ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ АВТОМАТИЧЕСКИЙ

Изобретение относится к низковольтному аппаратостроению, в частности к выключателям автоматическим с естественным воздушным охлаждением и непосредственным ручным управлением, предназначенным для защиты электрических цепей от перегрузок и токов коротких замыканий, в том числе для пуска, защиты и отключения электродвигателей.
Известны выключатели автоматические АП50, разработанные Курским электроаппаратным заводом (в настоящее время ОАО «Электроаппарат») и описанные в книге Л.А.Родштейна «Электрические аппараты низкого напряжения». М.-Л.: изд. «Энергия», 1964 г.
Выключатели автоматические АП50 на токи 50А, в электрических цепях на номинальное напряжение 380 В переменного тока частоты 50 Гц и 220 В постоянного тока, осуществляли защиту от короткого замыкания и перегрузок.
К недостаткам этого выключателя автоматического относятся: сложная конструкция, большая материалоемкость изделия, трудоемкость его изготовления. Выключатели нестабильно срабатывают под током.
Усовершенствовать изделие удалось в конструкции выключателей автоматических АП50Б (ТУ 16-522.139-78), которые также являются разработкой специалистов Курского электроаппаратного завода (ОАО «Электроаппарат») (см. Указатель «Каталоги и справочники по электротехнике». М.: Информэлектро). Выключатели автоматические АП50Б выпускаются только с тепловыми максимальными расцепителями тока - для защиты электрических цепей от токов перегрузки, только с электромагнитными максимальными расцепителями тока - для защиты электрических цепей от токов короткого замыкания, а также с тепловыми и
электромагнитными максимальными расцепителями тока - для защиты от токов перегрузки и токов короткого замыкания.
Выключатели АП50Б на токи до 63 А предназначены для установки в электрических цепях на номинальное напряжение до 500 В переменного тока частоты 50-60 Гц и 220 В постоянного тока для защиты от перегрузок и коротких замыканий и оперативных включений и отключений указанных цепей с частотой от 6 до 30 включений в сутки, в том числе для пуска, защиты и отключения электродвигателей.
В качестве прототипа выбрана конструкция выключателя автоматического АП50Б, предназначенная для защиты от токов перегрузки и токов короткого замыкания. Конструкция выключателя автоматического АП50Б содержит корпус, состоящий из крышки и основания. Контактная система выключателя состоит из пары неподвижного и подвижного контактов в каждом полюсе. При этом неподвижный контакт электрически соединен с выводными зажимами для подключения напряжения к автоматическому выключателю. На неподвижном контакте с помощью специального крепления установлена дугогасительная камера с дугогасительными решетками. Дугогасительные камеры состоят из ряда пластин, закрепленных в стенках из электроизоляционного материала.
Подвижный контакт выключателя установлен в держателе с возможностью поворота и через гибкий токопровод электрически соединен с электромагнитным и тепловым расцепителями тока и выводными зажимами выключателя автоматического. В выключателях для защиты от токов перегрузки и токов короткого замыкания каждый полюс имеет тепловой расцепитель, выполненный в виде термобиметаллической пластины с отключающим элементом, и электромагнитный расцепитель в виде магнитопровода с катушкой и отключающим элементом. Срабатывание автоматического выключателя осуществляется с помощью механизма
свободного расцепления, имеющего отключающую рейку, через которую осуществляется воздействие электромагнитного и теплового максимальных расцепителей тока на механизм свободного расцепления. Тепловой максимальный расцепитель тока в каждом полюсе выключателя электрически связан через токопроводы с выводными зажимами выключателя для подключения нагрузки со стороны потребителя. Механизм свободного расцепления выполнен в виде системы шарнирно-связанных рычагов, соединяющих кнопки включения и отключения выключателя с подвижным контактным узлом, и отключающей рейки, через которую осуществляется воздействие теплового расцепителя на механизм свободного расцепления.
Недостатком такой конструкции является сложность сборки, большая материалоемкость из-за наличия узла крепления дугогасительных камер.
Задача, на решение которой направлено данное техническое решение - создание автоматического выключателя, применяемого для защиты от токов перегрузки и токов короткого замыкания, имеющего более простую конструкцию, меньшую материалоемкость и трудоемкость изготовления.
