МЕХАНИЗМ СВОБОДНОГО РАСЦЕПЛЕНИЯ

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к механизмам свободного расцепления многополюсных низковольтных автоматических выключателей на большие номинальные токи.
Известны механизмы свободного расцепления многополюсных низковольтных автоматических выключателей на большие номинальные токи, предназначенные для автоматического размыкания контактов выключателя при возникновении коротких замыканий в защищаемой цепи независимо от положения рукоятки, даже в том случае, когда рукоятка управления будет принудительно удерживаться в положении “Включено”. Такие механизмы устанавливаются в среднем полюсе многополюсного выключателя, имеют поперечную траверсу, закрепленную на ведущем блоке контактодержателей подвижных контактов среднего полюса и несущую на себе боковые блоки контактодержателей подвижных контактов соседних полюсов. Механизмы свободного расцепления применяются во всех автоматических выключателях, производимых серийно, многими зарубежными и отечественными производителями. Конструкции механизмов свободного расцепления достаточно подробно описаны как в технической литературе, так и в патентных материалах (см. книги: Кузнецов Р.С. Аппараты распределения электрической энергии на напряжение до 1000 В. Изд. 3-е. М. «Энергия», 1970, стр.298-305; Таев И.С. Электрические аппараты управления. М. «Высшая школа», 1969, стр.266, рис.5.1, стр.271, рис.5.3, и описания к патентам США: №4,891,618 от 2.01.1990 г., H01H 77/10, фиг.2, фиг.4; №5,633,483 от 27.05.1997, H01H 3/00, фиг.2, фиг.3; №6,727,788 от 27.04.2004, H01H 9/20, фиг.2, фиг.6, а также описания к изобретениям CCCP(SU) №752548 от 30.07.1980, H01H 77/10; №907629 от 23.02.1982, H01H 77/10; №1334213 от 30.08.1987, H01H 77/10; №1334214 от 30.08.1987, H01H 77/10; №1453473 от 23.01.1989, H01H 77/10; №1529313 от 15.12.1989, H01H 73/24). При всем многообразии конструкторских решений все механизмы свободного расцепления многополюсных автоматических выключателей, содержат две несущих щеки, скрепленных между собой дистанционными стойками, размещенную в пазах щек П-образную скобу с рукояткой управления, расположенные между плечами скобы расцепляющий рычаг, связанный с расцепляющим устройством, а также шарнирно соединенные между собой два ломающихся рычага, один из которых связан с ведущим блоком контактодержателей подвижных контактов среднего полюса, а второй с расцепляющим рычагом. В механизме в качестве аккумулятора энергии используются две-три пружины включения, установленные в ряд первыми концами на П-образной скобе и вторыми концами на оси шарнирного соединения двух ломающихся рычагов. В соответствии с количеством полюсов механизм имеет такое же количество боковых блоков контактодержателей подвижных контактов. Ведущий и боковые блоки контактодержателей всех полюсов выключателя объединены изолирующей траверсой. Все механизмы выполняют в автоматических выключателях функции размыкания контактов с заданной скоростью и должны удерживать контактную систему в замкнутом состоянии при воздействии токов короткого замыкания, величины которых находятся в пределах зоны селективной работы выключателя, т.е. обеспечивать требуемую электродинамическую устойчивость контактной системы. Современные выключатели на токи 1000-2500А электродинамически устойчивы к воздействию токов короткого замыкания величиной до 30 кА, а минимальное значение тока электродинамической устойчивости регламентировано международным (МЭК 60947-2) и российским (ГОСТ Р 50030.2) стандартами и должно составлять не менее 12 значений номинального тока выключателя. Недостатком аналогов являются ограниченные возможности повышения быстродействия размыкания контактов и повышения электродинамической устойчивости контактной системы. Недостатки объясняются тем, что при заданных габаритах механизма скорость размыкания и электродинамическая устойчивость определяются рабочими усилиями пружин включения. Величина рабочего усилия зависит от габаритов пружин, которые зависят от заданной ширины П-образной скобы. Величина рабочего усилия могла бы быть увеличена, если бы можно было увеличить количество пружин, разместив дополнительный ряд пружин в пределах угла поворота П-образной скобы без увеличения габаритов выключателя и передать определенным образом дополнительное усилие в точки приложения усилий имеющегося ряда пружин