Вимикач автоматичний струмообмежуючий

Изобретение относится к низковольтным электрическим коммутационным аппаратам, а именно к выключателям автоматическим токоограничивающим. Выключатели автоматические токоограничивающие в изоляционных корпусах предназначены для защиты потребителей при перегрузках и коротких замыканиях в мощных сетях, а также для нечастных оперативных коммутаций электрического тока [1]. Известен выключатель автоматический токоограничивающий, который является наиболее близким по технической сущности к заявляемому те хническому решению. Выключатель содержит изоляционный корпус и крышку, установленные в корпусе контактную систему, состоящую из одного подпружиненного подвижного контакта и одного неподвижного контакта, однудугогасительную камеру, металлическую скобу с расположенным в ней механизмом свободного расцепления, состоящим из рукоятки, соединенной тягой с рычагом, шарнирно связанным с подвижным контактом, подпружиненного распыляющегося рычага, подпружиненной отключающей рейки, электромагнитный расцепитель, снабженный подпружиненным элементом, выполненным с возможностью воздействия на отключающую рейку и на подвижный контакт в сторону его размыкания с подвижным контактом при срабатывании электромагнитного расцепителя, термобиметаллический расцепитель, установленный с возможностью воздействия на отключающую рейку и подсоединительные зажимы. Рукоятка подпружинена и установлена в металлической скобе на своей оси, расцепляющийся рычаг - на своей оси. На рукоятке шарнирно установлена тяга, а на рычаге, шарнирно связанном с подвижным контактом - штифт, который шарнирно связан с тягой. Этот штифт входит в прорези расцепляющегося рычага [2]. Включают выключатель так; пои повороте рукоятки (по часовой стрелке до упора) штифт перемещается в прорези и перемещает свободный конец рычага, второй его конец, шарнирно связанный с подпружиненным подвижным контактом, поворачивает подвижный контакт, установленный на оси в металлической скобе, и замыкает его с неподвижным контактом. Для отключения выключателя рукоятку вручн ую поворачивают против часовой стрелки до упора и контактная пружина отбрасывает подвижный контакт от неподвижного после того. как рукоятка переместит штифт. При аварийных режимах расцепители поворачивают отключающую рейку, освобождается и поворачивается расцепляющийся рычаг, рукоятка поворачивается пружиной и освобождает штифт, после чего контактная пружина отбрасывает подвижный контакт от неподвижного. При отключении тока короткого замыкания подпружиненный якорь электромагнитного расцепителя одним концом воздействует на отключающую рейку, а вторым - на подвижный контакт, чем размыкает контакты и вводит в цепь токоограничивающую электрическую дугу раньше, чем контакты будут разомкнуты механизмом. Электрическая дуга, появляющаяся на контактах при отключении цепи, гаснет в дугогасительной камере. Недостатком известного выключателя является сложность конструкции механизма и технологии его изготовления, поскольку рукоятка и расцепляющийся рычаг расположены каждый на своей оси в металлической скобе и связаны кинематическими звеньями. что требует повышенной точности изготовления. Сложен конструктивно и технологически узел рукоятки: в ее выступе на оси установлена тяга из двух пластин, в которых установлен штифт, причем - шарнирно на одном конце рычага и входит концами в прорези расцепляющегося рычага. В стенках металлической скобы также выполнены прорези для концов шти фта. Пружина рукоятки также является пружиной, отключающей рейки, и расположена на оси рукоятки. Тяга и штифт, должны быть установлены на оси так, чтобы исключить их аксиальное перемещение, для чего они осаживаются, что также усложняет технологию. Сложна конструкция, а значит и технология расцепляющегося рычага. Скоба выполнена из двух щек, соединенных развальцованной осью рукоятки, и двух развальцованных выступов одной щеки в прорезях другой. Конструкция щек является сложной, что также усложняет технологический процесс сборки