-breaker beam and an additional ferromagnetic plate around the end of the trip lever carrying the movable contact); Fig. 4 is a sectional view of the circuit breaker in the "Disconnected" position automatically "(cut-off current limit switching).

Предлагаемый автоматический выключатель (фиг. 1 4) содержит в изоляционном корпусе 1 контактную систему из двух главных контактов - неподвижного 2, подвижного 3 с пружиной контактного нажатия 4, неподвижный контактодержатель 5, расцепитель максимального тока с исполнительной пластикой 6, механизм свободного расцепления, расцепляющий двуплечий рычаг 7 из токопроводящего материала с установленным на нем подвижным главным контактом 3, выполненный с поперечным открытым пазом 8, центром помещенный на пружину контактного нажатия 4, одним плечом 7а опирающийся на главный неподвижный контакт 2, а другим плечом 7б на торец 9 исполнительной пластины 6, поворотную на оси рукоятку 10 управления главными контактами, зажимы 11 и 12 для подсоединения внешних проводников, плоскую стальную Г-образную траверсу 13 с малой 14 и большой 15 ветвями, выполненную в каждой ветви с продольным сквозным открытым пазом 16 и 17 и свободно установленную дном 18 своего паза 17 на дно 19 паза 8 расцепляющего рычага 7 так, что большой ветвью 15 траверса 13 охватывает расцепляющий рычаг 7 и образует зазор альфа с основанием корпуса 1, а плоскостью малой ветви 14 зазор бета с рукояткой управления 10 (равный провалу контактов), ферромагнитную V-образную пластину 20, которая внесена в зазор альфа, установлена жестко на основании корпуса 1 и свободно охватывает ветвь 15 траверсы 13 с двух сторон, соприкасаясь минимум с одной из них, величина перекрытия n большой ветви 15 ферромагнитной пластиной 20 больше зазора бета. Рукоятка 10 имеет возможность взаимодействия с траверсой 13 при ручном и автоматическом коммутировании. The proposed circuit breaker (Fig. 1 4) contains in the insulating housing 1 a contact system of two main contacts - fixed 2, movable 3 with a contact pressing spring 4, fixed contact holder 5, overcurrent release with executive plastic 6, free trip mechanism, two-arm trip a lever 7 of conductive material with a movable main contact 3 mounted on it, made with a transverse open groove 8, the center placed on the contact pressing spring 4, one shoulder 7a based on the main fixed contact 2, and the other shoulder 7b on the end 9 of the actuating plate 6, the rotary handle 10 for controlling the main contacts, clamps 11 and 12 for connecting external conductors, a flat steel L-shaped traverse 13 with small 14 and large 15 branches made in each branch with a longitudinal through open groove 16 and 17 and freely installed by the bottom 18 of its groove 17 to the bottom 19 of the groove 8 of the release lever 7 so that the large branch 15 of the yoke 13 covers the release lever 7 and forms an alpha gap with the base a 1, and by the plane of the small branch 14, the beta gap with the control handle 10 (equal to the contact failure), the ferromagnetic V-shaped plate 20, which is inserted in the alpha gap, is mounted rigidly on the base of the housing 1 and freely covers the branch 15 of the crosshead 13 from two sides, In contact with at least one of them, the overlap n of the large branch 15 by the ferromagnetic plate 20 is greater than the beta gap. The handle 10 has the ability to interact with the traverse 13 for manual and automatic switching.

Ветвь 14 траверсы 13 при протекании тока по расцепляющему рычагу 7 образует магнитную цепь с воздушным зазором С, а ветвь 15 траверсы 13 с дополнительной ферромагнитной пластиной 20 замкнутую магнитную цепь с возможностью перемещения. The branch 14 of the beam 13 with the current flowing through the trip lever 7 forms a magnetic circuit with an air gap C, and the branch 15 of the beam 13 with an additional ferromagnetic plate 20 is a closed magnetic circuit with the possibility of movement.

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

В режимах отключения токов до 200 А его работа аналогична работе прототипа. После сброса зацепления торца 9 исполнительной пластины 6 расцепителя максимального тока с расцепляющим рычагом 7, расцепляющий рычаг 7 начинает разворачиваться и разъединять контакты 2 и 3 только после выбора поступательным движением траверсы 13 зазора бета, равного провалу контактов, так как при такой величине тока магнитные потоки в замкнутой и в воздушном зазоре с открытой магнитной цепи недостаточны для влияния на кинематику разъединения контактов. In current shutdown modes up to 200 A, its operation is similar to that of the prototype. After resetting the engagement of the end face 9 of the actuator plate 6 of the overcurrent release with the release lever 7, the release lever 7 begins to unfold and disconnect the contacts 2 and 3 only after the forward movement of the traverse 13 of the beta gap equal to the contact failure, since at this magnitude of the current magnetic fluxes in closed and in the air gap with an open magnetic circuit are insufficient to influence the contact separation kinematics.