включения. Вторым конструктивным недостатком механизмов-аналогов являются перекосы траверсы при ударном токе короткого замыкания в одном из боковых полюсов выключателя. Следствием перекосов является возрастание сил трения в осях вращения механизма, возрастание несимметричных механических нагрузок, замедление процесса размыкания контактов, несинхронность размыкания контактов в полюсах выключателей. Для ослабления перекосов требуются более широкая база крепления траверсы. В аналогах база крепления траверсы равна ширине среднего полюса, а именно расстоянию между щеками механизма свободного расцепления. Перекосы можно было бы свести к минимуму, использовав всю ширину выключателя, то есть расстояние между крайними полюсами. Третьим недостатком механизмов-аналогов является крепление блоков контактодержателей подвижных контактов всех полюсов на общей траверсе параллельно друг другу, что подразумевает параллельное размещение полюсов в одной плоскости по ширине выключателя. При такой компоновке полюсов наиболее сильно проявляются такие отрицательные для тепловых режимов выключателя эффекты, как увеличение тепловых потерь в полюсах от поверхностного эффекта, эффекта близости и переноса мощности. Особенно возрастают тепловые потери в среднем полюсе, и как результат перегрев среднего полюса всегда больше перегрева крайних полюсов. При регламентированном значении превышения температуры выводов 80 градусов (см. ГОСТ Р 50030.2, таблица 7) разработчик всегда вынужден ограничивать уменьшение межполюсного расстояния, а значит и уменьшение ширины выключателя. Это увеличивает габариты всего выключателя, его материалоемкость и стоимость. Между тем известен технический прием уменьшения тепловых потерь от проявления поверхностного эффекта, эффекта близости и переноса мощности. Он заключается в компоновке полюсов в вершинах треугольника (см. книгу «Основы теории электрических аппаратов» под редакцией проф. И.С.Таева, Москва, «Высшая школа», 1987, стр.251, рис.7.1 в, пункт 4); - на страницах 255-257 этой же книги изложены и теоретические аспекты упомянутых эффектов). Однако применение такой компоновки полюсов без увеличения глубины выключателя требует другой компоновки механизма свободного расцепления в части крепления блоков контактодержателей подвижных контактов соседних полюсов на общей траверсе и передачи движения от ведущего блока контактодержателей в среднем полюсе через траверсу на ведомые (боковые) блоки контактодержателей соседних полюсов.
Наиболее близким по конструктивному устройству к заявляемой полезной модели является механизм свободного расцепления, изображенный в описании к патенту США №4,891,618 от 2.01.1990 г., H01H 77/10. Прототип содержит (см. фиг.2 в описании к патенту) две несущих щеки 262, скрепленных между собой дистанционными стойками, размещенную своими концами в пазах 108 щек П-образную скобу 106 с рукояткой управления 80. Между плечами скобы 106 расположены расцепляющий рычаг 74, смонтированный на одной из дистанционных стоек и связанный с расцепляющим устройством 92, а также шарнирно соединенные между собой два ломающихся рычага 62 и 64, один из которых связан с ведущим блоком контактодержателей подвижных контактов среднего полюса 68, а второй с расцепляющим рычагом 74. В механизме применены пружины включения 78, установленные в один ряд первыми концами на П-образной скобе и вторыми концами на оси шарнирного соединения 66 двух ломающихся рычагов 62 и 64. Прототип имеет боковые блоки контактодержателей подвижных контактов (см. фиг.4), траверсу 206, соединяющую ведущий и боковые блоки контактодержателей всех полюсов выключателя. Прототипу, как и аналогам, свойственны те же отмеченные недостатки.
Использование предлагаемой полезной модели обеспечивает следующий технико-экономический результат:
- повышение быстродействия при отключении токов короткого замыкания и повышение электродинамической стойкости контактной системы;
- повышения надежности срабатывания при ударных токах короткого замыкания в крайних полюсах выключателя;
- обеспечение минимальных тепловых потерь от скин-эффекта, эффекта близости полюсов и переноса мощности при уменьшении межполюсного расстояния;
- обеспечение уменьшения габаритов выключателя при использовании предлагаемого механизма свободного расцепления и, как следствие, уменьшение материалоемкости и себестоимости изделия.
