ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ АВТОМАТИЧЕСКИЙ

Изобретение относится к низковольтному аппаратостроению, в частности к выключателям автоматическим с естественным воздушным охлаждением и непосредственным ручным управлением, предназначенным для защиты электрических цепей от токов коротких замыканий.
Известны выключатели автоматические АП50, разработанные Курским электроаппаратным заводом (в настоящее время ОАО «Электроаппарат») и описанные в книге Л.А.Родштейна «Электрические аппараты низкого напряжения». М. - Л.: изд. «Энергия», 1964 г.
Выключатели автоматические АП50 на токи 50А, в электрических цепях на номинальное напряжение 380 В переменного тока частоты 50 Гц и 220 В постоянного тока, осуществляли защиту от короткого замыкания и перегрузок.
К недостаткам этого выключателя автоматического относятся: большая погрешность срабатывания, сложная конструкция, большая материалоемкость изделия, трудоемкость его изготовления. Выключатели нестабильно срабатывают под током.
Усовершенствовать изделие удалось в конструкции выключателей автоматических АП50Б (ТУ 16-522.139-78), которые также являются разработкой специалистов Курского электроаппаратного завода (ОАО «Электроаппарат») (см. Указатель «Каталоги и справочники по электротехнике». М.: Информэлектро). Выключатели автоматические АП50Б выпускаются только с тепловыми максимальными расцепителями тока - для защиты электрических цепей от токов перегрузки, только с
электромагнитными максимальными расцепителями тока - для защиты электрических цепей от токов короткого замыкания, а также с тепловыми и электромагнитными максимальными расцепителями тока - для защиты от токов перегрузки и токов короткого замыкания.
Выключатели АП50Б на токи до 63А предназначены для установки в электрических цепях на номинальное напряжение до 500 В переменного тока частоты 50-60 Гц и 220 В постоянного тока для защиты от перегрузок и коротких замыканий и оперативных включений и отключений указанных цепей с частотой от 6 до 30 включений в сутки, в том числе для пуска, защиты и отключения электродвигателей.
Конструкция выключателя автоматического АП50Б, предназначенная для защиты от токов короткого замыкания, выбранная за прототип, содержит корпус, состоящий из крышки и основания. Контактная система выключателя состоит из пары неподвижного и подвижного контактов в каждом полюсе. При этом неподвижный контакт электрически соединен с выводными зажимами для подключения напряжения к выключателю автоматическому. На неподвижном контакте с помощью специального крепления установлена дугогасительная камера с дугогасительными решетками. Подвижный контакт установлен в держателе с возможностью поворота и через гибкий токопровод электрически соединен с электромагнитным максимальным расцепителем тока и выводными зажимами выключателя. Электромагнитный максимальный расцепитель тока содержит П-образный магнитопровод с намагничивающей обмоткой, который расположен на каркасе между сердечниками, и якорь, свободно установленный на стопе, ограничивающем его ход. Стоп выполнен заодно с толкателем, подпружинен относительно сердечника и установлен с возможностью осевого перемещения и воздействия на отключающую рейку механизма свободного расцепления. Отключающая рейка при этом снабжена противоударным компенсатором. Электромагнитный максимальный
расцепитель электрически связан через токопроводы с выводными зажимами выключателя для подключения нагрузки со стороны потребителя и токопроводом подвижного контакта. Механизм свободного расцепления выполнен в виде системы шарнирно-связанных рычагов, соединяющих кнопки включения и отключения выключателя с подвижным контактным узлом, и отключающей рейки, через которую осуществляется воздействие теплового расцепителя на механизм свободного расцепления.
Недостатком такой конструкции является то, что П-образный магнитопровод выполнен из двух соединенных сердечников, что требует дополнительных затрат при изготовлении магнитопровода. Применение пружинного противоударного компенсатора в известной конструкции было вызвано технологическим сложностями при изготовлении расцепителя и приводило к дополнительным материальным и трудовым затратам. Выключатели имеют большую погрешность срабатывания, нестабильность в работе.
