выключатель-разъединитель

Формула изобретения

1. Выключатель-разъединитель, содержащий изоляционный корпус, в верхней части которого выполнена прозрачная крышка, в нижней части указанного корпуса установлены нулевой проводник, совокупность неподвижных ножевых контактов с соответствующими дугогасительными камерами, совокупность подвижных контактов, установленных в соответствующих гнездах несущего ползуна, а также орган управления, механически связанный с несущим ползуном посредством механизма мгновенного действия, выполненного с возможностью обеспечения перемещения ползуна, при этом каждый из указанной совокупности подвижных контактов выполнен в виде четырех медных роликов, подпружиненных пластинчатыми пружинами и сформированных в блок с возможностью вращения указанных роликов независимо друг от друга и обеспечением предварительно заданного контактного нажатия при коммутации.

2. Выключатель-разъединитель по п.1, в котором четыре медных ролика, подпружиненные пластинчатыми пружинами, сформированы в блок посредством Т-образной металлической пластины, проходящей через соответствующие соосные отверстия двух металлических скоб, металлической пластины, а также стопорной металлической пластины, которая фиксируется в соответствующем пазе Т-образной металлической пластины.

3. Выключатель-разъединитель по п.1, в котором механизм мгновенного действия выполнен в виде двух пружин сжатия, двух скоб и штифта и обеспечивает соединение органа управления с указанными подвижными контактами.

4. Выключатель-разъединитель по п.1, в котором орган управления выполнен в виде рукоятки с телескопическим валом.

5. Выключатель-разъединитель по п.1, в котором совокупность ножевых неподвижных контактов содержит шесть ножевых неподвижных контактов, совокупность подвижных контактов содержит три подвижных контакта, при этом каждому неподвижному ножевому контакту соответствует одна дугогасительная камера.

6. Выключатель-разъединитель по п.1, в котором прозрачная крышка в верхней части корпуса выполнена с возможностью обеспечения видимости двойного разрыва контактов при коммутации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике, в частности к низковольтным коммутационным аппаратам, а именно к выключателям – разъединителям, используемым в цепях распределения энергии или в цепях электродвигателей.

Известен электрический коммутационный аппарат (см. патент РФ №2137239, МПК Н 01 Н 31/02, 31/28 от 10.09.1999 г.), состоящий из одного или более полюсов, токоведущие системы которых рубящего типа с контактными выводами содержат подвижные контакты с тонкостенно-профильными подвижными контакт-деталями, тонкостенно-профильные размыкаемые и осевые неподвижные контакт-детали с контактодержателями, контактные пружины и несущие элементы. Недостатком указанного коммутационного аппарата является ослабление контактных нажатий в процессе эксплуатации, что ведет, в свою очередь, к снижению электродинамической стойкости коммутационного аппарата.

Известен выключатель-разъединитель, являющийся ближайшим аналогом заявленного изобретения (а.с. СССР №333620Б, МПК Н 01 H 21/02, 1970 г.), который содержит неподвижные контакты, дугогасительные камеры, фиксирующий механизм и управляющий вал, в отверстие которого помещены подвижные контакты, при этом на указанном валу между подвижными контактами размещены втулки, имеющие концентрические пазы, в которых установлены пластины-застежки подвижных контактов, а на внешних цилиндрических поверхностях втулок расположены коммутационные полукамеры, перекрывающие их длину в осевом направлении, в которых размещены указанные неподвижные контакты и дугогасительные камеры. Включение и выключение устройства осуществляется рукояткой, которая связана с управляющим валом. Для замыкания электрической цепи вал поворачивается с помощью рукоятки до полного соединения контактов, а для разъединения рукоятку поворачивают в противоположном направлении до упора подвижных контактов в ограничители, расположенные в корпусе. Недостатком указанного устройства является невысокая надежность функционирования под высокой электрической нагрузкой и недостаточно высокая стойкость к токам короткого замыкания, вызванная ослаблением контактного нажатия в процессе эксплуатации устройства и быстрым электрическим износом контактов. При этом следует отметить, что выключатели-разъединители указанной конструкции нельзя использовать в качестве выключателей нагрузки в цепях электродвигателей, так как рукоятка не обеспечивает высокую скорость размыкания и замыкания контактов главной цепи.

Указанные выше недостатки устраняются заявленным выключателем-разъединителем.

Заявленное устройство решает следующие задачи: обеспечивает высокую надежность работы, высокую коммутационную способность и износостойкость за счет обеспечения высокого контактного нажатия, а также за счет снижения вибрации и дребезга контактов при начальном этапе процесса замыкания контактов, при этом особенно важным преимуществом заявленного технического решения согласно изобретению является возможность использования его в качестве выключателя нагрузки.

