(5) СЕЛЕКТИВНО-ТОКООГРЛНИЧИВАЮЩИЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ(5) SELECTIVE-CURRENT LIMITING AUTOMATIC SWITCH
1one
Изобретение относитс к низковольтным электрическим коммутационным аппаратам, в частности к автоматическим выключател м с рычажно-защелочным механизмом свободного расцеплени и устройством компенсации электродинамических сил отброса, действующих между контактами выключател .The invention relates to low-voltage electrical switching devices, in particular, to automatic switches with a lever-latching mechanism for free tripping and a device for compensating electrodynamic forces of a throw acting between the contacts of the switch.
Известны автоматические выключатели с рычажно-защелочным механизмом свободного расцеплени , в которых дл компенсации электродинамических усилий отброса контактов, возникающих при протекании тока по цепи выключател , примен ютс устройства, основанные на использование электродинамического взаимодействи между токове ДУ1ДИМИ част ми выключател .Circuit breakers with a lever-latching mechanism for free disconnection are known, in which devices are used to compensate for the electrodynamic forces of contact rejection generated by current flowing through the circuit of the switch, based on the use of the electrodynamic interaction between the current of DI1 DIM of the switch.
Силы, возникающие R таких устройствах при протекании по ним тока короткого замыкани , используютс дл удержани системы подвижных контактов выключател в замкнутом положении . Подобные устройства позвол ютThe forces arising from such devices when a short circuit current flows through them are used to hold the moving contact system of the switch in the closed position. Such devices allow
значительно повысить электродинамическую устойчивость выключателей и примен ютс обычно в селективных автоматических выключател х, которые в системах избирательной заи1иты должны в течение определенного времени 8ыдер 1 ать воздействие токов короткого зак№-1кани при замкнутых контактах. В таких выключател х удаетс обеспечить необходимую выдержку времени при отключении токов короткого замыкани , автоматически обеспечиваемую расцепителем аварийного отключени pj. Однако, в этих выключател х достижение предельной коммутационной способности , характерной дл выключателей без устройств компенсации электродинамических усилий отброса контактов, например, токоограничивающих, оказываетс невозможным при наличии задерж20 ки на отключение. Причиной этого вл етс значительное механическое и термическое воздействие тока корот г ,- - замыкани на контактную систему 3907 и детали механизма в течение выдержки времени. Известны также автоматические выключатели , содержащие привод, систему подвижных контактов, один из которых св зан с механизмом свободного расцеплени , а второй - с компенсатором электродинамических усилий отброса контактов, у которых расцепитель аварийного отключени срабатывает при токах короткого замыкани с преднамеренной выдержкой времени-, независимой от величины тока. Механизм свободного расцеплени имеет защелку, зацепленную за отключающую рейку и удерживающую его во включенном положении, котора освобождаетс при срабатывании расцепител аварийного отключени , вызыва отключение выключател при помощи механизма L. Такой автоматический выключатель имеет предельную коммутационную способность в цел х переменного тока 380 В вдвое мельшую, чем выключатели тёх же размеров, но не имеющих предна меренной задержки при отключении токов короткого замыкани . Это недостаток вл етс следствием повышенных нагрузок на токоподвод и механизм свободного расцеплени . Кроме того, выключатель обеспечивает выдержку времени на отключение даже тогда, когда короткое замыкание происходит в цепи непосредственно за выключателем при максимально возможном токе короткого замыкани . При этом лишаютс питани все приемники электроэнергии , получающие питание от этого выключател , и выдержка времени тер ет смысл, даже становитс вредной. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс селективно-токоограничивающий автоматический выключатель, который дает возможность несколько повысить предельную коммутационную способность известного селективного выключател , Это повышение достигнуто за счет токоограничени при отключении выключателем предельных токов короткого замыкани , а также за счет применени выключател в цеп х с то -:ми короткого замыкани , превышающими ток его электродинамической устойчивости . Это достигнуто путем введени в выключатель поворотного рычага , на котором расположена ось вращени защелки, вход щей в зацепление с отключающей рейкой. Это рычаг с од94 ной стороны укреплен при помощи пружины , При токах короткого замыкани не превышающих определенного значени ,выключатель работает как селективный выключатель с выдержкой времени . При превышении током короткого замыкани этого значени электроди,намическое усилие, развиваемое компенсатором , передаетс через контак ,ты и механизм свободного расцеплени на поворотный рычаг, пр эвышает усилие пружины,удерживающей этот рычаг и, поворачива его вокруг оси вращени , вызывает перемещение защелки в сторону расцеплени с рейкой, что приводит к отключению выключател 3 Однако дл отключени выключател требуетс перемещение и поворот не.