механизма, так как он собирается из ряда узлов и деталей в двух щеках скобы, которые после сборки скрепляются развальцовкой. Если после сборки механизм функционирует ненормально: затирает, нечетко работает, то брак исправить практически нельзя. Следует также отметить, что токоограничение при отключении тока короткого замыкания не очень существенно, так как разрыв цепи одинарный, а конструкция выключателя не позволяет относительно просто осуществи ть в нем двойной разрыв цепи. Задача изобретения - упрощение конструкции и технологии изготовления выключателя. Поставленная задача решена тем, что в выключателе автоматическом токоограничивающем, содержащем изоляционные корпус и крышку, установленные в корпусе контактную систему, состоящую, по меньшей мере, из одного подпружиненного подвижного контакта и одного неподвижного контакта, по меньшей мере, одну дугогасительную камеру, металлическую скобу с расположенным в ней механизмом свободного расцепления, состоящим из рукоятки, связанной тягой с рычагом, подпружиненного расцепляющегося рычага и подпружиненной отключающей рейки, электромагнитный расцепитель, снабженный подпружиненным элементом, выполненным с возможностью воздействия на отключающую рейку и на подвижный контакт в сторону его размыкания с подвижным контактом при срабатывании электромагнитного расцепителя, и подсоединительные зажимы, согласно изобретению рукоятка с тягой, рычаг и расцепляющийся рычаг установлены на одной оси в металлической скобе, причем тяга, связывающая рукоятку с рычагом, выполнена в виде пружины, .растяжения, а расцепляющийся рычаг выполнен с возможностью воздействия, при автоматическом отключении. на подвижный контакт в сторону его размыкания с неподвижным контактом и удержания его в этом положении, Именно заявляемое техническое решение. позволяющее рукоятку с тягой, рычаг и расцепляющийся рычаг установить на одной оси в металлической скобе, выполнение тяги, связывающей рукоятку с рычагом в виде пружины растяжения, и выполнение расцепляющегося .рычага в качестве элемента, обеспечивающего размыкание контактов при автоматическом отключении, позволило существенно упростить конструкцию выключателя и технологический процесс как изготовления деталей выключателя, так и его сборки. Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображен заявляемый выключатель автоматический в положении "отключено вручную" в разрезе; на фиг.2 -кинематическая схема механизма, соответствующая фиг.1, а также электрическая схема; на фиг.3 заявляемый выключатель в положении "включено" в разрезе; на фиг.4 -кинематическая схема механизма, соответствующая фиг.3. а также электрическая схема; на фиг.5 - заявляемый выключатель в положении "отключено автоматически"; на фиг.6 - кинематическая схема, соответствующая фиг.5, а также электрическая схема; на фиг;7 - вариант исполнения контактной системы с одинарным разрывом; на фиг.8 -металлическая скоба с элементами механизма свободного расцепления. Выключатель автоматический токоограничивающий содержит изоляционные корпус 1 и крышку 2. На чертежах, фиг.1, 3, 5, показан вариант выключателя, у которого корпус 1 и крышка 2 выполнены симметричными, с разъемом по вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости установки выключателя. Корпус 1 и крышка 2 после сборки выключателя скрепляются винтами. Контактная система может иметь двойной или одинарный разрыв. Выключатель, кроме электромагнитного, может иметь и термобиметаллический расцепитель. На фиг.1-6 показан вариант выключите ля с двойным разрывом и термобиметаллическим расцепителем. Подвижные контакты (фиг. 1-6) 3, 4 укреплены на контактном мосте 5. Контактный мост 5 установлен в штоке 6. Пружина 7 обеспечивает замыкание контактов и контактное нажатие. Неподвижные контакты 8, 9 установлены на П-образных шинах 10 и 11 соответственно. Части шин 12 и 13 служат для подвода (отвода) тока, а части 14 и 15 являются дугогасительными рогами. Каждый разрыв снабжен дугогасительной камерой 16 и 17 соответственно. Металлическая