ПЕРЕКЛЮЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО И РЫЧАГИ КОЛЕННО-РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА ДЛЯ ВОЗДУШНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ
SWITCHING DEVICE AND TOGGLE MECHANISM LEVERS FOR AIR CIRCUIT BREAKER

Настоящее изобретение относится к переключающему устройству для воздушного выключателя и рычагам коленно-рычажного механизма воздушного выключателя и в частности к переключающему устройству для воздушного выключателя, обеспечивающему улучшенную функциональную надежность, предотвращая задевание между его рычагами и рычагами коленно-рычажного механизма.
Обычно воздушный выключатель используется как выключатель низковольтного типа, который выполняет включение/выключение цепи нагрузки или операцию отключения цепи при появлении аномального электрического тока, например короткого замыкания, замыкания на землю и избыточного электрического тока.
В традиционном воздушном выключателе рычаги коленно-рычажного механизма могут быть деформированы или повреждены из-за неравномерного состояния соединения между ними, или из-за столкновения, или задевания между их боковыми поверхностями в момент зарядки с помощью закрывающей пружины и операции замыкания.
Так как рычаги коленно-рычажного механизма деформируются и повреждаются, происходит опасное отклонение между операциями размыкания и замыкания воздушного выключателя. Из-за дисбаланса в трехфазном токе и напряжении, подаваемом на нагрузку, когда воздушный выключатель выполняет операции размыкания и замыкания, нагрузка перегревается или повреждается. Кроме того, снижается срок службы воздушного выключателя.
Следовательно, целью настоящего раскрытия является создание переключающего устройства для воздушного выключателя, обеспечивающего улучшение функциональной надежности и предотвращение повреждения или деформации рычагов коленно-рычажного механизма из-за задевания между ними, и рычагов коленно-рычажного механизма воздушного выключателя.
Таким образом, согласно одному объекту настоящего изобретения создано переключающее устройство для воздушного выключателя, содержащее:
неподвижный контакт, соединенный с источником питания основной цепи или цепи нагрузки для каждой фазы и предусмотренный согласно каждой фазе;
подвижный контакт, расположенный в соответствии с неподвижным контактом и перемещаемый в положение замыкания для взаимодействия с неподвижным контактом или положение размыкания для отделения от неподвижного контакта;
ведущий вал, выполненный вращаемым, для обеспечения движущей силы, чтобы передвигать подвижный контакт в положение замыкания или положение размыкания;
рычаг ведущего вала, соосно расположенный на ведущем вале, один конец которого соединен с подвижным контактом;
закрывающая пружина для обеспечения движущей энергии, чтобы передвигать подвижный контакт в положение замыкания;
приводной рычаг, соединенный с закрывающей пружиной и вращаемый с помощью движущей силы, обеспечиваемой от закрывающей пружины;
первый рычаг, выполненный вращаемым, один конец которого соединен с приводным рычагом для зацепления с ним;
второй рычаг, вращаемый с помощью соединения с первым рычагом, имеющим две пластинчатых части, и имеющий удлиненную часть по отношению к первому рычагу для предотвращения задевания первым рычагом с помощью расположения первого рычага между двумя пластинчатыми частями;
третий рычаг, один конец которого соединен со вторым рычагом, а другой конец соединен с рычагом ведущего вала и вращается вместе со вторым рычагом для перемещения подвижного контакта в положение замыкания для вращения рычага ведущего вала.
Согласно другому объекту настоящего изобретения созданы рычаги коленно-рычажного механизма переключающего устройства для воздушного выключателя, содержащие:
первый рычаг, выполненный вращаемым;
второй рычаг, у которого один конец соединен с первым рычагом, вращаемый разряжающейся энергией упругой деформации закрывающей пружины и имеющий пару удлиненных частей, проходящих к первому рычагу таким образом, чтобы предотвращать задевание первого рычага посредством расположения первого рычага между ними;
третий рычаг, один конец которого соединен со вторым рычагом и вращается вместе со вторым рычагом для передвижения подвижного контакта в положение замыкания.
