АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ НА НАПРЯЖЕНИЕ ДО 1000 ВОЛЬТ

Предлагаемая полезная модель относится к электротехническим изделиям, в частности к автоматическим выключателям. Заявляемое устройство предназначено:
- для применения в электрических цепях 3-х фазного переменного тока частоты 50, 60 Гц напряжением от 400 до 690 В с рабочими токами до 250А:
- для защиты от перегрузок и коротких замыканий;
- для нечастых оперативных включений и отключений линий (до трех в час). Известен автоматический выключатель по патенту РФ на полезную модель № 65294, содержащий корпус с крышкой, расцепители максимального тока и механизм расцепления с рукояткой.
К недостаткам известного устройства можно отнести повышенные риски износа контактов и, как следствие, возникновения токов короткого замыкания.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание конструкции, обеспечивающей повышенную износоустойчивость конструкции.
Предлагаемое устройство позволяет получить технический результат, заключающийся в повышении надежности и безопасности устройства при его эксплуатации и обслуживании.
Техническое решение поясняется иллюстрациями, где
на фиг. 1 изображена структурная схема автоматического выключателя;
на фиг. 2 изображены узлы автоматического выключателя со стороны силовых контактов;
на фиг. 3 изображены дополнительные электроизоляционные вставки механизма взвода/расцепления;
на фиг. 4 изображены узлы автоматического выключателя со стороны механизма аварийного расцепления;
Поставленная задача решается благодаря тому, что автоматический выключатель на напряжение до 1000 вольт содержит корпус с крышкой, механизм взвода/расцепления контактной системы в рабочем режиме, механизм защиты от токов перегрузки, механизм защиты от токов короткого замыкания. Корпус выполнен разделенным на три отсека для каждой коммутируемой фазы сети электропитания, снабжен кнопкой тестирования работоспособности механизма и размещенными между полюсами токопроводящей системы перегородками из диэлектрического материала, при этом катушки электромагнитных расцепителей выполнены установленными вертикально в каждом полюсе с возможностью воздействия на механизм аварийного расцепления непосредственно сердечником электромагнита, механизм расцепления выполнен из черного металла и снабжен с обеих сторон электроизоляционными диэлектрическими вставками, причем узел гашения дуги выполнен с дугогасительным рогом, а рукоятка механизма взвода/расцепления выполнена съемной. Устройство содержит:
1 - механизм взвода/расцепления;
2 - дугогасительный рог;
3 - электроизоляционные диэлектрические вставки;
4 - неподвижный контакт;
5 - ось из диэлектрического материала;
6 - защелка;
7 - главная пружина;
8 - рычаг;
9 - подвижный контакт;
10 - поворотная ось;
11 - рама корпуса;
12 - пружинная защелка;
13 - рейка аварийного отключения;
14 - сердечник электромагнита;
15 - втулка сердечника; 16-катушка;
17 - картонная пластина;
18 - оболочка сердечника;
19 - крепление теплового элемента;
20 - регулировочный винт;
21 - биметаллическая пластина;
22 - тепловой элемент;
23 - контактная шина;
24 - контактная шина;
25 - гибкая токопроводящая перемычка;
26 - дугогасительные камеры;
27 - механизм защиты от токов короткого замыкания;
28 - рукоятка механизма взвода/расцепления;
29 - механизм защиты от токов перегрузки;
30 - перегородки из диэлектрического материала;
31 - стальные пластины (ребра) дугогасительных камер.
Автоматический выключатель содержит литой корпус, состоящий из трех отсеков для каждого полюса выключателя.
Для защиты от межполюсных замыканий корпус снабжен перегородками 30 (Фиг. №2) из диэлектрического материала, размещенными между контактными парами, состоящими из подвижных 9 и неподвижных 4 контактов токопроводящей системы.
Каждый из полюсов представляет собой набор конструкционных элементов, выполняющих определенную функцию:
- подвижный 9 и неподвижный 4 контакты, обеспечивающие замыкание-размыкание электрической цепи;
- тепловой элемент 22 с биметаллической пластиной 21 для защиты нагрузки от токов перегрузки;
- электромагнитный расцепитель для защиты нагрузки от токов короткого замыкания;
- дугогасительные камеры 26, обеспечивающие гашение дуги при либо запланированном, либо аварийном отключении нагрузки;
Все полюсы конструктивно объединены общим механизмом взвода/расцепления 1 (Фиг. №2), общей рейкой аварийного отключения 13 (Фиг. №4), обеспечивающей одновременное размыкание контактных групп при срабатывании какого-либо из механизмов защит.
