SU662996A1 - Токоограничивающее устройство - Google Patents

Description

(54) ТОКООГРАНИЧИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

I

Изобретение относитс  к низковольтным электрическим аппаратам, в частности к автоматическим воздушным выключател м.

Известны токоограничивающие устройства , содержащие контактную, дугогасительную и магнитные системы, которые обеспечивают отброс подвижных контактодержателей , и ручной привод с защелкой, обеспечивающий фиксацию подвижных контактодержателей в разомкнутом положении и возврат их в замкнутое положение. Однако чувствительность таких устройств к токам аварийного режима недостаточно высока. Кроме того , может происходить как несогласованный отход контактодержателей подвижных контактов до упоров с последующей их фиксацией , так и неодинаковое их расхождение либо из-за неравномерной токовой нагрузки в аварийном режиме по фазам, либо из-за того, что параметры силовых цепей при аварийных режимах случайны в силу неопределенности места аварийной ситуации и ее характера , при этом не исключена возможность приварки контактов в отдельных фазах из-за того, что противодействующие усили  контактных пружин превосход т электродинамические силы отброса.

Известны также токоограничивающие устройства, содержащие установленные в изол ционном корпусе в каждом полюсе контактную и дугогасительную системы, причем подпружиненные контактодержатели подвижных контактов установлены с возможностью поворота на ос х в плоскости, параллельной контактодержател м неподвижных контактов , гибкие проводники, выводные шины и механизм задержки, состо щий из регулируемого упора, пальца, собачки, котора  одним своим концом установлена на оси контактодержател  подвижного контакта, а другим опираетс  на поверхность регулируемого унора, пружины кручени ,установленной на той же оси, что и собачка, храповика, ус-тановленного с возможностью возвратно-вращательного движени , одна часть которого выполнена зубчатой, по крайней мере одного подпружиненного инерционного маховика , установленного на другой оси, и противодействующей пружины, котора  одним своим концом прикреплена к маховику, а другим - к регулируемому упору. Эти токоограничивающие устройства также не обеспечивают одинаковой по длительности во времени задержки контактодержателей подвиж ньТхкЬнгакТов в отключенном положении с ёд у юЩй и о д нб в реме нн ы м и согл а с ов а н ШГ г воЗвратъм иX в замкнутое положение Независимо от величины их отброса.

Цель изобретени  - обеспечение одина KOBoflTio Длительности во времени задержки кОнтактодержателей подЕ ижных контактов в ШШЧённоМТГолоЖении с последующим од 1тШр й йЯъТ1й:РгсОгласованным возвратом их в замкнутое .положение независимо от величины их отброса.

Это достигаетс  тем, что в предлагаемом устройстве механизм задержки устано влен Вк6р 1тусё7 вь1п6лнённом в виде скрепленныхбоковин , и снабжен кулисой с криволиней ШШйШТ5 ТхЬпЪлййт еТ ьн ы м 11 а Л ь це MV п а л ь тГьТ жестко ззкреплены на маховике, а друга  а тГ -ХраШТока выполненаС отверстием, в Мтбрбевведен один из пальцев маховика, другой палец при этом расположен в криволинейн сгм пазу кулисы, подвижно установленной на дополнительной оси, закрепленной в боковинах корпуса, в которых также зак рМлТйЬг ocbMaxcfBHKa,установленного с воз - 1й05«1ТОстЬЙ вращени  вокруг своей оси, и - - регулируемый упор.

Механизм задержки может быть снабжен

дбггоЛййтельиым инерционным маховиком и

дополнительной кулисой с дополнительным

отверстием, установленной с возможностью

вращени  на одной оси с указанной кулисой, Причем sfTa ось закреплена в обеих кулисах, а дополнительный инерционный маховик ус тайОв .тен с возможностью вра1Д енид на общей оси, что и указанный махоЪиЯ прилетом дополнительном маховике жестко закреплен другой палец, который расположён в отверстии дополнительной .кулисы.

ДбЧбЛйительное отверстие дополнитель .ной куписы может быть,выполнено в виде пр молинейногопаза.

Дополнительна  кулиса может бы.ть вы- полнеНа в виде двух деталей, шарнирно св занных между собой, в одной из которых : - вьгПОлнено указанное дополнительное отверстие ..

