RU2766439C2

RU2766439C2 - Аварийный электрический выключатель с усовершенствованным контактным узлом

Info

Publication number: RU2766439C2
Application number: RU2019136485A
Authority: RU
Inventors: Домен ЙАНЦ; Тадей ДРНОВСЕК; Миран ДОЛИНСЕК; Йанеж СКРАБАНЬЙА
Original assignee: Нела Развойни Сентер За Электроиндустрийо Ин Электронико, Д.О.О.
Priority date: 2017-04-13
Filing date: 2018-04-09
Publication date: 2022-03-15
Also published as: EP3610492A1; WO2018190777A1; PL3610492T3; EP3610492B1; RU2019136485A; RU2019136485A3; RS61862B1; SI25414A; HRP20210741T1; SI25414B

Abstract

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в упрощении конструкции аварийного электрического выключателя и повышении его надежности. Коммутационный узел выключателя состоит из неподвижного контактного элемента, электрически соединенного с катушкой прерывающего узла; катушка электрически соединена с первой контактной клеммой на корпусе выключателя; неподвижный контактный элемент расположен в упомянутом корпусе вне прерывающего узла, на стороне, обращенной к посадочному месту. Подвижный контактный элемент, находящийся внутри корпуса выключателя, расположен смежно с неподвижным контактным элементом и электрически соединен с другой соединительной клеммой на корпусе выключателя. Подвижный контактный элемент установлен с возможностью поворота в опоре, образованной на свободном концевом участке консольного стержня в области, расположенной перед иглой прерывающего узла, и механически и электрически соединен со второй соединительной клеммой, так что подвижный контактный элемент поджимается в направлении неподвижного контактного элемента посредством пружины и может также перемещаться в противоположном направлении, т.е. от неподвижного контактного элемента, преодолевая сопротивление упомянутой пружины, когда коммутационный элемент совершает поворот под воздействием иглы. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к электричеству, а именно к, базовым электрическим компонентам, в частности к выключателям и конструкционным деталям выключателей, которыми можно управлять посредством соответствующего рычага, и в частности к выключателям, пригодным для защиты от электрических перегрузок. Согласно Международной патентной классификации (IPC) такие изобретения относятся к классу Н01Н 71/52, Н01Н 73/50 или Н01Н 71/40.

В данном случае задача изобретения заключается лишь в упрощении аварийного выключателя при одновременном повышении его надежности. Это, однако, означает, что должна быть выработана соответствующая концепция в отношений аварийного электрического выключателя, которая позволит сделать так, что после встраивания такого выключателя в электрическую цепь, как только в данной цепи возникает либо тепловая перегрузка, либо ток короткого замыкания, упомянутый выключатель должен быстро и надежно разомкнуть цепь при сохранении контактного сопротивления и внутренних потерь мощности как можно более низкими, вследствие чего скорость поворота подвижного контакта при размыкании проходящей через него цепи должна быть как можно более высокой, так что коммутация электрической дуги должна быть быстрой, а с другой стороны, также механическая концепция и схема расположения подвижного контактного элемента и неподвижного контактного элемента должны быть простыми и обеспечивать возможность автоматизированного массового производства, а также создания такого пути тока, который, с одной стороны, должен привести к отклонению электрической дуги вследствие образования соответствующего магнитного поля, а с другой стороны, также сохранению достаточного расстояния между подвижным контактным элементом и неподвижным контактным элементом, благодаря чему можно также существенно повысить разрядное сопротивление выключателя в его разомкнутом состоянии.

Защитный электрический выключатель раскрыт в документе ЕР 2545576 В1, на который приводится ссылка в настоящем документе. Такой выключатель содержит корпус, который состоит из электроизоляционного материала и снабжен, по меньшей мере, двумя электрическими контактами для присоединения, по меньшей мере, к двум проводам, благодаря которым выключатель может быть встроен в требуемую электрическую цепь. Для замыкания и размыкания упомянутой электрической цепи внутри упомянутого корпуса предусмотрены подвижный контакт и неподвижный контакт, которые сами по себе состоят из электропроводящего материала и сами по себе соединены с упомянутыми контактами, используемыми для встраивания в каждую электрическую цепь. Упомянутый подвижный контакт выполнен с возможностью взаимодействия с механизмом разъединения, соединенным с приводной рукояткой, которая выполнена с возможностью управления выключателем и указания ошибок и может приводиться в действие посредством пускового механизма. Упомянутый пусковой механизм содержит, по меньшей мере, электрическую катушку, биметаллическую шайбу и иглу, которая может воздействовать на упомянутый механизм разъединения либо вследствие теплового расширения упомянутой биметаллической шайбы, либо под воздействием магнитного поля, сгенерированного упомянутой катушкой.