Указанный технико-экономический результат при осуществлении полезной модели достигается, тем, что механизм свободного расцепления многополюсного автоматического выключателя, содержащий две несущих щеки, скрепленных между собой дистанционными стойками, размещенную l в пазах щек П-образную скобу с двумя вложенными осями и с рукояткой управления, расположенные между плечами скобы расцепляющий рычаг, смонтированный на одной из дистанционных стоек и связанный с расцепляющим устройством, а также шарнирно соединенные между собой два ломающихся рычага, один из которых связан с ведущим блоком контактодержателей подвижных контактов среднего полюса, а второй с расцепляющим рычагом, две пружины включения, установленные первыми концами на П-образной скобе и вторыми концами на оси шарнирного соединения двух ломающихся рычагов, боковые блоки контактодержателей подвижных контактов, траверсу, соединяющую ведущий и боковые блоки контактодержателей всех полюсов выключателя, снабжен дополнительной парой пружин включения и двумя парами равноплечих коромысел с центральными отверстиями на осях их симметрии, с отверстиями на концах плеч первой пары коромысел и с закладными зацепами на концах второй пары коромысел, при этом все пружины своими первыми концами навинчены на закладные зацепы второй пары коромысел, закрепленных своими центральными отверстиями на оси шарнирного соединения ломающихся рычагов, а вторыми концами все пружины установлены в отверстия плеч первой пары коромысел, закрепленных своими центральными отверстиями на вложенных осях П-образной скобы, кроме этого механизм снабжен электроизоляционным основанием с вмонтированными в него опорами вращения, общая ось которых параллельна оси вращения ведущего блока контактодержателей, траверса выполнена с цапфами на торцах и оснащена шарнирно соединенными между собой водилами и шатунами, размещенными напротив каждого блока контактодержателей таким образом, что водила на траверсе в соседних полюсах развернуты относительно друг друга на 180 градусов, а боковые блоки контактодержателей имеют дополнительные оси вращения, параллельные оси вращения ведущего блока контактодержателей и установленные в электроизоляционном основании, причем траверса смонтирована с помощью цапф в опорах вращения и шарнирно связана посредством шатунов с каждым блоком контактодержателей.
Снабжение механизма дополнительной парой пружин включения и двумя парами равноплечих коромысел с центральными отверстиями на осях их симметрии, с отверстиями на концах плеч первой пары коромысел и с закладными зацепами на концах второй пары коромысел, навинчевывание всех пружин своими первыми концами на закладные зацепы второй пары коромысел, закрепленных своими центральными отверстиями на оси шарнирного соединения ломающихся рычагов, установка вторых концов всех пружины в отверстия плеч первой пары коромысел, закрепленных своими центральными отверстиями на вложенных осях П-образной скобы, позволило без увеличения ширины П-образной скобы в тех же габаритах механизма увеличить суммарное усилие включающих пружин почти в два раза, что увеличило скорость размыкания контактов. При этом появилась возможность применения пружин нажатия с большим усилием нажатия на контакты, т.е. повысить электродинамическую стойкость контактной системы.
Кроме этого снабжение механизма электроизоляционным основанием с вмонтированными в него опорами вращения, общая ось которых параллельна оси вращения ведущего блока контактодержателей, выполнение траверсы с цапфами на торцах и оснащение траверсы шарнирно соединенными между собой водилами и шатунами, размещенными напротив каждого блока контактодержателей таким образом, что водила на траверсе в соседних полюсах развернуты относительно друг друга на 180 градусов, выполнение боковых блоков контактодержателей с дополнительными осями вращения, параллельными оси вращения ведущего блока контактодержателей и установка осей в электроизоляционном основании, а также монтаж траверсы с помощью цапф в опорах вращения и шарнирная связь посредством шатунов с каждым блоком контактодержателей обеспечили:
- надежную работу механизма с исключением перекосов траверсы от воздействия ударного тока короткого замыкания в одном их крайних полюсов за счет увеличения расстояния между опорами вращения траверсы;
- возможность подвижным контактам соседних полюсов двигаться встречно контактам среднего полюса и компоновку полюсов выключателя с размещением полюсов в вершинах треугольника, что приводит к минимальным тепловым потерям, обусловленным проявлением поверхностного эффекта, эффекта близости и переноса мощности.