скольких подвижных частей механизма и подвижного контактодержател , обладающих сравнительно большой инерциониостью , на что уходит определенное врем , за которое ток короткого замыкани успевает возрасти и достичь сильного токоограничени не удаетс , Кроме того, поворотный рычаг с упором и пружиной усложн ет конструкцию выключател . Цель изобретени - повышение предельной коммутационной способности путем создани токоограничени при отсечке короткого замыкани , Дл достижени цели т га ломающегос звена выполнена пружин щей с прорезью, отверстием, выступами и пазом, сопр женными друг с другом, при этом ось механизма свободного расцеплени установлена в отверстии т ги с возможностью введени в ее паз и упираетс в выступы т ги, Выполнение т ги ломающегос звена пружин щей необходимо дл того , чтобы образование прорезью части могли работать как линейные пружины и расходитьс при соответствующем нажатии оси поворотной скобы на выступы в прорези дл пропускани оси через него вдоль паза, т.е. дл осуществлени расцеплени механизма при отсечке тока короткого замыкани и возврате оси в свое отверстие на этом звене при взводе механизма привода дл включени выключател , Высота выступов, их форма, расположение на звене и жесткость звена выбираютс в зависимости от требуемой величины установки отсечки тока короткого замыкани . В пазу может 5 быть один или два выступа (с одной или с обеих сторон паза). На чертеже представлен автоматический выключатель во включенном положении, разрез. В автоматическом выключателе компенсатор электродинамических уси лий выполнен в виде неподвижной токоподвод щей скобы 1, охватывающей подвижный контактодегчотель 2. Второй подвижный контактодержатель 3 шарнирно св зан с механизмом свобод ного расцеплени , выполненным по принципу ломаюи1ихс звеньев дл обеспечени моментного замыкани и размыкани контактов. Контакты t и 5 укреплены на подвижных контакто держател х 6 и 7 соответственно. Контактодержатель 6 имеет возможность поворачиватьс на некоторый угол внутри скобы 1 относительно оси вращени , укрепленной на этой скобе. Контактодержатель 7 может повора чиватьс относительно оси враи1ени , укрепленной на неподвижной опоре 8, замыка и размыка контакты t и 5Контактодержатель св зан гибким соединением Э с выводной шиной 10, предназначенной дл присоединени к выключателю внешних цепей. Контактное нажатие во включеннм положении создаетс пружиной 11. Оперирование выключателем вручную ПРО1:ЗВОДИТСЯ С ПОМОЩЬЮ РУКОЯТКИ 12. Расцепл ющийс рычаг 13 механиз свободного расцеплени зацеплен за защелку 1А, котора зацеплена за отключающую рейку 15, имеющую возмо ность поворачиватьс относительно оси вращени , закреплённой на непод вижной опоре 16. Защелка 1 имеет во можность поворачиватьс относительно оси 17, расположенной на опоре 18. Расцепитель 19 аварийного отклю чени предназначен дл расцеплени механизма свободного расцеплени при токах, превышающих его уставку тока срабатывани . Дл этого он име ет шток 20. Т га 21 ломающегос звена выполнена из пружинной стали и имеет со стороны руко тки выключател про резь 22 и глубокий паз 23 дл прохода в него оси рычага 13. Внутри паз 23 имеет один или два выступа 25. Высота выступа определ ет уставку тока отсечки. 9 В зависимости от величины тока короткого замыкани автоматический выключатед1ь при его отключении работает по-разному. Так при отключении токов короткого замыкани не превышающих величину тока отсечки, выключатель срабатывает следующим образом. Как только величина тока в цепи выключател превысит уставку тока срабатывани расцепител 19, он своим штоком 20 поворачивает рейку 15. При этом освобождаетс и начинает поворачиватьс вокруг оси 17 по часовой стрелке защелка . Поворот защелки приводит к освобождению расцепл ющего рычага 13 и повороту его вокруг своей оси вращени против часовой стрелки. Защелка 1 и рычаг 13 поворачиваютс под действием усилий оперирующих пружин 26 механизма свободного расцеплени , передаваемого на рычаг 13 через одно из ломающихс звеньев механизма свободного расцеплени . До размыкани контактов 4 и 5 на рычаг 13 и защелку 1 действуют также усили контактной пружины 11 и усилие, развиваемое электродинамическим компенсатором. Эти два усили передаютс через контактодержатель 7 и ломающиес звень механизма и исчезают в тот момент, когда контакто держатель 6 доходит s своем движении до упора в скобу 1. Поворот рычага 