ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПЕРЕКЛЮЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО И СВЯЗАННЫЙ С НИМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АППАРАТ
ELECTRIC SWITCHING DEVICE AND RELATED ELECTRIC APPARATUS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к электрическому переключающему устройству и связанному с ним электрическому аппарату.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Как известно, переключающие устройства - это устройства, выполненные с возможностью обеспечивать правильную работу конкретных частей электрических цепей, в которых они установлены, и средств управления таких электрических цепей.
Автоматические выключатели являются известными переключающими устройствами, которые выполняют функцию защиты от повреждений, возникающих в связанной с ними электрической цепи; в частности, автоматический выключатель во время его работы может быть приведен в действие между замкнутым положением, в котором он обеспечивает протекание тока между двумя частями связанной с ним электрической цепи, и разомкнутым положением, в котором он прерывает такое протекание тока. В частности, автоматические выключатели выполнены с возможностью прерывания токов повреждения, например токов перегрузки или короткого замыкания.
Разъединители являются известными переключающими устройствами, которые выполняют функцию разъединения между двумя частями связанной с этими устройствами электрической цепи, чтобы гарантировать безопасность средств управления, работающих на одной из двух разъединяемых частей. В частности, разъединитель во время его работы может быть приведен в действие между положением соединения, в котором электрическое соединение между двумя частями обеспечивается посредством самого разъединителя, и положением разъединения, в котором две части физически разделены посредством самого разъединителя, чтобы прервать их электрическое соединение.
В качестве автоматического выключателя, разъединитель в положении соединения может выдерживать протекание через него токов повреждения, но, в отличие от автоматического выключателя, он не может быть приведен в действие для прерывания таких токов повреждения. Поэтому автоматический выключатель и разъединитель обычно связаны в каждой фазе электрической цепи и, предпочтительно, соединены последовательно, выполняя функции прерывания токов между двумя частями электрической цепи и функции разъединения между такими двумя частями, соответственно.
При нормальных рабочих условиях ток протекает между двумя частями электрической цепи по пути тока, обеспеченному посредством автоматического выключателя в замкнутом положении и разъединителя в положении соединения. Разъединитель может быть приведен в действие из положения соединения в положение разъединения только после того, как автоматический выключатель переведен из замкнутого в разомкнутое положение.
Автоматические выключатели и связанные с ними разъединители установлены в электрическом блоке, таком, как распределительное устройство. Такой электрический блок содержит распределительное отделение, содержащее средство распределения мощности, например распределительные шины, и нагрузочное отделение, содержащее кабели (или другое соединительное средство), соединенные с одной или несколькими нагрузками.
Распределительные средства и соответствующая одна или более электрических нагрузок оперативно электрически соединены с помощью автоматических выключателей и связанных с ними разъединителей; в частности, автоматические выключатели и разъединители заключены в электрический блок между распределительным и нагрузочным отделениями.
В некоторых приложениях между распределительным и нагрузочным отделениями требуется разделение посредством заземленного металла.
В общем случае, автоматические выключатели и связанные с ними разъединители предполагаются как отдельные устройства, т.е. каждое считается имеющим свой отдельный корпус, занимающий отведенное пространство, или отделение, внутри электрического блока. В этом случае, на соединительные средства, предусматриваемые для электрического соединения связанных автоматических выключателей и разъединителей (помещаемых в электрический блок в разных местах) требуется дополнительное внутреннее пространство электрического блока.
В этом случае, вышеупомянутое разделение посредством заземленного металла в общем случае осуществляется путем изготовления корпуса разъединителей целиком из металлического материала.
В заявке на Европейский патент EP1928065 (поданной от имени того же заявителя, что и данное изобретение) раскрыт блок разъединителя, имеющий корпус, определенный путем соединения первой, изолирующей оболочки и второй, металлической оболочки, причем разделение посредством заземленного металла воплощается посредством металлической оболочки.
В других известных решениях связанные друг с другом автоматические выключатели и разъединители заключены в один и тот же корпус или резервуар, который целиком выполнен из металла, чтобы обеспечить разделение посредством заземленного металла.
При современном состоянии уровня техники, хотя известные решения и работают довольно удовлетворительным образом, по-прежнему есть причина и потребность дальнейших усовершенствований.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Такая потребность воплощается посредством электрического переключающего устройства для электрической цепи, содержащего:
по меньшей мере, одну электрическую фазу, содержащую, по меньшей мере, один блок автоматического выключения, связанный с блоком разъединителя, причем блок автоматического выключения содержит, по меньшей мере, один подвижный контакт автоматического выключателя, который во время работы блока автоматического выключения может быть приведен в действие между замкнутым положением, в котором он электрически соединен с соответствующим неподвижным контактом автоматического выключателя, и разомкнутым положением, в котором он отделен от соответствующего неподвижного контакта автоматического выключателя, и при этом блок разъединителя содержит, по меньшей мере, один подвижный контакт разъединителя, который во время работы блока разъединителя может быть приведен в действие между положением соединения, в котором он соединен с соответствующим неподвижным контактом разъединителя, и, по меньшей мере, одним положением разъединения, в котором он отсоединен от соответствующего неподвижного контакта разъединителя;
корпус, содержащий первую оболочку, выполненную из изолирующего материала, соединенную со второй оболочкой, выполненной из металлического материала, причем в упомянутом корпусе заключены, по меньшей мере, блок автоматического выключения и связанный с ним блок разъединителя, по меньшей мере, у одной электрической фазы.