При токах в цепи выключателя от 200 до 600 А в замкнутой магнитной цепи большой ветви 15 траверсы 13 и ферромагнитной пластины 20 до срыва зацепления магнитодвижущая сила обеспечивает проведение магнитного потока, достаточного для поджатия траверсы и удержания ее у расцепляющего рычага 7. Поджатию траверсы 13 способствует усилие притяжения малой ветви 14 к расцепляющему рычагу 7 как к проводнику с током. Поджатие траверсы 13 к расцепляющему рычагу 7 усилиями магнитных потоков вызывает до срыва зацепления перераспределение сил в местах опор расцепляющего рычага, при этом усилие сброса зацепления уменьшается, сброс зацепления облегчается. После сброса зацепления одновременно с потерей соприкосновения расцепляющего рычага 7 с торцом 9 исполнительной пластины 6 расцепителя максимального тока происходит разъединение контактов 2 и 3 (без выбора траверсой 13 провала контактов). Разведение контактов 2 и 3 продолжается разворотом расцепляющего рычага 7 у дна 18 паза 17 ветви 15 пружиной 4. Ускорению разворота расцепляющего рычага 7 способствует притяжение его конца 7б, входящего в воздушный зазор С малой ветви 14 к дну паза этой ветви как проводника с током. Ток цепи гаснет. At currents in the circuit of the switch from 200 to 600 A in a closed magnetic circuit of the large branch 15 of the crosshead 13 and the ferromagnetic plate 20, before the breakdown of the engagement, the magnetomotive force provides a magnetic flux sufficient to compress the crosshead and hold it at the trip arm 7. The compression of the crosshead 13 is facilitated by the force the attraction of the small branch 14 to the trip lever 7 as a current conductor. The pressing of the traverse 13 to the release lever 7 by the forces of magnetic flux causes a redistribution of forces in the places of the supports of the release lever until the engagement is broken, while the force of resetting the gearing decreases, the resetting of the gearing is facilitated. After resetting the engagement, simultaneously with the loss of contact of the trip lever 7 with the end face 9 of the actuator plate 6 of the overcurrent release, contacts 2 and 3 are disconnected (without traverse 13 selecting the contact failure). The breeding of contacts 2 and 3 continues by turning the trip lever 7 at the bottom 18 of the groove 17 of the branch 15 by the spring 4. The acceleration of the turn of the trip lever 7 is facilitated by the attraction of its end 7b, which enters the air gap C of the small branch 14 to the bottom of the groove of this branch as a current conductor. The circuit current goes out.

При токах в цепи выключателя выше 600 А и до токов предельной коммутации траверса 13, достигнув расцепляющего рычага 7, продолжает двигаться под действием сил притяжения мощных магнитных потоков в замкнутой и открытой магнитных цепях. Так как замкнутая магнитная цепь выполнена с возможностью перемещения, а магнитное сопротивление замкнутой магнитной цепи уменьшается с перемещением ветви 15 траверсы 13 в дополнительную ферромагнитную пластину 20, то поступательного хода траверсы 13 хватает не только для разъединения, но и для разведения контактов 2 и 3 до срыва зацепления. Загорается электрическая дуга, которая своим сопротивлением ограничивает нарастание тока короткого замыкания. Следует срыв зацепления расцепляющего рычага 7 с торцом 9 исполнительной пластины 6. Воздействием магнитных потоков в магнитных цепях у концов 7а и 7б расцепляющий рычаг 7 ускоренно разворачивается. Его конец 7а с контактом 3 движением ветви 15 в дополнительную ферромагнитную пластину разводится на время сверхтока в цепи на больший, чем в отключенном состоянии, раствор (фиг.4). At currents in the circuit of the circuit breaker above 600 A and up to the currents of maximum switching of the traverse 13, having reached the trip lever 7, it continues to move under the action of the attractive forces of powerful magnetic fluxes in closed and open magnetic circuits. Since the closed magnetic circuit is made with the possibility of movement, and the magnetic resistance of the closed magnetic circuit decreases with the movement of the branch 15 of the beam 13 to an additional ferromagnetic plate 20, the translational movement of the beam 13 is sufficient not only for separation, but also for the separation of contacts 2 and 3 to break gearing. An electric arc lights up, which limits the increase in short-circuit current with its resistance. It follows the failure of the engagement of the release lever 7 with the end face 9 of the Executive plate 6. By the action of magnetic fluxes in the magnetic circuits at the ends 7a and 7b, the release lever 7 accelerates rapidly. Its end 7a with contact 3 by the movement of the branch 15 into an additional ferromagnetic plate is bred for a time of overcurrent in the circuit to a larger solution than in the disconnected state (Fig. 4).