Предпочтительно, первый рычаг является одной пластинчатой частью, а второй рычаг включает в себя пару пластинчатых частей, отстоящих друг от друга на заданное расстояние.
Упомянутые выше и другие объекты, отличительные признаки, аспекты и преимущества настоящего раскрытия станут очевидными из последующего подробного описания настоящего изобретения, приведенного со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Прилагаемые чертежи, которые приведены для обеспечения дополнительного понимания изобретения, и включены, и составляют часть этого описания, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и вместе с описанием предназначены для разъяснения принципов изобретения. На чертежах:
фиг. 1 - вид в сечении переключающего устройства для воздушного выключателя согласно настоящему изобретению;
фиг. 2 - вид в сечении, иллюстрирующий сжатое состояние закрывающей пружины переключающего устройства для воздушного выключателя согласно настоящему изобретению;
фиг. 3 - вид в сечении, иллюстрирующий состояние замкнутой цепи переключающего устройства для воздушного выключателя согласно настоящему изобретению;
фиг. 4 - вид в перспективе, иллюстрирующий рычаги коленно-рычажного механизма переключающего устройства для воздушного выключателя согласно настоящему изобретению.
Теперь будут более подробно описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего раскрытия, примеры которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах.
Далее переключающее устройство для воздушного выключателя согласно настоящему изобретению и рычаги коленно-рычажного механизма для воздушного выключателя описаны более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Как показано на фиг. 1 - 3, переключающее устройство 2 для воздушного выключателя согласно настоящему изобретению содержит неподвижный контакт 39, подвижный контакт 38, ведущий вал 3, рычаг 40 ведущего вала, закрывающую пружину 25, приводной рычаг 24 и рычаги 29, 34 и 35 коленно-рычажного механизма.
Рычаги 29, 34 и 35 коленно-рычажного механизма названы первым, вторым и третьим рычагами, соответственно.
Неподвижный контакт 39 соединяется с основной цепью источника питания или основной цепью нагрузки в каждой из трех фаз, например R, S и T, и располагается согласно каждой фазе. Когда воздушный выключатель реализуется как воздушный выключатель для трехфазного переменного тока R, S и T, неподвижный контакт 39 располагается согласно каждой фазе.
Подвижный контакт 38 располагается так, чтобы соответствовать неподвижному контакту 39. То есть когда предусматриваются три неподвижных контакта 39, предусматриваются три подвижных контакта 38. Подвижный контакт 38 передвигается в положение замыкания, чтобы касаться неподвижного контакта 39, или в положение размыкания, отдельное от неподвижного контакта 39.
Ведущий вал 3 вращается таким образом, чтобы обеспечить движущую силу для передвижения множества подвижных контактов (т.е. трех подвижных контактов) одновременно в положение замыкания или положение размыкания.
Рычаг 40 ведущего вала соосно расположен на ведущем вале 3, и его один конец соединен с подвижным контактом.
Закрывающая пружина 25 обеспечивает движущую силу для движения подвижного контакта 38 в положение замыкания.
Приводной рычаг 24 соединяется с закрывающей пружиной 25 и вращается с помощью движущей энергии от закрывающей пружины 25.
Первый рычаг 29 является вращаемым, и один его конец соединен с приводным рычагом 24 для взаимного соединения с ним.
Второй рычаг 34 вращается с помощью взаимного соединения с первым рычагом 29 и содержит две пластинчатых части 34a и 34b. Второй рычаг 34 имеет удлиненную часть 55, удлиняемую таким образом, чтобы предотвращать задевание первого рычага 29 с помощью размещения первого рычага 29 между пластинчатыми частями 34a и 34b. Удлиненная часть 55 составлена из одной пары удлиненных частей 55a и 55b, расположенных, соответственно, в пластинчатых частях 34a и 34b.
Третий рычаг 35 имеет один конец, соединенный со вторым рычагом 34, и другой конец, соединенный с рычагом 40 ведущего вала. Третий рычаг 35 вращается вместе со вторым рычагом 34 таким образом, чтобы приводить подвижный контакт 38 в положение замыкания, при этом вращая рычаг 40 ведущего вала.