Другой аспект данного раскрытия направлен на разработку электрического аппарата, содержащего:
переключающее устройство, такое, как переключающее устройство, определенное прилагаемой формулой изобретения и раскрытое в нижеследующем описании;
первый рабочий механизм, оперативно соединенный с первым приводящим в действие средством переключающего устройства и выполненный с возможностью приводить его в действие, вызывать приведение в действие, по меньшей мере, одного подвижного контакта автоматического выключателя блока автоматического выключения;
второй рабочий механизм, оперативно соединенный со вторым приводящим в действие средством переключающего устройства и выполненный с возможностью приводить его в действие, вызывать приведение в действие, по меньшей мере, одного подвижного контакта разъединителя блока разъединителя;
стопорящие средства, оперативно соединенные с первым и вторым рабочими механизмами и выполненные с возможностью предотвращения приведения в действие второго приводящего в действие средства вторым рабочим механизмом, когда, по меньшей мере, один подвижный контакт автоматического выключателя находится в замкнутом положении.
Другой аспект данного раскрытия направлен на разработку распределительного устройства, содержащего, по меньшей мере, одно переключающее устройство и/или, по меньшей мере, один электрический аппарат, такие, как переключающее устройство и электрический аппарат, определенные прилагаемой формулой изобретения и раскрытые в нижеследующем описании.
В нижеследующем описании будут сделаны конкретные ссылки, например, на электрическое переключающее устройство, электрический аппарат и распределительное устройство, выполненные для использования в приложениях среднего напряжения, причем в контексте данного раскрытия термин «среднее напряжение» относится к приложениям с рабочими напряжениями от 1 кВ до нескольких десятков киловольт, например, 30 кВ или 40 кВ.
Следует отметить, что переключающее устройство, электрический аппарат и распределительное устройство в соответствии с настоящим изобретением можно использовать в приложениях, предусматривающих большее напряжение, например, в приложениях, предусматривающих напряжение более 40 кВ.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Дополнительные характеристики и преимущества станут понятнее из описания примерных, но не исключительных, вариантов осуществления электрического переключающего устройства, электрического аппарата и распределительного устройства в соответствии с настоящим изобретением, изображаемых на прилагаемых чертежах, при этом:
фиг. 1 изображает электрическую схему электрической фазы в переключающем устройстве в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 2 изображает вид в перспективе переключающего устройства в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 3 изображает компоненты переключающего устройства в разобранном виде согласно фиг. 2;
фиг. 4 изображает вид в перспективе металлической оболочки переключающего устройства согласно фиг. 2;
фиг. 5 изображает сечение на виде сбоку переключающего устройства в соответствии с настоящим изобретением, имеющего первый пример кинематической цепи, связанной с блоками автоматического выключения этого устройства;
фиг. 6 изображает сечение на виде спереди электрической фазы переключающего устройства согласно фиг. 5;
фиг. 7 изображает первый пример кинематической цепи переключающего устройства согласно фиг. 5, причем блоки автоматического выключения и приводные средства связаны с такой кинематической цепью;
фиг. 8 изображает блок автоматического выключения, связанный с соответствующим участком кинематической цепи переключающего устройства согласно фиг. 5;
фиг. 9 изображает сечение на виде сбоку переключающего устройства в соответствии с настоящим изобретением, имеющего второй пример кинематической цепи, связанной с блоками автоматического выключения этого устройства;
фиг. 10 представляет собой сечение на виде спереди электрической фазы переключающего устройства согласно фиг. 9;
фиг. 11 изображает второй пример кинематической цепи переключающего устройства согласно фиг. 9, причем блоки автоматического выключения и приводные средства связаны с такой кинематической цепью;
фиг. 12 изображает блок автоматического выключения, связанный с соответствующим участком кинематической цепи переключающего устройства согласно фиг. 9;
фиг. 13 изображает первый рабочий механизм и второй рабочий механизм, соединенные с переключающим устройством в соответствии с настоящим изобретением и оперативно соединенные друг с другом с помощью стопорящих средств, причем блоки автоматического выключения переключающего устройства изображены в замкнутом состоянии;
фиг. 14 представляет собой вид стопорящих средств согласно фиг. 13, связанных с рабочим валом первого рабочего механизма;
фиг. 15 изображает первый и второй рабочие механизмы и стопорящие средства согласно фиг. 13, причем блоки автоматического выключения переключающего устройства изображены в разомкнутом состоянии;
фиг. 16 представляет собой сечение на виде сбоку распределительного устройства и электрического аппарата, установленного в нем, в соответствии с настоящим изобретением.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ
Следует отметить, что в нижеследующем подробном описании идентичные или сходные компоненты, с конструктивной и/или функциональной точки зрения, имеют одинаковые ссылочные позиции независимо оттого, изображены ли они в разных вариантах осуществления данного раскрытия; следует также отметить, что для ясного и краткого описания данного изобретения, чертежи не обязательно могут быть выполнены в масштабе, а некоторые признаки изобретения могут быть изображены в несколько схематичной форме.
Данное раскрытие относится к электрическому переключающему устройству 1, выполненному для установки в электрической цепи 102 и имеющему одну или несколько электрических фаз 2 или полюсов 2. Каждая фаза 2 оперативно электрически соединяет первую часть 100 и вторую часть 101 электрической цепи 102 (как изображено, например, на фиг. 1).
Например, первая часть 100 электрической цепи 102 может быть распределительной или линейной частью 100, выполненной с возможностью распределения мощности, а вторая часть 101 может быть нагрузочной частью 101, передающей мощность от распределительной части 101.