- уменьшение межполюсного расстояния и ширины всего выключателя за счет уменьшения тепловых потерь от поверхностного эффекта и эффекта близости, а значит уменьшение материалоемкости и стоимости всего изделия.
Предлагаемая полезная модель механизма свободного расцепления может использоваться при серийном производстве в составе низковольтных автоматических выключателей на большие номинальные токи.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели; позволил установить, что заявитель не обнаружил прототип, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленной полезной модели. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленной конструкции, изложенных в формуле полезной модели.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию «новизна».
Конструкция заявляемой полезной модели изображена на рисунках фиг.1-9. На фиг.1 изображен общий аксонометрический вид механизма свободного расцепления в отключенном состоянии и смонтированном в электроизолирующем основании. На фиг.2 показана аксонометрия механизма свободного расцепления без основания со снятой рукояткой управления и условно непоказанной, ближней щекой механизма. Фиг.3 дает представление о монтаже основной и дополнительной пары пружин на двух парах равноплечих коромысел. На фиг.4 представлен механизм свободного расцепления в разобранном виде. Фиг.5 раскрывает конструкцию расцепляющего устройства в положении «Взведено», а фиг.6 - в положении «Отключено автоматически». Фиг.7 представляет собой вид на механизм свободного расцепления со стороны траверсы с водилами и шатунами в положении «Отключено». На фиг.8 показан механизм в положении «Включено». Фиг.9 показывает компоновку полюсов выключателя с размещением выводов в вершинах треугольника abc, которую позволяет предлагаемая полезная модель механизма, и при которой возможно уменьшение межполюсного расстояния А и ширины В всего выключателя.
Механизм свободного расцепления многополюсного автоматического выключателя содержит (см. фиг.1) две несущих щеки 1,2, скрепленных между собой дистанционными стойками 3, 4 (см. фиг.4), размещенную в пазах 5 щек выступами 6 П-образную скобу 7 с двумя вложенными осями 8, 9 и с рукояткой управления 10. Между плечами скобы 7 расположен расцепляющий рычаг 11, смонтированный шарнирно на дистанционной стойке 3 и связанный с расцепляющим устройством 12, а также шарнирно соединенные между собой осью 13 два ломающихся рычага 14, 15 (см. фиг.5 и 6). Рычаг 14 связан шарнирно через ось 16 с ведущим блоком 17 контактодержателей подвижных контактов 18, 19 среднего полюса. Ведущий блок 17 вращается на оси 20, установленной своими концами в отверстиях 21 щек 1, 2 (см. отв.21 на фиг.4). Все контактодержатели подвижных контактов 18, 19 вращаются на оси 22 и подпружинены пружинами нажатия 23, 24. Второй ломающийся рычаг 15 связан с расцепляющим рычагом, 11 через оси 25 и 26, которые закреплены в расцепляющем рычаге. Механизм, кроме двух имеющихся пружин включения 27, 28, (см. фиг.3 и фиг.4) снабжен дополнительной парой пружин, 29, 30. Для установки всех четырех пружин первыми концами на вложенных осях 8, 9 П-образной скобы 7, а вторыми концами на оси 13 шарнирного соединения двух ломающихся рычагов 14, 15, в конструкцию введены две пары равноплечих коромысел 31, 32 и 33, 34 (см. фиг.3) с центральными отверстиями 35, 36 на осях симметрии всех коромысел, с отверстиями 37 на концах плеч первой пары коромысел 31, 32 и с закладными зацепами 38 на концах второй пары коромысел 33, 34. Все пружины своими первыми концами навинчены на закладные зацепы 38 второй пары коромысел 33, 34, закрепленных своими центральными отверстиями 36 на оси 13 шарнирного соединения ломающихся рычагов. Вторыми концами все пружины установлены в отверстия 37 плеч первой пары коромысел 31, 32 через промежуточные ввертные зацепы 39. Своими центральными отверстиями 35 первая пара коромысел 31, 32 закреплена на вложенных осях 8, 9 П-образной скобы. Такая конструкция крепления пружин позволяет обеспечить собираемость