SU1078488A2 - Автоматический выключатель - Google Patents

Abstract

1. АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ по авт. св. № 771750, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  избирательности защиты цепей при токах короткого замыкани , превыщающих установку тока срабатывани  выключател  без выдержки времени, он снабжен кареткой с двум  выступами и узлом возврата, механизмом с дистанционным управлением, обеспечивающим перемещение каретки вдоль рейки, рычаг , воздействующий на рейку, снабжен вторым винтом, направленным в сторону рейки, винты выполнены с возможностью фиксации, рейка снабжена осью с профильными направл ющими некруглой формы, а каретка установлена на рейке сЪосно с возможностью перемещени  вдоль оси рейки по указанным направл ющим, выступы каретки расположены по разные стороны от оси рейки и смещены в направлении указанной оси, винты рычага и выступы каретки расположены так, что при повороте указанного рычага один из его винтов воздейi ствует на один из выступов каретки. (Л | оо 00 00

Description

2.Выключатель по п. 1, отличающийс  тем, что рычаг выполнен с двум  выступами, а винты установлены на указанных выступах рычагов.

3.Выключатель по п. 1 или 2, отличающийс  тем-, что, с целью повышени  быстродействи , механизм с дистанционным управлением выполнен в виде соленоидного электромагнита , содержащего плунжер, выполненный в виде ферромагнитной втулки, катушку и опорную шайбу, а узел возврата каретки выполнен в виде цилиндрической пружины, причем ферромагнитна  втулка установлена на внешнем торце каретки, катушка соленоида охватывает тррцовые части указанной втулки и оси рейки, на конце которой установлена опорна  шайба, а цилиндрическа  пружина размешена на ферромагнитной втулке между торцами каретки и катушки соленоида.

4. Выключатель по п. 1 или 2, отличающийс  тем, что механизм с дистанционным управлением выполнен в виде электродинамического устройства, содержащего плунжер , выполненный в виде медной втулки, катушку и опорную шайбу, узел возврата каретки выполнен в виде цилиндрической пружины, причем медна  втулка установлена на внешнем торце каретки, катушка охватывает торцовые части указанной втулки и оси рейки, на конце которой установлена опорна  шайба, а цилиндрическа  пружина размещена на медной втулке между торцами каретки и катушки.

1

Изобретение относитс  к низковольтным электрическим коммутационным аппаратам, в частности к автоматическим вцключател м (АВ).

По основному авт. св. № 771750 известен АВ, содержащий систему подвижных и неподвижных контактов, устройство компенсации электродинамических сил их отброса, механизм свободного расцеплени  и расцепители аварийного отключени . Защелка механизма свободного расцеплени  установлена на оси в стойке с возможностью дополнительного перемещени  вместе с осью в сторону расцеплени  защелки с рейкой, причем к оси защелки присоединено устройство, выполненное, например, в виде пружины, создающее усилие в направлении, противоположном перемещению при расцеплении I

В выключателе защелка механизма свободного расцеплени  может выходить из зацеплени  с отключающей рейкой не только при повороте последней от воздействи  на нее расцепител  максимального тока, но и за счет перемещени  при повороте защелки в сторону уменьщени  зацеплени  под действием передаваемых через механизм сил от электродинамических устройств при токах короткого замыкани  (КЗ). Дл  повышени  быстродействи  с расцеплении механизма после достижени  током КЗ цепи величины установки тока срабатывани  и в результате этого уменьшени  величины пропускаемого тока при отключении, энергии электрической дуги отключени  и повышени  предельной коммутационной способности (ПКС) выключатель снабжен рычагом, один конец которого закреплен на оси вращени  защелки , а другой расположен вблизи от рейки.

Рычаг обеспечивает в процессе расцеплени  встречное движение защелки и отключающей рейки относительно друг друга. В этом случае выключатель работает как токоограничивающий . Рычаг автоматического выключател  может быть выполнен двуплечим и установлен на своей оси вращени , причем плечо рычага, действующее на рейку, больще плеча рычага, перемещаемого осью защелки . Кроме того, конец указанного рычага,

воздействующего на рейку, снабжен винтом дл  регулировани  рассто ни  между рычагом и рейкой.