В возможных вариантах осуществления согласно фиг. 2-3, 5 и 9, переключающее устройство 1 содержит три электрические фазы, обозначенные ссылочными позициями 2a, 2b и 2c; следует указать, что переключающее устройство 1 в соответствии с настоящим изобретением может иметь, согласно конкретным вариантам осуществления, любое количество электрических фаз 2, отличающееся от изображенного, например, одну электрическую фазу 2, две электрических фазы 2 или четыре электрических фазы 2.
Каждая электрическая фаза 2 переключающего устройства 1 содержит, по меньшей мере, один блок 10 автоматического выключения, связанный с блоком 20 разъединителя.
Переключающее устройство 1 для каждой электрической фазы 2, в частности, содержит: по меньшей мере, один электрический вывод 3, связанный с блоком 10 автоматического выключения и выполненный с возможностью электрического соединения такого блока 10 автоматического выключения с первой частью 100 электрической цепи 102; и, по меньшей мере, один электрический вывод 4, связанный с блоком 20 разъединения и выполненный с возможностью электрического соединения такого блока 20 разъединения со второй частью 101 электрической цепи 102.
Блок 10 автоматического выключения содержит, по меньшей мере, один подвижный контакт 11 автоматического выключателя (для простоты именуемый далее «подвижным контактом 11»), который во время работы самого блока 10 автоматического выключения может быть приведен в действие между замкнутым положением, в котором он электрически соединен с соответствующим неподвижным контактом 12 автоматического выключателя (для простоты именуемому далее «неподвижным контактом 12»), и разомкнутым положением, в котором он электрически отделен от соответствующего неподвижного контакта 12.
фазы
Обращаясь к примеру согласно фиг. 1, для каждой электрической фазы 2 приведение подвижного контакта 11 в действие из разомкнутого положения в замкнутое положение обеспечивает протекание тока I между первой и второй частями 100, 101 электрической цепи 102 через электрически подключаемые друг к другу подвижный и неподвижный контакты 11, 12.
фазы
Приведение подвижного контакта 11 в действие с перемещением из замкнутого положения в разомкнутое положение вызывает прерывание такого тока I посредством электрического разделения между подвижным и неподвижным контактами 11, 12. Такое приведение в действие может быть вызвано ручным вмешательством оператора или проведено автоматически (посредством исполнительных механизмов) в присутствии электрического повреждения, например перегрузки или короткого замыкания.
Блок 20 разъединителя содержит, по меньшей мере, один подвижный контакт 21 разъединителя (для простоты именуемый далее «подвижным контактом 21»), который во время работы самого блока 20 разъединителя может быть приведен в действие между замкнутым положением, в котором он электрически присоединен к соответствующему неподвижному контакту 22 разъединителя (для простоты именуемого далее «неподвижным контактом 22»), и разомкнутым положением, в котором он электрически отсоединен от соответствующего неподвижного контакта 12.
Обращаясь к примеру согласно фиг. 1, соединение между подвижным и неподвижным контактами 21, 22 выполнено с возможностью воплощения электрического соединения между первой и второй частями 100, 101 электрической цепи 102. Приведение подвижного контакта 21 в действие из положения соединения в положение разъединения вызывает физическое разделение между первой и второй частями 100, 101 (чтобы прервать электрическое соединение между ними).
Блок 10 автоматического выключения и блок 20 разъединения электрической фазы 2 предпочтительно соединены последовательно между первой и второй частями 100, 101 электрической цепи 102, как изображено, например, на фиг. 1.
В частности, в примере согласно фиг. 1 неподвижный контакт 12 блока 10 автоматического выключения соединен с электрическим выводом 3, подвижный контакт 11 соединен с неподвижным контактом 22 блока 20 разъединителя, а подвижный контакт 21 соединен с электрическим выводом 4.
В альтернативном варианте, подвижный контакт 11 блока 10 автоматического выключения может быть соединен с электрическим выводом 3, а соответствующий неподвижный контакт 12 - с блоком 20 разъединителя, и/или неподвижный контакт 22 блока 20 разъединителя может быть соединен с электрическим выводом 4, а соответствующий подвижный контакт 21 - с блоком 10 автоматического выключения.
фазы
Обращаясь к примеру согласно фиг. 1, при нормальных рабочих условиях переключающего устройства 1 для каждой электрической фазы 2, ток I протекает между первой и второй частями 100, 101 по пути тока, обеспечиваемому посредством электрически соединенных подвижного и неподвижного контактов 11, 12 блока 10 автоматического выключения и посредством соединенных подвижного и неподвижного контактов 21, 22 блока 20 разъединителя.
фазы
После того, как подвижный контакт 11 блока 10 автоматического выключения приведен в действие из замкнутого в разомкнутое положение для прерывания тока I, подвижный контакт 21 блока 20 разъединителя также можно привести в действие из положения соединения в положение разъединения, чтобы обеспечить дальнейшее физическое прерывание в электрическом соединении между первой и второй частями 100, 101.
Переключающее устройство 1 в соответствии с настоящим изобретением имеет корпус 50, преимущественно содержащий первую оболочку 51, выполненную из изолирующего материала (для простоты именуемую далее «изолирующей оболочкой 51»), которая соединена со второй оболочкой 52, выполненной из металлического материала (для простоты именуемой далее «металлической оболочкой 52»).
В корпусе 50 заключены, по меньшей мере, блок 10 автоматического выключения и подключенный к нему блок 20 разъединителя каждой электрической фазы 2 в переключающем устройстве 1.
