RU71814U1 - AUTOMATIC SWITCH - Google Patents

Abstract

Выключатель автоматический предназначен для защиты электрических цепей от перегрузок и коротких замыканий, в том числе для пуска, защиты и отключения электродвигателей и позволяет производить отключение дистанционно. В одном из полюсов выключателя установлен независмый расцепитель (13), который содержит магнитопровод (14) с намагничивающей обмоткой (15). Обмотка (15) расположена на каркасе (16), внутри которого установлен якорь (17), взаимодействующий с толкателем (18). Толкатель воздействует на отключающую рейку (9) механизма свободного расцепления. Толкатель подпружинен пружиной (19), которая расположена на выступающей части каркаса (16). Ход пружины ограничивается колпачком (20), зафиксированном на толкателе. Подключение независимого расцепителя осуществляется через выводы (21). Механизм свободного расцепления содержит полуспиленную ось (22), через которую осуществляется его срабатываение. При подаче напряжения на выводы (21) через контакты вспомогательной цепи напряжение поступает на катушку (15) независимого расцепителя. Якорь (17) втягивается, воздействует на толкатель (18), который ударяет по отключающей рейке (9). Рейка (9), в свою очередь, воздействует на полуспиленную ось (22), происходит срыв зацепления. Механизм свободного расцепления срабатывает и обесточивает нагрузку от источника питания. Выключатель автоматический повторно включается нажатием кнопки (11).The circuit breaker is designed to protect electrical circuits from overloads and short circuits, including for starting, protecting and turning off electric motors and allows for remote shutdown. An independent release (13) is installed in one of the poles of the switch, which contains a magnetic circuit (14) with a magnetizing winding (15). The winding (15) is located on the frame (16), inside which an anchor (17) is installed, which interacts with the pusher (18). The pusher acts on the trip rail (9) of the free trip mechanism. The pusher is spring-loaded with a spring (19), which is located on the protruding part of the frame (16). The spring travel is limited by a cap (20) fixed on the push rod. An independent trip is connected via the terminals (21). The free trip mechanism contains a semi-sawed axis (22) through which it is triggered. When voltage is applied to the terminals (21) through the contacts of the auxiliary circuit, the voltage is supplied to the coil (15) of the shunt trip. An anchor (17) retracts, acts on the pusher (18), which strikes the trip rail (9). The rail (9), in turn, acts on the half-sawed axis (22), the engagement breaks down. The free trip mechanism is activated and de-energizes the load from the power source. The circuit breaker is re-activated by pressing the button (11).

2 ил.2 ill.

Description

Изобретение относится к низковольтному аппаратостроению, в частности к выключателям автоматическим с естественным воздушным охлаждением и непосредственным ручным управлением, предназначенным для защиты электрических цепей от перегрузок и коротких замыканий, в том числе для пуска, защиты и отключения электродвигателей. Выключатель автоматический позволяет производить отключение дистанционно.The invention relates to low-voltage apparatus engineering, in particular to automatic circuit breakers with natural air cooling and direct manual control, designed to protect electrical circuits from overloads and short circuits, including for starting, protecting and disconnecting electric motors. The automatic switch allows you to trip remotely.

Известны выключатели автоматические АП50, разработанные Курским электроаппаратным заводом (в настоящее время ОАО «Электроаппарат») и описанные в книге Л.А.Родштейна «Электрические аппараты низкого напряжения». М. - Л.: изд. «Энергия», 1964 г.Automatic switches AP50 are known, developed by the Kursk Electric Appliance Plant (currently OJSC Elektroapparat) and described in the book of L. A. Rodshtein “Low-voltage electrical apparatus”. M. - L .: ed. Energy, 1964

Выключатели автоматические АП50 на токи 50А, в электрических цепях на номинальное напряжение 380В переменного тока частоты 50 Гц и 220В постоянного тока, осуществляли защиту от короткого замыкания, перегрузок и минимального напряжения.Automatic switches АП50 for currents 50А, in electric circuits for a rated voltage of 380V alternating current of a frequency of 50 Hz and 220V of a direct current, carried out protection against short circuit, overloads and the minimum voltage.

К недостаткам этого выключателя автоматического относятся: сложная конструкция, большая материалоемкость изделия, трудоемкость его изготовления. Выключатели нестабильно срабатывают под током.The disadvantages of this automatic switch are: complex design, high material consumption of the product, the complexity of its manufacture. The circuit breakers are unstable under current.