При токах КЗ цепи, не превыщающих уставки тока срабатывани  без задержки, когда АВ работает как селективный, он обеспечивает избирательность действи  в системе селективной защиты совместно с нижесто щими автоматическими выключател ми (срабатывание от расцепител  аварийного режима с выдержкой времени). При токах

КЗ, превосход щих по величине указанный ток уставки вплоть до тока ПКС, когда АВ работает как токоограничивающий, избирательность действи  его в системе нарушаетс .

Дл  известного выключател  величина

тока ПКС в среднем втрое больще значени  уставки тока срабатывани . В результате АВ лишь на одну треть диапазона коммутируемых токов КЗ (причем в области его нижних зн-ачений) способен обеспечивать избирательность действи  в системе защиты .

Цель изобретени  - обеспечение избирательности защиты цепей при токах КЗ, превышающих уставку тока срабатывани  выключател  без выдержки времени, т. е. во всем диапазоне коммутируемых токов КЗ вплоть до тока ПКС выключател . Поставленна  цель достигаетс  тем, что автоматический выключатель снабжен кареткой с двум  выступами и с узлом возврата , механизмом с дистанционным управлением , обеспечивающим перемещение каретки вдоль рейки, рычаг, воздействующий на рейку, снабжен вторым винтом, направленным в сторону рейки, винты выполнены с возможностью фиксации, рейка снабжена осью с профильными направл ющими некруглой формы, а каретка установлена на рейке соосно в созможностью перемещени  вдоль оси рейки по указанным направл ющим , выступы каретки расположены по разные стороны от оси рейки и смещены в направлении указанной оси, винты рычага и выступы каретки расположены так, что при повороте указанного рычага один из его винтов воздействует на один из выступов каретки . Рычаг может быть выполнен с двум  выступами , а винты установлены на указанных выступах рычага. С целью повыщени  быстродействи  механизм с дистанционным управлением может быть выполнен в виде соленоидного электромагнита, содержащего плунжер, выполненный в виде ферромагнитной втулки, катущку и опорную щайбу, а узел возврата каретки выполнен в виде цилиндрической пружины, причем ферромагнитна  втулка установлена на внещнем торце каретки, катущка соленоида охватывает торцовые части указанной втулки и оси рейки, на конце которой установлена опорна  щайба, а цилиндрическа  пружина размещена на ферромагнитной втулке между торцами каретки и катушки соленоида. Кроме того, механизм дистанционным управлением може1 выполнен в виде электродинами-ес.юго устройства, содержащего плунжео, в.чпо.женный в виде медной втулки, кату-шгу ч опорную щайбу, узел возврата карр м выполнен в виде цилиндрической , причем медна  втулка установлена н; рнещнеч торце каретки, катущка охватывает- орцовые части указанной втулки и oci: рейки, на конце которой установлена опорна  шайба, а цилиндрическа  пружина раз.мсщена на медной втулке между торца.мй каретки и катущки. Введение в конструкцию АВ подвижной каретки с двум  выступами, перемещаемой механизмом с дистанционным управлением, и рычага с двум  регулировочными винтами позвол ет обеспечить в зависимости от места КЗ в системе либо блокирование действи  на расцепитель АВ усилиП т электродинамических контактных устройств на врем  отключени  тока КЗ нижесто щим выключателем , либо ускоренное срабатывание механизма свободного расцеплени  выключател  в случае, если точка КЗ находитс  в цепи непосредственно за выключателем. Это осуществл етс  поворотом в соответствующем направлении рейки благодар  передаче на нее элементами механизма выключател  усилий, возникающих при токе КЗ в электродинамических контактных устройствах выключател . При одном направлении поворота рейки увеличиваетс  зацепление защелки механизма с рейкой до величины, исключающей расц епление механизма АВ и размыкание его контактов. Цепь с током КЗ при этом отключает нижесто щий выключатель . При другом направлении поворота рейки обеспечиваетс  встречное движение рейки и защелки, следствием чего  вл етс  ускоренное расцепление и расхождение контактов АВ. На фиг. 1 показан предлагаемый выключатель во включенном положении; нафиг. 2- часть рейки с механизмом с дистанционным управлением; на фиг. 3 - механизм расцеплени  выключател ; на фиг. 4 - часть рейки с механизмом с дистанционным управлением , вариант исполнени . Выключатель (фиг. 1) содержит электродинамическое контактное устройство, выполненное в виде неподвижной скобы 1, охватывающей подвижный контактодержатель 2 с контаком 3 и пружиной 4, создающей нажатие контактов. Второй подвижный контактодержатель 5 с контактом 6 соединен гибким соединением 7 с выводом 8 выключател . Подвижный контактодержатель 5 системой рычагов св зан с механизмом свободного расцеплени , имеющим руко тку 9. Рычаг 10 механизма свободного расцеплени  находитс  в зацеплении с защелкой 11, котора , в свою очередь, зацеплена за отключающую рейку 12, установленную в опоре 13. На рейку 12 воздействует расцепитель 14 аварийного режима (например, расцепитель максимального тока с выдержкой времени). В стойках 15 установлена ось 16 защелки 11 таким образом, что кроме возможности поворота защелки вокруг нее после расцеплени  с рейкой 12, защелка 11 имеет возможность перемещени  вместе с осью 16 в сторону расцеплени  защелки с рейкой 12. Возможность самопроизвольного движени  защелки устранена приложенным к оси 16 усилием пружины 17, направленным в сторону , обратную направлению расцеплени . Возможность движени  оси 16 обеспечиваетс  e.vi, что отверстие 18 в стойке 15 выт н/то в направлении расцеплени . Усили , создаваемые пружиной 17, регулируютс  винтом 19. Ось 16 защелки 11 соединена с одним концом рычага 20, закрепленного на оси 21 вращени . Двуплечий рычаг 20 на свободном конце имеет наход щиес  в одной вертикальной плоскости на разных рассто ни х от оси 21 выступы 22 и 23, направленные в сторону отключающей рейки 12 Эти выступы снабжены регулировочными винтами 24 и 25, фиксируемыми гайками ,и служащими дл  компенсации производственных отклонений и дл  калибровки. Указанные винты двуплечего рычага 20 наход тс  по вертикали на одном уровне соответственно с верхним и нижним по отношению к оси рейки выступами А и В каретки 26 рейки 12.