Как показано на фиг. 1-3, переключающее устройство 2 для воздушного выключателя согласно настоящему изобретению дополнительно содержит вращательный вал 21, упор 22, пару боковых панелей 9, первый фиксатор 27, рычаг 28 включения, фиксатор ролика 30, второй фиксатор 31, рычаг 32 отключения, контактную ось 36, открывающую пружину 37 и нижний узел 39-1.
Упор 22 установлен на вращательном вале 21, так чтобы вращаться вручную или автоматически. В частности, вращательный вал 21 соединяется с рукояткой управления или с электродвигателем (не показано), таким образом вращаясь вручную или от электропривода.
Одна пара боковых панелей 9 поддерживает переключающее устройство 2 с обеих сторон.
Приводной рычаг 24 вращательно поддерживается между двух боковых панелей 9 и вращается с помощью взаимного соединения с первым рычагом 29, соосно устанавливаемым с упором 22 и вращательным валом 21.
Один конец закрывающей пружины 25 поддерживается опорой пружины (не показано), а другой ее конец поддерживается держателем пружинной опоры (не показано). Опора пружины соединяется с нижним концом приводного рычага 24, и держатель пружинной опоры фиксировано устанавливается в боковых панелях 9. Приводной рычаг 24 вращается при вращении упора 22 таким образом, что опора пружины передвигается в направлении влево на фиг. 1-3. В данном случае закрывающая пружина 25 сжимается с помощью опоры пружины, передвигаемой в направлении влево, таким образом заряжаясь энергией упругой деформации.
Первый фиксатор 27 выдвигается в верхнем и нижнем направлениях и смещается таким образом, чтобы упруго вращаться в одном направлении с помощью пружины (не обозначено ссылочной позицией), соединенный между пальцем, прикрепленным к боковой панели 9, и первым фиксатором 27. Для того чтобы предотвратить вращение упора 22, происходящего при разряжении энергии упругой деформации закрывающей пружины, заряжаемой в момент зарядки, первый фиксатор 27 фиксирует или закрывает упор 22, сцепляясь с ним.
Рычаг 28 включения вращательно установлен над первым фиксатором 27 таким образом, чтобы закрывать или отпускать первый фиксатор 27.
Первый рычаг 29 имеет L-образную форму и центрируется вокруг главного вала (не показано), фиксировано установленного в боковой панели 9. Нижняя горизонтальная удлиненная часть первого рычага 29 соединятся со вторым рычагом 34. Канавка 49 для введения или выведения фиксатора ролика 30 второго фиксатора 31 так, чтобы запирать или отпускать первый рычаг 29, создана в верхнем крае первого рычага 29.
Второй фиксатор 31 располагается над первым рычагом 29 почти V-образной формой. Фиксатор ролика 30 вращательно устанавливается в главной части второго фиксатора 31 в направлении длины. Второй фиксатор 31 смещен таким образом, чтобы вращаться в одном направлении с помощью несимметричной пружины (не обозначено ссылочной позицией), соединенный между пальцем (не обозначено ссылочной позицией), прикрепленным к боковой панели, и вторым фиксатором 31. Соответственно, когда фиксатор ролика 30 вставляется в канавку 49 первого рычага 29, второй фиксатор 31 запирается первым рычагом 29. Напротив, когда фиксатор ролика 30 вынимается (выводится) из канавки 49 первого рычага 29, второй фиксатор 31 отпускается таким образом, чтобы вращаться с помощью несимметричной пружины в одном направлении, т.е. направлении против часовой стрелки на фиг. 1-3.
Рычаг 32 отключения располагается над вторым фиксатором 31 и вращательно центрируется вокруг главного вала, установленного в боковой панели 9. Рычаг 32 отключения вращается в положение блокирования второго фиксатора 31 или таким образом, чтобы отпускать от блокирования второй фиксатор 31. В качестве средства для вращения рычага 32 отключения может использоваться клавиша отключения, управляемая нажатием пользователя, и отключение соединения, созданного между клавишей отключения и рычагом 32 отключения таким образом, чтобы передавать смещение клавиши отключения рычагу 32 отключения. Клавиша отключения и отключение соединения не показаны.