скоба 18 установлена внутри корпуса 1 и закрепляется в нем при установке крышки 2. На оси 19 в скобе 18 установлены с возможностью поворота рукоятка 20, рычаг 21 и расцепляющийся рычаг 22. Рукоятка 20 и рычаг 21 соединены тягой, выполненной в виде пружины растяжения 23. Расцепляющийся рычаг 22 подпружинен пружиной 24, второй конец которой закреплен в корпусе 1. В скобе 18 установлена с возможностью поворота отключающая рейка 25, подпружиненная пружиной 26. Расцепляющийся рычаг 22 установлен с возможностью взаимодействия с отключающейся рейкой 25 выступом 27. В скобе 18 выполнены упоры 28 и 29. Электромагнитный расцепитель 30 установлен в корпусе 1. Он снабжен подпружиненным элементом 31, на который при срабатывании электромагнитного расцепителя воздействует его боек 32. Свободный конец 33 элемента 31 выполнен с возможностью воздействия при этом на отключающую рейку 25 в сторону ее расцепления с расцепляющимся рычагом 22 и на шток 6 в сторону размыкания подвижных 3. 4 и неподвижных 8,9 контактов. Элемент 31 установлен на оси 34 и подпружинен пружиной 35. За электромагнитным расцепителем 30 со стороны, обратной скобы 18, установлен в корпусе 1 термобиметаллический расцепитель 36. На оси 34 установлен Г-образный элемент 37, подпружиненный пружиной 35. Термобиметаллический расцепитель 36 установлен с возможностью воздействия на сторону 38 Г-образного элемента 37, сторона 39 которого имеет возможность взаимодействия с отключающей рейкой 25 в сторону ее расцепления с расцепляющимся рычагом 22. Для возможности калибровки термобиметаллический расцепитель 36 снабжен регулировочным устройством 40. Сторона 13 шины 11 электрически соединена с одним выводом 41 катушки 42 электромагнитного расцепителя 30, второй вывод 43 которой соединен с выводом 44 термобиметаллического расцепителя 36, на выводе 45 которого установлен первый подсоединительный зажим 46. Второй подсоединительный зажим 47 установлен на части 12 шины 10. На фиг.7 показан вариант исполнения контактной системы с одинарным разрывом. Шина 48 соединена гибким соединением 49 с контактным мостом 5, на котором отсутствует подвижный контакт 3. Неподвижный контакт 8 заменен упором 50. установленным о корпусе 1; упор 50 целесообразно выполнять из прочного ударо- и износостойкого материала. В этом случае нужна только дугогасительная камера 17. Ме ханизм свободного расцепления установлен в металлической скобе 18 (фиг.8. фиг.3). Рукоятка 20 установлена на оси 19, состоящей из двух полуосей, пластинами 51. 52, между которыми на оси 19 установлен рычаг 21. там же происходит соединяющая рукоятку 20 и рычаг 21 тяга в виде пружины 23. Расцепляющийся рычаг 22 П-образного сечения установлен на оси 19 между сторонами скобы 18 и пластинами 51, 52. Выключатель автоматический работает следующим образом. 1. Положение "отключено вручн ую" (фиг. 1.2). Рукоятка 20 находится в крайнем нижнем положении. Рычаг 21 под действием пружины 23 давит поверхностью А на торец штока 6, чем удерживает контактный мост 5 в положении, при котором подвижные контакты 3, 4 и неподвижные контакты 8. 9 разомкнуты. 2. Включение выключателя из положения "отключено вручн ую" (фиг.4, 3). Рукоятку 20 следует переместить вверх до упора 28 по часовой стрелке. При этом рукоятка 20 переводит пружину 23 через нейтральное положение и она перебрасывает рычаг 21 в крайнее положение, упирая его в упор 28. Шток 6 освобождается и пружина • 7 передвигает его до замыкания подвижных контактов 3, 4 контактного моста 5 с неподвижными контактами 6, 8. 3. "Отключение выключателя вручную" (фиг. 1,2). Рукоятку 20 следует переместить вниз до упора о корпус 1. При этом рукоятка 20 переводит пружину 23 через нейтральное положение и она перебрасывает рычаг 21 до его упора поверхностью А в торец штока 6, в результате чего он двигает шток 6 в направлении к основанию корпуса 1, преодолевая усилие пружины 7 и подвижные контакты 3, 4 контактного моста 5 размыкаются с неподвижными контактами 8, 9; Электрическая дуга между контактами гаснет в дугогасительных камерах 16. 