ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ АВТОМАТИЧЕСКИЙ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ
FAST-ACTING AUTOMATIC CIRCUIT BREAKER

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитной коммутационной аппаратуре, и может применяться для защиты от перегрузок и коротких замыканий электроустановок и линий постоянного тока.
Выключатели автоматические быстродействующие известны из следующих источников:
1. Свидетельство РФ №27737 на полезную модель H01H 77/06, 2003 г.
2. Справочник по наладке электрооборудования промышленных предприятий. Под ред. М.Г.Зименкова, Г.В.Розенберга, Е.М.Феськова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1983, с.236-238.
3. Патент RU №2239253 на изобретение, H01H 77/06, 2003 г.
4. Патент RU №2262769 на изобретение, H01H 77/06, 2004 г.
Выключатель по первому источнику (свидетельство РФ №27737 на полезную модель Н01Н 77/06, 2003 г.) содержит один подвижный и один неподвижный контакты, отключающую пружину, пружину свободного расцепления, магнитопровод с удерживающей катушкой, главный якорь, якорь свободного расцепления и тяги.
Недостатком этого выключателя является большой габарит по высоте при вертикальном расположении контактов, а при горизонтальном расположении контактов снижается надежность гашения дуги при отключении малых токов.
Кроме того, подвижные части вышеуказанного выключателя имеют большую массу, что снижает быстродействие.
Также недостатком указанного выключателя являются повышенные габариты и масса ввиду наличия двух магнитопроводящих контуров.
Выключатель по третьему источнику (патент RU №2239253 на изобретение, 2003 г.) содержит подвижный и неподвижный контакты, отключающую пружину, пружину свободного расцепления, Н-образный магнитопровод с удерживающей катушкой, главный якорь и тяги.
При такой конструкции имеют место два магнитопроводящих контура, один из которых содержит главный якорь, а второй - якорь свободного расцепления.
Недостатком указанного выключателя являются повышенные габариты и масса ввиду наличия двух магнитопроводящих контуров.
Кроме того, большое количество подвижных элементов вышеуказанных выключателей, а также большая их масса снижают быстродействие.
Изобретением решается задача создания выключателя, характеризующегося высоким быстродействием, надежным при эксплуатации и простым по конструкции.
Технический результат, который достигается изобретением, состоит в уменьшении габаритов, снижении массы и обеспечении высокого быстродействия выключателя.
Это достигается тем, что главный якорь и якорь свободного расцепления смонтированы на магнитопроводе с возможностью поворота относительно магнитопровода и навстречу друг другу, с ограничением движения главного якоря в зависимости от положения якоря свободного расцепления, при этом главный якорь, якорь свободного расцепления и магнитпоровод служат одним магнитопроводящим контуром, а подвижный контакт размещен непосредственно на главном якоре.
Указанная установка главного якоря и якоря свободного расцепления позволяет обеспечить работу выключателя с одним магнитопроводящим контуром, благодаря чему исключается второй магнитопроводящий контур по сравнению с прототипами. Это способствует уменьшению габаритов и снижению массы электромагнитного привода, а следовательно и всего выключателя.
Размещение подвижного контакта непосредственно на главном якоре исключает применение дополнительных подвижных элементов, что упрощает конструкцию с технологической стороны и влияет на уменьшение финансово-экономических показателей.
Уменьшение массогабаритных показателей и количества подвижных элементов в выключателе способствуют повышению быстродействия и надежному отключению выключателя при аварийных режимах работы.
Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 схематично изображен патентуемый выключатель в отключенном положении, на фиг.2 - то же в предвключенном положении, на фиг.3 - то же в отключенном положении.
Выключатель автоматический быстродействующий содержит подвижный 1 и неподвижный 2 контакты, отключающую пружину 3 и пружину 4 свободного расцепления, магнитопровод 5 с удерживающей катушкой 6, главный якорь 7 и якорь 8 свободного расцепления. Главный якорь 7 установлен на оси 9, а якорь 8 свободного расцепления - на оси 10.
Выключатель работает следующим образом.
В отключенном положении (фиг.1) при протекании по удерживающей катушке 6 включающего тока якори 7 и 8 стремятся притянуться к сердечнику магнитопровода 5. При этом главному якорю 7 противодействует отключающая пружина 3, а якорю 8 свободного расцепления - пружина 4 свободного расцепления. Так как якорь 8 свободного расцепления изготовлен меньшей массы, чем главный якорь 7, то он поворачивается вокруг оси 10 в сторону магнитопровода 5 с большей скоростью, преодолевая усилие пружины 4. Главный якорь 7, а вместе с ним и подвижный контакт 1 поворачиваются вокруг оси 9 и останавливаются в промежуточном (предвключенном положении) за счет того, что тело якоря 8 свободного расцепления ограничивает их дальнейшее движение. Достигая определенного магнитного потока в общем магнитном контуре 5-7-8 система становится неподвижной. Между контактами сохраняется зазор δ (фиг.2). Это необходимо для того, чтобы контакты выключателя не замыкались, пока по катушке привода протекает включающий ток большой величины, так как, если в главной цепи уже имеется короткое замыкание, привод не сможет сработать на отключение с нужным быстродействием.
Через определенный промежуток времени (обычно 0,5 с) включающий ток катушки 6 переводят на удерживающий ток, гораздо меньшей величины. Якорь 8 свободного расцепления не может удерживаться магнитным потоком держащего тока в указанном на фиг.2 положении и под действием пружины 4 поворачивается на оси 10 в сторону отключенного положения, при этом главный якорь 7, освобождаясь из стопора якоря 8 свободного расцепления, притягивается к магнитопроводу 5. Контакты 1 и 2 выключателя замыкаются, а электромагнитный привод готов к немедленному отключению (фиг.3).
Таким образом обеспечивается свободное расцепление выключателя.
Для отключения выключателя полностью обесточивается удерживающая катушка 6, и под действием отключающей пружины 3 выключатель переводится в отключенное положение (фиг.1).
Из изложенного видно, что благодаря тому, что главный якорь и якорь свободного расцепления смонтированы на магнитопроводе с возможностью поворота относительно магнитопровода и навстречу друг другу, с ограничением движения главного якоря в зависимости от положения якоря свободного расцепления, при этом главный якорь, якорь свободного расцепления и магнитпоровод служат одним магнитопроводящим контуром, а подвижный контакт размещен непосредственно на главном якоре, достигнуто высокое быстродействие выключателя, уменьшены массогабаритные показатели, а следовательно снижена и стоимость выключателя, при этом повышена надежность работы и технологичность конструкции выключателя.