RU2158452C2

RU2158452C2 - Automatic circuit breaker

Info

Publication number: RU2158452C2
Application number: RU98115515A
Authority: RU
Inventors: Владимир Георгиевич Брезинский; Ю.А. Фролов; Виктор Николаевич Терешин; В.А. Чернов
Original assignee: Открытое акционерное общество завод низковольтной аппаратуры
Priority date: 1998-08-11
Filing date: 1998-08-11
Publication date: 2000-10-27

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: circuit breaker has contact system, trip-free mechanism, intermediate lever actuating the trip-free mechanism, calibrating unit, bimetal overcurrent release, and holder for rack coupling releases of separate poles and for member transmitting force developed by bimetal release to intermediate lever. Novelty is that holder is made for mounting force- transmitting member whose stiffness is not worse than that of bimetal release. Force-transmitting member may be made of Group A steel in the form of plate whose length is smaller than that of bimetal release. Force-transmitting member may be built integral with holder, for example, in the form of holder flange. EFFECT: reduced bimetal consumption. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматическим выключателям. The invention relates to electrical engineering, in particular to circuit breakers.

Известен автоматический выключатель, содержащий контактную систему, механизм свободного расцепления и термобиметаллический максимальный расцепитель тока, закрепленный одним концом и воздействующий вторым концом на механизм свободного расцепления. (Кузнецов Р.С. Аппараты распределения электрической энергии на напряжение до 1000 В. - М.: Энергия, 1970). A known circuit breaker comprising a contact system, a free trip mechanism and a thermobimetallic maximum current release, fixed at one end and acting by the second end on the free trip mechanism. (R. Kuznetsov. Devices for the distribution of electrical energy for voltage up to 1000 V. - M .: Energy, 1970).

Такой автоматический выключатель отличается простотой конструкции, однако значительное изменение температуры окружающей среды сказывается на величине тока срабатывания выключателя. Such a circuit breaker is simple in design, but a significant change in ambient temperature affects the value of the circuit breaker current.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является выбранный в качестве прототипа автоматический выключатель, содержащий контактную систему, механизм свободного расцепления, воздействующий на механизм свободного расцепления промежуточный рычаг, блок калибровки, термобиметаллический максимальный расцепитель тока и держатель рейки, связывающей расцепители отдельных полюсов, и элемента, передающего промежуточному рычагу развиваемое термобиметаллическим расцепителем усилие, причем элемент выполнен из термобиметалла и имеет длину, равную длине термобиметаллического расцепителя. (Авторское свидетельство СССР N 1568105, H 01 H 71/74, БИ N 20 от 30.05.90). The closest in technical essence to the proposed one is a circuit breaker selected as a prototype, containing a contact system, a free trip mechanism, an intermediate lever acting on a free trip mechanism, a calibration unit, a thermo-bimetal maximum current release and a rail holder connecting the trip units of the individual poles and the element, the force transmitting to the intermediate lever developed by the thermobimetal release, the element being made of thermobimetal and has a length equal to the length of the thermal bimetal release. (USSR author's certificate N 1568105, H 01 H 71/74, BI N 20 from 05.30.90).

В таком автоматическом выключателе передающий усилие элемент осуществляет функции компенсатора изменения температуры окружающей среды, однако соответствующее выполнение его из термобиметалла заметно увеличивает стоимость выключателя, в то время как потребность в выключателях с температурной компенсацией относительно невелика. Применение автоматического выключателя с температурной компенсацией там, где в компенсации нет необходимости, как и разработка нового выключателя без температурной компенсации экономически нецелесообразны. In such a circuit breaker, the force transmitting element acts as a compensator for changes in the ambient temperature, however, its corresponding execution from thermobimetal significantly increases the cost of the circuit breaker, while the need for circuit breakers with temperature compensation is relatively small. The use of a circuit breaker with temperature compensation where compensation is not necessary, as well as the development of a new circuit breaker without temperature compensation are not economically feasible.

В основу изобретения поставлена задача создания такого автоматического выключателя, который без существенного изменения конструкции и технологии производства позволил бы унифицировать исполнение выключателей с температурной компенсацией и без нее. The basis of the invention is the task of creating such a circuit breaker, which without a significant change in the design and production technology would make it possible to unify the design of switches with and without temperature compensation.

Поставленная задача решается тем, что в автоматическом выключателе, содержащем контактную систему, механизм свободного расцепления, воздействующий на механизм свободного расцепления промежуточный рычаг, блок калибровки, термобиметаллический максимальный расцепитель тока и держатель рейки, связывающей расцепители отдельных полюсов, и элемента, передающего промежуточному рычагу развиваемое термобиметаллическим расцепителем усилие, упомянутый держатель выполнен с возможностью размещения на нем передающего усилие элемента, жесткость которого не уступает жесткости термобиметаллического расцепителя. Передающий усилие элемент может быть изготовлен из стали группы А. Элемент может быть выполнен в виде пластины, длина которой меньше длины термобиметаллического расцепителя. Передающий усилие элемент может быть изготовлен заодно с держателем, в частности в виде отгибки держателя. The problem is solved in that in a circuit breaker containing a contact system, a free trip mechanism, an intermediate lever acting on a free trip mechanism, a calibration unit, a maximum current release thermobimetallic and a rail holder connecting the individual pole releases, and an element transmitting the intermediate lever developed by thermobimetal force release, said holder is arranged to accommodate a force transmitting element thereon, rigidly s which is not inferior rigidity termobimetallicheskogo release. The force transmitting element can be made of steel of group A. The element can be made in the form of a plate, the length of which is less than the length of the thermal bimetal release. The force transmitting element can be made integrally with the holder, in particular in the form of a bending of the holder.