Указанные задачи решаются посредством создания выключателя-разъединителя, который содержит изоляционный корпус, в верхней части которого выполнена прозрачная крышка, в нижней части указанного корпуса установлены нулевой проводник, совокупность неподвижных ножевых контактов с соответствующими дугогасительными камерами, совокупность подвижных контактов, установленных в соответствующих гнездах несущего ползуна, а также орган управления механически связанный с несущим ползуном посредством механизма мгновенного действия, выполненного с возможностью обеспечения перемещения ползуна, при этом каждый из указанной совокупности подвижных контактов выполнен в виде четырех медных роликов, подпружиненных пластинчатыми пружинами и сформированных в блок с возможностью вращения указанных роликов независимо друг от друга и обеспечением предварительно заданного контактного нажатия при коммутации.

При этом в указанном выключателе-разъединителе четыре медных ролика, подпружиненные пластинчатыми пружинами, сформированы в блок, посредством Т-образной металлической пластины, проходящей через соответствующие соосные отверстия двух металлических скоб, металлической пластины, а также стопорной металлической пластины, которая фиксируется в соответствующем пазу Т-образной металлической пластины.

Кроме того, механизм мгновенного действия выполнен в виде двух пружин сжатия, двух скоб и штифта и обеспечивает соединение органа управления с указанными подвижными контактами.

При этом орган управления выполнен в виде рукоятки с телескопическим валом.

Кроме того, совокупность ножевых неподвижных контактов может содержать шесть ножевых неподвижных контактов, совокупность подвижных контактов может содержать три подвижных контакта, а каждому неподвижному ножевому контакту соответствует одна дугогасительная камера.

При этом прозрачная крышка в верхней части корпуса выключателя-разъединителя выполнена с возможностью обеспечения видимости двойного разрыва контактов при коммутации.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен общий вид выключателя-разъединителя в сборе согласно настоящему изобретению.

На фиг.2 представлен общий вид выключателя-разъединителя согласно настоящему изобретению в изометрии.

На фиг.3 представлен вид выключателя-разъединителя во включенном положении со снятой верхней частью корпуса и снятой рукояткой и поперечное сечение его по линии А-А.

На фиг.4 представлен общий вид подвижного контакта и его поперечное сечение.

На фиг.5 представлен поэлементный вид подвижного контакта в изометрии.

На фиг.6 схематично представлено движение подвижных контактов при процессе коммутации.

Выключатель-разъединитель согласно настоящему изобретению описан со ссылкой на фиг.1, 2 и 3, содержит выполненный из изоляционного материала закрытый корпус, состоящий из нижней части 1 и верхней части 2, при этом в верхней части 2 корпуса выполнена прозрачная крышка 3, в пазы нижней части 1 установлены ножевые неподвижные контакты 4, при этом указанных контактов может быть, например, шесть, как вариант реализации настоящего выключателя-разъединителя при использовании трехполюсного выключателя-разъединителя, а может быть и больше, в зависимости от типа используемого выключателя-разъединителя, а также установлены дугогасительные камеры 5, при этом каждому неподвижному ножевому контакту 4 соответствует одна дугогасительная камера 5, в нижней части 1 корпуса установлен несущий ползун 6 с установленными в его гнездах подвижными контактами 7, при этом как вариант реализации изобретения рассматривается наличие трех подвижных контактов 7 при установке шести неподвижных ножевых контактов 4, как указано выше, но количество указанных подвижных контактов может изменяться в зависимости от типа выключателя-разъединителя. На фиг.2 изображен нулевой проводник 8, крепежные скобы 9, механизм мгновенного действия состоит из двух рабочих пружин сжатия 13, скобы 10, штифта 11, двух пластин 12 и скобы 14 и установлен в корпусе выключателя-разъединителя посредством втулок 15, орган управления выполнен в виде рукоятки 16 с телескопическим валом 17, при этом нижняя и верхняя части корпуса 1, 2 стянуты винтами 18 с втулками 19 и формируют закрытый корпус (не обозначен), позицией 20 обозначена табличка с маркировкой.

На фиг.4 представлен вид подвижного контакта и его поперечное сечение, а на фиг.5 представлен поэлементный вид подвижного контакта в изометрии. Подвижный контакт выполнен в виде блока, который состоит из четырех медных роликов 21, подпружиненных пластинчатыми пружинами 22, при этом посредством Т-образной металлической пластины 23, проходящей через соответствующие соосные отверстия двух металлических скоб 25, металлической пластины 24, и стопорной металлической пластины 26, которая фиксируется в пазе Т-образной металлической пластины 23 поворотом вокруг своей оси, четыре подпружиненных медных ролика сконфигурированы в блок, являющийся, по сути, подвижным контактом.