Упомянутая приводная рукоятка встроена с возможностью поворота в своей шарнирной точке в корпус и содержит участок, выступающий наружу из корпуса, и участок, расположенный внутри корпуса, к которому крепится зацепляющая скоба, служащая для соединения рукоятки с упомянутым механизмом разъединения и опосредованно также с подвижным контактом. Упомянутый механизм разъединения содержит разъединительный рычаг и пусковой рычаг, при этом разъединительный рычаг в своей шарнирной точке встроен с возможностью поворота в корпус и содержит первое посадочное место, расположенное перед иглой пускового механизма, и второе посадочное место, расположенное смежно с приводной рукояткой и выполненное с возможностью взаимодействия с зацепляющей скобой. Между упомянутыми посадочными местами на соответствующем расстоянии от шарнирной точки упомянутого разъединительного рычага расположен зуб, при этом к упомянутому зубу крепится пружина, работающая на растяжение, причем эта пружина с другой стороны крепится к подвижному контакту. Пусковой рычаг, установленный с возможностью поворота в своей шарнирной точке на соединительном рычаге, содержит первую консоль, расположенную перед упомянутой иглой, а также вторую консоль, расположенную противоположно относительно упомянутой шарнирной точки и примыкающую ко второму посадочному месту на разъединительном рычаге. Таким образом, зацепляющая скоба, которая с одной стороны соединена с приводной рукояткой, может вставляться между второй консолью пускового рычага и посадочным местом на разъединительном рычаге.

В таком выключателе подвижный контакт сконструирован в виде однородного рычага, который встроен с возможностью поворота вокруг своей шарнирной точки в корпус и допускает поворот из своего первого устойчивого положения, в котором он опирается на неподвижный контакт, в свое второе устойчивое положение на определенном расстоянии от упомянутого неподвижного контакта, а также выполнен с возможностью взаимодействия с механизмом разъединения, а именно либо с разъединительным рычагом, либо с его пусковым рычагом. Кроме того, упомянутый подвижный контакт выполнен с возможностью поджатия к неподвижному контакту посредством пружины, в качестве опции работающей на растяжение цилиндрической пружины, натянутой между зубом на пусковом рычаге и посадочным местом, расположенным на подвижном контакте на определенном расстоянии от шарнирной точки и под надлежащим углом относительно упомянутой консоли. Упомянутая консоль подвижного контакта снабжена опорной поверхностью, предназначенной для взаимодействия либо с посадочным местом соединительного рычага, расположенным смежно с иглой пускового механизма, либо с выступом на первой консоли пускового рычага. Шарнирная точка подвижного контакта расположена, по меньшей мере, приблизительно на линии смещения упомянутой иглы и перед ней, при этом первая консоль пускового рычага и посадочное место разъединительного рычага расположены в области между подвижным контактом и иглой. Такой выключатель выполнен из относительно сложных компонентов, которые также изготавливаются и собираются относительно сложным способом, в особенности с учетом организации их массового производства. Выключатель сам по себе, в общем, позволяет разомкнуть электрическую цепь в случае перегрузки по току или возникновения тока короткого замыкания, однако путь прохождения электрического тока в значительной степени не удовлетворяет техническим требованиям в смысле генерирования магнитного поля, которое предпочтительно. должно отклонять электрическую дугу, когда электрические контактные элементы перемещаются друг к другу или друг от друга. Кроме того, желательно также несколько увеличить скорость при перемещении контакта, поскольку данная мера может привести к существенно более высокому разрядному сопротивлению выключателя в его состоянии размыкания цепи, в котором контактные элементы удерживаются на расстоянии друг от друга.

Аналогичный выключатель раскрыт в документе ЕР 2837014 В1, на который также приводится ссылка. Дополнительный выключатель раскрыт в документе DE 4424332 А1.

