SE448794B - Strombegrensande elkopplare - Google Patents

Description

15 20 25 448 794 2 En fördel med denna konstruktion är att den rörliga kontakten, genom sin speciella dubbelriktade rotationsrörelse, laddas med rörelseenergi innan den galvaniska kontakten har brutits. Därvid kan en hög hastighet i öpp- ningsögonblicket erhållas även vid moderata strömstyrkor.

En annan fördel är att kontaktpunkten genom avrullningen flyttas utåt så att ljusbâgen tänder närmare kontaktspetaen, varvid kontaktytorna för drift- ström skyddas.

Uppfinningen skall närmare beskrivas i anslutning till bifogade ritning, som visar två utföringsexempel av kontaktanordningen för en enligt uppfin- ningen utförd elkopplare, varvid fig 1a och 1b visar schematiskt i sidovy en elkopplare med en första ut- föringsform av en kontaktanordning enligt uppfinningen i tilläget respektive frånläget, fig 2 visar i större skala detaljer hos denna kontaktanordning i tilläget, fig 3 och 4 visar snitt efter linjerna III-III respektive IV-IV 1 fig 2, fig 5a-Sd visar kontaktanordningen enligt fig 2 i olika stadier under en kortslutningsbrytning, fig 6a och 6b visar schematiskt i sidovy en andra utföringsform av en kon- taktanordning enligt uppfinningen i tilläget respektive efter en kortslutningsbrytning, fig 7 visar denna kontaktanordning i planvy, och fig 8 och 9 visar snitt efter linjerna VIII-VIII resp IX-IX 1 fig 6a.

De i ritningen visade apparatkonstruktionerna är avsedda för märkdata- området upp till ca 1000 A och 1000 V. De kan vara uppbyggda på ett stativ av t ex tryckgjuten lättmetall eller vara försedda med ett genom gjutning framställt bärande och omslutande hus av isolermaterial, som utgör en in- tegrerande del av respektive apparat. ;i; _ :skin 10 15 20 25 30 3 448 794 Den i fig 1-5 visade elkopplaren har en kontaktanordning med två elektriskt seriekopplade brytställen per pol. Kontaktanordningen omfattar 1 varje pol två på avstånd från varandra i ett apparathus 1 fast fixerade kontakter 2, 2' samt ett för samverkan med dessa kontakter anordnat rörligt bryggkontakt- don med två seriekopplade kontaktenheter 3, 3'. Varje sådan kontaktenhet innefattar ett kontaktfinger H som i ett lagringsställe 5 (fig 2) är led- bart fäst vid en arm 6 och som i sin ena ände uppbär en kontaktmetallplatta Ra, vilken utgör kontaktyta mot den fasta kontakten 2, och som i sin andra ände är försedd med en böjlig ledare 7, vilken utgör den elektriska förbin- delsen med kontaktfingret i den andra kontaktenheten ?'- En fjäder 8 vrider kontaktfingret mot ett stopp 9 i armen 6.

Armen 6, som uppbär kontaktfingret, är i sin tur i ett lagringsställe 10 ledbart fäst i en kontaktförare 11. En fjädermekanism 12 påverkar armen med ett vridande moment som växlar riktning vid ett mellanläge hos armen.

Från mellanläget för fjädermekanismen armen mot något av ändlägena.

Kontaktföraren 11 är gemensam för såväl de två kontaktenheterna i en pol som för alla polerna i t ex en 3- eller 4-polig apparat. Kontaktföraren manövreras av en magnet 13 med returfjäder såsom vanligt är hos kontaktorer.

Den fasta kontakten 2 är försedd med en kontaktmetallplatta 2a. Strömbanan är geometriskt utformad så att den påverkar ljusbågen i avsedd riktning.

Den bakåtgående delen 2b av den fasta strömbanan är förlängd för att ge en repulsionskraft på det rörliga kontaktfingret vid höga strömstyrkor. De fasta kontakterna 2, 2' är förenade med var sin uttagsskena 1Ä, 14' för in- koppling av apparaten i en yttre huvudströmkrets.

En U-formad mjukjärnsmagnet 15 är placerad under det rörliga kontaktfingret på så sätt att en del av kontaktfingrets tvärsnitt löper mellan magnetens två skänklar. Magnetens ok ligger mellan den rörliga och den fasta ström- banan. Magneten är fast förbunden med apparathuset 1 eller med kontaktföra- ren 11. Magneten har till uppgift att öka kontakttrycket vid måttliga över- lastströmmar, och är placerad i närheten av kontaktöppningsstället. Magneten skall vara dimensionerad så att den går i mättning vid ett visst strömvärde så att den inte onödigtvis hindrar kontaktöppning vid kortslutning.