Сущность изобретения состоит в том, что в предлагаемом автоматическом выключателе держатель рейки, связывающей расцепители отдельных полюсов, и передающего усилие элемента позволяет без изменения производственного процесса простой заменой передающего усилие элемента перейти от производства выключателей с температурной компенсацией к производству выключателей без такой компенсации и наоборот, т.е. достигается поставленная задача унификации выключателей с различными эксплуатационными параметрами. Поскольку стоимость конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества по крайней мере на порядок ниже стоимости термобиметалла, достигаемая унификация экономически выгодна. The essence of the invention lies in the fact that in the proposed circuit breaker, the holder of the rail connecting the trip units of the individual poles and the transmitting force of the element allows, without changing the production process, simply changing the transmitting force of the element to switch from the production of circuit breakers with temperature compensation to the production of circuit breakers without such compensation and vice versa, t .e. the set task of unification of circuit breakers with various operational parameters is achieved. Since the cost of structural carbon steel of ordinary quality is at least an order of magnitude lower than the cost of thermobimetal, the achieved unification is economically viable.

Поскольку единственной функцией передающего усилие элемента является преобразование перемещения свободного конца термобиметаллического расцепителя в перемещение промежуточного рычага, воздействующего на механизм свободного расцепления, то его упругие деформации изгиба должны быть минимальными, чтобы исключить необходимость в дополнительных тепловых деформациях термобиметаллического расцепителя. Дешевым достаточно жестким материалом для изготовления передающего усилие элемента является углеродистая сталь обыкновенного качества (группа А). При этом деформации изгиба тем меньше, чем меньше длина выполненного в виде пластины передающего усилие элемента. При одинаковых упругих свойствах термобиметаллического расцепителя (пластины) и пластины из стали группы А деформации изгиба под действием прилагаемой силы определяются длиной пластины. Более короткая длина стальной пластины определяет большую ее жесткость. Для исключения процесса крепления на держателе передающего усилие элемента и, соответственно, упрощения технологии и повышения экономических показателей передающий усилие элемент может быть изготовлен заодно с держателем. При этом выполненный в виде отгиба держателя передающий усилие элемент может воздействовать на промежуточный рычаг ребром пластины, чем намного увеличивается жесткость элемента. Since the sole function of the force-transmitting element is to convert the movement of the free end of the thermo-bimetal release to the movement of the intermediate lever acting on the free-trip mechanism, its elastic bending deformations should be minimal to eliminate the need for additional thermal deformations of the thermo-bimetal release. Cheap enough rigid material for the manufacture of a force transmitting element is carbon steel of ordinary quality (group A). In this case, the bending deformations are the smaller, the smaller the length of the force-transmitting element made as a plate. With the same elastic properties of the thermo-bimetallic release (plate) and the plate from steel of group A, bending deformations under the action of the applied force are determined by the length of the plate. The shorter length of the steel plate determines its greater rigidity. To exclude the mounting process on the holder of the force transmitting element and, accordingly, simplify the technology and improve economic performance, the force transmitting element can be made integrally with the holder. At the same time, the force-transmitting element made in the form of a limb of the holder can act on the intermediate lever with the edge of the plate, which greatly increases the stiffness of the element.

На прилагаемом чертеже показан вариант предлагаемого автоматического выключателя. The attached drawing shows a variant of the proposed circuit breaker.

Автоматический выключатель содержит термобиметаллический расцепитель 1, закрепленный одним концом на токовводе 2. На токовводе 2 установлен также калибровочный блок, содержащий винт 3 и скобу 4, поворачивающуюся вокруг неподвижной оси 5. Пружина 6 прижимает скобу 4 к регулировочному винту 3. Держатель 7 рейки 8, связывающей расцепители отдельных полюсов, и воздействующего на промежуточный рычаг 9 элемента 10 удерживается осью 11, установленной на скобе 4. Промежуточный рычаг 4 упирается концом в пружину 12 и поворачивается вокруг неподвижной оси 13. Стержень 14, свободно перемещающийся во втулке 15, укрепленной на токовводе 2, размещен между концами термобиметаллического расцепления 1 и держателя 7. The circuit breaker contains a thermo-bimetal release 1, fixed at one end to the current lead 2. On the current lead 2 there is also a calibration block containing a screw 3 and a bracket 4 that rotates around a fixed axis 5. The spring 6 presses the bracket 4 on the adjustment screw 3. The holder 7 of the rail 8, connecting the releases of the individual poles, and acting on the intermediate lever 9 of the element 10 is held by an axis 11 mounted on the bracket 4. The intermediate lever 4 rests against the end of the spring 12 and rotates around a fixed axis 1 3. The rod 14, freely moving in the sleeve 15, mounted on the current lead 2, is placed between the ends of the thermo-bimetal trip 1 and the holder 7.