6
В соответствии с предпочтительным, но не ограничительным, вариантом осуществления, изолирующая оболочка 51 и металлическая оболочка 52 соединены газонепроницаемым образом. Корпус 50, определенный таким газонепроницаемым сочленением, может быть наполнен изолирующим газом, например таким, как SF; в альтернативном варианте, в приложениях для меньших напряжений, газонепроницаемый корпус 50 может быть наполнен воздухом.
В соответствии с возможным вариантом осуществления согласно фиг. 2-4, изолирующая оболочка 51 и металлическая оболочка 52 содержат фланцевый участок, соответственно обозначенный ссылочными позициями 53 и 54; такие фланцевые участки 53, 54 выполнены с возможностью воплощения металлического взаимного соединения между первой и металлической оболочками 51, 52. В частности, фланцевые участки 53 и 54 могут содержать одно или более установочных мест для уплотнительных средств, таких, как прокладки, и могут быть снабжены соединяющими и фиксирующими средствами для поддержания изолирующей и металлической оболочек 51, 52 соединенными газонепроницаемым образом.
Изолирующая оболочка 51 может быть выполнена, например, из полимерного материала (например, термопластичного или термореактивного материала). Среди термореактивных полимеров можно назвать, например, эпоксидную смолу или сложный полиэфир. В случае внешней установки переключающего устройства 1 (т.е. когда переключающее устройство 1 находится на открытом воздухе, а не в определенном кожухе и/или электрическом блоке), изолирующая оболочка 51 может быть полностью выполнена из полимерного материала или содержать, по меньшей мере, покрывающий слой этого материала, который является стойким к воздействию внешней среды, например, представляет собой эпоксидную циклоалифатическую смолу или материал с кремнийорганическим покрытием.
Металлическая оболочка 52 может быть выполнена, например, из стали, такой, как нержавеющая сталь или предварительно оцинкованная сталь.
Электрические выводы 3 и 4 каждой электрической фазы 2 выступают наружу из корпуса 50 для соединения связанных блока 10 автоматического выключения и блока 20 разъединителя, соответственно, с первой частью 100 и второй частью 101 электрической цепи 102.
фазы
В соответствии с возможным вариантом осуществления согласно фиг. 2-6 и 9-10, с каждым блоком 20 разъединителя переключающего устройства 1 связан изолятор 60. Такой изолятор 60 соединен с корпусом 50, предпочтительно газонепроницаемым образом, и выполнен с возможностью: окружения, по меньшей мере, части электрического вывода 4, выступающей наружу из корпуса 50; и заключения одного или более датчиков (изображенных схематически и обозначенных ссылочной позицией 61 на чертежах), выполненных с возможностью измерения, по меньшей мере, одного электрического параметра, связанного с током I, протекающим через электрический вывод 4. В соответствии с таким решением, один датчик или несколько датчиков 61 преимущественно встроены в изолятор 60.
ПЕРЕКЛЮЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО 1 СОДЕРЖИТ:
первые приводящие в действие средства (изображенные схематически и обозначенные ссылочной позицией 200 в примере согласно фиг. 1), которые оперативно соединены с подвижным контактом 11 каждого блока 10 автоматического выключения в переключающем устройстве 1 и выполнены с возможностью вызывать приведение этого контакта в действие;
вторые приводящие в действие средства (изображенные схематически в примере согласно фиг. 1 и обозначенные ссылочной позицией 300), которые оперативно соединены с подвижным контактом 21 каждого блока 20 разъединителя, связанного с соответствующим блоком 10 автоматического выключения, и выполнены с возможностью вызывать приведение этого контакта в действие.
В соответствии с предпочтительным, но не ограничительным, вариантом осуществления, в корпусе 50 преимущественно заключены, по меньшей мере, часть приводящих в действие средств 200 и, по меньшей мере, часть приводящих в действие средств 300. В соответствии с предпочтительным, но не ограничительным, вариантом осуществления, каждая фаза 2 переключающего устройства 1 содержит заземляющие средства, которые оперативно связаны с блоком 10 автоматического выключения или блоком 20 разъединения такой фазы 2.
В частности, заземляющие средства, оперативно связанные с блоком 10 автоматического выключения, выполнены с возможностью соединения первой части 100 электрической цепи 102 с электрической «землей» посредством самого блока 10 автоматического выключения. Заземляющие средства, оперативно связанные с блоком 20 разъединителя, выполнены с возможностью соединения второй части 101 электрической цепи 102 с электрической «землей» посредством самого блока 20 разъединителя. Например, заземляющие средства 30, схематически изображенные на фиг. 1, оперативно связаны с блоком 20 разъединителя. В заземленной части 100 или части 101 электрической цепи 102 предотвращаются или, по меньшей мере, уменьшаются электрические разряды или индуцированные токи, повышая безопасность оператора, работающего в такой заземленной части 100 или 101.
В случае, если каждая электрическая фаза 2 переключающего устройства 1 содержит заземляющие средства 30, такие заземляющие средства 30 преимущественно также заключены в корпусе 50.
В соответствии с предпочтительным, но не ограничительным, вариантом осуществления, блок 20 разъединителя каждой электрической фазы 2 преимущественно выполнен с возможностью воплощения также заземляющих средств 30, т.е. блок 20 разъединителя выполнен так, что он во время его работы может соединять связанную с ним часть 101 электрической цепи 102 с электрической «землей».