Нижний конец второго рычага 34 соединяется с приводным рычагом 24 так, чтобы взаимно соединяться с ним совместно с первым рычагом 29. Второй рычаг 34 приходит в взаимодействие с пальцем 33, предусмотренным в приводном рычаге 24, и одна его боковая поверхность проталкивается пальцем 33.
Третий рычаг 35 соединяется с верхним краем второго рычага 34 и вращается вместе со вторым рычагом согласно смещению второго рычага 34.
Ведущий вал 3 вытянут для прохождения сквозь боковую панель 9. Рычаг 40 ведущего вала соединяется с третьим рычагом 35 и устанавливается на ведущем вале 3 таким образом, чтобы вращаться вместе с ведущим валом 3. Соответственно, так как третий рычаг 35 вращается по часовой стрелке или против часовой стрелки, рычаг 40 ведущего вала вращается против часовой стрелки или по часовой стрелке, и, таким образом, ведущий вал 3 вращается против часовой стрелки или по часовой стрелке.
Контактная ось 36 служит для соединения третьего рычага 35 с ведущим валом 3 для взаимного соединения между ними.
Один конец открывающей пружины 37 поддерживается контактной осью 36, а его другой конец поддерживается одним фиксирующимся пальцем (не обозначено ссылочной позицией), установленным на боковой панели 9. Как показано на фиг. 3, рычаг 40 ведущего вала вращается против часовой стрелки в положении замыкания воздушного выключателя, и, таким образом, контактная ось 36 передвигается в левую сторону при извлечении (т.е. по направлению к неподвижному контакту 39). Соответственно, открывающая пружина 37 вытянута для зарядки энергией упругой деформации. В этом состоянии, когда клавиша отключения нажимается пользователем, рычаг 32 отключения вращается по часовой стрелке, как показано на фиг. 1, чтобы отпустить второй фиксатор 31. Соответственно, второй фиксатор 31 вращается против часовой стрелки при извлечении, и фиксатор ролика 30 извлекается из канавки 49 первого рычага 29. В данном документе рычаг 40 ведущего вала и ведущий вал 3 вращаются против часовой стрелки с помощью разрядки от энергии упругой деформации открывающей пружины 37, и, таким образом, третий рычаг 35 и второй рычаг вращаются по часовой стрелке.
Рычаг 40 ведущего вала соосно соединяется на ведущем вале 3 так, чтобы вращаться вместе с ним, и соединяется с подвижным контактом 38. Когда рычаг 40 ведущего вала вращается против часовой стрелки, подвижный контакт отделен от неподвижного контакта 39, следуя за рычагом 40 ведущего вала для реализации разомкнутой цепи. Наоборот, когда рычаг 40 ведущего вала вращается по часовой стрелке при извлечении, подвижный контакт 38 передвигается для взаимодействия с неподвижным контактом 39, следуя за рычагом 40 ведущего вала. Соответственно, замкнутая цепь создается между источником питания и нагрузкой таким образом, чтобы подавать электрический ток.
Нижний узел 39-1 соединяется с подвижным контактом 38 с помощью электрического кабеля (не показано) и электрически соединяется с нагрузкой или источником питания. Соответственно, когда подвижный контакт 38 приходит в взаимодействие с неподвижным контактом 39, реализуется замкнутая цепь между источником питания и нагрузкой таким образом, чтобы подавать электрический ток. Наоборот, когда подвижный контакт 38 отделен от неподвижного контакта 39, реализуется разомкнутая цепь между источником питания и нагрузкой, чтобы препятствовать протеканию электрического тока.
Рычаги коленно-рычажного механизма переключающего устройства для воздушного выключателя согласно настоящему изобретению объясняются более подробно со ссылкой на фиг. 4.
Как показано на фиг. 4, рычаги коленно-рычажного механизма переключающего устройства для воздушного выключателя согласно настоящему изобретению выполняют операцию переключения, чтобы выдержать репульсивную нагрузку, случающуюся в момент операции замыкания. Рычаги коленно-рычажного механизма включают в себя первый рычаг 29, второй рычаг 34 и третий рычаг 35.