13 через ломающиес звень механизма вызывает поворот контактодержател 7 по часовой стрелке. Hpii этом контактодержатели 6 и 7 занимают положение, соответствующее размыканию контактов 4 и 5При токах короткого замыкани , превышающих величину тока отсечки иыключатель срабатывает вне зависимости от работы расцепител 19. Как только суммарное усилие, действующее на ось , превысит величину уставки, выступы 25 пружинной т ги 21 расход тс , пропуска ось 2k в паз 23. При этом происходит расцепление механизма с контактодержаталем 7 подвижного контакта 5 и он под действием пружины 26 отходит от малоподвижного контакта , чем и достигаетс отсечка тока короткого замыкани в цепи. Характерным при этом вл етс значительное ускорение, сообщаемое контактодержателю и св занным с .ним детал м до момента размыкани - контактов и 5, обусловленноеsignificantly increase the electrodynamic stability of switches and are usually used in selective circuit breakers, which in selective lock systems must, for a certain time, effect the currents of the short code-1 scan with closed contacts. In such switches, it is possible to provide the necessary time delay when short-circuit currents are disconnected, automatically provided by the emergency shutdown release pj. However, in these switches, achieving the maximum switching capacity characteristic of switches without devices for compensating for electrodynamic forces of contact rejection, for example, current-limiting, is impossible in the presence of a delay for disconnecting. The reason for this is the considerable mechanical and thermal effect of the current of short g, - - short circuits on the contact system 3907 and the details of the mechanism during the time delay. Also known are circuit breakers containing a drive, a system of moving contacts, one of which is connected to the free trip mechanism, and the second to the electrodynamic compensator of contact deflection, in which the emergency shutdown release triggers at short-circuit currents with an intentional time delay, independent of current values. The free-release mechanism has a latch hooked to the disconnecting rail and holding it in the on position, which is released when the emergency shutdown release trips, causing the switch to open using the L mechanism. Such a circuit breaker has a limiting switching capacity of 380 V AC that is half the size of than switches of the same size, but without an intentional delay when short-circuit currents are disconnected. This disadvantage is due to increased loads on the current lead and the free disconnect mechanism. In addition, the switch provides a time delay for disconnecting even when a short circuit occurs in the circuit directly behind the switch at the highest possible short-circuit current. In this case, all power receivers that receive power from this switch are deprived of power, and the time delay becomes meaningless, even becomes harmful. The closest to the proposed technical entity is a selective-current-limiting circuit breaker, which makes it possible to somewhat increase the limiting switching capacity of a known selective circuit breaker. This increase is achieved due to the current limit when the circuit-breaker trips the limit short-circuit currents and also by using a circuit breaker with then -: mi short-circuit, exceeding the current of its electrodynamic stability. This is achieved by introducing into the switch a pivot arm on which the axis of rotation of the latch engages with the release rail. This lever is secured on the single side by means of a spring. When short-circuit currents do not exceed a certain value, the switch operates as a selective switch with a time delay. When the short-circuit current exceeds this value, the electrodynamic force developed by the compensator is transmitted through the contact, you and the free-release mechanism to the pivoting lever, exerts a spring force holding this lever and, turning it around the axis of rotation, causes the latch to move towards the uncoupling. with the rail, which leads to the disconnection of the switch 3. However, to disconnect the switch, it is necessary to move and rotate several moving parts of the mechanism and a movable contact holder that have Equally large inertia, which takes a certain time, during which the short-circuit current has time to increase and to achieve a strong current limit is not possible, In addition, the rotary lever with the stop and the spring complicates the design of the switch. The purpose of the invention is to increase the limiting switching capacity by creating a current-limiting short circuit cut-off. To achieve the goal, the yoke of the breaking link is spring-loaded with a slot, a hole, protrusions and a groove coupled to each other, while the axis of the