узла и симметричное суммирование усилий пружин относительно точек крепления. При необходимости количество пар дополнительных пружин может быть увеличено до двух-трех в зависимости от требуемого усилия и габаритного места между плечами П-образной скобы в пределах угла поворота скобы. Механизм свободного расцепления (см. фиг.1, 4, 7, 8) имеет также боковые блоки 40, 41 контактодержателей подвижных контактов, траверсу 43, соединяющую ведущий 17 и ведомые боковые блоки 40, 41 контактодержателей всех полюсов выключателя. Кроме этого механизм снабжен электроизоляционным основанием 44 (фиг.1) с вмонтированными в него опорами вращения 45, 46 (фиг.1, 7), общая ось которых параллельна оси 20 (фиг.4, 5, 6) вращения ведущего блока 17 контактодержателей. Траверса 43 выполнена с цапфами 47, 48 на торцах (фиг.2, 4, 8) и оснащена шарнирно соединенными между собой с помощью осей 49 водилами 50 и шатунами 51 (фиг.4, 7), размещенными напротив каждого блока контактодержателей таким образом, что водила 50 на траверсе в соседних полюсах развернуты относительно друг друга на 180 градусов. Боковые блоки контактодержателей 40, 41 имеют дополнительные оси вращения 52, 53, параллельные оси вращения 20 ведущего блока контактодержателей и установленные в электроизоляционном основании 44 (фиг.1, 4). Траверса 43 смонтирована с помощью цапф 47, 48 в опорах вращения 45, 46 и шарнирно связана посредством шатунов 51 с каждым блоком контактодержателей 17, 40 и 41 (фиг.7). Расцепляющее устройство 12 представляет классическую конструкцию (см. фиг.5, 6), состоящую из поворотной расцепляющей рейки 54, подпружиненной защелки 55, вращающейся на оси 56 и замка 57, вращающегося на оси 58. Замок 57 имеет возможность взаимодействовать своей осью 59 с защелкой 55, а своим фигурным пазом 60 с расцепляющим рычагом 11 через закрепленную на этом рычаге ось 26. Благодаря тому, что водила 50 в соседних полюсах на траверсе закреплены с разворотом на 180 градусов относительно друг друга, боковые блоки 40, 41 контактодержателей подвижных контактов 18, 19 имеют возможность перемещаться в другую сторону по отношению к ведущему блоку 17 контактодежателей (навстречу ведущему блоку 17). Смотри положение контактов 18, 19 во всех блоках в отключенном состоянии на фиг.1, 2 и 7, а во включенном положении на фиг.8. Это позволило разместить верхние выводы 61, 62, 63 выключателя со смещением друг от друга (см. фиг.9) так, что геометрические центры поперечных сечений выводов находятся в вершинах треугольника abc. Такая компоновка полюсов ослабляет проявление скин-эффекта, эффекта близости полюсов и переноса мощности, и как следствие, уменьшает превышение температуры среднего полюса. Это значит, что при заданном стандартами превышении температуры величиной 80 градусов, межполюсное расстояние А может быть пропорционально уменьшено без увеличения глубины Н выключателя (высота Н выключателя определяется в основном высотой h дугогасительной камеры 64 и толщиной выводов t), в котором применен предлагаемый механизм свободного расцепления, то есть предлагаемая полезная модель позволяет уменьшить ширину В всего выключателя и уменьшить его материалоемкость.
Работает механизм свободного расцепления таким же образом, как и известные аналоги, с той лишь разницей, что подвижные контакты в соседних полюсах движутся в разных направлениях, с большей скоростью и с меньшей зависимостью от перекосов, возникающих от электродинамического воздействия ударного тока короткого замыкания в одном из крайних полюсов. Механизм отличается также большей электродинамической стойкостью к токам короткого замыкания, из-за применения нескольких параллельно соединенных пар пружин включения (пружины включения всегда должны обеспечивать преодоление суммарного усилия пружин нажатия, величина которого определяет величину тока электродинамической стойкости контактной системы). Механизм может находиться в следующих устойчивых положениях «Взведено», «Включено», «Отключено рукояткой», «Отключено автоматически».