Помимо этого, защитный электрический выключатель также раскрыт в документе ЕР 0621619 А1, который также содержит корпус, имеющий две соединительные клеммы, посредством которых подвижный и неподвижный контактные элементы, расположенные внутри упомянутого корпуса, электрически соединяются. Такой выключатель также содержит термический разъединительный блок, снабженный катушкой, электромагнитом и иглой, который встроен в электрическую цепь между неподвижным контактным элементом и соответствующей соединительной клеммой на корпусе. Подвижный контактный элемент электрически соединен с соответствующей соединительной клеммой на корпусе и может быть сдвинут либо в свое первое положение, в котором он упирается в упомянутый неподвижный контактный элемент, либо в свое второе положение, в котором он удерживается на определенном расстоянии от упомянутого неподвижного контактного элемента. Упомянутый подвижный контактный элемент с другой стороны соединен с пусковым рычагом, который встроен с возможностью поворота вокруг своей шарнирной точки в упомянутый корпус и содержит выступающую снаружи упомянутого корпуса приводную консоль, в то время как на его расположенном внутри упомянутого корпуса участке закреплена скоба, предназначенная для установления соединения между упомянутым рычагом и прерывающим механизмом. Прерывающий механизм состоит из коммутационного рычага и пускового рычага. Упомянутый подвижный контактный элемент установлен с возможностью поворота в упомянутом корпусе и посредством пружины с одной стороны удерживается в направлении корпуса, а с другой стороны поджимается к неподвижному контактному элементу. Он электрически соединен с соответствующей клеммой на упомянутом корпусе посредством гибкого электрического проводника, который жестко, например с помощью пайки или сварки, соединен с одной стороны с упомянутым неподвижным контактным элементом, а с другой стороны с упомянутой клеммой. При возникновении электрической перегрузки упомянутый прерывающий механизм посредством упомянутой иглы приводит в действие пусковой рычаг, который посредством коммутационного рычага вызывает поворот коммутационного рычага, а также одновременно поворот подвижного контактного элемента от неподвижного контактного элемента, преодолевая сопротивление упомянутой пружины, благодаря чему электрическая цепь размыкается. В данном случае подвижный контакт сдвигается от неподвижного контактного элемента на относительно малое расстояние, что приводит к относительно малому разрядному сопротивлению такого выключателя. Вместе с тем при повороте упомянутого подвижного контакта также существенно деформируется упомянутый гибкий электрический проводник, а это означает, что также обе точки соединения, в которых упомянутый проводник соединен с соединительной клеммой и подвижным контактом, подвергаются нежелательным механическим напряжениям, что порождает определенные риски в плане надежности такого выключателя, в особенности при его длительном использовании, поскольку свойства применяемых материалов могут, по меньшей мере, локально и/или даже химически изменяться во времени, в результате чего число замыканий и размыканий, в общем, может даже возрасти. Кроме того, в этом случае также путь прохождения электрического тока в значительной степени не удовлетворяет техническим требованиям в смысле отклонения электрической дуги посредством магнитного поля, генерируемого замыканием и размыканием цепи упомянутым выключателем.

Настоящее изобретение относится к аварийному электрическому выключателю с усовершенствованным контактным узлом, при этом такой выключатель, в общем, содержит коробчатый корпус, а также контактный узел, прерывающий узел, коммутационный узел и в качестве опции также дугогасительную камеру, которые встроены в упомянутый корпус.

Упомянутый коробчатый корпус состоит из электроизоляционного материала и в одной своей конечной зоне снабжен посадочным местом, обеспечивающим возможность разъемного соединения упомянутого корпуса со стандартизованной соединительной полкой в каждой доступной электрической коммутационной панели, а во второй своей конечной зоне снабжен поворотным рубильником, который служит как для активации вручную выключателя с целью создания проходящей через него электрической цепи, так и для ручного отключения выключателя вследствие размыкания упомянутой электрической цепи. Упомянутый корпус помимо этого снабжен двумя соединительными клеммами, каждая из которых сама по себе может соединяться с соответствующим электрическим проводником, посредством чего упомянутый. выключатель встраивается в соответствующую электрическую цепь.

Контактный узел встроен в упомянутый корпус и состоит из неподвижного контактного элемента и подвижного контактного элемента, выполненных из электропроводящего материала. Упомянутый контактный узел выполнен с возможностью замыкания или размыкания электрической цепи, проходящей через выключатель, так что электрическая цепь замыкается, когда упомянутый подвижный контактный элемент упирается в упомянутый неподвижный контактный элемент, или размыкается, когда упомянутый подвижный контактный элемент удерживается на расстоянии от упомянутого неподвижного контактного элемента. Каждый из упомянутых контактных элементов электрически соединен с одной из упомянутых контактных клемм и тем самым также с соответствующим электрическим проводником.

