SU1744731A1

SU1744731A1 - Overcurrent release device

Info

Publication number: SU1744731A1
Application number: SU904785521A
Authority: SU
Inventors: Владислав Петрович Лохов; Юрий Петрович Саламатов; Евгений Константинович Перфильев; Владимир Емельянович Афанасьев; Анатолий Алексеевич Морозов
Original assignee: Дивногорский Завод Низковольтной Аппаратуры
Priority date: 1990-01-22
Filing date: 1990-01-22
Publication date: 1992-06-30

Abstract

Изобретение относитс к тепловым рас- цепител м автоматических выключателей. Цель изобретени заключаетс в повышении надежности срабатывани . Сущность изобретени : благодар тому, что термочувствительный элемент (ТЭ) выполнен в виде стержн с пам тью формы, выраженной в осевом раст жении-сжатии, а также благодар тому, что ТЭ расположен в сквозном отверстии нагревател , обеспечиваетс равномерный прогрев ТЭ, уменьшаетс диаметр ТЭ и обеспечиваютс наибольшие по величине усили , т.е. деформации ТЭ. 1 ил.This invention relates to thermal breakers for circuit breakers. The purpose of the invention is to increase the reliability of operation. Summary of the invention: due to the fact that the thermosensitive element (FC) is made in the form of a rod with a shape memory, expressed in axial tension-compression, and also because the FC is located in the through-hole of the heater, the diameter of the FC decreases; and the greatest efforts are ensured, i.e. heat cell strain. 1 il.

Description

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к низковольтному аппаратост- роению, в частности к автоматическим выключател м.The invention relates to electrical engineering, in particular to low-voltage hardware, in particular to automatic switches.

Известен расцепитель максимального тока автоматического выключател , содержащий термочувствительный элемент косвенного нагрева из материала, обладающего термомеханической пам тью формы.A maximum overcurrent release of a circuit breaker is known, which contains a temperature-sensitive element of indirect heating from a material that has a thermomechanical shape memory.

Недостатком данного устройства вл етс сложность закреплени нагревател и низка надежность срабатывани из-за снижени термостойкости термочувствительного элемента.The disadvantage of this device is the difficulty of fixing the heater and the low reliability of operation due to a decrease in the heat resistance of the temperature-sensitive element.

Указанных недостатков лишен расцепитель максимального тока автоматического выключател , содержащий термочувствительный элемент косвенного нагрева из материала , обладающего термомеханической пам тью формы, в котором этот элемент при нагреве разгибаетс в сторону механизма свободного расцеплени . Кроме того, такой элемент выполнен с переменной чувствительностью по длине, а нагреватель размещен вблизи участка термочувствительного элемента, имеющего максимальную чувствительность .These shortcomings are deprived of the overcurrent release of the circuit breaker, which contains a temperature-sensitive element of indirect heating from a material with a thermomechanical shape memory, in which this element, when heated, unbends towards the free tripping mechanism. In addition, this element is made with variable sensitivity along the length, and the heater is placed near the portion of the temperature-sensitive element having maximum sensitivity.

Недостатком указанного устройства вл етс низка надежность его срабатывани . Это вызвано тем, что термочувствительный элемент (ТЭ) нагреваетс только с одной стороны - со стороны нагревател , что не позвол ет гарантировать полный прогрев ТЭ до необходимой температуры. А при неполном прогреве ТЭ неполностью возвращает накопленную деформацию, что и не позвол ет гарантировать надежность срабатывани ,The disadvantage of this device is the low reliability of its operation. This is due to the fact that the temperature-sensitive element (FC) is heated only on one side - on the heater side, which does not guarantee the full heating of the FC to the required temperature. And in case of incomplete heating, the TE does not fully return the accumulated deformation, which does not guarantee the reliability of operation

Кроме того, ТЭ обладает термомеханической пам тью формы, выраженной в изгибе , что также вл етс причиной низкой его надежности. Это обусловлено тем, что при такой пам ти формы наибольшие деформации в ТЭ имеет тот участок, который расположен вблизи нагревател , который и генерирует основную часть деформаций сIn addition, FC has a thermomechanical shape memory, expressed in bending, which also causes its low reliability. This is due to the fact that with such a memory of the form, the greatest deformations in TE have that area, which is located near the heater, which generates the main part of the deformations with

XI N Xi n

XJ СА)XJ SA)

соответствующими усили ми. Остальные же участки ТЭ или работают совсем мало, или совсем не работают. Из-за этого обсто тельства дл обеспечени необходимого усили дл взаимодействи с рейкой механизма свободного расцеплени необходимо примен ть ТЭ значительной толщины (или значительного диаметра), что еще более ухудшает услови его нагрева и, следовательно , надежность срабатывани .corresponding efforts. The remaining areas of the fuel cell either work very little or do not work at all. Due to this circumstance, it is necessary to use FCs of considerable thickness (or considerable diameter) in order to interact with the rail of the free decoupling mechanism, which further worsens the conditions of its heating and, therefore, the reliability of operation.

