АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ПАТРОННОГО ТИПА

Автоматический выключатель патронного типа
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к автоматическим устройствам защиты однофазных электробытовых приборов от токов перегрузки, короткого замыкания и от сверхдопустимого для них повышения напряжения, вызванного какими-либо причинами, например, в сл5Д1ае обрыва нулевого проводника в трехфазной распределительной сети и может быть использована в бытовых осветительных щитках с ввинчиваемыми патронными предохранителями.
Известен комбинированный автоматический выключатель, содержащий корпус, токоведущую систему с подвижным и неподвижным контактами, механизм свободного расцепления контактов, автоматически взаимодействующий с устройством защиты от перефузок и коротких замыканий, и электромагнитный расщепитель для защиты от минимального напряжения (авторское свидетельство СССР №379209, НОШ 83/12, 1969 г.).
Хотя данный выключатель и реагирует на отклонение напряжения от нормы, однако он срабатывает только при пониженном напряжении, которое не представляет угрозы для электробытовых приборов. При этом электроприемники остаются незащищенными от сверхдопустимого для них повыщения напряжения при обрыве нулевого проводника, которое является одной из причин их повреждения.
таковым не является, то при установке его в уже действующие квартирные осветительные щитки потребуется некоторое конструктивное изменение последних.
Наиболее близким техническим рещением к данной полезной модели является автоматический выключатель пробочного типа, содержащий корпус, токоведущую систему с подвижным и неподвижным контактами, механизм свободного расцепления контактов, установленный с возможностью взаимодействия с электротермическим расщепителем, срабатывающим при перегрузке по току, и с электромагнитным расщепителем, срабатывающим при коротких замыканиях в цепи (авторское свидетельство СССР №333619, НОШ 83/20, 1969 г.).
Однако данный выключатель, также как и все подобные ему выключатели патронного типа, не защищает электробытовые приборы от сверхдопустимого для них повышения напряжения в сети, поскольку до сих пор в однофазных электросетях отечественного жилого фонда не предусматривалось решение этой задачи.
В настоящее время стала достаточно актуальной необходимость защиты населения от ущерба, возникающего при воздействии на электробытовые приборы сверхдопустимого д.11я них повышения напряжения, а также защиты организаций, эксплуатирующих электросети, от возмещения данного ущерба.
В основу настоящей полезной модели положена задача создания такого автоматического выключате.пя патронного типа, который бы надежно защищал электробытовую технику от воздействия сверхдопустимого для нее повышения напряжения в сети.
Решение поставленной задачи достигается за счет того, что автоматический выключатель патронного типа, содержащий корпус, токоведущую систему с подвижным и неподвижным контактами, электротермический и электромагнитный расцепители, соединенные с
токоведущей системой, и механизм свободного расцепления, выполненный с возможностью взаимодействия с электротермическим и электромагнитным расцепителями, снабжен средством защиты от повышенного напряжения, соединенным с электромагнитным расцепителем.
Снабжение автоматического выключателя пробочного типа, срабатывающего при перегрузках по току и коротких замыканиях, средством защиты от повышенного напряжения позволяет надежно защитить электробытовые приборы от негативного воздействия сверхдопустимого для них повышения напряжения в сети, а также сделать выключатель более функциональным за счет совмещения в нем сразу трех различных защит.
Вьшолнение же средства защиты от повышенного напряжения на базе широко применяемого в быту ввинчиваемого автоматического выключателя позволяет максимально упростить процесс установки его в уже действующую электросеть, который заключается в вывинчивании из осветительного щитка старого выключателя с защитой только от перегрузок по току и коротких замыканий, ввинчивании на его место нового выключателя, уже с тройной защитой, и соединении выходящего из корпуса выключателя проводника с нулевым проводником.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен автоматический выключатель патронного типа в поперечном разрезе;
на фиг.2 - принципиальная схема средства защиты от повышенного напряжения.
Автоматический выключатель патронного типа содержит корпус, состоящий из соединенных между собой нижней части 1 и верхней части 2, токоведущую систему 3 с подвижным контактом 4 и двумя неподвижными контактами 5. Подвижный контакт 4 установлен на щтоке 6 и зафиксирован на нем пружиной 7. Шток б поджат пружиной 8 к перекидному рычагу 9,
вместе с которым образует механизм свободного расцепления контактов. Перекидной рычаг 9 установлен в держателе 10 с возможностью перемещения и взаимодействия одним плечом с электротермическим расцепителем 11, а другим - с рычагом 12 электромагнитного расщепителя, содержащего также катушку 13 с обмоткой 14 и якорь 15, подвижно связанный с рычагом 12. Электротермический расцепитель 11 и обмотка 14 катушки 13 соединены с токоведущей системой 3.
В взведенном состоянии выключателя перекидной рычаг 9 сцеплен с электротермическим расцепителем и с рычагом 12 электромагнитного расцепителя.
Включающая кнопка 16, установленная на перекидном рычаге 9, и выключающая кнопка 17, установленная на рычаге 12, пропущены через отверстия в направляющей 18 и через отверстия в верхней части 2 корпуса.