Упомянутый прерывающий узел также встроен в упомянутый корпус и состоит из трубчатого корпуса, вокруг которого навита катушка и внутрь которого введена расположенная по центру и продолжающаяся в продольном направлении ударная игла, при этом на его концевом участке, выступающем к контактному узлу, установлена биметаллическая мембрана. Кроме того, во внутреннее пространство упомянутого трубчатого корпуса упомянутого прерывающего узла в области упомянутой катушки введены неподвижное ярмо и якорь, смещаемый в продольном направлении вместе с упомянутой иглой, при этом между упомянутым ярмом и упомянутым якорем вставлена пружина, предназначенная отталкивать ярмо и якорь друг от друга. Таким образом, упомянутая игла может смещаться вдоль упомянутого корпуса либо посредством упомянутой биметаллической мембраны вследствие ее деформации в результате перегрева, вызванного электрической перегрузкой, либо посредством упомянутого якоря, когда последний перемещается относительно ярма в направлении контактного узла под действием магнитного поля, генерируемого электрической перегрузкой в области упомянутой катушки, либо когда он возвращается назад в свое исходное положение под действием силы, генерируемой упомянутой пружиной.

Коммутационный узел, в общем, состоит из электроизоляционного материала и с одной стороны механически соединен с упомянутым рубильником на корпусе выключателя, так что посредством него упомянутый рычаг может совершить поворот либо в свое первое, либо в свое второе конечное положение, при этом упомянутый коммутационный узел расположен перед упомянутой ударной иглой прерывающего узла смежно с упомянутым подвижным контактным элементом контактного узла. При каждом смещении упомянутой иглы в направлении подвижного контактного элемента упомянутая игла наносит удар по коммутационному узлу, в результате чего, с одной стороны, упомянутый подвижный контактный элемент перемещается на расстояние от неподвижного контактного элемента, благодаря чему электрическая цепь, проходящая через выключатель, размыкается, а с другой стороны, упомянутый рубильник одновременно сдвигается из своего первого в свое второе конечное положение, при этом упомянутый коммутационный узел удерживается в своем исходном положении посредством пружины, установленной в упомянутом корпусе выключателя.

В настоящем изобретении предложен выключатель, в котором упомянутый контактный узел содержит неподвижный контактный элемент, выполненный из электропроводящего материала и электрически соединенный с упомянутой катушкой прерывающего узла, при этом упомянутая катушка электрически соединена с упомянутой первой контактной клеммой на корпусе выключателя, при этом упомянутый неподвижный контактный элемент расположен в упомянутом корпусе вне упомянутого прерывающего узла и на той его стороне, которая обращена к упомянутому посадочному месту, при этом упомянутый выключатель дополнительно содержит подвижный контактный элемент, который также выполнен из электропроводящего материала, внутри упомянутого корпуса выключателя расположен смежно с упомянутым неподвижным контактным элементом и электрически соединен с другой соединительной клеммой на корпусе выключателя.

Согласно изобретению упомянутый подвижный контактный элемент установлен с возможностью поворота в опоре, образованной на свободном концевом участке консольного стержня в области, расположенной перед упомянутой иглой упомянутого прерывающего узла, и механически и электрически соединен с упомянутой второй соединительной клеммой, так что упомянутый подвижный контактный элемент, установленный в упомянутой опоре, поджимается в направлении упомянутого неподвижного контактного элемента посредством пружины, с помощью которой он поддерживается в окрестности упомянутой опоры, а также может перемещаться в противоположном направлении, т.е. от упомянутого неподвижного контактного элемента, преодолевая сопротивление упомянутой пружины, когда упомянутый коммутационный узел совершает поворот под воздействием иглы.

Упомянутая пружина, которая предпочтительно представляет собой плоскую пружину, в предпочтительном варианте осуществления изобретения с одной стороны прочно крепится к несущему элементу дугогасительной полки, который механически и электрически соединен с соединительной клеммой, смежной с упомянутым подвижным контактным элементом, а с другой стороны шарнирно опирается на упомянутую опору на упомянутом подвижном контактном элементе. В данном случае упомянутая пружина выполнена в виде консоли и установлена на жестком электропроводящем несущем элементе на упомянутой полке, которая, в общем, состоит из электроизоляционного материала, при этом упомянутый несущий элемент механически и электрически соединен с соединительной клеммой на стороне подвижного контактного элемента, в то время как другой несущий элемент упомянутой полки также является жестким и электропроводящим и одновременно электрически и механически прочно соединен с неподвижным контактным элементом.

