ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ АВТОМАТИЧЕСКИЙ

Изобретение относится к низковольтному аппаратостроению, в частности к выключателям автоматическим с естественным воздушным охлаждением и непосредственным ручным управлением, предназначенным для защиты трехфазных электрических цепей с нулевым проводом от токов коротких замыканий. Выключатель обеспечивает отключение электрической цепи при обрыве одной из фаз или коротком замыкании между двумя фазами электрических цепей с нулевым проводом.
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 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 и токов перегрузки, 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 и тепловым максимальным расцепителями тока и выводными зажимами выключателя. Срабатывание автоматического выключателя осуществляется с помощью механизма свободного расцепления, выполненного в виде системы шарнирно-связанных рычагов, соединяющих кнопки включения и отключения выключателя с подвижным контактным узлом, и отключающей рейки, через которую осуществляется воздействие электромагнитного и теплового максимальных расцепителей на механизм свободного расцепления.
Недостатком такой конструкции является то, что при установке выключателя в трехфазной цепи с нулевым проводом, в случае обрыва одной из фаз или короткого замыкания между двумя фазами, выключатель не обеспечивает отключение электрической цепи.
Задача, на решение которой направлено данное техническое решение - создание автоматического выключателя, устанавливаемого в трехфазную электрическую цепь с нулевым проводом, который обеспечивает отключение при обрыве одной из фаз или коротком замыкании между двумя фазами.
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 и тепловым максимальными расцепителями тока и выводными зажимами автоматического выключателя. При этом тепловой максимальный расцепитель в каждом полюсе электрически связан с токопроводом подвижного контакта, а с другой стороны - с одним концом намагничивающей обмотки электромагнитного расцепителя, другой конец которого связан с выводными зажимами выключателя для подключения нагрузки со стороны потребителя. Механизм свободного расцепления выполнен в виде системы шарнирно-связанных рычагов, соединяющих кнопки включения и отключения выключателя с подвижным контактным узлом, и отключающей рейки в виде двуплечего рычага, на одно плечо которого воздействует отключающий элемент теплового расцепителя, а на другое плечо - отключающий элемент электромагнитного расцепителя. Новым в конструкции выключателя является то, в одном из полюсов выключателя установлен расцепитель в нулевом проводе. Расцепитель в нулевом проводе содержит магнитопровод с намагничивающей обмоткой, якорь, толкатель и выводные зажимы. С помощью зажимов расцепитель в нулевом проводе электрически соединяется с нулевым проводом трехфазной электрической цепи.
Предлагаемое решение позволило устанавливать выключатель автоматический в трехфазные электрические цепи с нулевым проводом и осуществлять отключение цепи при обрыве одной из фаз или коротком замыкании между двумя фазами.
На фиг.1 - общий вид автоматического выключателя;
На фиг.2 - расцепитель в нулевом проводе.
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 (не показан) и тепловым расцепителем 8 и выводными зажимами автоматического выключателя. В одном из полюсов выключателя установлен расцепитель в нулевом проводе 9. Расцепитель в нулевом проводе 9 содержит (см. фиг.2) магнитопровод 10 с намагничивающей обмоткой 11, установленной на каркасе 12. Якорь 13 подпружинен пружиной 14 и перемещает толкатель 15. Расцепитель в нулевом проводе содержит также выводные зажимы 16, с помощью которых он электрически соединен с нулевым проводом трехфазной электрической цепи. Толкатель 15 воздействует на отключающую рейку 17 механизма свободного расцепления, выполненного в виде системы шарнирно-связанных рычагов 18, соединяющих кнопки включения 19 и отключения 20 выключателя с подвижным контактом 4.
Выключатель автоматический устанавливается в трехфазную электрическую цепь с нулевым проводом. При этом расцепитель в нулевом проводе 9, установленный в ближайшем к механизму управления выключателем
полюсе, подсоединяется в разрыв нулевого провода с помощью выводных зажимов 16.
Нажатием кнопки 19 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. При токах короткого замыкания в защищаемой выключателем автоматическим цепи достигается ток уставки электромагнитного максимального расцепителя тока и отключающая рейка 17 разворачивается, производя срабатывание механизма свободного расцепления 18. Выключатель автоматический срабатывает и размыкает электрическую цепь. При токах перегрузки происходит срабатывание теплового расцепителя 8, выключатель срабатывает и размыкает электрическую цепь.
При обрыве одной из фаз в линии по расцепителю в нулевом проводе 9 проходит уравнительный ток. При достижении величины тока, равной 1,4 Iн якорь 13 под действием электромагнитных сил втягивается, ударяет по толкателю 15, расцепитель в нулевом проводе 9 срабатывает и с помощью механизма свободного расцепления 18 выключатель обесточивает цепь.