En andra ävenledes U-formad mjukjärnsmagnet 16 har sitt ok placerat under den bakåtgående delen 2b av fasta strömbanan, och med skänklarna löpande på Wä 10 15 20 25 30 448 794 H var sin sida om det rörliga kontaktfingret. Magneten är fast förbunden med apparathuset, och placerad så långt från kontaktöppningsstället som den fasta strömbanan tillåter. Magneten har till uppgift att vid höga strömmar genom sitt magnetfält repellera kontaktfingrets bakre del.

Arbetssättet för apparaten enligt fíg 1-5 är följande: För alla strömstyrkor upp till ett värde som kan betraktas som normal över- last, t ex 15 ggr märkströmmen, arbetar apparaten som kontaktor, vilket illustreras i fig 1a och 1b. Därvid befinner sig armen 6 med kontaktfingret H i sitt nedre stabila läge, och hela kontaktföraren rör sig mot, respektive från, kontaktläget. För att få en fjädrande kontaktanliggning utnyttjas en del av vridrörelsen hos armen 6.

Brytning av högre strömmar illustreras i fig Sa-5d. Kontaktföraren 11 be- håller därvid under själva brytförloppet sitt tillslagna läge. De samverkande krafterna från magneterna 15 och 16 resulterar i ett moment på kontaktfingret U, som med bibehållande av galvanisk kontakt vrider sig medurs (fig 5b).

Genom vridningen kommer kontaktpunkten att förflytta sig utåt p g a den kon- vexa kontaktytan på fingret. Genom fingrets uppåtgående rörelse tvingas armen 6 till moturs rotation och närmar sig sin omslagspunkt. När armen passerat nämnda omslagspunkt, växlar vridmomentet från fjädermekanismen 12 tecken och hela armen vrides med fjädermekanismens hjälp till sitt andra viloläge. Genom ett anslag 17 i armen 6 begränsas medurs-vridrörelsen hos kontaktfingret B.

När kontaktfingret slår mot detta anslag, kommer fingret att växla rotations- riktning med en momentan kontaktöppning som följd (fig So). När armen 6 nått sitt övre viloläge ooh kontaktfingret U med fjäderns 8 hjälp återgått till sitt viloläge i armen, är kontakten fullt öppen (fig Sd). Kontaktöppningen har åstadkommits utan att kontaktföraren 11 behövt röra på sig. När kontakt- föraren öppnar, genom att kontaktormagneten 13 släpper, ökas brytavståndet ytterligare, tills armen 6 slår emot ett stopp i apparathuset. Detta stopp är till för att återställa armen 6 till sitt ursprungsläge efter en hög- strömsutlösning.

Så länge kontaktfingret 4 är i sitt begynnelseläge når dragmagneten 15 så högt upp att en extra tillhållarkraft erhålls på kontaktfingret. När kon- taktfingret vrids medurs lyfta strömbanan ur spalten mellan magnetskänklarna onn tallnåilerkrnrton avtar. 10 20 25 30 5 448 794 För höga strömstyrkor får kraften från magneten 15 relativt mindre bety- delse i förhållande till de repellerande krafterna p g a mättningstillstån- det i magneten. Rörelsen blir då motursrotation för såväl armen 6 som fing- ret H och kontakten går från läge enligt fig Sa direkt till läge enligt fig Sd.

Vid det utförande av kontaktanordningen som visas i fig 6-9 är armen 6 och fjädermekanismen 12 hos den ovan beskrivna utföringsformen ersatta av två parallella, ur plåt utskurna huvudsakligen U-formade planfjädrar 20, vilka är så anordnade, att fjädringen sker i plåtarnas plan. Fjädrarnas 20 ena skänkelände är vridbart lagrad vid lagringsstället 10 i kontaktföraren 11, medan den andra skänkeländen är ledbart kopplad till ett stödben 21, vilket under tryck från fjädrarna 20 är vridbart mellan två ändlägen 1 en 1 kontakt- föraren 11 anordnad lagring 22.

Kontaktfingret N är fäst vid planfjädrarna 20 med hjälp av en skruvfjäder 2U anordnad i mitt för varandra liggande hål 23 i fjädrarna och i kontakt- fingret. Denna fjäder är är så anordnad, att den påverkar kontaktfingret med ett vridmoment som under normal drift håller kontaktfingret tryckt mot ett på kontaktföraren 11 anordnat stoppanslag 9. Denna skruvfjäder 24 ersätter således såväl lagringen 5 som fjädern 8 hos anordningen enligt fig 1-5.

Kontaktfingrets stoppanslag 9 och 17 utgöres vid utförandet enligt fig 6-9 av kantytor på kontaktföraren 11.

Kontaktanordningen omslutes av en ljusbågsskärm med släckplåtar 25. Appa- raten är vidare försedd med en omkring apparatens fasta strömbana anordnad momentanutlösare 26 i form av en mjukjärnsmagnet som omsluter strömbanan och vars ankare 27 vid kortslutningsström påverkar ett kontaktdon som bry- ter strömmen till kontaktormagneten.