Изобретение далее будет описано на основе одного варианта осуществления, который представлен на прилагаемых чертежах, где

Фиг. 1 схематично изображенный аварийный электрический выключатель согласно изобретению;

Фиг. 2 схематично изображенная электрическая цепь, проходящая через выключатель по Фиг. 1;

Фиг. 3 отдельно показанный контактный узел выключателя по Фиг. 1 и 2 на изометрическом виде;

Фиг. 4 контактный узел по Фиг. 3, когда он установлен в выключателе по Фиг. 1 и 2 и пребывает в состоянии, при котором подвижный контактный элемент упирается в неподвижный контактный элемент;

Фиг. 5 подвижный контакт контактного узла по Фиг. 3 на виде спереди;

Фиг. 6 контактный узел по Фиг. 3, когда он установлен в выключателе по Фиг. 1 и 2 и пребывает в состоянии, при котором подвижный контактный элемент удерживается на расстоянии от неподвижного контактного элемента;

Фиг. 7 контактный узел по Фиг. 3, когда он установлен в выключателе по Фиг. 1 и 2, при перемещении подвижного контактного элемента от неподвижного контактного элемента:

Фиг. 8 отдельно показанный прерывающий узел выключателя согласно изобретению:

Фиг. 9 прерывающий узел, представленный без катушки в продольном сечении вдоль его диаметральной плоскости;

Фиг. 10 - прерывающий узел вместе с упомянутой катушкой, представленный в продольном сечении вдоль его диаметральной плоскости в случае, когда электрический ток в цепи незначительно превышает номинальный ток;

Фиг. 11 - прерывающий узел вместе с упомянутой катушкой, представленный в продольном сечении вдоль его диаметральной плоскости в случае, когда электрический ток в цепи существенно превышает номинальный ток.

Аварийный электрический выключатель (Фиг. 1 и 2) содержит коробчатый корпус 1, а также контактный узел 2, прерывающий узел 3, коммутационный узел 4 и в качестве опции также дугогасительную камеру 5, которые встроены в упомянутый корпус 1.

Упомянутый коробчатый корпус 1 состоит из

электроизоляционного материала и в одной своей конечной зоне снабжен посадочным местом 11, которое служит для установления разъемного соединения упомянутого корпуса 1 со стандартизованной соединительной полкой в каждой доступной электрической коммутационной панели. Корпус 1 в своей другой конечной зоне снабжен поворотным рубильником 12, который служит как для активации вручную выключателя посредством замыкания проходящей через него электрической цепи, так и для ручного отключения выключателя вследствие размыкания упомянутой электрической цепи. Кроме того, упомянутый корпус 1 снабжен соединительными клеммами 13, 14, каждая из которых сама по себе может соединяться с соответствующим электрическим проводником 15', 15'', посредством чего упомянутый выключатель встраивается в соответствующую электрическую цепь.

Кроме того, контактный узел 2 встроен в упомянутый корпус 1 и содержит неподвижный контактный элемент 21 и подвижный контактный элемент 22 и выполнен с возможностью замыкания или размыкания электрической цепи, проходящей через выключатель, так что электрическая цепь замыкается, когда упомянутый подвижный контактный элемент 22 упирается в упомянутый неподвижный контактный элемент 21, или размыкается, когда упомянутый подвижный контактный элемент 22 удерживается на расстоянии от упомянутого неподвижного контактного элемента 21. Каждый из упомянутых контактных элементов 21, 22 электрически соединен с одной из упомянутых контактных клемм 13, 14 и тем самым также с соответствующим электрическим проводником 15', 15''.

Помимо этого, прерывающий узел 3 встроен в упомянутый корпус 1 и состоит из трубчатого корпуса 30, вокруг которого навита катушка 31 и который отдельно показан на Фиг. 8-11. В упомянутый корпус 30 введена расположенная по центру и продолжающаяся в продольном направлении ударная игла 32, при этом на его концевом участке 30', выступающем к контактному узлу, установлена биметаллическая мембрана. Кроме того, неподвижное ярмо 34 и якорь 35, способный смещаться продольно вместе с упомянутой иглой 32, введены во внутреннее пространство упомянутого трубчатого корпуса 30 упомянутого прерывающего узла 3 в области, расположенной внутри упомянутой катушки 31. Пружина 36 вставлена между упомянутым ярмом 34 и упомянутым якорем 35 и предназначена для отталкивания ярма 34 и якоря 35 друг от друга, причем в представленном варианте осуществления она может быть выполнена в виде цилиндрической пружины, работающей на сжатие.