free tripping mechanism is installed in the hole t with the possibility of inserting into its groove and resting against the protrusions of the rod. The execution of the pulling link of the spring link is necessary so that the formation of the slot of the part can work as linear springs and with the corresponding axis of the swivel bracket on the protrusions in the slot to pass through the axis along the slot, i.e. to disconnect the mechanism by cutting off the short-circuit current and returning the axis to its orifice on this link while arming the drive mechanism to turn on the switch, the height of the lugs, their shape, location on the link and the rigidity of the link are selected depending on the required value of the short-circuit cut-off setting. In the groove there can be one or two protrusions (from one or both sides of the groove). The drawing shows the automatic switch in the on position, the cut. In the circuit breaker, the electrodynamic compensator compensator is made in the form of a fixed current-carrying bracket 1, covering the movable contact demounter 2. The second movable contact holder 3 is hingedly connected with the free decoupling mechanism, made according to the principle of breaking the links for securing torque closing and opening of the contacts. Contacts t and 5 are mounted on movable contact holders 6 and 7, respectively. The contact holder 6 has the ability to rotate at a certain angle inside the bracket 1 relative to the axis of rotation, mounted on this bracket. The contact holder 7 can rotate relative to the axis of the rotation, fixed on the fixed support 8, closing and opening the contacts t and 5 The contact holder is connected by a flexible connection E with the output bus 10 intended to be connected to the external circuit breaker. The contact pressure in the on position is created by the spring 11. Manual operation with the switch PRO1: ARRAYED BY THE HANDLE 12. The release lever 13 of the free release mechanism is hooked on the latch 1A, which is hooked on the disconnecting rail 15, having the ability to rotate relative to the axis of rotation fixed by the clip. visually supported 16. The latch 1 is able to rotate about an axis 17 located on the support 18. Emergency-release tripping device 19 is intended for tripping the free tripping mechanism and at currents exceeding its tripping current setting. For this, it has a rod 20. A ha 21 of the breaking link is made of spring steel and has a protrusion 22 on the handle side of the switch and a deep groove 23 for the axis of the lever 13 to pass through it. Inside the groove 23 has one or two protrusions 25. Height protrusion determines the cut-off current setting. 9 Depending on the magnitude of the short circuit current, the automatic shutdown when it is turned off works differently. So when disconnecting short-circuit currents not exceeding the value of the cut-off current, the switch operates as follows. As soon as the current value in the circuit of the switch exceeds the set current of the release 19, it turns the rail 15 with its rod 20. At the same time, the latch is released and starts to rotate around the axis 17 clockwise. Turning the latch releases the release lever 13 and rotates it around its axis of rotation counterclockwise. The latch 1 and the lever 13 rotate under the action of the forces of the operating springs 26 of the free-release mechanism transmitted to the lever 13 through one of the breaking links of the free-release mechanism. Before the opening of contacts 4 and 5, the forces of the contact spring 11 and the force developed by an electrodynamic compensator also act on the lever 13 and the latch 1. These two forces are transmitted through the contact holder 7 and the breaking links of the mechanism and disappear at the moment when the contact holder 6 reaches its movement against the stop into the bracket 1. Turning the lever 13 through the breaking links of the mechanism causes the contact holder 7 to turn clockwise. Hpii contactors 6 and 7 occupy a position corresponding to the opening of contacts 4 and 5 at short-circuit currents exceeding the cut-off current and the switch operates regardless of the operation of the release 19. As soon as the total force acting on the axis exceeds the set value, the projections 25 of the spring pull 21 is consumed, the 2k axis passes into the groove 23. When this happens, the mechanism is uncoupled from the contact holder 7 of the movable contact 5 and it moves away from the inactive contact under the action of the spring 26, which results in the cut-off ka short circuit current. Characteristic here is the significant acceleration imparted to the contact holder and associated with .m details before the moment of opening - contacts and 5, due to