В положении «Взведено» (см. фиг.5) поворотная расцепляющая рейка 54 удерживает подпружиненную защелку 55 от поворота вокруг оси 56 по часовой стрелке. Защелка в свою очередь удерживает замок 57 от поворота вокруг оси 58 по часовой стрелке путем упора своей контактной поверхностью К в ось 59, установленную в боковых стенках замка. Замок 57 взаимодействует своим фигурным пазом 60 с расцепляющим рычагом 11 через закрепленную на рычаге 11 ось 26 и удерживает расцепляющий рычаг в таком положении при выполнении операций включения и отключения рукояткой 10.
При включении с помощью рукоятки 10 (рукоятка переводится из положения «Взведено», или «Отключено рукояткой», фиг.1, 2 в положение «Включено», фиг.8) пружины 27, 28, усиленные дополнительной парой пружин 29, 30, передают свои усилия с помощью двух пар коромысел 31, 32, и 33, 34 на ось шарнирного соединения 13 ломающихся рычагов 14, 15. При этом рычаг 15, вращается по часовой стрелке вокруг оси 25, закрепленной на неподвижном при ручном оперировании расцепляющем рычаге 11, а рычаг 14 через ось 16 приводит во вращение против часовой стрелки вокруг оси 20 ведущий блок 17 контактодержателей среднего полюса. Так как ведущий блок 17 контактодержателей связан шатуном 51 и водилом 50 с траверсой 43, то траверса на цапфах 47, 48 будет поворачиваться в опорах 45, 46 изоляционного основания 44 вокруг собственной оси тоже против часовой стрелки. Благодаря установке на траверсе водил 50 в соседних полюсах с разворотом на 180 градусов по отношению к водилу в среднем полюсе, боковые ведомые блоки 40, 41 будут вращаться вокруг дополнительных осей 52, 53 по часовой стрелке. Таким образом, при включении подвижные контакты 18, 19 в боковых полюсах будут всегда перемещаться в противоположную сторону по отношению к перемещению контактов в среднем полюсе. Это позволяет разместить выводы 61, 62, 63 выключателя в вершинах треугольника abc (см. фиг.9), т.е. реализовать наиболее благоприятную компоновку полюсов выключателя для уменьшения проявления поверхностного эффекта, эффекта близости и переноса мощности.
При отключении с помощью рукоятки 10 (рукоятка переводится из положения «Включено», фиг.8 в положение «Отключено рукояткой», фиг.2) все происходит в обратном порядке.
При автоматическом отключении, в случае возникновения коротких замыканий, перегрузок, понижений напряжений, отключение производится расцепителями выключателя путем воздействия на отключающую рейку механизма. Расцепитель своим исполнительным электромагнитом (на рисунках не показан) поворачивает рейку 54 (см. фиг.6) по часовой стрелке вокруг своей оси и выводит из зацепления защелку 55. Защелка, поворачиваясь вокруг оси 56 по часовой стрелке, освобождает ось 59 замка 57 от зацепления с фиксирующей поверхностью К. Замок 57 под действием усилия расцепляющего рычага 11 повернется против часовой стрелки вокруг оси 58. Ось 26 расцепляющего рычага 11 выйдет из короткой части паза 60 в его длинную часть. После чего начинается автоматическое размыкание контактов под действием основной 27, 8 и дополнительной 29, 30 пар пружин. Так как усилие пружин увеличено почти в два раза без увеличения габаритов механизма, то согласно уравнениям равноускоренного движения в 1,4 раза увеличено быстродействие размыкания контактов, что повышает коммутационную способность выключателя. Увеличение усилия оперирования компенсируется увеличением плеча рукоятки и ее Т-образной формой. При увеличенных усилиях пружин включения стало возможным увеличить и усилия пружин нажатия 23, 24. Это позволило увеличить электродинамическую стойкость контактной системы на 32% без применения громоздких электродинамических компенсаторов сил межконтактного отталкивания, возникающих при больших токах короткого замыкания. Более высокая электродинамическая устойчивость контактной системы расширяет зону селективной работы выключателя, расширяет диапазон токовых уставок его электронного расцепителя. После автоматического отключения рукоятка 10 под действием пружин 27-30 переходит в среднее положение, индицируя обслуживающему персоналу факт автоматического отключения аварийного тока. Благодаря креплению траверсы 43 на опорах вращения 45, 46 основания 44 с помощью цапф 47, 48 создано устойчивое осевое положение траверсы, так как по сравнению с прототипом расстояние между опорами увеличено почти в три раза (в аналогах и прототипах траверса перемещается по радиусной траектории на короткой оси 20, закрепленной концами между щеками механизма). В результате вся контактная система стала более устойчивой к электродинамическим воздействиям ударных токов короткого замыкания, возникающих в одном из крайних полюсов. Это повышает надежность работы механизма, так как влияние перекосов траверсы на работу механизма практически исключено.