Механизм защиты от токов короткого замыкания 27 (Фиг. №2) выполнен по схеме однозвенного механизма. При этом сердечник 14 (Фиг. №2) электромагнитного расцепителя выполнен с возможностью непосредственного воздействия на рейку аварийного отключения 13 (Фиг. №4), что выгодно отличает его от имеющихся аналогов, использующих многозвенные механизмы, уменьшающие надежность узла и увеличивающие время отработки при срабатывании.
Механизм взвода/расцепления 1 (Фиг. №2) выполненный из черного металла, также с обеих сторон дополнительно защищен электроизоляционными диэлектрическими вставками 3 (Фиг. №3).
Увеличенная толщина контактных шин 23 и 24 (Фиг. №1), гарантирует высокую надежность и долговечность.
Механизм гашения дуги снабжен дугогасительным рогом 2 (Фиг. №2), что обеспечивает улучшенное гашение дуги при сокращенном количестве стальных пластин (ребер) решетки 31 (Фиг. №4) дугогасительной камеры 26 (Фиг. №4);
Корпус автоматического выключателя изготовлен из термопластичной смолы на основе полимеров, обеспечивает повышенную ударопрочность, износостойкость, пожаробезопасность и экологичность.
Корпус автоматического выключателя снабжен тестовой кнопкой проверки срабатывания механизма аварийного отключения, воздействующей на рейку аварийного отключения, что позволяет проверять работоспособность механизма взвода/расцепления в процессе эксплуатации.
Устройство работает следующим образом.
Замыкание подвижного 9 и неподвижного 4 контактов осуществляется переводом вручную закрепленной на рычаге 8 рукоятки 28 (Фиг. №4) из нижнего положения в верхнее. При этом силовая цепь автоматического выключателя готова к проведению тока нагрузки по цепи: контактная шина 23 - катушка электромагнитного расцепителя 16 - тепловой элемент 22 с биметаллической пластиной 21 - гибкая токопроводящая перемычка 25 - подвижный контакт 9 - неподвижный контакт 4 - контактная шина 24.
Ручное размыкание силовой цепи автоматического выключателя производится переводом рукоятки 28 (Фиг. №4) из верхнего положения в нижнее.
При протекании токов короткого замыкания, достигших определенной величины, сердечник 14 втягивается в катушку 16, поворачивает рейку 13. Рейка 13 выводит из зацепления защелку 6 механизма свободного расцепления. Механизм свободного расцепления размыкает подвижный 9 и неподвижный 4 контакты выключателя.
Возникающая в процессе размыкания электрическая дуга втягивается за счет электродинамических сил и магнитных полей в узкий промежуток между стальными пластинами 31 дугогасительной камеры 26 и за счет охлаждения и разбивки на отдельные маленькие дуги между стальными пластинами 31 гаснет.
При протекании токов, превышающих номинальные токи, но меньших, чем токи короткого замыкания, биметаллическая пластина 21 нагревается под действием протекающего тока и изгибается в сторону рейки 13, поворачивая ее. Рейка 13 выводит из зацепления защелку 6 механизма свободного расцепления. Механизм свободного расцепления размыкает подвижный 9 и неподвижный 4 контакты выключателя.
Возникающая в процессе размыкания электрическая дуга втягивается за счет электродинамических сил и магнитных полей в узкий промежуток между стальными пластинами 31 дугогасительной камеры и за счет охлаждения и разбивки на отдельные маленькие дуги между стальными пластинами 31 гаснет.
Тестовая проверка работоспособности механизма ввода-расцепления 1 осуществляется с помощью тестовой кнопки (на Фиг. не показана), расположенной на лицевой панели автоматического выключателя. При нажатии на кнопку шток кнопки давит на площадку рейки аварийного отключения 13, поворачивая ее. Рейка 13 выводит из зацепления защелку 6 механизма свободного расцепления. Механизм свободного расцепления размыкает подвижный 9 и неподвижный 4 контакты выключателя
Заявленное техническое решение обеспечивает повышение износостойкости до 10000 циклов включения/отключения, улучшение защиты от межполюсных замыканий благодаря защите механизма взвода/расцепления диэлектрическими вставками и разделению полюсов токопроводящей системы автоматического выключателя перегородками из диэлектрического материала.
Применение дугогасительного рога в узле гашения дуги обеспечивает улучшенное гашение дуги при сокращенном, относительно имеющихся аналогов, количестве стальных пластин (ребер) дугогасительной решетки.
Выполнение рукоятки механизма взвода/расцепления съемной обеспечивает удобное обслуживание или ремонт устройства.
Пополюсная проверка и настройка механизмов защит автоматического выключателя на заводе-изготовителе обеспечивает его гарантированное функционирование.
Таким образом, задача повышения безопасности и износоустойчивости конструкции решена.