КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к электротехнике и используется для ручного включения/отключения электрических цепей в нормальном режиме эксплуатации и аварийного отключения нагрузки при протекании токов выше допустимых пределов.
В качестве прототипа принят патент на полезную модель №136232. Автоматический выключатель, принятый в качестве прототипа, включает корпус с крышкой, механизм свободного расцепления с рейкой и скобой, имеющей зацепление с рычагом механизма свободного расцепления, контактную систему с неподвижными и подвижными контактами, дугогасительные камеры, согласно полезной модели введены, по меньшей мере, два узла термомагнитного расцепителя, устанавливаемые в соответствующих полюсах и содержащие контактный вывод, П-образный магнитопровод, биметаллическую пластину с регулировочным винтом и кронштейн, установленные на шину-нагреватель, поворотный якорь с рычагом, установленный боковыми выступами в пазы на кронштейне и пружину, отклоняющую поворотный якорь с рычагом, установленную на рычаге поворотного якоря и кронштейне.
Рычаг поворотного якоря имеет волнообразный выступ для регулирования натяжения пружины, рейка механизма свободного расцепления является общей для всех полюсов, корпус разделен перегородками на полости по количеству полюсов и содержит выступы для установки термомагнитных расцепителей, крышка разделена перегородками на полости по количеству полюсов, имеет полые ниши для установки дополнительных устройств и пазы для вывода проводников дополнительных устройств.
К недостаткам прототипа можно отнести сложность конструкции узла защиты: термомагнитные расцепители содержат большое количество деталей (пружины, рычаги), рейка авариного отключения выполнена в виде узла, закрепляемого отдельно от термомагнитных расцепителей в корпусе, якорь П-образного электромагнита выполнен просто в виде плоской пластины, сечение которой мало, что влечет за собой повышенное сопротивление магнитному потоку в магнитной системе расцепителя, «трогание» якоря электромагнита происходит только при протекании по шине токов значительной величины.
Технической задачей является создание устройства, обеспечивающего надежное срабатывание механизма свободного расцепления в требуемых режимах работы объекта эксплуатации.
Техническим результатом является повышение надежности коммутационного устройства при защите потребителей от токов короткого замыкания.
Техническая задача решается за счет того, что в коммутационном устройстве, содержащем корпус с крышкой, механизм свободного расцепления с рукояткой, дугогасительные камеры, подвижные и неподвижные контакты, блок защиты и рейку аварийного отключения, рейка аварийного отключения выполнена из электротехнического изоляционного материала в виде единого секционного блока, при этом количество секций соответствует количеству полюсов коммутационного устройства, при этом в нижней части каждой секции неразъемно закреплен якорь электромагнитного расцепителя, причем каждый электромагнитный расцепитель состоит из П-образного магнитопровода, внутри которого размещен токопровод в виде силовой шины полюса коммутационного устройства, а каждый якорь электромагнитного расцепителя выполнен в виде стальной пластины и снабжен жестко закрепленной на нем и выполненной из магнитомягкого материала ферромагнитной накладкой.
Сущность полезной модели поясняется следующими рисунками:
Фиг. 1 - комбинированный расцепитель полюса,
Фиг. 2 - электромагнитный расцепитель в разрезе,
Фиг. 3 - коммутационное устройство в сборе,
Фиг. 4 - рейка аварийного отключения,
где:
1. Магнитопровод.
2. Токопровод.
3. Якорь.
4. Ферромагнитная накладка.
5. Рейка аварийного отключения.
6. Воздушный зазор.
7. Корпус.
8. Дугогасительные камеры.
9. Подвижные контакты.
10. Механизм свободного расцепления.
11. Рукоятка.
12. Блок защиты от сверхтоков.
13. Секции рейки аварийного отключения.
14. Электромагнитный расцепитель.
Коммутационное устройство состоит из корпуса 1, крышки (на фиг. не показано), механизма свободного расцепления 10 с рукояткой 11 для ручного оперирования коммутационным устройством, контактного блока, состоящего из подвижных контактов 9 и неподвижных контактов (на фиг. не показано), расположенных над ним дугогасительных камер 8, блока защиты от сверхтоков 12 и рейки аварийного отключения 5.
Рейка аварийного отключения 5 предназначена для автоматического расцепления механизма свободного расцепления 10 при протекании через коммутационное устройство сверхтоков, обеспечивает возможность взвода механизма после срабатывания блока защиты 12.
Рейка аварийного отключения 5 выполнена из электротехнического изоляционного материала в виде единого секционного блока, при этом количество секций 13 соответствует количеству полюсов коммутационного устройства. В нижней части каждой секции 13 неразъемно закреплен якорь 3 электромагнитного расцепителя 14.
Каждый электромагнитный расцепитель 14 состоит из П-образного магнитопровода 1, внутри которого проходит токопровод 2, представляющий собой силовую шину полюса коммутационного устройства.
Каждый якорь 3 электромагнитного расцепителя 14 выполнен в виде стальной пластины и снабжен жестко закрепленной на нем ферромагнитной накладкой 4, выполненной из магнитомягкого материала.
При протекании тока по токопроводу 2 вокруг него создается электромагнитное поле. Магнитный поток, создаваемый этим полем, замыкается по магнитопроводу 1, воздушным зазорам 6, якорю 3.
При протекании токов нагрузки, не превышающих допустимых значений, магнитного потока и создаваемой им магнитодвижущей силы недостаточно для притягивания якоря 3 электромагнитного расцепителя 14 к магнитопроводу 1. Якорь 3 электромагнитного расцепителя 14 остается на месте, коммутационное устройство работает в режиме проведения рабочего тока.
При протекании токов, многократно превышающих номинальный ток, магнитный поток и создаваемая им магнитодвижущая сила достигают величин, достаточных для притягивания якоря 3 электромагнитного расцепителя 14 к магнитопроводу 1.
Якорь 3 электромагнитного расцепителя 14 «трогается» с места, притягивается к магнитопроводу 1, ликвидируя при этом воздушные зазоры 6, механизм свободного расцепления 10 срабатывает и под действием силовых пружин (на фиг. не показано) отводит подвижные контакты 9 от неподвижных (на фиг. не показано), потребитель отсоединен от источника электроэнергии.
Применение накладки из магнитомягкого ферромагнитного материала позволяет увеличить сечение якоря электромагнитного расцепителя и, тем самым, снизить сопротивление магнитному потоку, увеличить величину создаваемой магнитным потоком магнитодвижущей силы, повысить стабильность работы электромагнитного расцепителя.
Одновременно с этим, выполнение рейки аварийного отключения зацело с якорем электромагнитного расцепителя упрощает конструкцию, сокращает время сборки коммутационного устройства.
Таким образом, задача создания устройства, обеспечивающего надежное срабатывание механизма свободного расцепления в требуемых режимах роботы при повышении надежности коммутационного устройства при защите потребителей от токов короткого замыкания, решена.