Целью изобретени вл етс повышение надежности срабатывани механизма теплового выключени защищаемой цепи.The aim of the invention is to increase the reliability of the operation of the thermal switching off mechanism of the protected circuit.

Указанна цель достигаетс тем, что термочувствительный элемент выполнен в виде стержн с пам тью формы, выраженной в осевом раст жении - сжатии и распо- ложен в сквозном отверстии внутри на; освателч, причем один конец термочув- стеигепьног.. элемента закреплен в отверстии , а другой св зан с нижним плечом рычага, верхний конец которого подпружинен и имеет возможность взаимодействовать с рейкой механизма свободного расцеплени .This goal is achieved by the fact that the temperature-sensitive element is made in the form of a rod with a shape memory, expressed in axial tension — compression and located in a through-hole inside on; an osvatelch, with one end of the thermo-sensitive stiffener element fixed in the hole, and the other end connected to the lower arm of the lever, the upper end of which is spring-loaded and has the ability to interact with the rail of the free tripping mechanism.

Выполнение термочувствительного элемента в виде стержн с пам тью формы, выраженной в осевом раст жении-сжатии, и размещение его в сквозном отверстии онуфи нагревател необходимо дл повышени надежности срабатывани . Это достигаетс гем, что термочувствительный элемен подвергаетс нагреву одновременно со всех сторон, без изменени взаиморасположени нагревател и ТЭ, что позвол ет гарантировать полный прогрев ТЭ до необходимой температуры. Кроме того , выполнение термочувствительного элемента в виде стержн с пам тью формы, выраженной в осевом раст жении-сжатии позвол ет значительно уменьшить диаметр ТЭ. Это обусловлено тем, что подобна пам ть формы позвол ет получать наибольшие по эеличине генерируемые им усили , так в работе принимают участие абсо лютно все участки ТЭ, которые работают сднонаг равленно и равномерно. А уменьшение диаметра ТЭ позвол ет улучшить услови его нагрева, тем самым повысить надежность срабатывани .The implementation of a heat-sensitive element in the form of a rod with a shape memory, expressed in axial tension-compression, and its placement in the through-hole of the heater heater is necessary to increase the reliability of operation. This is achieved by the hem, that the temperature-sensitive element is subjected to heating simultaneously from all sides, without changing the relative position of the heater and FC, which ensures that the FC is fully heated to the required temperature. In addition, the provision of a thermosensitive element in the form of a rod with a shape memory, expressed in axial tension-compression, significantly reduces the diameter of TE. This is due to the fact that such a memory form allows to obtain the greatest efforts generated by it, so absolutely all areas of FCs that work are equal and evenly take part in the work. A reduction in the diameter of the fuel cell allows one to improve the conditions for its heating, thereby increasing the reliability of operation.

Введение рычага, нижний конец которого св зан с ТЭ, а верхний подпружинен и имеет возможность взаимодействовать с рейкой механизма свободного расцеплени , необходимо дл повышени надежности срабатывани . Это достигаетс гем, что позвол ет, измен отношение плеч рычага, реализовать избыточное усилие в дополнительное перемещение или наоборот, Кроме того, введение рычага позвол ет обеспечить необходимый воздушный зазор между нагревателем и рейкой механизма свободного расцеплени , что позвол ет избежать температурных перепадов в ее работе. ВсеThe introduction of a lever, the lower end of which is connected to the FC, and the upper one is spring-loaded and has the ability to interact with the rail of the free-release mechanism, is necessary to increase the reliability of operation. This is achieved by heme, which allows, by changing the ratio of the arms of the lever, to realize the excess force in the additional movement or vice versa. Moreover, the introduction of the lever allows to provide the necessary air gap between the heater and the rail of the free disconnection mechanism, thus avoiding temperature differences in its operation. . Everything

вместе позвол ет повысить надежность срабатывани механизма теплового выключени защищаемой цепи,together it allows to increase the reliability of the mechanism of thermal shutdown of the protected circuit,

На чертеже изображен продольный разрез механизма теплового выключени The drawing shows a longitudinal section of the mechanism for thermal shutdown

0 защищаемой цепи расцепител максимального тока.0 protected overcurrent release circuit.