При недопустимом токе перегрузки нагреваемый этим током термобиметаллический расцепитель 1 изгибается, и его свободный конец толкает стержень 14, который, перемещаясь во втулке 15, поворачивает держатель 7 вокруг оси 11. Элемент 10, поворачиваясь вместе с держателем 7, поворачивает промежуточный рычаг 9 вокруг удерживающей его оси 13. Пружина 12 при этом сжимается и, пройдя при дальнейшем повороте промежуточного рычага 9 положение максимального сжатия, резко разжимается, толкая промежуточный рычаг 9 в направлении его поворота элементом 10. В результате свободный конец промежуточного рычага 9 ударяет по рейке механизма свободного расцепления, который при этом срабатывает, осуществляя размыкание контактов. Величина тока срабатывания устанавливается посредством калибровочного блока вращением винта 3, который, упираясь в скобу 4, поворачивает ее вокруг оси 5. Поворот скобы 5 сопровождается смещением установленной на ней оси 11, в результате чего изменяется исходное положение элемента 10, и, соответственно, его воздействие на промежуточный рычаг 9. Положение скобы 4 фиксирует пружина 6, прижимающая скобу 4 к винту 3. With an unacceptable overload current, the thermo-bimetal release 1 heated by this current bends and its free end pushes the rod 14, which, moving in the sleeve 15, turns the holder 7 around the axis 11. The element 10, turning together with the holder 7, turns the intermediate lever 9 around its holding axis 13. The spring 12 is compressed and, having passed with a further rotation of the intermediate lever 9, the position of maximum compression is sharply expanded, pushing the intermediate lever 9 in the direction of its rotation by the element 10. In result At that, the free end of the intermediate lever 9 strikes the rail of the free trip mechanism, which at the same time trips, making the contacts open. The magnitude of the response current is set by means of the calibration unit by rotating the screw 3, which, abutting the bracket 4, rotates it around the axis 5. The rotation of the bracket 5 is accompanied by the displacement of the axis 11 mounted on it, as a result of which the initial position of the element 10 changes, and, accordingly, its effect on the intermediate lever 9. The position of the bracket 4 is fixed by a spring 6, pressing the bracket 4 to the screw 3.

На прилагаемом чертеже элемент 10 выполнен в виде отгибки держателя 7. Возможны и другие варианты его исполнения и установки на держателе 7. В частности, он может быть изготовлен в виде отдельной пластины, крепящейся на держателе 7 посредством сварки. При этом длина элемента 10 может быть ограничена расстоянием между воспринимающим воздействие элемента 10 концом промежуточного рычага 9 и серединой держателя 7. Элемент 10 может быть выполнен и установлен так, чтобы воздействовать на рычаг 9 не плоской стороной, а ребром, что значительно повысит его жесткость. In the accompanying drawing, the element 10 is made in the form of folding of the holder 7. There are other options for its execution and installation on the holder 7. In particular, it can be made in the form of a separate plate attached to the holder 7 by welding. In this case, the length of the element 10 can be limited by the distance between the end of the intermediate lever 9 receiving the action of the element 10 and the middle of the holder 7. The element 10 can be made and installed so that the lever 9 is not acted on by the flat side, but this will significantly increase its rigidity.

Предлагаемый автоматический выключатель обеспечивает экономию дефицитного и дорого материала - термобиметалла без затрат на разработку принципиально новой конструкции и соответствующей технологии и на изготовление оснастки. The proposed circuit breaker saves scarce and expensive material - thermobimetal without the cost of developing a fundamentally new design and related technology and the manufacture of equipment.

Claims

1. A circuit breaker comprising a contact system, a free trip mechanism, an intermediate lever acting on a free trip mechanism, a calibration unit, a maximum thermobimetallic current release and a rack holder connecting the individual pole releases, and an element transmitting the force developed by the thermobimetal release to the intermediate lever, characterized in that said holder is made with the possibility of placing on it a transmitting force element, the rigidity of which is not tired The stiffness of the thermo-bimetal release is given.

2. The circuit breaker according to claim 1, characterized in that the force transmitting element is made of steel of group A.

3. The circuit breaker according to claims 1 and 2, characterized in that the force transmitting element is made in the form of a plate, the length of which is less than the length of the thermo-bimetal release.

4. The circuit breaker according to claim 1, characterized in that the force transmitting element is made integrally with the holder.

5. The circuit breaker according to claims 1 and 4, characterized in that the force transmitting element is made in the form of a holder bend.