Задача, на решение которой направлено данное техническое решение - создание автоматического выключателя, применяемого для защиты от токов короткого замыкания, имеющего более простую конструкцию, меньшую материалоемкость и трудоемкость изготовления, обеспечивающего стабильную работу и надежность срабатывания под током.
Предлагаемый выключатель автоматический содержит корпус, состоящий из крышки и основания, дугогасительные камеры в каждом полюсе, контактную систему, состоящую из пары неподвижного и подвижного контактов в каждом полюсе. Неподвижный контакт электрически соединен с выводными зажимами для подключения напряжения к выключателю автоматическому. Подвижный контакт установлен в держателе с возможностью поворота и через гибкий токопровод электрически соединен с электромагнитным максимальным расцепителем тока и выводными зажимами автоматического
выключателя. Новым в конструкции выключателя является то, электромагнитный максимальный расцепитель тока содержит магнитопровод в виде единой детали, намагничивающую обмотку, расположенную на каркасе, внутри которого свободно установлен якорь, взаимодействующий с подпружиненным толкателем, воздействующим на отключающую рейку механизма свободного расцепления. При этом электромагнитный максимальный расцепитель тока в каждом полюсе электрически связан через токопроводы с выводными зажимами выключателя для подключения нагрузки со стороны потребителя и токопроводом подвижного контакта. Механизм свободного расцепления выключателя выполнен в виде системы шарнирно-связанных рычагов, соединяющих кнопки включения и отключения выключателя с подвижным контактным узлом и отключающей рейки, через которую осуществляется воздействие электромагнитного максимального расцепителя на механизм свободного расцепления.
Предлагаемое решение позволило упростить конструкцию, сделать ее более надежной. По сравнению с прототипом снизилась погрешность срабатывания выключателя под током. Выключатель стабилен и надежен в работе.
На фиг.1 - общий вид автоматического выключателя;
На фиг.2 - электромагнитный максимальный расцепитель тока.
Выключатель автоматический имеет корпус, состоящий из крышки 1 и основания 2. На основании 2 установлена контактная система, состоящая из неподвижного контакта 3 и подвижного контакта 4. Неподвижный контакт электрически соединен с выводными зажимами 5 для подключения напряжения к автоматическому выключателю. Подвижный контакт 4 установлен в держателе 6 с возможностью поворота и через гибкий токопровод 7 электрически соединен с электромагнитным максимальным расцепителем тока 8 и выводными зажимами автоматического выключателя 9. Электромагнитный максимальный расцепитель тока содержит (см. фиг.2)
магнитопровод 10, намагничивающую обмотку 11, расположенную на каркасе 12, якорь 13, толкатель 14, который подпружинен относительно магнитопровода 10 пружиной 15. Толкатель 14 воздействует на отключающую рейку 16 механизма свободного расцепления, выполненного в виде системы шарнирно-связанных рычагов 17, соединяющих кнопки включения 18 и отключения 19 выключателя с подвижным контактом 4.
Выключатель автоматический работает следующим образом. Нажатием кнопки 18 неподвижный 3 и подвижный 4 контакты приводят в соприкосновение. При этом через выключатель протекает ток от вывода 5 через неподвижный контакт 3, подвижный контакт 4, токопровод 7 на второй вывод выключателя 9. При токах короткого замыкания в защищаемой выключателем автоматическим цепи достигается ток уставки электромагнитного максимального расцепителя тока. Якорь 13 приходит в движение, перемещает толкатель 14, преодолевая усилие пружины 15. Толкатель 14 ударяет отключающую рейку 16, которая разворачивается и производит срабатывание механизма свободного расцепления 17. Выключатель автоматический срабатывает и размыкает электрическую цепь. Выключатель автоматический повторно включается нажатием кнопки 18.