Первый и второй рычаги 29 и 34 соединяются друг с другом с помощью первого соединительного штифта 41, и второй и третий рычаги 34 и 35 соединяются друг с другом с помощью второго соединительного штифта 42, устанавливаемого с третьим рычагом 35. Как показано на фиг. 1-3, первый соединительный штифт 41 проходит для соединения с приводным рычагом 24, таким образом соединяя первый и второй рычаги 29 и 34 с приводным рычагом 24 для взаимного соединения с приводным рычагом 24.
Для того чтобы предупредить столкновение первого и второго рычагов 29 и 34 друг с другом при задевании в момент операции замыкания и операции размыкания воздушного выключателя, второй рычаг 34 включает в себя первую пластинчатую часть 34a и вторую пластинчатую часть 34b. К тому же первая пластинчатая часть 34a и вторая пластинчатая часть 34b располагаются отдельно друг от друга на заданном расстоянии. Кроме того, первый рычаг 29 располагается между первой пластинчатой частью 34a и второй пластинчатой частью 34b. Ссылочной позицией 52 обозначена боковая поверхность первого рычага 29, обращенная ко второму рычагу 34 в направлении толщины.
Несмотря на вышеизложенную конфигурацию первый и второй рычаги 29 и 34 могут сталкиваться друг с другом при функционировании воздушного выключателя, например, по следующим причинам: ошибка соединения и неравномерной нагрузки в момент зарядки для закрывающей пружины при операции замыкания или операции размыкания.
Для предотвращения столкновения первого и второго рычагов 29 и 34 друг с другом при задевании в момент зарядки для закрывающей пружины, операции замыкания или операции размыкания, второй рычаг 34 имеет удлиненную часть 55, проходящую к первому рычагу 29 и обеспечивающую расположение первого рычага между первой пластинчатой частью 34a и второй пластинчатой частью 34b. Удлиненная часть составлена из удлиненной части 55a первой пластинчатой части 34a и удлиненной части 55b второй пластинчатой части 34b.
Удлиненная часть 55 второго рычага 34 поддерживает установленное между компонентами состояние первого рычага 29 между первым и вторым рычагами 34a и 34b, когда воздушный выключатель функционирует в зарядке, замыкании и размыкании, таким образом предотвращая задевание или столкновение между первым и вторым рычагами 29 и 34.
Переключающее устройство 2 для воздушного выключателя согласно настоящему изобретению выполняет зарядку, операцию замыкания и операции размыкания. Более конкретно, переключающее устройство 2 выполняет операцию зарядки для зарядки энергией упругой деформации в закрывающей пружине 25, операцию замыкания для взаимодействия подвижного контакта 38 с неподвижным контактом 39, используя энергию упругой деформации, заряжаемой в закрывающей пружине 25, и операцию размыкания для отделения подвижного контакта 38 от неподвижного контакта 39, используя энергию упругой деформации, заряжаемую в открывающей пружине 37.
Как показано на фиг. 2, операция для зарядки закрывающей пружины 25 воздушного выключателя осуществляется таким образом, чтобы выполнялась операция замыкания при состоянии, в котором подвижный контакт 38 отделен от неподвижного контакта 39. Как показано на фиг. 2, вращательный вал 21 вращается против часовой стрелки с помощью ручного управления рукояткой (не показано), предусмотренной при вращательном вале 21 пользователю, или с помощью автоматического управления вращательным валом 21 с помощью электродвигателя (не показано), соединенного с ним. Соответственно, упор 22 вращается против часовой стрелки, первый рычаг 29 соосно соединен с упором 22, а вращательный вал 21 вращается. В этом состоянии приводной рычаг 24, соединенный с одним концом первого рычага 29, сжимает закрывающую пружину 25 с помощью опоры пружины (не показано) при вращении. Соответственно, закрывающая пружина 25 заряжается энергией упругой деформации для операции замыкания.
В дальнейшем в данном документе операция замыкания воздушного выключателя объясняется со ссылкой на фиг. 3.