В соответствии с примерным вариантом осуществления согласно фиг. 2-6 и 9-10, блок 20 разъединителя содержит заземляющий контакт 23, т.е. контакт 23, электрически соединенный с «землей», а подвижный контакт 21 такого блока 20 разъединителя может быть приведен в действие между положением соединения и:
первым положением разъединения, в котором подвижный контакт 21 отсоединен от соответствующего неподвижного контакта 22 и заземляющего контакта 23;
вторым положением разъединения или положением заземления, в котором подвижный контакт 21 отсоединен от соответствующего неподвижного контакта 22 и соединен с заземляющим контактом 23.
Когда подвижный контакт 21 находится в положении заземления, связанная с ним часть 101 электрической цепи 102 электрически соединена с заземляющим контактом 23 посредством электрического соединения, обеспечиваемого подвижным контактом 21 и электрическим выводом 4.
Металлическая оболочка 52 корпуса 50 предпочтительно заземлена, т.е. она соединена с электрической «землей» для осуществления разделения посредством заземленного металла между первой и второй частями 100, 101 электрической цепи 102. В таком случае, заземляющий контакт 23 предпочтительно соединен с металлической оболочкой 52; например, заземляющий контакт 23 может быть смонтирован на соответствующем участке металлической оболочки 52 (как изображено в примерном варианте осуществления согласно фиг. 4).
В соответствии с примерным вариантом осуществления согласно фиг. 3-4, металлическая оболочка 52 выполнена с возможностью, по меньшей мере: придания опоры подвижному контакту 21 и заключения заземляющего контакта 23 каждого блока 20 разъединителя переключающего устройства 1; заключения приводящих в действие средств 300, оперативно соединенных с каждым связанным с ними подвижным контактом 21 и выполненных с возможностью вызывать приведение этого контакта в действие.
В примерном варианте осуществления согласно фиг. 3-4, металлическая оболочка 52 содержит основной участок 70, имеющий: стенку 71 основания; переднюю стенку 72 и заднюю стенку 73, выступающие в поперечном направлении из двух противоположных концов стенки 71 основания; первую и вторую параллельные боковые стенки 74, 75, выступающие в поперечном направлении из стенки 71 основания, так, чтобы связывать переднюю и заднюю стенки 72, 73. Верхние концы передней и задней стенок 72, 73 и боковых стенок 74, 75 сконфигурированы с возможностью определять весь фланцевый верхний край (обозначенный в целом ссылочной позицией 76).
Металлическая оболочка 52 дополнительно содержит фланцевый участок 54, который находится на фланцевом верхнем краю 76 и прикреплен к нему.
Фланцевый участок 54 крепится к соответствующему фланцевому участку 53 изолирующей оболочки 51 так, чтобы определять весь корпус 50. В частности, через фланцевый участок 53, фланцевый участок 54 и верхний фланцевый край 76 определены сквозные отверстия 55, 56 и 77, соответственно. Такие сквозные отверстия 55, 56 и 77 определены так, чтобы быть выровненными друг с другом, когда фланцевый участок 54 находится в контакте с верхним фланцевым краем 76, а фланцевый участок 53 изолирующей оболочки 51 находится в контакте с фланцевым участком 54 (фиг. 3-4). Таким образом, в каждое определенное отверстие можно вставить винт за счет выравнивания трех сквозных отверстий 55, 56, 77, чтобы взаимно скрепить первую и металлическую оболочки 51, 52.
В стенке 71 основания определены три сквозных проема 80, обеспечивающие свободное прохождение трех электрических выводов 4 в корпус 50; такие три электрических вывода 4 соединены с тремя блоками 20 разъединителя электрических фаз 2a, 2b, 2c.
Со стенкой 71 основания в трех сквозных проемах 80 три изолятора 60 соединены так, чтобы поддерживать газонепроницаемое состояние всего корпуса 50. Каждый вывод 4 снаружи внешней металлической оболочкой 52 окружен соответствующим изолятором 60.
Подвижный контакт 21 каждого блока 20 разъединителя установлен с возможностью поворота внутри корпуса 50 на верхнем участке соответствующего электрического вывода 4; в свою очередь, электрический вывод 4 и связанный с ним изолятор 60 оперты на стенку 71 основания металлической оболочки 52.
В примерном варианте осуществления согласно фиг. 2-6 и 9-10 приводящие в действие средства 300 содержат приводной вал 301. Концы приводного вала 301 оперативно соединены с передней и задней стенками 72, 73 металлической оболочки 52 таким образом, что приводной вал 301 имеет возможность вращаться вокруг оси 302 вращения и тем самым поддерживать газонепроницаемое состояние всего корпуса 50. По меньшей мере, конец 303 приводного вала 301 доступен снаружи металлической оболочки 52, так что его можно оперативно соединять со средством, выполненным с возможностью вызывать вращение приводного вала 301 вокруг оси 302.
Приводной вал 301 расположен внутри металлической оболочки 52 между подвижными контактами 21 и второй боковой стенкой 75. Заземляющие контакты 23 прикреплены к первой боковой стенке 74, причем каждый из них выровнен с направлением движения соответствующего контакта 21. Металлическая оболочка 52 соединена с электрической «землей» вместе с прикрепленными к ней заземляющими контактами 23.
Приводной вал 301 оперативно соединен с каждым подвижным контактом 21 с помощью обычных соединительных средств таким образом, что вращение приводного вала 301 вокруг оси 302 вызывает приведение каждого подвижного контакта 21 в действие между положением соединения, первым положением разъединения и положением заземления.
