ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к коммутационной аппаратуре, и применяется в конструкциях быстродействующих автоматических выключателей постоянного тока, предназначенных для защиты от недопустимых перегрузок и токов короткого замыкания в линиях и электроустановках постоянного тока.
Выключатели автоматические быстродействующие, удерживающиеся во включенном положении электромагнитным приводом и отключающиеся при спадании тока в катушке электромагнита, известны из следующих источников:
1. Патент RU №27737 Выключатель быстродействующий автоматический постоянного тока, 2002 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 №2328789 Выключатель автоматический быстродействующий постоянного тока, 2006 г.
Наиболее близким к патентуемому устройству следует считать выключатель по первому источнику (Патент RU №27737).
Этот выключатель содержит два подвижных и два неподвижных контакта, отключающую и контактную пружину, электромагнитный привод, якорь свободного расцепления, тяги.
Недостатком такой конструкции является изготовление отключающей пружины по виду нагружения в виде пружины растяжения. А как известно пружины растяжения по характеристикам уступают пружинам сжатия. А именно, при длительной эксплуатации пружина растяжения теряет свои технические параметры гораздо быстрее пружины сжатия, что снижает надежность работы выключателя.
Кроме того, отключающая пружина расположена с возможностью воздействия на главный якорь через скобу, и удалена на значительном расстоянии от рабочего зазора между якорем и магнитопроводом. Это приводит к необходимости применения пружины, развивающей значительные усилия, причем время размыкания контактов выключателя увеличивается.
Полезной моделью решается задача создания выключателя быстродействующего постоянного тока, характеризующегося высоким быстродействием и эксплуатационной надежностью.
Технический результат состоит в увеличении скорости движения подвижного контакта при размыкании.
Для обеспечения этого выключатель дополнительно содержит разгонную пружину, которая размещена концентрично и расположена внутри отключающей пружины, причем пружины установлены с возможностью воздействия непосредственно на главный якорь.
Сущность заключается в следующем.
Наличие разгонной пружины, усилие которой действует в момент отключения и расположение отключающей пружины с возможностью воздействия непосредственно на главный якорь, позволяет привести в движение главный якорь и соответственно подвижный контакт с высокой скоростью. Кроме того, при таком исполнении конструкции отключающая пружина применяется в виде пружины сжатия, что повышает эксплуатационную надежность выключателя.
Полезная модель поясняется на примере выполнения. На фиг 1 схематично представлен выключатель во включенном положении, на фиг.2 - то же в предвключенном положении, на фиг.3 - то же в отключенном положении, на фиг.4 - вид выключателя сверху, на фиг.5 - вид выключателя в изометрии.
Выключатель содержит два подвижных 1 и два неподвижных 2 контакта, отключающие пружины 3 и пружины контактного нажатия 4, электромагнитный привод, состоящий из магнитопровода 5 с главным якорем 6 и катушкой 7, якорь свободного расцепления 8, тяги 9, 10. Отключающие пружины 3 размещены с торцов магнитопровода 5 со стороны главного якоря 6. Внутри каждой отключающей пружины размещена разгонная пружина 11 (фиг.3). Выключатель содержит скобу 12, один конец которой посредством тяги 10 и пружины 13 связан с главным якорем 6 привода, а другой конец скобы расположен над якорем свободного расцепления 8, имеющего ограничитель 14 движения скобы, при этом подвижный контакт 1 прикреплен к скобе 12 и электрически изолирован от нее.
Выключатель работает следующим образом.
При протекании по катушке 7 привода включающего тока якорь 6 притягивается к правому сердечнику магнитопровода 5. Отключающие пружины 3 и разгонные пружины 11 сжимаются. Якорь свободного расцепления 8 притягивается к левому сердечнику магнитопровода 5 и удерживает скобу 12 с помощью ограничителя 14. Пружина 13 через тягу 10 сжимается (фиг.2).
Подвижные контакты 1 не смыкаются с неподвижными контактами 2 и остаются в предвключенном положении. 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.
Рычаг 15 переключает блок-контакты (на фигурах не опказаны), которые переключают катушку 7 привода на меньший по величине держащий ток.
Якорь свободного расцепления 8 не может удерживаться магнитным потоков держащего тока в притянутом положении, отпадает и освобождает скобу 12 (фиг.1). Пружина 13 переводит скобу 12 с траверсой 16 и подвижными контактами 1 во включенное положение, и его быстродействующий привод готов к немедленному отключению.
При возникновении тока короткого замыкания ток в катушке 7 привода прекращается. Главный якорь 6 не может удерживаться в притянутом к магнитопроводу 5 положении и под действием разгонных пружин 11 и отключающих пружин 3 с высокой скоростью отпадает от магнитопровода 5 (фиг.3), а соответственно контакты выключателя незамедлительно размыкаются.
Таким образом за счет применения дополнительных разгонных пружин, размещенных концентрично внутри отключающих пружин, с возможностью воздействия их непосредственно на главный якорь, достигнуто быстродействие выключателя и повышена эксплуатационная надежность.