После отключения тока короткого замыкания в замкнутой магнитной цепи магнитного потока нет и пружина 4 переводит расцепляющий рычаг 7 в исходное состояние "Отключено" (условно не показано). After disconnecting the short circuit current in the closed magnetic circuit there is no magnetic flux and the spring 4 transfers the trip lever 7 to the initial state “Disabled” (not shown conditionally).

Так как перекрытие "n" ферромагнитной пластиной 20 ветви 15 траверсы 13 больше провала контактов (больше зазора бета) и ферромагнитная пластина 20 касается минимум одной стороны охватываемой ветви 15, то во всех случаях работы выключателя магнитная цепь из ветви 15 и ферромагнитной пластины 20 остается замкнутой. Since the overlap of “n” with the ferromagnetic plate 20 of the branch 15 of the crosshead 13 is greater than the contact failure (greater than the beta gap) and the ferromagnetic plate 20 touches at least one side of the male branch 15, in all cases of operation of the switch, the magnetic circuit from the branch 15 and the ferromagnetic plate 20 remains closed .

Предлагаемый автоматический выключатель имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом:
обладает повышенной коммутационной способностью, коммутирует токи до 3-х кА (прототип 1 кА ампл.знач.);
обладает большей надежностью (отключает автоматически за меньшее время без выбора провала);
обладает широким диапазоном исполнений по номинальному току 10 А; 16 А; 25 А; 32 А; 40 А (прототип 16 А; 25 А);
экономичен по расходу материалов:
масса выключателя предлагаемого, г 80
прототип, г 115;
имеет меньший удельный расход материалов на ампер
номинальный ток, г/А 2
прототип, г/А 4,6;
использует для ускорения процесса отключения сверхтоков магнитные потоки в стальной траверсе, охватывающей расцепляющий рычаг как токопровод.The proposed circuit breaker has the following advantages compared to the prototype:
possesses increased switching ability, commutes currents up to 3 kA (prototype 1 kA amp.value);
has greater reliability (automatically disables in less time without selecting a failure);
has a wide range of designs for a rated current of 10 A; 16 A; 25 A; 32 A; 40 A (prototype 16 A; 25 A);
economical in material consumption:
the mass of the switch proposed, 80 g
prototype, g 115;
has a lower specific consumption of materials per ampere
rated current, g / A 2
prototype, g / A 4.6;
To accelerate the process of switching off overcurrents, it uses magnetic fluxes in a steel beam, covering the release lever as a current lead.

На предлагаемый автоматический выключатель разработаны чертежи. Опытным производством выполнен по чертежам макетный образец выключателя. The proposed circuit breaker has developed drawings. Pilot production made according to the drawings a prototype of the circuit breaker.

Макетный образец предлагаемого выключателя испытан в цикле "0" в испытательном контуре с током 3 кА (действ. знач.) и отключил ток 3,4 кА (уд. знач.) за время 7 мс. The prototype of the proposed circuit breaker was tested in the "0" cycle in a test circuit with a current of 3 kA (rms) and disconnected a current of 3.4 kA (rms) in a time of 7 ms.

Claims

A circuit breaker containing a contact system in the insulating casing of two main contacts with a contact pressing spring, a fixed contact holder, on which a fixed main contact is mounted, an overcurrent release with an actuator plate, a free trip mechanism, a two-arm lever made of conductive material with a movable main mounted on it contact made with a transverse through open groove, the center placed on the contact pressing spring so that one with his shoulder with the main movable contact rests on the main fixed contact, and with the other shoulder on the end of the actuator plate of the overcurrent release, the main contacts control knob rotatable on the axis, clamps for connecting external conductors and a flat steel L-shaped traverse with small and large branches having the ability to interact with the control handle during switching, made with a longitudinal through groove in a large branch, placed on the release lever perpendicular to its plane and installed at the bottom of the through open groove on the bottom of the through open groove of the release lever so that the large branch of the yoke covers the release lever and forms a gap with the base of the housing, and with the plane of the small branch, the gap with the control handle, characterized in that the small branch of the yoke is extended and made with through an open groove, and the large branch of the traverse is equipped with an additional ferromagnetic plate, which is made U-shaped, introduced into the gap of the large branch of the traverse with the base of the housing, and is rigidly mounted and the base of the case so that it freely encompasses the large branch of the traverse from two sides, touching at least one of them, while the small branch of the traverse forms a magnetic circuit with an air gap at one end of the trip lever, and the large branch of the traverse forms a closed magnetic circuit with additional ferromagnetic plate around the other end of the release lever, and the overlap of the large branches of the traverse additional ferromagnetic plate exceeds the gap of the traverse with the control handle.