В соответствии с возможным вариантом осуществления согласно фиг. 2-3 и 5-12, приводящие в действие средства 200, связанные с каждым блоком 10 автоматического выключения в переключающем устройстве 1, содержат кинематическую цепь 201 и приводное средство 203, оперативно соединенные друг с другом. Кинематическая цепь 201 оперативно соединена с подвижным контактом 11 каждого связанного с ней блока 10 автоматического выключения и выполнена с возможностью приведения в действие с помощью приводного средства 203 с тем, чтобы вызвать приведение подвижного контакта 11 в действие между разомкнутым и замкнутым положениями.
ИЗОЛИРУЮЩАЯ ОБОЛОЧКА 51 СОДЕРЖИТ:
центральный участок 90, определяющий внутреннюю основную камеру 91, в которой заключена, по меньшей мере, кинематическая цепь 201;
изолирующее тело 92, связанное с каждой электрической фазой 2 переключающего устройства 1, причем изолирующее тело 92 выступает из центрального участка 90 и определяет внутреннюю камеру 93 автоматического выключателя, в которой заключен блок 10 автоматического выключения соответствующей электрической фазы 2.
Доступ к каждой камере 93 автоматического выключателя возможен из основной камеры 91, так что кинематическая цепь 201 может оперативно взаимодействовать с подвижным контактом 11 каждого блока 10 автоматического выключения, заключенного в соответствующей камере 93 (как изображено, например, на фиг. 5 и 9). В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, изолирующая оболочка 51 преимущественно изготовлена цельной, т.е. центральный участок 90 и одно или несколько изолирующих тел 92, выступающих из него, выполнены во время процесса изготовления как единое целое.
В соответствии с возможным вариантом осуществления согласно фиг. 2-3, 5-7 и 9-11, приводное средство 203 может представлять собой приводной вал 203, который может вращаться вокруг оси 204 вращения и который оперативно соединен, непосредственно или с помощью рычажных средств 205, с кинематической цепью 201. Кинематическая цепь 201, в свою очередь, оперативно соединена с подвижным контактом 11 каждого блока 10 автоматического выключения и выполнена с возможностью вызывать приведение этого контакта в действие при вращении приводного вала 203 вокруг оси 204.
В соответствии с возможным решением, на центральном участке 90 изолирующей оболочки 51 определен проем 59 для доступа; переключающее устройство 1 содержит крышку 400, которая оперативно соединена с центральным участком 90, покрывая проем 59 для доступа, и которая выполнена с возможностью покрывать и поддерживать приводной вал 203 таким образом, что он может вращаться вокруг оси 204. Проем 59 для доступа обеспечивает свободный доступ рычажных средств 205 (обычного типа) в основную камеру 91, чтобы оперативно соединять приводной вал 203 и кинематическую цепь 201.
В частности, крышка 400 соединена с изолирующей оболочкой 51, поддерживая газонепроницаемое состояние всего корпуса 50, и предпочтительно выполнена из металлического материала, чтобы лучше поддерживать приводной вал 203 и выдерживать силы, создаваемые во время вращения самого приводного вала 203.
В возможном варианте осуществления согласно фиг. 2-3, 5-6 и 9-10 центральный участок 90 изолирующей оболочки 51 содержит: фланцевый участок 53, первую переднюю стенку 96 и вторую переднюю стенку 97, которые выступают в поперечном направлении из противоположных концов фланцевого участка 53 таким образом, чтобы обращаться друг к другу; первую и вторую параллельные боковые стенки 98 и 99, которые выступают в поперечном направлении из фланцевого участка 53 таким образом, чтобы связывать в поперечном направлении первую и вторую передние стенки 96 и 97.
В частности, проем 59 для доступа определен в первой передней стенке 96, а крышка 400 крепится к такой стенке 96 так, чтобы покрывать такой проем 59 и поддерживать приводной вал 203.
В примерном варианте осуществления согласно фиг. 2-3 и 5-12, блок 10 автоматического выключения содержит баллон 15, определяющий внутреннюю уплотненную среду, где может происходить электрическое соединение и/или разделение между подвижным и неподвижным контактами 11, 12. Внутреннее пространство баллона 15 предпочтительно находится в условиях вакуума; в альтернативном варианте, такое внутреннее пространство может быть наполнено изолирующим газом.
Соответственно, связанное с баллоном изолирующее тело 92 имеет, по существу, цилиндрическую форму, выполненную с возможностью определения внутренней камеры 93 автоматического выключателя, в которой заключен баллон 15 блока 10 автоматического выключения. В верхнем конце изолирующего тела 92 определено сквозное отверстие 95, чтобы обеспечить свободное прохождение электрического вывода 3, связанного с огражденным блоком 10 автоматического выключения, в камеру 93 автоматического выключателя. В частности, электрический вывод 3 проходит через соответствующее сквозное отверстие 95 так, чтобы поддерживать газонепроницаемое состояние всего корпуса 50. В случае, если переключающее устройство 1 содержит, по меньшей мере, две электрических фазы 2, изолирующие тела 92, связанные с такими фазами 2, предпочтительно выступают из центрального участка 90, каждое - вдоль соответствующей продольной оси 500. В частности, продольные оси 500 изолирующих тел 92 пролегают параллельно друг другу в общей плоскости, так что изолирующие тела 92 выровнены друг с другом.