Предлагаемый выключатель автоматический содержит корпус, состоящий из крышки и основания, дугогасительные камеры в каждом полюсе, контактную систему, состоящую из пары неподвижного и подвижного контактов в каждом полюсе. Неподвижный контакт электрически соединен с выводными зажимами для подключения напряжения к выключателю автоматическому. Подвижный контакт установлен в держателе с возможностью поворота и через гибкий токопровод электрически соединен с электромагнитным и тепловым максимальными расцепителями тока и выводными зажимами автоматического выключателя. При этом тепловой максимальный расцепитель в каждом полюсе электрически связан с токопроводом подвижного контакта, а с другой
стороны - с одним концом намагничивающей обмотки электромагнитного расцепителя, другой конец которого связан с выводными зажимами выключателя для подключения нагрузки со стороны потребителя. Механизм свободного расцепления выполнен в виде системы шарнирно-связанных рычагов, соединяющих кнопки включения и отключения выключателя с подвижным контактным узлом, и отключающей рейки в виде двуплечего рычага, на одно плечо которого воздействует отключающий элемент теплового расцепителя, а на другое плечо - отключающий элемент электромагнитного расцепителя. Новым в выключателе является то, что дугогасительные камеры установлены непосредственно в секциях крышки автоматического выключателя, при этом в перегородках, разделяющих крышку на секции, выполнены выступы, а дугогасительные камеры, состоящие из ряда пластин, закрепленных в стенках из электроизоляционного материала, снабжены упорными пластинами. Расположение дугогасительных камер непосредственно в крышке выключателя позволило упростить конструкцию, уменьшить ее материалоемкость. При этом улучшились условия дугогашения, что позволило расширить диапазон номинальных токов, повысить надежность коммутирования.
На фиг.1 - общий вид автоматического выключателя;
На фиг.2 - крышка выключателя автоматического с установленными дугогасительными камерами.
Выключатель автоматический имеет корпус, состоящий из крышки 1 и основания 2. На основании 2 установлена контактная система, состоящая из неподвижного контакта 3 и подвижного контакта 4. Неподвижный контакт электрически соединен с выводными зажимами 5 для подключения напряжения к автоматическому выключателю. Подвижный контакт 4 установлен в держателе 6 с возможностью поворота и через гибкий
токопровод 7 электрически соединен с тепловым расцепителем 8 и выводными зажимами автоматического выключателя 9. Тепловой максимальный расцепитель тока выполнен в виде биметаллической пластины и воздействует на отключающую рейку 10 механизма свободного расцепления. Электрически тепловой максимальный расцепитель тока связан через токопроводы с выводными зажимами выключателя 9 для подключения нагрузки со стороны потребителя. Механизм свободного расцепления выключателя выполнен в виде системы шарнирно-связанных рычагов 11, соединяющих кнопки включения 12 и отключения 13 с подвижным контактом 4. Механизм свободного расцепления включает также отключающую рейку 10, через которую осуществляется воздействие теплового расцепителя 8 и электромагнитного максимального расцепителя тока 14 на механизм свободного расцепления. Электромагнитный максимальный расцепитель тока содержит магнитопровод 15, намагничивающую обмотку 16, якорь 17, толкатель 18.
В крышке 2 выключателя (см. фиг.2) выполнены перегородки 19, образующие секции, количество которых зависит от числа полюсов выключателя. В перегородках, в местах размещения дугогасительных камер 20, выполнены выступы 21, удерживающие дугогасительную камеру. Дугогасительная камера состоит из ряда пластин 22, закрепленных в стенках из электроизоляционного материала 23. Дугогасительные камеры снабжены упорными пластинами 24, которые позволяют надежно удерживать камеры в секциях крышки.
Выключатель автоматический работает следующим образом. Нажатием кнопки 12 неподвижный 3 и подвижный 4 контакты приводят в соприкосновение. При этом через выключатель протекает ток от вывода 5 через неподвижный контакт 3, подвижный контакт 4, токопровод 7 на второй вывод выключателя 9.
При токах короткого замыкания в защищаемой выключателем автоматическим цепи достигается ток уставки электромагнитного максимального расцепителя тока. Якорь 17 приходит в движение, перемещает толкатель 18, который ударяя в плечо отключающей рейки 10, разворачивает ее и производит срабатывание механизма свободного расцепления. Выключатель автоматический срабатывает и размыкает электрическую цепь. При токах перегрузки происходит нагрев термобиметаллической пластины 8, она прогибается и воздействует на другое плечо отключающей рейки 10 механизма свободного расцепления. Выключатель срабатывает и размыкает электрическую цепь. Выключатель автоматический повторно включается нажатием кнопки 18.