Взведение механизма производится переводом рукоятки из среднего положения «Отключено автоматически», фиг.6 в положение «Взведено», фиг.5. При взведении П-образная скоба 7 осью Г контактирует с поверхностью Д расцепляющего рычага 11. Рычаг 11 осью 26 вращает вокруг оси 58 по часовой стрелке замок 57 до тех пор, пока ось 26 не зайдет в короткую запирающую часть фигурного паза 60. Одновременно замок 57 своей осью 59 воздействует на защелку 55, которая, вращаясь вокруг оси 56 против часовой стрелки, поворачивает подпружиненную пружиной вращения рейку 54. Рейка вращается по часовой стрелке до тех пор, пока конец защелки не соскочит с поверхности лыски Е. Далее рейка 54 повернется в обратном направлении под действием своей собственной пружины, и защелка 55 встанет на упор на цилиндрической части рейки (фиг.5). Механизм готов к ручному включению-отключению и автоматическому отключению.
Таким образом, выполнение механизма свободного расцепления автоматического выключателя на большие номинальные токи в заявляемом виде с новыми 1 конструктивными элементами, а именно с дополнительной парой пружин включения и двумя парами равноплечих коромысел, электроизоляционным основанием с вмонтированными в него опорами вращения, снабжение траверсы цапфами, водилами и шатунами, а боковых блоков контактодержателей дополнительными осями вращения, в описанной взаимосвязи и взаимном положении позволило достичь в предлагаемой полезной модели и в автоматическом выключателе с применением описанной модели:
- повышения быстродействия в 1.4 раза при отключении токов короткого замыкания и повышения электродинамической стойкости контактной системы на 32% за счет размещения дополнительных пружин между плечами П-образной скобы без увеличения габаритов механизма;
- повышения надежности срабатывания при ударных токах короткого замыкания в крайних полюсах выключателя путем исключения перекосов при движении траверсы за счет снабжения траверсы цапфами, а механизма электроизоляционным основанием с опорами вращения;
- обеспечения минимальных тепловых потерь в автоматическом выключателе от скин-эффекта, эффекта близости полюсов и переноса мощности при уменьшении межполюсного расстояния за счет придания механизму возможности встречного движения подвижных контактов в соседних полюсах с помощью шатунов и полюсных водил, установленных на траверсе с разворотом на 180 градусов, а также дополнительных осей боковых блоков контактодержателей;
- уменьшения габаритов выключателя на 16% за счет применения механизма с уменьшенным расстоянием между средним и боковыми блоками контактодержателей (уменьшенным межполюсным расстоянием), снижения материалоемкости выключателя.
Описанная конструкция полезной модели и описание ее работы свидетельствуют о соответствии заявленной полезной модели следующей совокупности условий:
- устройство, воплощающее заявленную модель, при его осуществлении предназначено для использования в составе низковольтных автоматических выключателей на большие номинальные токи в качестве механизма свободного расцепления и относится к электротехнике;
- для заявленной конструкции в том виде, как она охарактеризована в изложенной формуле полезной модели, подтверждена возможность ее осуществления с помощью описанных в заявке средств;
- устройство, воплощающее заявленную полезную модель, при осуществлении способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию «промышленная применимость».