В возможном варианте осуществления согласно фиг. 2-3, 5 и 9, центральный участок 90 изолирующей оболочки 51 содержит верхнюю стенку 25, связывающую в поперечном направлении первую и вторую боковые стенки 98 и 99 (а также первую и вторую передние стенки 96 и 97). С первой, второй и третьей электрическими фазами 2a, 2b и 2c соответственно связаны первое изолирующее тело 92a, второе изолирующее тело 92b и третье изолирующее тело 92c, каждое из которых имеет, по существу, цилиндрическую форму. Такие первое, второе и третье изолирующие тела 92a, 92b и 92c выступают в поперечном направлении из верхней стенки 25 вдоль первой продольной оси 500a, второй первой продольной оси 500b и третьей первой продольной оси 500c, соответственно (при этом упомянутые первая, вторая и третья продольные оси 500a, 500b и 500c пролегают в общей плоскости, которая частично совпадает с листом фиг. 5 и 9). В частности, основные изолирующие тела 92a, 92b и 92c выровнены друг с другом так, что первое изолирующее тело 92a размещено бок о бок со вторым изолирующим телом 92b, которое, в свою очередь, размещено бок о бок с третьим изолирующим телом 92c.
Из основных изолирующих тел 92a, 92b и 92c выступает множество изолирующих ребер 41, 42 и 43, соответственно.
Центральный участок 90 изолирующей оболочки 51 предпочтительно содержит: по меньшей мере, один опорный лепесток 110, соединяющий первую боковую поверхность 98 с фланцевым участком 53; и, по меньшей мере, один опорный лепесток 111, соединяющий вторую боковую поверхность 99 с фланцевым участком 53. Такие опорные лепестки 110, 111 выполнены с возможностью усиления всей конструкции изолирующей оболочки 51.
В примерном варианте осуществления согласно фиг. 2, по меньшей мере, один опорный лепесток 110 содержит:
опорный лепесток 110a, лежащий в плоскости 900, содержащей продольную ось 500a изолирующего тела 92a;
опорный лепесток 110b, лежащий в плоскости 901, содержащей продольную ось 500b изолирующего тела 92b;
опорный лепесток 110c, лежащий в плоскости 902, содержащей продольную ось 500c изолирующего тела 92c;
опорный лепесток 110d, размещенный между опорными лепестками 110a и 100b; и
опорный лепесток 110e, размещенный между опорными лепестками 100b и 110d.
Упомянутый, по меньшей мере, один опорный лепесток 111 содержит:
опорный лепесток, выровненный с опорным лепестком 110a (т.е. лежащий в той же плоскости 900 опорного лепестка 100a);
опорный лепесток, выровненный с опорным лепестком 110b (т.е. лежащий в той же плоскости 901 опорного лепестка 100b);
опорный лепесток, выровненный с опорным лепестком 110c (т.е. лежащий в той же плоскости 902 опорного лепестка 110c);
опорный лепесток, выровненный с опорным лепестком 110d (т.е. лежащий в той же плоскости опорного лепестка 110d); и
опорный лепесток, выровненный с опорным лепестком 110e (т.е. лежащий в той же плоскости опорного лепестка 110e).
В соответствии с возможными вариантами осуществления согласно фиг. 5-12, кинематическая цепь 201, заключенная в основной камере 91 изолирующей оболочки 51, содержит основной стержень 210, который оперативно соединен приводным средством 203 (например таким, как приводной вал 203 согласно проиллюстрированным примерным вариантам осуществления).
Основной стержень 210 выполнен с возможностью приведения в действие приводным средством 203, что позволяет стержню перемещаться линейно в основную камеру 91 вдоль оси 600 движения.
В соответствии с предпочтительным, но не ограничительным, вариантом осуществления, основной стержень 210 полностью или частично выполнен из изолирующего материала, такого как пластмасса. Например, основной стержень 210 может быть выполнен из изолирующих модульных компонентов, как изображено в примерных вариантах осуществления согласно фиг. 7 и 11, при этом такие модульные компоненты соединены, предпочтительно, скреплены друг с другом.
Кинематическая цепь 201 дополнительно содержит подвижный поршень 211, связанный с каждым блоком 10 автоматического выключения, заключенным в соответствующей камере 93 автоматического выключателя.
Подвижный поршень 211 может быть перемещен между первым положением и вторым положением. Подвижный поршень 211 оперативно соединен с подвижным контактом 11 каждого связанного с ним блока 10 автоматического выключения таким образом, что перемещение подвижного поршня 211 из первого положения во второе положение вызывает приведение подвижного контакта 11 в действие из замкнутого положения в разомкнутое положение, а перемещение из второго положения в первое положение вызывает приведение подвижного контакта 11 в действие из разомкнутого положения в замкнутое положение. Например, подвижный поршень 211 непосредственно соединен с участком связанного с ним подвижного контакта 11.
1
2
1
Кинематическая цепь 201 дополнительно содержит рычажные средства, связанные с каждым подвижным поршнем 211. Рычажные средства оперативно соединяют связанный с ним подвижный поршень 211 с основным стержнем 210. Такие рычажные средства выполнены с возможностью вызывать перемещение подвижного поршня 211 из первого положения во второе положение, когда основной стержень 210 перемещается вдоль оси 600 движения в первом направлении X (фиг. 5 и 9), и из второго положения в первое положение, когда основной стержень 210 перемещается вдоль оси 600 движения во втором направлении X (фиг. 5 и 9), противоположном упомянутому первому направлению X. В соответствии с примерным вариантом осуществления согласно фиг. 5-8 и примерному варианту осуществления согласно фиг. 9-12, рычажные средства между связанными друг с другом подвижным поршнем 211 и основным стержнем 210 содержат подвижный элемент 212.
