СПОСОБ ВЫКЛЮЧЕНИЯ ОДНОПОЛЮСНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ВТЯЖНЫМ ЯКОРЕМ
METHOD OF SWITCHING OFF UNIPOLAR AUTOMATIC CIRCUIT BREAKER BY RETRACTIVE ANCHOR

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам отключения электропровода от таков перегрузки, не допустив перегрева жил электропровода.
Известен способ нагрева биметаллической пластины в однополюсных автоматических выключателях серии АЕ2000 - на номинальные токи: 10 А-АЕ2010, 16 А-АЕ2020, 25 А-АЕ2030 (см. Н.Н. Сырых. Эксплуатация сельских электроустановок. М.: Агропромиздат. 1986 г., с. 54-57).
Способ заключается во включении биметаллической пластины в однополюсном автоматическом выключателе в фазу и электропровод, в повышении температуры биметаллической пластины выше температуры окружающего воздуха при протекании по ней тока до номинального значения однополюсного автоматического выключателя. При использовании данного способа температура биметаллической пластины не поднимается выше определенного значения, т.к. при протекании тока по ней до номинального значения вскоре наступает равновесие между выделением тепла в ней и передачи его в окружающую среду, поэтому биметаллическая пластина, частично изгибаясь от недостаточной температуры, не нажимает защелку, удерживающую автоматический выключатель во включенном положении, а при протекании тока выше номинального тока однополюсного автоматического выключателя биметаллическая пластина, накаляясь до высокой температуры, изгибается, тем самым нажимает защелку на выключение однополюсного автоматического выключателя, что предотвращает накал жил электропровода от перегрузки и возникновение пожара от короткого замыкания.
Недостатком способа является то, что однополюсные автоматические выключатели серии АЕ2000 относятся к температуре окружающего воздуха 40°С. «Выключатели серии АЕ2000 при температуре окружающего воздуха 40°С отключают цепь: при 1,25 номинального тока несрабатывания в течение 20 минут, при 7 кратном токе несрабатывание в течение 2…15 с.» (см. Н.Н. Сырых. Эксплуатация сельских электроустановок. М.: Агропромиздат. 1986 г., с. 54-57). Практически однополюсные автоматические выключатели не находятся в окружающей среде с температурой 40°С, поэтому автоматические выключатели выключаются биметаллическими пластинами при температуре ниже максимальной (40°С) по истечении относительно длительного времени, а с холодного состояния автоматические выключатели от перегрузки выключаются по истечении после длительной температурной инерции биметаллической пластины. Нередко однополюсные автоматические выключатели устанавливают в тамбурах, в сенях, на лестничных площадках, где холодные сезоны года температура отрицательная, в этих условиях время выключения у автоматических выключателей увеличивается в разы, 7-кратный ток перегрузки в промежутки времени от 2…15 с приведет к расплавлению жил алюминиевых электропроводов и к обрушению их кусками в низ в помещение, что может вызвать пожар, а медные жилы, накаляясь докрасна, также являются причиной пожара. Недостатком у однополюсных автоматических выключателей серии АЕ2000 является и то, что ручка у автомата имеет длинный ход в сторону выключения, это замедляет срабатывание автоматического выключателя.
Известен способ выключения однополюсных автоматических выключателей типов EKF ВА 47-63, ДЭК ВА 101 с помощью биметаллической пластины в автоматических выключателях. Эти однополюсные автоматические выключатели на равной ток перегрузки срабатывают по истечении равного времени, они также относятся к температуре 40°С, поэтому их характеристики немного отличаются от характеристики однополюсных автоматических выключателей серии АЕ2000, т.к. автоматические выключатели EKF ВА 47-63, ДЭК ВА101 выключаются в начале хода ручки, а автоматические выключатели серии АЕ2000 выключаются в конце хода ручки.
Недостатками у однополюсных автоматических выключателей EKF ВА47-63, ДЭК ВА101 является то, что они также относятся к температуре 40°С, поэтому при температуре ниже 40°С, тем более при отрицательных температурах время срабатывания также увеличивается в разы.
В основу изобретения положена задача создания способа выключения однополюсного автоматического выключателя при помощи втяжного якоря реле тока с магнитным притяжением втяжного якоря, не допустив ток перегрузки на однополюсный автоматический выключатель выше его номинального значения, независимо от температуры окружающего воздуха.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе выключения однополюсного автоматического выключателя биметаллической пластиной, заключающемся в том, что биметаллическую пластину в однополюсном автоматическом выключателе включают фазу и электропровод, питающий бытовые электроприборы, на планку укрепляют реле тока с магнитным притяжением втяжного якоря, затем однополюсный автоматический выключатель прикрепляют на планку на некоторой высоте от верхнего торца корпуса реле тока с магнитным притяжением втяжного якоря, направив радиально к центральной оси полости реле тока с магнитным притяжением втяжного якоря, конец удлиненной ручки однополюсного автоматического выключателя располагают над штангой, введенной в полость реле тока с магнитным притяжением втяжного якоря через полость сердечника, на некотором расстоянии над торцом неферромагнитного стержня, выступающего за торцы втяжного якоря, однополюсный автоматический выключатель включают в катушку реле тока с магнитным притяжениям втяжного якоря и фазу, электропровод, питающий электроприборы, включают в противоположный вывод катушки реле тока с магнитным притяжением втяжного якоря, в нормальном положении втяжной якорь с сочлененным неферромагнитным стержнем, выступающим за торцы втяжного якоря, находятся в полости реле тока с магнитным притяжением втяжного якоря в вертикальном положении на постоянном магните, притянуты ферромагнетиком, прикрепленным на нижний торец неферромагнитного стержня, выступающего за торцы втяжного якоря.