Усовершенствовать изделие удалось в конструкции выключателей автоматических АП50Б (ТУ 16-522.139-78), которые также являются разработкой специалистов Курского электроаппаратного завода (ОАО «Электроаппарат») (см. Указатель «Каталоги и справочники по электротехнике». М.: Информэлектро). Выключатели автоматические АП50Б выпускаются только с тепловыми максимальными расцепителями тока - для защиты электрических цепей от токов перегрузки, только с электромагнитными максимальными расцепителями тока - для защиты It was possible to improve the product in the design of automatic switches AP50B (TU 16-522.139-78), which are also the development of specialists of the Kursk Electric Equipment Plant (OJSC Elektroapparat) (see. Index “Catalogs and Directories on Electrical Engineering”. M .: Informelectro). Automatic circuit breakers AP50B are available only with thermal maximum current releases - to protect electrical circuits from overload currents, only with electromagnetic maximum current releases - for protection

электрических цепей от токов короткого замыкания, а также с тепловыми и электромагнитными максимальными расцепителями тока - для защиты от токов перегрузки и токов короткого замыкания.electrical circuits against short circuit currents, as well as with thermal and electromagnetic maximum current releases - to protect against overload currents and short circuit currents.

Выключатели АП50Б на токи до 63А предназначены для установки в электрических цепях на номинальное напряжение до 500В переменного тока частоты 50-60 Гц и 220В постоянного тока для защиты от перегрузок и коротких замыканий и оперативных включений и отключений указанных цепей с частотой от 6 до 30 включений в сутки, в том числе для пуска, защиты и отключения электродвигателей.AP50B circuit breakers for currents up to 63A are designed to be installed in electrical circuits for rated voltage up to 500V AC, frequencies 50-60 Hz and 220V DC, to protect against overloads and short circuits and on / off switching of these circuits with frequencies from 6 to 30 day, including for starting, protecting and turning off electric motors.

В качестве прототипа выбрана конструкция выключателя автоматического АП50Б, предназначенная для защиты от токов перегрузки и токов короткого замыкания. Конструкция выключателя автоматического АП50Б содержит корпус, состоящий из крышки и основания, дугогасительные камеры в каждом полюсе. Контактная система выключателя в каждом полюсе состоит из пары неподвижного и подвижного контактов в каждом полюсе. При этом неподвижный контакт электрически соединен с выводными зажимами для подключения напряжения к автоматическому выключателю.The design of the automatic switch AP50B, designed to protect against overload currents and short circuit currents, was chosen as a prototype. The design of the automatic switch AP50B contains a housing consisting of a cover and a base, arcing chambers in each pole. The contact system of the circuit breaker in each pole consists of a pair of fixed and movable contacts in each pole. In this case, the fixed contact is electrically connected to the output terminals for connecting voltage to the circuit breaker.

Подвижный контакт выключателя установлен в держателе с возможностью поворота и через гибкий токопровод электрически соединен с электромагнитным и тепловым расцепителями тока и выводными зажимами выключателя автоматического. В выключателях для защиты от токов перегрузки и токов короткого замыкания каждый полюс имеет тепловой расцепитель, электрически связанный с токопроводом подвижного контакта и с концом намагничивающей обмотки электромагнитного расцепителя, выполненного в виде магнитопровода с катушкой и отключающим элементом. Другой конец намагничивающей обмотки связан с выводными зажимами выключателя для подключения нагрузки со стороны потребителя. Срабатывание автоматического выключателя осуществляется с помощью The movable contact of the switch is mounted in the holder with the possibility of rotation and is electrically connected through a flexible current lead to electromagnetic and thermal current releases and terminal clips of the automatic switch. In the circuit breakers, for protection against overload currents and short circuit currents, each pole has a thermal release electrically connected to the movable contact conductor and to the end of the magnetizing winding of the electromagnetic release, made in the form of a magnetic circuit with a coil and a disconnecting element. The other end of the magnetizing winding is connected to the output terminals of the switch for connecting the load from the consumer. The circuit breaker is tripped using

механизма свободного расцепления, выполненного в виде системы шарнирнор-связанных рычагов, соединяющих кнопки включения и отключения выключателя с подвижным контактным узлом. Механизм свободного расцепления содержит отключающую рейку, через которую осуществляется воздействие электромагнитного и теплового максимальных расцепителей тока на механизм свободного расцепления. Недостатком такой конструкции является невозможность дистанционного отключения выключателя автоматического.free trip mechanism, made in the form of a system of hinge-connected levers connecting the on and off buttons of the circuit breaker with a movable contact node. The free trip mechanism contains a trip rail through which the electromagnetic and thermal maximum current releases on the free trip mechanism are exposed. The disadvantage of this design is the inability to remotely trip the circuit breaker automatically.