Упомянутая игла 32 может смещаться вдоль упомянутого корпуса 30 либо посредством упомянутой биметаллической мембраны 33 вследствие ее деформации в результате перегрева, вызванного электрической перегрузкой, либо посредством упомянутого якоря 35, когда последний перемещается относительно ярма 34 в направлении контактного узла 2 под действием магнитного поля, генерируемого вследствие электрической перегрузки упомянутой катушкой 31. Электрическая цепь, проходящая через упомянутый выключатель согласно изобретению, а именно через проводники 15, 15'' и соединительные клеммы 13, 14, подвижный контактный элемент 22 и неподвижный контактный элемент 21, а также прерывающий узел 3, в процессе нормальной работы выключателя сохраняет штатный режим, представленный на Фиг. 1. Как только ток в электрической цепи превышает номинальное значение, катушка 31 и корпус 30 нагреваются и тепло передается в биметаллическую мембрану 33, которая в этом случае изгибается вправо согласно Фиг. 1, а именно в направлении контактного узла 2, в результате чего также и игла 32 сдвигается в упомянутом направлении. При возникновении тока короткого замыкания ток существенно превышает номинальное значение в очень короткий отрезок времени, так что для передачи тепла на биметаллическую мембрану 33 не хватает времени. В этом случае при увеличении тока катушка 31 быстро генерирует надлежащее магнитное поле, которое приводит к мгновенному перемещению якоря 35 в направлении ярма 34, преодолевая удерживающую силу упомянутой пружины 36, что также приводит к мгновенному перемещению упомянутой иглы 32 в направлении контактного узла 2.

Коммутационный узел 4, в общем, состоит из электроизоляционного материала и с одной стороны механически соединен с упомянутым рубильником 12 на корпусе 1 выключателя, так что посредством него упомянутый рычаг 12 совершает поворот либо в свое первое, либо в свое второе конечное положение, а с другой стороны упомянутый коммутационный узел расположен перед упомянутой ударной иглой 32 прерывающего узла 3 смежно с упомянутым подвижным контактным элементом 22 контактного узла 2. Упомянутый коммутационный узел 4 удерживается в своем исходном положении согласно Фиг. 6 посредством пружины 41, прикрепленной к корпусу 1 выключателя.

При каждом смещении упомянутой иглы 32 в направлении упомянутого подвижного контактного элемента 22 в силу ранее описанных причин упомянутая игла 32 наносит удар по упомянутому коммутационному узлу 4, в результате чего, с одной стороны, упомянутый подвижный контактный элемент 22 перемещается на расстояние от неподвижного контактного элемента 21 (Фиг. 7), благодаря чему электрическая цепь, проходящая через выключатель, размыкается (Фиг. 6), ас другой стороны, упомянутый рубильник 12 сдвигается из своего первого в свое второе конечное положение.

После размыкания электрической цепи, проходящей через выключатель, путем поворота упомянутого рычага 12 обратно в его исходное положение коммутационный узел возвращается обратно в свое исходное положение, благодаря чему подвижный контактный элемент 22 возвращается обратно в свое исходное положение, в котором он опирается на неподвижный контактный элемент 21 контактного узла 2.

Как уже отмечалось, упомянутый контактный узел 2 содержит неподвижный контактный элемент 21 и подвижный контактный элемент 22. Неподвижный контактный элемент 21 выполнен из электропроводящего материала и электрически соединен с упомянутой катушкой 31 прерывающего узла 3, при этом катушка 31 электрически соединена с упомянутой первой контактной клеммой 13 на корпусе 1 выключателя. Неподвижный контактный элемент расположен в упомянутом корпусе 1 вне упомянутого прерывающего узла 3 и на той стороне, которая обращена к упомянутому посадочному месту 11. Упомянутый подвижный контактный элемент 22 также выполнен из электропроводящего материала и находится внутри упомянутого корпуса 1 выключателя, расположен смежно с упомянутым неподвижным контактным элементом 21 и при этом электрически соединен с другой соединительной клеммой 14 на корпусе 1 выключателя.

В смысле решения ранее поставленной технической задачи выключатель согласно изобретению отличается тем, что упомянутый подвижный контактный элемент 22 установлен с возможностью поворота в опоре 220, образованной на свободном концевом участке консольного стержня 221 в области, расположенной перед упомянутой иглой 32 упомянутого прерывающего узла 3, и механически и электрически соединен с упомянутой второй соединительной клеммой 14. В данном случае упомянутый подвижный контактный элемент 22, установленный с возможностью поворота в упомянутой опоре 22 0, поджимается в направлении упомянутого неподвижного контактного элемента 21 посредством пружины 222, с помощью которой он поддерживается в окрестности упомянутой опоры 220, но может также перемещаться в противоположном направлении, т.е. от упомянутого неподвижного контактного элемента 21, преодолевая сопротивление упомянутой пружины 222, когда упомянутый коммутационный элемент 4 совершает поворот под воздействием иглы 32.