Det utförande som visas i fig 6-9 innehåller färre detaljer och blir billi- gare i tillverkning än utförandet enligt fig 1-5. Det har dessutom den för- delen att massan hos det rörliga kontaktdonet blir väsentligt lägre, vilket möjliggör snabbare kopplingsförlopp ooh lägre mekaniska påkänningar på appa- Paf-Sn.

Uppfinningen är inte begränsad till de visade utföringsexemplen, utan flera modifikationer är möjliga inom ramen för patentkraven. Exempelvis kan upp- finningen även användas vid en konstruktion där man har en till manövermeka- i _

Claims (9)

448 794 e nismen kopplad stel bryggkontakt, vilken samverkar med två på avstånd från varandra anordnade cch med var sin uttagsskena permanent förbundna kontakt- element av t ex det i fig 2 visade utförandet. PATENTKRAV

1. Strömbegränsande elkopplare med minst två avlånga och sida vid sida anordnade kontakter (2, U), av vilka den ena (Ä) är vridbart lagrad och vid sin ena ände (kontaktänden) bildar ett brytställe tillsammans med den andra , kontakten, och vid sin andra änden (rotänden) är försedd med en böjlig ström- i förbindningsledare (7), varvid den vridbara kontakten (N) har sitt lagrings- i \; ställe (5) beläget mellan kontaktens båda ändar på en rörlig arm (6) och är \ lfíwfiï anordnad att, genom påverkan av elektrodynamiska krafter under en kortslut- ningsbrytning, först vridas i ena rotationsriktningen med bibehållande av galvanisk kontakt i brytstället (2a, Ha), och därvid förorsaka en lägesänd- _. f$ ring av den rörliga armen (6), så att avståndet mellan kontaktens lagrings- " lfi ställe (5) och motkontakten (2) ökas, k ä n n e t e c k n a d därav, att bmwmfl den vridbara kontaktens (4) lagringsställe (5) ligger närmare brytstället (2a, Ha) än resultanten till de på den rörliga kontakten verkande elektro- dynamiska krafterna, och att ett första stoppanslag (17) är anordnat att begränsa den vridbara kontaktens (H) rörelse i nämnda ena rotationsriktning och åstadkomma en fortsättning av kontaktrörelsen 1 motsatta rotationsrikt- Jifâ ningen med en momentan kontaktöppning som följd.

2. Elkopplare enligt patentkrav 1, k ä n n e t e o k n a d därav, att den rörliga armen (6) är vridbart lagrad, varvid en fjâdermekanism (12) är i W*N anordnad att påverka armen med ett vridande moment som växlar riktning vid å ett mellanläge hos armen. ;~,

3. Elkopplare enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d där- av, att en fjäder (8) är anordnad att under normal drift hålla den vridbara kcntaktens (H) rotände tryckt mot ett andra stoppanslag (9).

4. N. Elkopplare enligt patentkrav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att den rörliga armen (6) är lagrad på en trnnslatoriskt rörlig kon- taktförare (11).

5. S. Elkopplare enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att den rörliga armen (6) utgöres av minst en huvudsakligen U-formad plåtfjäder (20), vara ena skänkelände är vridbart lagrad i en kontaktförare (11), och å 4; 448 794 vars andra skänkelände är ledbart kopplad till ett atödben (21), vilket under tryck från plåtfjädern är vridbart mellan tvâ ändlägen 1 en i kon- taktföraren anordnad lagring (22).

6. Elkopplare enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att den vridbara kontakten (4) är fäst vid plåtfjâdern (20) med hjälp av en i hål (23) i kontakten och plåtfjådern (20) anordnad tryckfjäder (24), vilken är anordnad att påverka kontakten (H) med ett vridmoment som under normal drift håller kontaktens rotände tryckt mot ett andra stoppanslag (9).

7. Elkopplare enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda stoppanslag (9, 17) är anordnade på kontaktföraren.

8. Elkopplare enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k - n a d därav, att en första U-formad mjukjärnsmagnet (15) är fast anordnad mellan den vridbara kontaktens (M) kontaktände och lagringsställe (5) på så sätt, att en del av den bridbara kontaktens tvärsnitt ligger mellan magne- tens två skänklar och att magnetens ok ligger mellan de två kontakterna (2, N).

9. Elkopplare enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k - att en andra U-formad mjukjärnsmagnet (16) är fast anordnad n a d därav, sätt, mellan den vridbara kontaktens (H) rotände och lagringsställe (5) på så att båda kontakterna (2, 4) passerar mellan magnetens (16) skänklar med mot- kontakten (2) liggande närmast magnetens ok.