Благодаря укреплению на планке реле тока с магнитным притяжением втяжного якоря и укреплению на некоторой высоте от торца реле тока с магнитным притяжением втяжного якоря однополюсного автоматического выключателя, направленного радиально к центральной оси полости реле тока с магнитным притяжением втяжного якоря, расположив конец удлиненной ручки однополюсного автоматического выключателя над штангой, введенной в полость сердечника и реле тока с магнитным притяжением втяжного якоря при протекании тока нагрузки по виткам катушки реле тока с магнитным притяжением втяжного якоря до номинального значения однополюсного автоматического выключателя, втяжной якорь притянут к магниту в исходном положении, как только ток нагрузки достигнет номинального значения (чуть выше номинального значения однополюсного автоматического выключателя) электромагнитная сила катушки и сердечника оторвет втяжной якорь от постоянного магнита и втяжной якорь, втягиваясь в полость со штангой на торце, поднимет удлиненную ручку автоматического выключателя, тем самым отключит его от тока нагрузки, достигшей номинального значения однополюсного автоматического выключателя, не допустив накала жил электропровода питающего электроприборы, независимо от температуры окружающего воздуха, что исключает возникновение пожара.
На фигуре 1 дана схема способа выключения однополюсного автоматического выключателя втяжным якорем.
Для осуществления способа использован патент на изобретение №2488186 Реле тока с магнитным притяжением втяжного якоря, автор - Михаханов Бугда Соронович.
Реле тока с магнитным притяжением втяжного якоря содержит: втяжной якорь 1, неферромагнитный стержень 2, выступающий по осевой линии втяжного якоря 1 за его торцы, сочленяющую пружину 9, расположенную на стержне 2 между шайбой 3, стопорным кольцом 10 и внутренним нижним торцом якоря 1, удерживающую сочленение гайку 11, завернутую на нижний выступающий из торца якоря 1 стержень 2, в корпусе 12 устройства полость 13 втяжного якоря 1 переходит в расширенную полость 8 сердечника 16, на границе перехода полостей 8 и 13 образовано по периметру плечо 14, ферромагнетик 18, соединенный с нижним торцом стержня 2, постоянный магнит 20, устроенный под ферромагнетиком 18 с соприкосновением к его поверхности с возможностью передвижения для регулировки тока уставки, т.к. сила магнитного притяжения возрастает в одной из точек на его поверхности, катушку (на чертеже не показано) реле тока с магнитным притяжением втяжного якоря РТМПВЯ, создающую сердечникам 16 от номинального тока силу электромагнитного поля как от тока перегрузки на провод, т.е. имитирующий ток перегрузки на провод за счет количества витков на катушке, в нормальном положении сочлененные втяжной якорь 1 и неферромагнитный стержень 2, выступающий за торцы втяжного якоря 1, находятся в полости 13 в вертикальном положении на постоянном магните 20, притянутые ферромагнетиком 18, штангу 17, введенную в полость 19 сердечника 16 и полость 13 втяжного якоря 1, на некотором расстоянии над торцом стержня, выступающего за торцы втяжного якоря 1, планку 22.
Реле тока с магнитным притяжением втяжного якоря работает следующим образом. Однополюсный автоматический выключатель ОАВ включают в катушку реле тока с магнитным притяжением втяжного якоря РТМПВЯ и фазу, электропровод, питающий электроприборы, включают во второй конец катушки реле тока с магнитным притяжением втяжного якоря РТМПВЯ. Если при включении бытовых электроприборов по цепи электропровода потечет ток до допустимого значения, то втяжной якорь 1 будет притянут к постоянному магниту 20 в исходном положении, при этом сочленяющая пружина 9 с определенной упругостью на стержне гасит звук, возникающий между ферромагнетиком 18 и постоянным магнитам 20, если ток нагрузки потечет допустимого значения (может чуть выше допустимого значения), то появившаяся сила электромагнитного поля катушки РТМПВЯ и сердечника 16, направленная вверх, оторвет втяжной якорь 1 от притяжения постоянного магнита 20, в этом случае втяжной якорь 1, втягиваясь в полость 13 и 8 со штангой 17 на торце, поднимет удлиненную ручку 21 однополюсного автоматического выключателя ОАВ в верх, тем самым отключит его от тока достигшего допустимого значения однополюсного автоматического выключателя, независимо от температуры окружающего воздуха. Таким образом электропроводка будет надежно защищена от тока перегрузки и короткого замыкания.
Способ осуществляют следующим образом.
Однополюсный автоматический выключатель (ОАВ) включают в реле тока с магнитным притяжением втяжного якоря (РТМПВЯ) и фазу, электропровод, питающий электроприборы, включают в противоположный вывод катушки РТМПВЯ. Если ток нагрузки в электропроводе не превышает номинальный ток ОАВ, то втяжной якорь 1 притянут к постоянному магниту 20 в исходном положении, если ток нагрузки в электропроводе достигает номинального тока ОАВ, то сила электромагнитного поля катушки РТМПВЯ и сердечника 16, направленная вверх, отрывает втяжной якорь 1 от притяжения постоянного магнита, в этом случае втяжной якорь 1, втягиваясь в полость РТМПВЯ со штангой 17 на торце, поднимает удлиненную ручку 21 ОАВ вверх, тем самым выключая ОАВ, предотвращает накала жил электропровода от перегрузки и возникновение короткого замыкания, а возникшее короткое замыкание отключает мгновенно, не допустив старения изоляции электропровода от температуры жил электропровода.