В корпусе, над направляющей 18, установлено средство защиты от повышенного напряжения 19, выполненное в виде электронного блока управления электромагнитным расцепителем. Электронный блок связан с электромагнитным расцепителем посредством провода 20 и допо:шительной обмотки 21 на катушке 13. При этом один конец дополнительной обмотки 21 соединен с проводом 20, а другой - с токоведущей системой 3. Из электронного блока, сквозь отверстие в верхней части 2 корпуса, наружу автоматического выключате.11я, выведен проводник 22, предназначенный для соединения с нулевым проводником N.
Электронный блок управления электромагнитным расцепителем содержит выпрямительный диод 23, стаби;штрон 24 и резистор 25, образующие источник питания схемы, резисторы 26, 27, 28, 29, 30, образующие измерительный делитель сетевого напряжения, резистор 31, подстроечный резистор 32 и резистор 33, составляющие источник опорного напряжения, компаратор 34 с прямым входом 35, инверсным входом 36 и
;
выходом 37, транзисторный ключ 38, гасящий резистор 39, помехоподавляющие конденсаторы 40, 41 и резисторы 42, 43.
Устройство работает следующим образом.
При перегрузке по току электромагнитный расщепитель 11 расцепляется с левым плечом перекидного рычага 9, и освобожденный щток 6 под воздействием пружины 8 перемещается вверх, вследствие чего подвижный контакт 4 размыкается с неподвижными контактами 5. Одновременно со штоком 6 перекидной рычаг 9 перемещается в прорези держателя 10 по часовой стрелке, выталкивая включающую кнопку 16. Взводится выключатель нажатием на включающую кнопку 16, под воздействием которой перекидной рычаг 9 сцепляется с электротермическим размыкателем 11, а подвижный контакт 4 и неподвижные контакты 5 замыкаются.
При коротких замыканиях в цепи рычаг 12 электромагнитного расцепителя расцеп.11яется с правым плечом перекидного рычага 9, и щток 6 перемещается вверх, размыкая подвижный контакт 4 и неподвижные контакты 5. Во время движения пггока 6 перекиднойрычаг 9
перемещается в держателе 10 по часовой стрелке и выходит из зацепления с электротермическим расцепителем 11, выталкивая включающую кнопку 16. При этом правое плечо перекидного рычага 9 подводится под рычаг 12.
Для взведения выключателя необходимо нажать на включающую кнопку 16, в результате чего перекидной рычаг 9 поворачивается против часовой стрелки и зацепляется сначала с рычагом 12 электромагнитного расцепителя, а затем - с электротермическим расцепителем 11.
Работа средства защиты от повышенного напряжения заключается в следующем.
Если напряжение на выходе измерительного делите.1я сетевого напряжения, поступающее на прямой вход 35 компаратора 34, ниже опорного напряжения, поступающего с выхода источника опорного
напряжения на инверсный вход 36 компаратора 34, то на выходе 37 компаратора 34 присутствует логический ноль, вследствие чего транзисторный ключ 38 поддерживается в закрытом состоянии. В этом случае через дополнительную обмотку 21 катушки 13 электромагнитного расщепителя протекает только ток, потребляемый элементами электронного блока управления, недостаточный для срабатывания электромагнитного расщепителя.
При повышении напряжения в сети напряжение на прямом входе 35 компаратора 34 становится выше напряжения на инверсном входе 36. Вследствие этого на выходе 37 компаратора 34 появляется логическая единица, под воздействием которой открывается транзисторный ключ 38. Через дополшительную обмотку 21 электромагнитного расщепителя, выпрямительный диод 23, гасяший резистор 39 и открытый транзисторный ключ 38 протекает ток, достаточный для расцепления рычага 12 электромагнитного расцепителя с перекидным рычагом 9, вследствие чего подвижный контакт 4 и неподвижные контакты 5 размыкаются, обесточивая цепь нагрузки.
Помехоподавляюшие конденсаторы 40 и 41 служат для сглаживания напряжения на прямом входе 35 компаратора 34 и на входе транзисторного ключа 38. Это исключает ложные срабатывания средства зашиты от перенапряжения при воздействии импульсных сетевых помех.
Резистор 28 включен в цепь положительной обратной связи компаратора 34, обеспечивая тем самым релейный режим работы схемы, а резисторы 42 и 43 с.11ужат для обеспечения рабочих режимов компаратора 34 по питанию.
Порог срабатывания электронного блока управления определяется положением подвижного контакта подстроечного резистора 32.
его с правым плечом переюздпого {Шчага 9, что вызывает размыкание контактов также как при коропсих замыканиях или повышенном напряжении.
Если причина повышения напряжения сверх установленного уровня не устранена, то каждый раз при попытке взведения выключателя будет q)aбaтывaть электрсмапштный расцепитель по описанной выше схеме, до тех пор, пока неполадка не будет устранена. Авторы:fyf /I Е.М.Феськов  (.И.Берман А.Ю.Гзбырин Н.М.Новнков В.АСилаев Т.Ю.Дмитриева