В представленном варианте осуществления (Фиг. 3) упомянутая пружина 22 сконструирована в виде плоской пружины, хотя один непоказанный вариант осуществления также предусматривает, что упомянутая пружина 222 может представлять собой цилиндрическую пружину, работающую на сжатие.

Помимо этого, в представленном варианте осуществления упомянутая пружина 222 на одной стороне прочно крепится к несущему элементу 51 дугогасительной полки 5, который механически и электрически соединен с соединительной клеммой 14, смежной с упомянутым подвижным контактным элементом 22, а с другой стороны шарнирно опирается на упомянутую опору 22 0 на упомянутом подвижном контактном элементе 22. В данном случае упомянутая пружина 222 выполнена в виде консоли и установлена на жестком электропроводящем несущем элементе 51 на упомянутой полке 5, которая, в общем, состоит из электроизоляционного материала. В данном варианте осуществления упомянутый несущий элемент 51 механически и электрически соединен с соединительной клеммой 14 на стороне подвижного контактного элемента 22, в то время как другой жесткий электропроводящий несущий элемент 52 упомянутой полки 5 электрически и механически прочно соединен с неподвижным контактным элементом 21.

Благодаря такому описанному варианту осуществления подвижного контактного элемента 22 и идее его поддержки посредством пружины 222, когда упомянутый подвижный контактный элемент 22 покоится на неподвижном контактном элементе 21, составляющая F_k1 силы F_v1 пружины 222 в действительности представляет собой силу, с которой упомянутый подвижный контактный элемент 22 поджимается к неподвижному контактному элементу 21, а также составляющую силы, с которой подвижный контакт 22 удерживается в своем положении (Фиг. 4 и 5). Упомянутая составляющая F_k1 действует на плечо r_k1 силы относительно шарнирной точки на опоре 222, в то время как сила F_v1 действует на плечо r_v1 силы. Крутящие моменты, создаваемые силами F_k1 и F_v1, равны. Когда контактный элемент 22 (Фиг. 7) перемещается, направление действия силы F_v1 изменяется, при этом плечо r_v1 силы уменьшается до r_v2.

Выше пояснена работа выключателя как при прохождении номинального электрического тока, так и избыточного электрического тока, и ранее поставленная техническая задача тем самым решена.

Claims

1. Аварийный электрический выключатель с контактным узлом (2), при этом упомянутый выключатель содержит

коробчатый корпус (1), который состоит из электроизоляционного материала и в одной своей конечной зоне снабжён посадочным местом (11), обеспечивающим возможность разъёмного соединения упомянутого корпуса (1) с соединительной полкой в каждой электрической коммутационной панели, а во второй своей конечной зоне снабжён поворотным рубильником (12), служащим как для активации вручную выключателя посредством замыкания проходящей через него электрической цепи, так и для ручного отключения выключателя вследствие размыкания упомянутой электрической цепи, при этом упомянутый корпус (1) помимо этого снабжён соединительными клеммами (13, 14), каждая из которых может соединяться с соответствующим электрическим проводником (15', 15''), посредством чего упомянутый выключатель встраивается в соответствующую электрическую цепь;

контактный узел (2), который встроен в упомянутый корпус (1) и состоит из неподвижного контактного элемента (21) и подвижного контактного элемента (22) и выполнен с возможностью замыкания или размыкания электрической цепи, проходящей через выключатель, так что электрическая цепь замыкается, когда упомянутый подвижный контактный элемент (22) упирается в упомянутый неподвижный контактный элемент (21), и размыкается, когда упомянутый подвижный контактный элемент (22) удерживается на расстоянии от упомянутого неподвижного контактного элемента (21), при этом каждый из упомянутых контактных элементов (21, 22) электрически соединен с одной из упомянутых контактных клемм (13, 14) и с соответствующим электрическим проводником (15', 15'');