Выключатель-разъединитель согласно настоящему изобретению работает следующим образом. При отключении выключателя-разъединителя под воздействием внешнего управляющего усилия, приложенного к рукоятке 16, телескопический вал 17 поворачивает скобу 10, обеспечивая сжатие пружин 13, механизм мгновенного действия из своего крайнего правого положения относительно телескопического вала 17 начинает перемещаться влево, при этом ползун 6 остается неподвижным. В момент прохождения механизмом мгновенного действия нейтральной (мертвой) точки направление действия усилия пружин меняется на противоположное, механизм мгновенного действия мгновенно перемещается в свое крайнее левое положение относительно телескопического вала 17 и осуществляет быстрое перемещение несущего ползуна 6 с подвижными контактами 7 в направлении, параллельном плоскости монтажа выключателя-разъединителя, при этом происходит мгновенное размыкание подвижных и неподвижных контактов.

При включении выключателя-разъединителя согласно изобретению срабатывание механизма мгновенного действия и перемещение несущего ползуна 6 с подвижными контактами 7 происходит в обратном направлении. Особенностью заявленного изобретения является конструкция подвижного контакта, выполненная в виде блока, состоящего из четырех медных роликов 21, подпружиненных пластинчатыми пружинами 22 и из Т-образной металлической пластины 23 и металлической пластины 24, двух металлических скоб 25 и стопорной металлической пластины 26. Указанная конструкция подвижного контакта обеспечивает заданное регулирование пластинчатыми пружинами 22 контактного нажатия роликами 21 и поверхностью ножевых неподвижных контактов таким образом, что во время движения, осуществляемого при коммутационных операциях, ролики зачищают рабочую поверхность неподвижных ножевых контактов, разрушая окисную пленку. Предлагаемая конструкция подвижного контакта обеспечивает высокое контактное нажатие и позволяет повысить коммутационную способность и коммутационную износостойкость заявленного изобретения за счет снижения вибрации и дребезга контактов вначале процесса замыкания контактов.

При возникновении токов короткого замыкания, при котором обычно возникает приваривание контактов, увеличивается скрепление роликовых и ножевых поверхностей, однако благодаря возможности роликов вращаться независимо друг от друга, при повороте роликов размыкаются участки, близкие к привариванию, тем самым предотвращается сваривание контактов, уменьшается время горения дуги и таким образом повышается коммутационная способность и коммутационная износостойкость. Кроме того, процесс отключения выключателя-разъединителя делится на два отключающих момента в каждой фазе, как это поясняется на фиг.6, тем самым равномерно распределяется токовая нагрузка, в результате также снижается время горения дуги и обгорания контактов и повышается износостойкость контактов.

Конструкция выключателя-разъединителя, а именно сконструированная уникальная контактная система: совокупность подвижных и неподвижных контактов, несущего ползуна и механизма мгновенного действия обеспечивают размыкание и замыкание подвижных и неподвижных контактов в направлении плоскости монтажа. В указанном выключателе-разъединителе выполнен механизм мгновенного действия. Соединение рукоятки 16 с контактной системой посредством механизма мгновенного действия гарантирует, что при повороте рукоятки 16 в положение “отключено” контакты размыкаются и положение рукоятки является точным указателем положения контактов.

Кроме того, прозрачная крышка в верхнем блоке корпуса обеспечивает видимость разрыва контактов.

Предлагаемые выключатели-разъединители могут монтироваться в любом положении, так как соединение несущего ползуна с механизмом мгновенного действия исключает самопроизвольное изменение коммутационных положений. Благодаря телескопическому принципу вала рукоятки возможно регулирование его длины и встраивание в оболочки различной глубины. В отключенном положении возможна установка трех замков на рукоятку для механической блокировки.

Все описанное выше в целом позволяет существенно улучшить эксплуатационные характеристики выключателя-разъединителя – повысить его коммутационную способность, электрическую износостойкость, надежность и безопасность.

Предлагаемый выключатель-разъединитель может эксплуатироваться в различных режимах (АС 21, АС 22, АС 23, DC 21, DC 22, DC 23), то есть может применяться для коммутации электрических цепей, для включения и отключения электродвигателей, для коммутации смешанных активных и индуктивных нагрузок, в качестве главных и аварийных выключателей.