Задача, на решение которой направлено данное техническое решение - создание автоматического выключателя, применяемого для защиты от токов перегрузки и токов короткого замыкания, позволяющего производить отключение выключателя на расстоянии и управляемого от источника напряжения.The task to which this technical solution is directed is to create a circuit breaker used to protect against overload currents and short circuit currents, which allows the circuit breaker to be disconnected at a distance and controlled from a voltage source.

Предлагаемый выключатель автоматический содержит корпус, состоящий из крышки и основания, дугогасительные камеры в каждом полюсе, контактную систему, состоящую из пары неподвижного и подвижного контактов в каждом полюсе. Неподвижный контакт электрически соединен с выводными зажимами для подключения напряжения к выключателю автоматическому. Подвижный контакт установлен в держателе с возможностью поворота и через гибкий токопровод электрически соединен с электромагнитным и тепловым максимальными расцепителями тока и выводными зажимами автоматического выключателя. При этом тепловой максимальный расцепитель в каждом полюсе электрически связан с токопроводом подвижного контата, а с другой стороны - с одним концом намагничивающей обмотки электромагнитного расцепителя, другой конец которого связан с выводными зажимами выключателя для подключения нагрузки со стороны потребителя.The proposed automatic switch contains a housing consisting of a cover and a base, arcing chambers in each pole, a contact system consisting of a pair of fixed and movable contacts in each pole. The fixed contact is electrically connected to the output terminals for connecting voltage to the automatic switch. The movable contact is mounted in the holder with the possibility of rotation and is electrically connected through a flexible current lead to the electromagnetic and thermal maximum current releases and terminal clips of the circuit breaker. In this case, the maximum thermal release at each pole is electrically connected to the current path of the moving circuit, and on the other hand, to one end of the magnetizing winding of the electromagnetic release, the other end of which is connected to the output terminals of the switch to connect the load from the consumer.

Механизм свободного расцепления выполнен в виде системы шарнирно-связанных рычагов, соединяющих кнопки включения и отключения The free trip mechanism is made in the form of a system of pivotally-connected levers connecting the on and off buttons

выключателя с подвижным контактным узлом, и отключающей рейки в виде двуплечего рычага, на одно плечо которого воздействует отключающий элемент теплового расцепителя, а на другое плечо - отключающий элемент электромагнитного расцепителя.a switch with a movable contact assembly, and a trip rail in the form of a two-shouldered lever, on one arm of which a trip element of a thermal release acts, and on the other arm a trip element of an electromagnetic trip.

Новым в выключателе является то, что в одном из полюсов выключателя установлен независимый расцепитель, который подключен к источнику напряжения через контакты вспомогательной цепи. Независимый расцепитель содержит магнитопровод с намагничивающей обмоткой, расположенной на каркасе, внутри которого установлен якорь. Якорь взаимодействует с подпружиненным толкателем, который воздействует на отключающую рейку механизма свободного расцепления. Пружина независимого расцепителя расположена на выступающей части каркаса и ее ход ограничивается колпачком, зафиксированном на толкателе. Механизм свободного расцепления выключателя содержит также полуспиленную ось, через которую осуществляется его срабатывание. Конструкция выключателя позволяет отключать выключатель на расстоянии при подаче напряжения на независимый расцепитель. Выключатель автоматический с независимым расцепителем надежно срабатывает при напряжении от 70 до 120% номинального значения.What's new in the circuit breaker is that an independent release is installed in one of the poles of the circuit breaker, which is connected to the voltage source through the contacts of the auxiliary circuit. The shunt trip contains a magnetic circuit with a magnetizing winding located on the frame, inside which an anchor is installed. The anchor interacts with a spring-loaded pusher, which acts on the disconnecting rail of the free trip mechanism. The spring of the independent release is located on the protruding part of the frame and its stroke is limited by a cap fixed on the pusher. The free trip mechanism of the circuit breaker also contains a semi-sawed axis through which it trips. The design of the circuit breaker allows the circuit breaker to be tripped at a distance when voltage is applied to the shunt trip. The circuit breaker with an independent trip relays reliably at a voltage of 70 to 120% of the nominal value.

На фиг.1 - общий вид выключателя автоматического;Figure 1 - General view of the circuit breaker automatic;

На фиг.2 - независимый расцепитель выключателя автоматического.Figure 2 - independent release of the circuit breaker automatic.