Легка  пластмассова  каретка 26 рейки 12 (фиг. 2) расположена на рейке 12 соосно с ней и имеет возможность смещени  вдоль оси рейки 12 по ее профильным направл ющим наружной формы. Такой профиль направл ющих рейки 12 необходим дл  того, чтобы при повороте каретки 26 в результате воздействи  на один из ее выступов происходил также и поворот отключающей рейки 12. В корпусе выключател  со стороны внещнего торца каретки 26 рейки установлен механизм 27 с дистанционным управлением, предназначенный дл  перемещени  каретки 26 вдоль оси рейки 12 из одного ее крайнего положени  в другое. В исходном крайнем своем положении каретка 26 рейки находитс  под действием узла возврата , в качестве которого, в частности, используетс  цилиндрическа  пружина 28, размещенна  между торцами каретки 26 рейки и механизма 27.

Выступы А и В каретки рейки 12 предназначены дл  того, чтобы воспринимать воздействие двуплечего рычага 20 на отклон ющую рейку 12. Они смещены один по отношению к другому в направлении оси рейки 12 (фиг. 2) таким образом, что когда один из винтов выступа двуплечего рычага 20 (в одном из положений каретки 26) при перемещении рычага 20 находитс  в сопр жении с соответствующим ему выступом каретки 26 (например, винт 24 выступа 22 рычага 20 с верхним выступом А каретки 26), другой винт 25 выступа 23 рычага 20 не располагаетс  напротив соответствующего ему выступа В каретки 26 и наоборот (при другом положении каретки 26). Таким образом, в определенный момент времени обеспечиваетс  однонаправленное воздействие двуплечего рычага 20 лищь на один выступ каретки 26, наход щийс  либо по одну, либо по другую сторону от оси рейки, благодар  чему осуществл етс  поворот рейки 12 либо в одном, либо в другом противоположном направлении.