Указанный расцепитель максимального тока Д-НР-5 (с термочувствительным элементом из нитинола с пам тью раст жени 5 сжати , модель п та ) состоит из нагревател 1, в котором выполнено сквозное отверстие 2. В отверстии 2 расположен термочувствительный элемент 3, закрепленный с одного конца в нагревателе 1 приSaid D-HP-5 overcurrent release (with a nitinol temperature-sensitive element with compression tension memory 5, model 5) consists of heater 1, in which a through hole 2 is made. In hole 2 there is a temperature-sensitive element 3 fixed from one end in heater 1 when

0 помощи болта 4. другой же конец ТЭ 3 св зан с нижним концом 5 рычага, причем участок , :в занный с ТЭ, имеет тот же диаметр, что и ТЭ 3. Рычаг снабжен шарниром 6, а верхний конец 7 рычага св зан с пружиной0 using the bolt 4. The other end of the TE 3 is connected to the lower end 5 of the lever, and the section,: connected to the TE, has the same diameter as TE 3. The lever is provided with a hinge 6, and the upper end 7 of the lever is connected spring loaded

5 раст жени 8 и имеет возможность взаимодействовать с рейкой 9 механизма свободного расцеплени .5 stretch 8 and has the ability to interact with the rail 9 of the mechanism of free tripping.

Термочувствительный элемент 3 изготавливаетс из материала с термомеханиче0 ской пам тью формы, например из нитинола (сплав никел и титана, процентное отношение которых определ ет температуру срабатывани ТЭ). Указанный элемент изготавливаетс в виде пр могоThe thermosensitive element 3 is made of a material with a thermomechanical memory of the form, for example, of nitinol (an alloy of nickel and titanium, the percentage of which determines the temperature of operation of the FC). The specified element is manufactured in the form of a straight

5 стержн и подвергаетс отжигу при 450- 500°С в закрытом штампе в заневоленном состо нии в течение 30-60 мин. После охлаждени до 25°С его пластически деформи руют, увеличива его длину (раст гива ) на5, the rod is subjected to annealing at 450-500 ° C in a closed die in the undervolted state for 30-60 minutes. After cooling to 25 ° C, it is plastically deformed, increasing its length (stretching) by

0 6-8%, В таком соотношении один из его концов соедин ют с нижним концом рычага при помощи сварки, пайки, механического обжати и пр. Да/.ее ТЭ вставл ют в отверстие нагревател и закрепл ют при помощи,0 6-8%. In this ratio, one of its ends is connected to the lower end of the lever by welding, soldering, mechanical reduction, etc. Yes /. Its TE is inserted into the hole of the heater and fixed with

5 например болта, Верхнее плечо рычага со- един ютс пруу-иной раст жени , послечего механизм теплового выключени готов к работе ,5, for example, a bolt, an upper arm of the lever are joined by means of another stretch, after which the mechanism for thermal shutdown is ready for operation,

Механизм теплового выключени защи0 щаемой цепи расцепител максимального тока рабе зет следующим образом.The mechanism of thermal shutdown of the protected circuit of the overcurrent release operates as follows.

При по влении тока перегрузки на защищаемой цепи на нагревателе 1 зыдел ет- с джоулево тепло, которое передаетс г-вWhen an overload current appears on the protected circuit on the heater, section 1 is joule heat, which is transferred to r-h

5 ТЭ 3. ТЭ 3,нагрева сь до температуры обратного мартенситного перехода, вспоминает свою гор чую форму уменьшает сво о осевую длину (сжим-эетс ). При этом оч перемещает нижний «ц 5 рччага, одна часть входит отверс1ис 2 на, ревател 1. Верхний же конец рычага раст гивает пружину 8, после чего взаимодействует с рейкой механизма свободного расцеплени 9, котора выключает защищаемую цепь.5 TE 3. TE 3, heated to the temperature of the reverse martensitic transition, recalls its hot form and reduces its axial length (squeeze). At the same time, Pts moves the lower 5 of the 5 rchacha, one part enters the opening1 with 2 on the rewel 1. The upper end of the lever expands the spring 8, and then interacts with the rail of the free tripping mechanism 9, which turns off the protected circuit.

При охлаждении при помощи пружины 8 термочувствительный элемент 3 раст гиваетс , после чего он готов к следующему циклу работы.When cooled by the spring 8, the temperature-sensitive element 3 is stretched, after which it is ready for the next cycle of operation.

Предлагаемый расцепитель максимального тока Д-НР-5 отличаетс высокой надежностью и может быть использован в любых автоматических выключател х, содержащих механизм теплового выключени защищаемой цепи.The proposed overcurrent release, D-HP-5, is highly reliable and can be used in any circuit breakers containing a thermal shutdown mechanism of the circuit to be protected.

Claims

The invention The overcurrent release of the circuit breaker containing the mechanism of thermal switching off protected

a circuit including a temperature-sensitive element of indirect heating from a material with a shape memory, a heater and a rail of the free tripping mechanism,

characterized in that, in order to increase the reliability of operation, it is provided with a spring-loaded lever, the temperature-sensitive element is made in the form of a rod with a shape memory, expressed in

axial tension compression, the heater is made with a through hole, the temperature-sensitive element is located in the through hole of the heater so that its one end is fixed in the specified

the through hole, and the other end of the temperature-sensitive element is connected with the lower arm of the lever, the upper end of the lever is spring-loaded and adapted to interact with the rail of the free release mechanism.

/