Выключатель автоматический имеет корпус, состоящий из крышки 1 и основания 2. На каркасе основания 2 установлена контактная система, состоящая из неподвижного контакта 3 и подвижного контакта 4. Неподвижный контакт электрически соединен с выводными зажимами 5 для подключения напряжения к автоматическому выключателю. Подвижный контакт 4 установлен в держателе 6 с возможностью поворота и через гибкий токопровод 7 электрически соединен с тепловым расцепителем 8 и выводными зажимами автоматического выключателя. Тепловой The circuit breaker has a housing consisting of a cover 1 and a base 2. On the base frame 2, a contact system is installed consisting of a fixed contact 3 and a movable contact 4. A fixed contact is electrically connected to the output terminals 5 for connecting voltage to the circuit breaker. The movable contact 4 is mounted in the holder 6 with the possibility of rotation and through a flexible current lead 7 is electrically connected to the thermal release 8 and the output terminals of the circuit breaker. Thermal

максимальный расцепитель тока выполнен в виде биметаллической ленты и воздействует на отключающую рейку 9 механизма свободного расцепления. Электрически тепловой максимальный расцепитель тока связан с выводными зажимами выключателя для подключения нагрузки со стороны потребителя. Механизм свободного расцепления выключателя выполнен в виде системы шарнирно-связанных рычагов 10, соединяющих кнопки включения 11 и отключения 12 с подвижным контактом 4. Механизм свободного расцепления включает также отключающую рейку 9, через которую осуществляется воздействие теплового расцепителя 8 и электромагнитного максимального расцепителя тока (на чертеже не показан) на механизм свободного расцепления.the maximum current release is made in the form of a bimetallic tape and acts on the trip rail 9 of the free trip mechanism. An electrically thermal maximum current release is connected to the output terminals of the circuit breaker to connect the load from the consumer. The free trip mechanism of the circuit breaker is made in the form of a system of pivotally connected levers 10 connecting the power buttons 11 and 12 to the movable contact 4. The free trip mechanism also includes a trip rail 9 through which the thermal release 8 and the electromagnetic maximum current release are applied (in the drawing not shown) on the free trip mechanism.

В ближайшем к дистанционному механизму управления полюсе выключателя установлен независимый расцепитель 13, управляемый источником напряжения дистанционного механизма управления. Независимый расцепитель 13 (см. фото 2) содержит магнитопровод 14 с намагничивающей обмоткой 15, расположенной на каркасе 16. Внутри каркаса установлен якорь 17, взаимодействующий с толкателем 18, который воздействует на отключающую рейку 9 механизма свободного расцепления. Толкатель 18 подпружинен пружиной 19, которая расположена на выступающей части каркаса 16. Ход пружины ограничивается колпачком 20, который зафиксирован на толкателе. Подключение независимого расцепителя осуществляется через выводы 21. Механизм свободного расцепления выключателя содержит полуспиленную ось 22, через которую осуществляется его срабатывание.In the pole of the switch closest to the remote control mechanism, an independent release 13 is installed, controlled by a voltage source of the remote control mechanism. Independent trip 13 (see photo 2) contains a magnetic circuit 14 with a magnetizing winding 15 located on the frame 16. Inside the frame there is an armature 17 that interacts with the pusher 18, which acts on the disconnecting rail 9 of the free trip mechanism. The pusher 18 is spring-loaded with a spring 19, which is located on the protruding part of the frame 16. The stroke of the spring is limited by the cap 20, which is fixed on the pusher. An independent trip is connected via terminals 21. The free trip mechanism of the circuit breaker contains a semi-sawed axis 22 through which it trips.

Выключатель автоматический работает следующим образом. Нажатием кнопки 11 неподвижный 3 и подвижный 4 контакты приводят в соприкосновение. При этом через выключатель протекает ток от вывода 5 через неподвижный контакт 3, подвижный контакт 4 на второй вывод выключателя.The circuit breaker operates as follows. By pressing the button 11, the fixed 3 and the movable 4 contacts are brought into contact. In this case, a current flows from the terminal 5 through the switch through the fixed contact 3, the movable contact 4 to the second terminal of the switch.