17, куда ее загоняют по рогам 12 и 13 электродинамические контуры, образуемые П-образными шинами 10. 11 и контактным мостом 5. 4. "Отключение выключателя автоматическое" а) отключение перегрузки При протекании тока перегрузки через термобиметаллический расцепитель 36 он давит на сторону 38 Г образного элемента 37, вследствие чего он поворачивается вокруг оси 34 и стороной 39 давит на расцепляющую рейку 25, чем выводит ее из зацепления с выступом 27 расцепляющегося рычага 22. Пружина этого рычага 26 оттягивает его до упора 29. При этом поверхность В этого рычага давит на торец штока 6 и размыкает подвижные 3, 4 и неподвижные 8, 9 контакты, преодолевая усилие пружины 7. Электрическая дуга гаснет в дугогасительных камерах 16, 17. Шток 7 с мостом 5 будет находиться в этом положении до взведения выключателя. б) отключение тока короткого замыкания. При протекании через выключатель тока короткого замыкания электродинамические силы отбрасывают контактный мост с контактами 3, 4 от неподвижных контактов 8,9, чем вводят в цепь токоограничивающие короткие электрические дуги раньше, чем произойдет срабатывание механизма свободного расцепления. При протекании тока через катушк у электромагнитного расцепителя 30 его боек 32 воздействует на подпружиненный элемент 31. который поворачивается на оси 34 и своим концом 33 воздействует на отключающую рейку 25. чем выводит ее из зацепления с выступом 27 расцепляющегося рычага 23. Пружина этого рычага 26 оттягивает его до упора 29. Расцепив отключающую рейку 25 с выступом 27 расцепляющегося рычага 22, конец 33 элемента 31 на который давит боек 32 электромагнитного расцепителя 30, продолжает двигаться по направлению к контактам и давит на шток 6 (например, через окно в штоке 6), чем вызывает дальнейшее расхождение контактов 3, 4 и 8, 9 раньше, чем механизм свободного расцепления начнет действовать поверхностью В расцепляющегося рычага 22 на торец штока 6. В результате этого электрические дуги между контактами 3-В, 4-9 растягиваются и электродинамические силы, образуемые П-образными шинами 10,11 и контактным мостом загонят эти дуги по рогам 12, в дугогасительные камеры 16, 17, где они и гаснут. После расцепления отключающей рейки 25 и расцепляющегося рычага 22 этот рычаг поверхностью В упирается в торец штока 6, чем полностью разводит подвижные и неподвижные контакты. Шток 6 с мостом 5 будет на ходиться в этом положении до взведения выключателя. 5. Взведение выключателя после автоматического отключения. При автоматическом отключении (фиг.5, 6) р укоятка выключателя остается в положении "включено вручную". При этом рукоятка 20 и рычаг 21 уперты в упор 28 металлической скобы 18, а расцепляющийся рычаг 22 - в упор 29 этой же скобы 18. Для того, чтобы взвести выключатель. следует перевести рукоятку 20 против часовой стрелки до упора о корпус 1 При этом пружина 23 перебрасывает рычаг 21 до его упора поверхностью А в торец штока 6, а рукоятка 20 поверхностью В давит на расцепляющийся рычаг 22, отводит его поверхность Б от торца штока 6 и вводит в зацепление отключающую рейку 25 с выступом 27 расцепляющегося рычага 22. Подвижные контакты 3. 4 и неподвижные контакты 8, 9 остаются разомкнутыми. Выключатель готов к включению (см, положение "отключено вручную", фиг. 1,2). При однополюсном разрыве работа механизма не изменяется, но происходит размыкание только контактов 4 и 9, при этом работает дугогасительная камера 17, так как контакты 3, 8 и дугогасительная камера 18 отсутствуют. При этом токоограничение при отключении тока короткого замыкания существенно ниже. Таким образом, по сравнению с прототипом, заявляемый выключатель имеет существенно более простую конструкцию, а следовательно, и более простую в те хнологию изготовления. Следует также отметить возможность относительно просто осуществи ть в заявляемом выключателе два исполнения: с более высокой отключающей способностью при двойном разрыве цепи и с меньшей отключающей способностью при одинарном разрыве цепи.