На фиг. 1 изображено описываемое токо ограничивающее устройство, разрез через

один полюс; на фиг. 2 - механйзм задержки , вертикальна  и профильна  проекции; на фиг. 3 - кулиса в сборе, вертикальна  и профильна  проекции; на фиг. 4 - другой , ... в-арца1д- - -выполнени  механизма задержки,

вертикальна  и профильна , проекции; на

фиг. 5 - ведущий подпружиненный инер ционный маховик в сборе, вертикальна  и профильна  проекции; на фиг. 6 г- ведомый инерционный маховик в сборе, вертикальна  и профильна  проекции; на фи7. 7 -храповик в сборе, вертикальна  и профильна  проекции; на фиг. 8 и 9 - варианты вы полнени  кулисб, вертикальна  и профильна  проекции. , .. . В  чейках электр6изол 1,ТонйоТо 1 5рпуса 1, Тгнугретин  полость которого представл ет собой три разных по объему  чейки, установлены механизмы 2 задержки, в боковинах которых расположены контактодержатели 3 подвижных контактов на собственных ос х 4. На одном конце каждого подвижного контактодержател  3 закреплен подвижный контакт 5, а на другом его конце - гибкий проводник 6, соединенный с выводной шиной 7, котора  крепитс к корпусу 1 крёпежными детал ми. В отверстии контактодержател  3 подвижного контакта установлена ось 8, на которой расположены собачка 9 и пружина 10 кручени , при помощи .которой обеспечиваетс  посто нное силбвое замыканИе между контактодержателем подвижного контакта, собачкой 9 и механизмом 2 задержки. Контактное нажатие при этом обеспечиваетс  пружиной 11 , установленной на ос х 8 и 12. и - образный контактодержатель 13 неподвижных контактов 14 установлен в электроизол ционной обойме 15, котора  в свою очередь устанавливаетс  в корпус 1. Одновременно обойма 15 электроизолирует разрыв в полюсе. Она крепитс  в корпусе 1 при помощи электроизол ционной вставки 16 и крепежных деталей 17 дл  предохранени  от деформаций ветвей контактбдержател  13 непбдвижных кбнтактбв. Во внутренней полости U - образной формы контактбдержател  13 установлена электроизол ционнна  расггорка 18, а по линии разъема между корпусом 1 и крышкой 19 - электроизол ционные перегородки 20, которые имеют пр молиненые пазы дл  прохода контактодержателей 3 подвижных кбнтактбв. В-крышке 19 размещены дугбгасительные устройства, разделенные между собой электроизол ционными перегорбдками 21. Крышка 19 сб вставленными в нее дугогасительными устройствами устанавлинаетс  на корпус I и крепитс  крепежными детал ми.

Механизм 2 задержки состоит из боковин 22 и 23г соСтавл ющих его корпус и скрепленных между собой крепежными детал ми 24, ве71.ущето подпружиненнбго инерционного маховика 25, кулисы 26 с криволинейным пазом (вбзможно выполнение с дополнительным пр молинейным пазом или круглым отверстием - см. фиг. 8 и 9) и дополнительной осью 27. В ведущем подпружиненном маховике 25 запрессованы палец 28, расположенный в начале криволинейного паза кулисы 26, и палец 29, расположенный в пр молинейном отверстии храповика 30, вращающегос  на собственной оси 31. Крбме того, механизм задержки содержит регулируемый упор 32 сброса с крепежной деталью 33. В

Claims (4)