При токах короткого замыкания в защищаемой выключателем автоматическом цепи достигается ток уставки электромагнитного максимального расцепителя тока. Электромагнитный расцепитель выключателя производит срабатывание механизма свободного расцепления. Выключатель автоматический срабатывает и размыкает электрическую цепь. При токах перегрузки происходит срабатывание теплового расцепителя, выключатель срабатывает и размыкает электрическую цепь. Конструкция выключателя позволяет производить дистанционное отключение выключателя с помощью независимого расцепителя. При подаче напряжения на выводы 21 через контакты вспомогательной цепи напряжение поступает на катушку 15 независимого расцепителя. Под действием электромагнитных сил якорь 17 втягивается, воздействует на толкатель 18, который ударяет по отключающей рейке 9. Рейка 9, в свою очередь, воздействует на полуспиленную ось 22, происходит срыв зацепления. Механизм свободного расцепления срабатывает и происходит разрыв контактов 3 и 4, выключатель обесточивает нагрузку от источника питания. Выключатель автоматический повторно включается нажатием кнопки 11.With short-circuit currents in the automatic circuit protected by the circuit breaker, the setpoint current of the electromagnetic maximum current release is reached. The electromagnetic release of the circuit breaker trips the free trip mechanism. The circuit breaker trips and opens the electrical circuit. At overload currents, the thermal release trips, the circuit breaker trips and opens the electric circuit. The design of the circuit breaker allows the circuit breaker to be remotely tripped using an independent release. When applying voltage to the terminals 21 through the contacts of the auxiliary circuit, the voltage is supplied to the coil 15 of the independent release. Under the influence of electromagnetic forces, the anchor 17 retracts, acts on the pusher 18, which strikes the trip rail 9. The rail 9, in turn, acts on the half-sawed axis 22, the gearing is broken. The free trip mechanism is triggered and contacts 3 and 4 break, the switch disconnects the load from the power source. The circuit breaker is re-activated by pressing button 11.

Claims (1)

Выключатель автоматический, содержащий корпус, состоящий из крышки и основания, дугогасительные камеры в каждом полюсе, контактную систему, состоящую из пары неподвижного и подвижного контактов в каждом полюсе, при этом неподвижный контакт электрически соединен с выводными зажимами для подключения напряжения к автоматическому выключателю, а подвижный контакт установлен в держателе с возможностью поворота и через гибкий токопровод электрически соединен с электромагнитным и тепловым расцепителями тока и выводными зажимами выключателя автоматического, тепловой максимальный расцепитель в каждом полюсе электрически связан с токопроводом подвижного контакта и с концом намагничивающей обмотки электромагнитного расцепителя, другой конец которой связан с выводными зажимами выключателя для подключения нагрузки со стороны потребителя, механизм свободного расцепления выполнен в виде системы шарнирно-связанных рычагов, соединяющих кнопки включения и отключения выключателя с подвижным контактным узлом, и отключающей рейки, через которую осуществляется воздействие электромагнитного и теплового расцепителей максимального тока на механизм свободного расцепления, отличающийся тем, что в одном из полюсов выключателя установлен независимый расцепитель, содержащий магнитопровод с намагничивающей обмоткой, расположенной на каркасе, внутри которого установлен якорь, взаимодействующий с подпружиненным толкателем, воздействующим на отключающую рейку механизма свободного расцепления, причем пружина расположена на выступающей части каркаса и ее ход ограничивается колпачком, зафиксированным на толкателе, механизм свободного расцепления выключателя содержит также полуспиленную ось, через которую осуществляется его срабатывание.

An automatic switch containing a housing consisting of a cover and a base, arcing chambers in each pole, a contact system consisting of a pair of fixed and movable contacts in each pole, while the fixed contact is electrically connected to the output terminals for connecting voltage to the circuit breaker, and the movable the contact is mounted in the holder with the possibility of rotation and is electrically connected through a flexible current lead to electromagnetic and thermal current releases and to the output terminals of the switch I automatic, thermal maximum release in each pole is electrically connected to the current lead of the movable contact and to the end of the magnetizing winding of the electromagnetic release, the other end of which is connected to the output terminals of the switch to connect the load on the consumer side, the free release mechanism is made in the form of a system of articulated levers, connecting the on and off buttons of the switch with the movable contact node, and the disconnecting rail through which the electric of magnetic and thermal overcurrent releases to a free trip mechanism, characterized in that an independent release is installed in one of the poles of the circuit breaker, comprising a magnetic circuit with a magnetizing winding located on the frame, inside of which an armature is installed, interacting with a spring-loaded pusher acting on the disconnecting rail of the free mechanism uncoupling, and the spring is located on the protruding part of the frame and its stroke is limited by a cap fixed on the pusher, disengaging mechanisms still free switch also comprises poluspilennuyu axis, via which its actuation.