Когда пользователь нажимает на клавишу замыкания (не показано), блокировочное устройство рычага 28 включения, соединенное с клавишей замыкания, вращается против часовой стрелки. Соответственно, первый фиксатор отпускается и вращается в одном направлении несимметричной пружиной, поддерживаемой в боковой панели 9. Как результат, состояние блокировки упора 22 отпускается первым фиксатором 27. С помощью разрядки энергии упругой деформации закрывающей пружины 25 приводной рычаг 24 вращается против часовой стрелки. Соответственно, первый рычаг 29, один конец которого соединен с приводным рычагом 24, вращается против часовой стрелки, и, таким образом, второй и третий рычаги 34 и 35 вращаются против часовой стрелки. В этом состоянии рычаг 40 ведущего вала вращается по часовой стрелке, и, таким образом, подвижный контакт 38, соединенный с рычагом 40 ведущего вала, приходит во взаимодействие с неподвижным контактом 39. Как результат, операция замыкания воздушного выключателя завершается.
При замыкании закрывающая пружина 37 удлиняется, тогда как контактная ось 36, предусмотренная в рычаге 40 ведущего вала, передвигается в направлении влево, таким образом заряжая энергией упругой деформации для операции замыкания.
Далее операция размыкания воздушного выключателя объясняется со ссылкой на фиг. 1.
Когда пользователь нажимает на клавишу отключения, рычаг 32 отключения вращается по часовой стрелке, как показано на фиг. 1, чтобы отпустить второй фиксатор 31. Соответственно, второй фиксатор 31 вращается против часовой стрелки, и фиксатор ролика 30 выдвигается из канавки 49 первого рычага 29. В данном случае рычаг 40 ведущего вала и ведущий вал 3 вращаются против часовой стрелки с помощью разрядки энергии упругой деформации открывающей пружины 37, и, таким образом, второй и третий рычаги 34 и 35 вращаются по часовой стрелке. Соответственно, подвижный контакт 38, соединенный с рычагом 40 ведущего вала, отделяется от неподвижного контакта 39, таким образом реализуя замкнутую цепь между источником питания и нагрузкой.
При зарядке, операции замыкания и операции размыкания первый, второй и третий рычаги 29, 34 и 35 выполняют операцию переключения. Так как удлиненные части 55a и 55b второго рычага 34 расположены таким образом, чтобы разместить первый рычаг 29 между ними, избегают неправильно установленного состояния среди рычагов 29, 34 и 35 коленно-рычажного механизма и избегают задевания или столкновения между первым и вторым рычагами 29 и 34 при функционировании воздушного выключателя.
В воздушном выключателе согласно настоящему изобретению второй рычаг 34 содержит пару пластинчатых частей и удлиненные части, расположенные на каждом конце пластинчатых частей и вытянутые для расположения первого рычага 29 между пластинчатыми частями. Соответственно, при функционировании воздушного выключателя избегают задевания или столкновения между первым и вторым рычагами 29 и 34 таким образом, чтобы избежать деформации или разрушения рычагов коленно-рычажного механизма. Как результат, воздушный выключатель имеет улучшенную надежность и длительный срок службы.
Вышеупомянутые варианты осуществления и преимущества являются только примерными и не должны толковаться как ограничивающие настоящее раскрытие. Настоящие идеи могут быть легко применены к другим типам устройств. Это описание следует считать иллюстративным, а не ограничивающим объем формулы изобретения. Многие альтернативы, модификации и изменения будут очевидны специалистам в данной области техники. Отличительные признаки, конструкции, способы и другие характеристики примерных вариантов осуществления, описанных в данном документе, могут быть объединены различными способами для получения и/или альтернативных вариантов осуществления изобретения.
Так как настоящие отличительные признаки могут быть реализованы в нескольких формах без отклонения от их характеристик, следует также понимать, что вышеизложенные варианты осуществления не ограничены любыми из подробностей вышеизложенного описания, пока не оговорено иное, и скорее должно пониматься широко в пределах его объема, как определено в прилагаемой формуле изобретения, и, следовательно, все изменения и модификации, которые попадают в объем прилагаемой формулы изобретения, или их эквиваленты считаются охваченными прилагаемой формулой изобретения.