1. ведущем подпружиненнбм инерцибнном маховике 25 запрессована пружина 34, на которой одним своим концом крепитс  противодействующа  пружина 35, а другим своим концом противодействующа  пружина кре Питс  кПроушине регулируемого упора 36, при помощи которого осуществл етс  регулировка общего противодействующего усили  механизма 2 задержки. Упор 36 жестко закреплен в боковине 22. На общей оси 37 свободно вращаетс  ведущий подпружиненный инерционный маховик 25, а также дополнительный ведомый (ведомые) инерционный маховик 38 (дл  соответствующего конструктивного исполнени  механизма задержки) с запрессованным пальцем 39, который расположен в пр молинейном пазу (отверстии) дополнительной кулисы 40. При этом возможен вариант выполнени  кулисы 40 из двух звеньев (деталей ) - звена 41 (см. фиг. 9), в котором выполнен криволинейный паз 42, и звена 43, в котором выполнено круглое отверстие 44, скрепленных между собой щарнирно деталью 45. В боковинах 22 и 23 имеютс  пр молинейные вырезы 46, в которые (в собранный механизм 2 задержки) устанавливаютс  контактодержатели 3 подвижных.кон тактов на собственных ос х 4. Криволинейный паз 42 может быть .выполнен в ведущем подпружиненном инерционном маховике, при этом соответствующий палец по зацеплению установлен в кулисе , палец ведомого инерционного маховика также установлен в кулисе, а пр молинейный паз выполнен в ведомом инерционном маховике. Как ведущий подпружиненный инерционный маховик, так и ведомый инерционный маховик могут быть выполнены с собственными ос ми вращени . Механизм задержки в каждой  чейке фиксируетс  при помощи крепежных деталей. Принцип действи  токоограничивающего устройства совместно с автоматическим выключателем состоит в том, что при возникновении в цеп х питани  токов, отличных от допустимых, под воздействием возникших электродинамических усилий контакты 5 и 14 токоограничивающего устройства размыкаютс  значительно раньще, чем аварийные токи достигнут своего максимального амплитудного значени . Электрические дуги, образующиес  между размыкающимис  контактами 5 и 14 токоограничивающего устройства, ограничивают своим возрастающим сопротивлением нарастание аварийного тока. Электромагнитныи расцепитель автоматического выключател  под действием ограниченного тока, если ei;o величина превосходит ток уставки автоматического вьжлючател , сбрасывает расхождение контактов автоматического вь1-, ключател  и отключение ограниченного тока . После исчезновени  тока в цепи контакты автоматического выключател  остаютс  в разомкнутом положении и могут быть вклю чены либо ручным, либо дистанционным приводом после устранени  причин, вызвавших срабатывание токоограничивающего устройства и автоматического выключател . Контактодержатели 3 подвижных контактов токоограничивающего устройства благо дар  тому, что собачки 9 вощли в зацепление с храповиками 30 механизмов-2 задержки , под действием разности усилий между контактным нажатием пружины 11 и общим противодействующим усилием механизма задержки (в каждом разрыве полюса) медленно возвращаютс  в замкнутое положение. При зазоре 2 мм между контактами 5 и 14 происходит сброс общего противодействующего усили  (в каждом разрыве полюса) благодар  тому, что храповик 30 начинает вращатьс  вокруг своей оси 31 до тех пор, пока собачка 9, наход ща с  в зацеплении с храповиком, не найдет на регулируемый упор 32 сброса. После сброса общего противодействующего усили  механизма 2 задержки контактодержатели 3 подвижных контактов замыкаютс  только под действием усили  пружин II контактных нажатий, обеспечивающих такую CKOpocTbj при которой исключаетс  приварка контактов 5 и 14. Храповик 30 механизма 2 задержки вместе с его другими элементами под действием противодействующей пружины 35 возвращаетс  в исходное (первоначальное ) положение. Разность усилий между контактным нажатием пружины IГ и общим противодействующим усилием механизма 2 задержки (в каждом разрыве полюса) регулируетс  регулируемым упором 36. Кинематическа  св зь между контактодержател ми 3 подвижных контактов и механизмами 2 задержки обеспечиваетс  собачками 9. Посто нное силовое замыкание в механизме 2 задержки обеспечиваетс  противодействующей пружиной 35. В процессе работы инерционный подпру-f жиненный ведущий, маховик 25, совершающий вращательно-возвратное движение, передает это движение через палец 28 кулисе 26 или 40. Палец 28, враща сь вместе с ведущим маховиком 25, давит на соответствующие стенки криволинейного паза кулисы 26 или 40 и заставл ет кулису качатьс  на своей оси. Кроме того, это же давление создает тормозной момент и обеспечивает остановку кулисы 26 или 40 при смене ею направлени  качени  благодар  наличию в кулисе криволинейного паза. Криволинейный паз кулисы 26 или 40 удлин ет путь контактировани  пальца 28 с маховиком 25 и тем самым создает дополнительный тормозной путь при малом угле поворота ведущего маховика на угол, равный 90°. Кулиса 40, воздейству  на палец 39 своим пр молинейным пазом, заставл ет ведомый маховик 38 совершать такое же колебательное движение на своей оси. Ведомый инерционный маховик введен в конструкцию как дополнительна  инерционна  масса. Участок x-ij храповика 30 выйШнёнТЛаДким , без зубьев, потому, что минимальна  длительность задержки механизма 2 задержки , равна  не менее 0,02-1,0 с, определ етс  минимальным углом поворота храповика , высотой h, шагом t, количеством зубьев в криволинейном пазу кулисы 26 и рассто нием от пальцев 28 и 29, закрепленных в tgjyTHg-M Подпружиненном инерционном маховике 25, до осей 27 и 37 врацхени , т.