При протекании тока КЗ между скобой 1 и конта кто держателем 2 (фиг. 1) возникает электродинамическое взаимодействие, в результате которого контакт 3 прижимаетс  к контакту 6 с силой Р. Сила Р создает в звень х механизма АВ усили , передающиес  через систему рычагов механизма свободного расцеплени  оси 16 защелки 11 (фиг. 3) Когда ток достигает величины уставки, определ емой усилием пружины 17, электродинамическое усилие, передаваемое от рычага 10 оси 16 защелки 11, превысит усилие этой пружины, ось 16 переместитс  в отверстии 18, а вместе с ней сместитс  сама защелка 11 в сторону расцеплени  с рейкой , и рычаг 20 повернетс  вокруг своей оси

21 в направлении против хода часовой стрелки . При этом в зависимости от положени  ее каретки рейка 12 повернетс  в определенном направлении.. Это вызывает либо срабатывание выключател  вследствие расцеплени  защелки 11 с рейкой 12, в результате чего контакты выключател  разомкнутс , либо несрабатывание АВ, когда его контакты останутс  в за.мкнутом положении.

Имеюща  ограниченную свободу перемещени  вдоль оси рейки 12 каретка 26 (фиг. 2) с выступами А и В, воспринимающими воздействие двуплечего рычага 20, смеща сь по профильным направл ющим рейки, может занимать одно из двух крайних своих положений. Положение каретки 5 26, определ ющее направление поворота рейки 12, зависит от воздействи  на нее со, стороны как узла 28 возврата каретки 26, так и механизма 27 перемещений каретки 26 с дистанционным управлением. Механизм 27 запитываетс  при поступлении на i.ero элекQ трического сигнала, вырабатываемого централизованно в системе защиты при возникновении тока КЗ. Этот сигнал поступает на выключатель в качестве блокирующего с учетом наличи  тока КЗ в цепи нижесто щего выключател  и на врем  срабатывани  5 этого нижесто щего выключател  при токе КЗ, В результате этого срабатывани  отключени  АВ не происходит, а цепь отключает нижесто щий вьй лючатель. АВ срабатывает в том случае, когда точка КЗ нао ходитс  в цепи непосредственно за ним и на него не поступает блокирующий сигнал. При этом каретка 26 рейки 12 под действием узла 28 возврата находитс  в исходном положении , при котором обеспечиваетс  повышенное быстродействие при срабатывании 5 АВ благодар  встре:чному движению защелки 11 и отключающей рейки 12 в процессе расцеплени . Рейка 12 (фиг. 3) поворачиваетс  в этом случае по часовой стрелке под воздействием винта выступа 22 двуплечего рычага 20 на верхний выступ А каретки 26 подобно тому, как это происходит в известной конструкции.

Таким образом, в зависимости от поступлени  блокирующего сигнала двуплечий ры-i . чаг 20 одним из выступов посредством ре5 гулировочного винта будет поворачивать отключающую рейку 12 либо в направлении уменьшени  зоны ее зацеплени  с защелкой 11 (блокирующий сигнал отсутствует), либо

в направлении увеличени  этой зоны (при поступлении сигнала блокировки). В последнем случае под действием устройства 27 перемещени  каретка 26 рейки занимает положение, соответствующее передаче воздействи  со стороны регулировочного винта 25 выступа 23 двуплечего рычага 20 на нижний выступ В каретки 26. Поворот рейки 12 против часовой стрелки происходит на такой угол, чтобы компенсировать уменьшение зацеплени  защелки 11 с рейкой 12 при перемещении защелки в сторону уменьщени  ее зацеплени  с отключающей рейкой 12 под действием сил, передаваемых на механизм от электродинамических контактных устройств. Выключатель не срабатывает и остаетс  заблокированным (во включенном положении) до момента отключени  тока КЗ нижесто щим выключателем и сн ти  вследствие этого блокирующего сигнала, когда все указанные элементы выключател  возврат тс  в свое исходное положение.

При варианте исполнени  части рейки с механизмом с дистанционным управлением (фиг. 4) с целью повыщени  быстродействи  указанный механизм выполнен в виде соленоидного электромагнита, содержащего плунжер, выполненный в виде ферромагнитной втулки 29, катущку 30 и опорную шайбу 31. Катущка 30 охватывает торцовую часть ферромагнитной втулки 29 и торцовую часть оси рейки 12 с профильными направл ющими нейкруглой формы, -на конце которой установлена опорна  щайба 31, а узел 28 возврата каретки 26 размещен на втулке 29 между торцами каретки 26 и катушки 30.

В качестве механизма с дистанционным управлением может быть использовано электродинамическое устройство, при этом на катушку 30 при поступлении блокирующего сигнала подаетс  импульсное питание, а плунжер 29 такого устройства выпол нетс  из меди.