прерывающий узел (3), который также встроен в упомянутый корпус (1) и состоит из трубчатого корпуса (30), вокруг которого навита катушка (31) и внутрь которого введена расположенная по центру и продолжающаяся в продольном направлении ударная игла (32), а также на выступающем в направлении контактного узла (2) концевом участке (30') которого установлена биметаллическая мембрана (33), а кроме того, неподвижное ярмо (34) и смещаемый в продольном направлении вместе с упомянутой иглой (32) якорь (35) введены во внутреннее пространство упомянутого трубчатого корпуса (30) упомянутого прерывающего узла (3) в области упомянутой катушки (31), при этом между упомянутым ярмом (34) и упомянутым якорем (35) вставлена пружина (36), предназначенная для проталкивания ярма (34) и якоря (35) друг от друга, при этом упомянутая игла (32) может смещаться вдоль упомянутого корпуса (30) либо посредством упомянутой биметаллической мембраны (33) вследствие её деформации в результате перегрева, вызванного электрической перегрузкой, либо посредством упомянутого якоря (35), когда последний перемещается относительно ярма (34) в направлении контактного узла (2) под действием магнитного поля, генерируемого вследствие электрической перегрузки упомянутой катушкой (31);

коммутационный узел (4), который состоит из электроизоляционного материала и с одной стороны механически соединен с упомянутым рубильником (12) на корпусе (1) выключателя, так что посредством него упомянутый рычаг (12) совершает поворот либо в свое первое, либо в свое второе конечное положение, при этом упомянутый коммутационный узел расположен перед упомянутой ударной иглой (32) прерывающего узла (3) смежно с упомянутым подвижным контактным элементом (22) контактного узла (2), так что при каждом смещении упомянутой иглы (32) в направлении упомянутого подвижного контактного элемента (22) упомянутая игла (32) наносит удар по упомянутому коммутационному узлу (4), в результате чего, с одной стороны, упомянутый подвижный контактный элемент (22) перемещается на расстояние от неподвижного контактного элемента (21), благодаря чему электрическая цепь, проходящая через выключатель, размыкается, а с другой стороны, упомянутый рубильник (12) сдвигается из своего первого в свое второе конечное положение,

при этом упомянутый коммутационный узел удерживается в своем исходном положении посредством пружины (41), установленной в упомянутом корпусе (1) выключателя, при этом неподвижный контактный элемент (21), выполнен из электропроводящего материала и электрически соединён с упомянутой катушкой (31) прерывающего узла (3), сама же катушка электрически соединена с упомянутой первой контактной клеммой (13) на корпусе (1) выключателя, при этом упомянутый неподвижный контактный элемент (21) расположен в упомянутом корпусе (1) вне упомянутого прерывающего узла (3) и на той стороне, которая обращена к упомянутому посадочному месту (11), а подвижный контактный элемент (22), который также выполнен из электропроводящего материала и находится внутри упомянутого корпуса (1) выключателя, расположен смежно с упомянутым неподвижным контактным элементом (21) и электрически соединён с другой соединительной клеммой (14) на корпусе (1) выключателя, отличающийся тем, что упомянутый подвижный контактный элемент (22) установлен с возможностью поворота в опоре (220), образованной на свободном концевом участке консольного стержня (221) в области, расположенной перед упомянутой иглой (32) упомянутого прерывающего узла (3), и механически и электрически соединен с упомянутой второй соединительной клеммой (14), так что упомянутый подвижный контактный элемент (22), установленный с возможностью поворота в упомянутой опоре (220), поджимается в направлении упомянутого неподвижного контактного элемента (21) посредством плоской пружины (222), с помощью которой он поддерживается в упомянутой опоре (220), но может также перемещаться в противоположном направлении, а именно от упомянутого неподвижного контактного элемента (21), преодолевая сопротивление упомянутой пружины (222), когда упомянутый коммутационный узел (4) совершает поворот под воздействием иглы (32).

2. Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что упомянутая пружина (222) на одной стороне прочно крепится к несущему элементу (51) дугогасительной полки (5), который механически и электрически соединен с соединительной клеммой (14), смежной с упомянутым подвижным контактным элементом (22), а с другой стороны шарнирно опирается на упомянутую опору (220) на упомянутом подвижном контактном элементе (22).

3. Выключатель по п. 2, отличающийся тем, что упомянутая пружина (222) выполнена в виде консоли и установлена на жестком электропроводящем несущем элементе (51) на упомянутой полке (5), которая состоит из электроизоляционного материала, при этом упомянутый несущий элемент (51) механически и электрически соединен с соединительной клеммой (14) на стороне подвижного контактного элемента (22), в то время как другой несущий элемент (52) упомянутой полки (5) также является жёстким и электропроводящим и одновременно электрически и механически соединен с неподвижным контактным элементом (21).