е. независимо от величины отброса (зазора) контактодержателей 3 подвижных контактов мйнймальна  длительность задержки их остаетс  практически посто нной величиной и равна не менее 0,02-1,0 с. По истечении необходимого минимальноТо периода времени задержки контактодерЖйтёли подвижных контактов возвращаютс  в Замкнутое положение поД действием разности усилий №ждут рдааКтнйм н а кйтйем и общим противодействующим усилием ме , ханизма задержки. Эта разность усилий должна быть минимальной и ДостйгаёТс  за счет регулировки противодействующей пружины регулируемым упором. ---- Под задержкой контактодержателей подвижных контактов в разомкнутом положении ..на необходимый минимальный период йрёмени следует понимать медленный возв рат их в замкнутое положение потому , g ; каждом контактодержателе подвижных Iffiifli S;в МЖДом пьл1(:)сё,- гйдк№н механизм задержки, который обеспечивает за ТщдУШШёСксфЬсти возврати и зайййу1 оё fio ложение контактодержателей подвижных Шйтайтов До величины, значительно меньшей .,..- - .,той скорости, котора  могла бы воздействи  только усилий контактных нажатий при возврате контактодержателей пОДвиж НЫХконтактов в замкнутое (рабочее)поло жение . По достижении зазора 2 мм между контактами происходит сброс противодействующего усили  МёханизМа задержки и движение контактодержателей подвйжных Контактов до замыкани  их происходит под действием усилий пружин контактных нажатий, т ё койтактодержатёли ПОДВЙЖЖ1Х кбнтактов оп ть приобретают необхбДйМуК) ско р5сть иТДвижени г , исклк)ча  возможность приварки контактов., Контактна  система блока обё(5пёчйв ает быстрый отброс контактодержателей пбДвиж ЖГх KoHTaktoB§ЙКтродинамйчёбкимй УСИ при возникновении аварийШХ токов величиной менее 5кА амплйтуДногб Зн1 чёни  благЩар  введёнйю вцепь каждого полюса ДВухэлектрических Дуг с последующей задержкой контактодержателей подвижных 1Ш1 ШШ вТГ§§(ЖШ| ШГпбЖйКШЖ-тга необходимый минимальный период времени общим противодействующим усилием механизма задержки, что обеспечивает вь1Сокую и наДёжнуйстепень 6коЪграШчён1и йр и эк сплуатации предлагаемого устройства, послёД6вateльнo включенного г. автоматическим выключателем. При этом электрические дуги ввод тс  в аварийные силовые цепи значительно раньше, чем электромагнитный расцепитель обеспечит расхождение контактной системы автоматического выключател , вСЛёДствиё контакты автоматического выключател  отключают тблько ограниченный ток, т. е. при указанном сочетании токоограничивающее устройство выполн ет функции накопител  электрической энергии, а автоматический выключатель - функции разъединител . Формула изобретени  1. Токоограничивающее устройство дл  автоматических выключателей, содержащее усГановленные в изол ционном корпусе в Ка йДбм полюсе контактную и дугогасительйую системы,причем подпружиненные контактодержатели подвижных контактов установлгёны с возможностью поворота на ос х в плоскости, параллельной контактодержагел М неподвижных контактов, гибкие проводники , выводные шины и механизм задержки , состо щий из регулируемого упора, пальца, собачки, котора  одним своим концом ycTaMbiBjreHa на оси контактодержател  подвижного контакта, а другим опираетс  на поверхность регулируемого упора, пружины кручени , установленной на той же оси, что и собачка, храповика, установленного с бЬШЬжнбстью возвратно-вращательного движени , одна часть которого выполнена зубчатой , по крайней Мере одного подпружинёнПого инерциойного маховика, установленного на Другой оси, и противодействующий пруЖиныгкотора  одним своим концом прикреплена Кмаховику, а другим - к регулируемому упору, отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  одинаковой по длительности во времени задержки донтактодержателей подвижных контактов в отключенном положении с последующимодновременным и согласованным возвратом их в замкнутое положение независимо от величины их отброса , механизм задержки- установлен в корпусе , выполненном в виде скрепленных боковин, и снабжен кулисой с криволинейным пазом и дополнительным пальцем, пальцы жестко закреплены на маховике, а друга  часть храповика выполнена с отверстием, и которороевведен один из пальцев маховика, другой палец при этом расположен в криволинейном пазу , кудйсы, ПОДВИЖНО установленной на дополнительной оси, закрепленной в боковинах корпуса, в которых также закреплены ось маховика, установленного с возможностью вращени  вокруг своей оси, и регулируемый упор. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что механизм задержки снабжен дополни ,:тельным инерционным маховиком и дополнительной кулисой с дополнительным отверстием , установленной с возможностью вращени  на одной оси с указанной кулисой, причем эта ось закреплена в обеих кулисах, а дополнительный инерционный маховик установлен с возможностью вращени  на общей оси, что и указанный маховик, при этом на дополнительном инерционном маховике закреплен другой палец, который расположен в отверстии дополнительной кулисы.
2. 1
3. 3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающеес  тем, что дополнительное отверстие дополнительной кулисы выполнено в виде пр молинейного паза.
4. 4.Устройство по пп. 1-3, отличающеес  тем, что дополнительна  кулиса выполнена в виде двух деталей, шарнирно св занных между собой, вводной из которых выполнено указанное дополнительное отверстие.

   19

   ot

   гй йч;38

   9иг.6

   31

   -

   309иг .7

   27

   09иг .в

   41 27 N

   И

   45

   иг.э