В результате обеспечени  в предлагаемом АВ блокировании действи  на его рас///// ////////

цепитель усилий от электродинамических контактных устройств на врем  срабатывани  при токе КЗ нижесто щего выключател  существенно расшир ютс  его функ2 циональные возможности. Выключатель во всем диапазоне коммутируемых токов КЗ вплоть до токов ПКС обеспечивает осуществление селективной защиты цепей совместно с нижесто щими АВ. При этом в диапазоне токов, превышающих установку

0 токов срабатывани  выключател  без задержки , избирательность защиты приобретает новое качество. Если известный АВ до токов уставки обеспечивает селективность с выдержкой времени при срабатывании, т. е. совместно с нетокоограничивающими АВ, то предлагаемый выключатель обеспечивает селективность защиты и при токах КЗ, превышающих уставку тока срабатывани  без задержки, причем с токоограничением , что позвол ет использовать его

0 в системе совместно с токоограничивающими АВ. Последние имеют большую ПКС и меньшие габариты по сравнению с традиционными нетокоограничивающими АВ и обеспечивает более эффективную защиту цепей при токах КЗ.

Использование предлагаемого АВ дает возможность повысить верхнюю границу токов КЗ зоны селективной (избирательной) защиты цепей, расщирить область использовани  селективной защиты с токоограниQ чением, построенной с применением токоограничивающих АВ в системе совместно с предлагаемым АВ, устанавливаемым на вводе. Это позвол ет во многих случа х отказатьс  от использовани  в разветвленных системах в качестве вводных АВ более ма5 териалоемких, дорогих, крупногабаритных, селективных выключателей и в результате замены их предлагаемым АВ уменьшить термические и электродинамические воздействи  на защищаемые цепи при токах КЗ. Така  замена обеспечивает уменьшение

размеров и снижение материалоемкости шинопроводов распределительных устройств систем.

/////////////// Фиг.

1078488

;. I

Ю

.

fj

фиг.З

И /

jr /

, I

//////////

///////////////////////

/

/

/

777777//

//////////

фш.

Claims (4)

1. АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ по авт. св. № 771750, отличающийся тем, что, с целью обеспечения избирательности защиты цепей при токах короткого замыкания, превышающих установку тока срабатывания выключателя без выдержки времени, он снабжен кареткой с двумя выступами и узлом возврата, механизмом с дистанционным управлением, обеспечивающим перемещение каретки вдоль рейки, рычаг, воздействующий на рейку, снабжен вторым винтом, направленным в сторону рейки, винты выполнены с возможностью фиксации, рейка снабжена осью с профильными направляющими некруглой формы, а каретка установлена на рейке соосно с возможностью перемещения вдоль оси рейки по указанным направляющим, выступы каретки расположены по разные стороны от оси рейки и смещены в направлении указанной оси, винты рычага и выступы каретки расположены так, что при повороте указанного рычага один из его винтов воздействует на один из выступов каретки,

Фиг. 1

SU „„ 1078488

2. Выключатель по π. 1, отличающийся тем, что рычаг выполнен с двумя выступами, а винты установлены на указанных выступах рычагов.

3. Выключатель по π. 1 или 2, отличающийся тем·, что, с целью повышения быстродействия, механизм с дистанционным управлением выполнен в виде соленоидного электромагнита, содержащего плунжер, выполненный в виде ферромагнитной втулки, катушку и опорную шайбу, а узел возврата каретки выполнен в виде цилиндрической пружины, причем ферромагнитная втулка установлена на внешнем торце каретки, катушка соленоида охватывает тррцовые части указанной втулки и оси рейки, на конце которой установлена опорная шайба, а ци линдрическая пружина размещена на ферромагнитной втулке между торцами каретки и катушки соленоида.

4. Выключатель по π. 1 или 2, отличающийся тем, что механизм с дистанционным управлением выполнен в виде электродинамического устройства, содержащего плунжер, выполненный’ в виде медной втулки, катушку и опорную шайбу, узел возврата каретки выполнен в виде цилиндрической пружины, причем медная втулка установлена на внешнем торце каретки, катушка охватывает торцовые части указанной втулки и оси рейки, на конце которой установлена опорная шайба, а цилиндрическая пружина размещена на медной втулке между торцами каретки и катушки.