1
2
Подвижный элемент 212 оперативно соединен с основным стержнем 210 так, чтобы перемещаться из третьего положения в четвертое положение при перемещении такого основного стержня 210 вдоль оси 600 движения 600 в первом направлении X и из четвертого положения в третье положение при перемещении основного стержня 210 вдоль оси 600 движения 600 во втором направлении X.
Подвижный элемент 212 оперативно соединен с подвижным поршнем 211 с помощью упругих средств 213. В частности, движение элемента 212 из четвертого положения в третье положение способно вызвать движение подвижного поршня 211 из второго положения в первое положение и сжатие упругих средств 213.
У
У
Сжатые упругие средства 213 выполнены с возможностью приложения силы F упругости посредством подвижного поршня 211 к подвижному контакту 11 в замкнутом положении. Такая сила F упругости направлена к подвижному контакту 11 и имеет значение, калиброванное для обеспечения адекватного контактного давления между соединенными подвижным и неподвижным контактами 11, 12.
Перемещение подвижного элемента 212 из третьего положения в четвертое положение способно вызвать движение подвижного поршня 211 из первого положения во второе положение и возврат сжатых упругих средств 213 в положение покоя.
В примерном варианте осуществления согласно фиг. 5-8 и в примерном варианте осуществления согласно фиг. 9-12, подвижный поршень 211 прикреплен, например, с помощью крепежных средств к участку подвижного контакта 11, выступающему наружу из баллона 15. Подвижный элемент 212 представляет собой стакан 212, в который вставлен участок поршня 211.
Упругие средства 213 находятся между донной стенкой стакана 212 и участком подвижного поршня 212, вставленного в стакан 212, и соединены с упомянутой стенкой, так что оперативно соединяют стакан 212 и подвижный поршень 211. Когда стакан 212 находится в третьем положении, упругие средства 213 сжаты подвижным поршнем 211 и прикладывают силу Fe упругости к подвижному контакту 11 в замкнутом положении.
В соответствии с возможным вариантом осуществления согласно фиг. 5-8 и с возможным вариантом осуществления согласно фиг. 9-12, рычажные средства между основным стержнем 210 и связанным с ним подвижным поршнем 211 содержат раму, имеющую первую и вторую обращенные друг к другу опорные стороны 215 и 216.
Первая и вторая опорные стороны 215 и 216 предпочтительно выполнены из проводящего материала и электрически соединены с подвижным контактом 11 связанного с ними блока 10 автоматического выключения посредством контакта 217. Контакт 217 является контактом гибкого типа и соединен с подвижным контактом 11 так, что его можно согнуть в соответствии с приведением подвижного контакта 11 в действие между замкнутым и разомкнутым положениями.
Первая и вторая проводящие опорные стороны 215 и 216 соединены с неподвижным контактом 22 блока 20 разъединителя, предусмотренного в той же электрической фазе 2, что и связанный с ними блок 10 автоматического выключения. Таким образом, посредством гибкого контакта 217 и первой и второй опорных сторон 215 и 216 преимущественно обеспечивается последовательное соединение между блоком 10 автоматического выключения и блоком 20 разъединителя в той же фазе 2.
В возможном варианте осуществления согласно фиг. 8 и в примерном варианте осуществления согласно фиг. 12, концы гибкого контакта 217 физически и электрически соединены с верхними концами 218, 219 первой и второй опорных сторон 215, 216; центральный участок гибкого контакта 217 находится между взаимно соединенными подвижным контактом 11 и подвижным поршнем 211. Нижние концы 220, 221 первой и второй опорных сторон 215, 216 поперечно связаны посредством неподвижного контакта 22 блока 20 разъединителя в одной и той же электрической фазе 2.
В примерном варианте осуществления согласно фиг. 5-8, рычажное средство между основным стержнем 210 и соответствующим подвижным поршнем 11 дополнительно содержит:
первый соединительный штифт 230, который поперечно соединяет первую и вторую опорные стороны 215, 216;
первый рычаг 231 и второй рычаг 232, каждый из которых имеет участок 233 точки опоры, соединенный с возможностью поворота с первым концом 234 и противоположным концом 235 первого соединительного штифта 230, соответственно, причем каждый из первого и второго рычагов 231, 232 имеет первое плечо 236 и второе плечо 237, выступающие из участка 233 точки опоры;
второй соединительный штифт 240, который поперечно соединяет первые плечи 236 первого и второго рычагов 231, 232.
Второй соединительный штифт 240 соединен с основным стержнем 210, а вторые плечи 237 соединены с подвижным стаканом 212.
Благодаря соединению между соединительным штифтом 240 и основным стержнем 210, каждый из первого и второго рычагов 231, 232 вращается вокруг своего участка 233 точки опоры при перемещении основного стержня 210 вдоль оси 600 движения.
1
Благодаря соединению между вторыми рычагами 237 и подвижным стаканом 212, вращение первого и второго рычагов 231, 232, обуславливаемое движением основного стержня 210 в первом направлении X вдоль оси 600 (фиг. 5), вызывает движение подвижного стакана 212 из третьего положения в четвертое положение. Такое движение подвижного стакана 212, в свою очередь, вызывает соответствующее движение подвижного поршня 211 из первого положения во второе положение, а значит - и приведение в действие подвижного контакта 11 блока 10 автоматического выключения с перемещением из замкнутого положения в разомкнутое положение.
2
Вращение первого и второго рычагов 231, 232, обуславливаемое движением основного стержня 210 во втором направлении X вдоль оси 600 (фиг. 5), вызывает перемещение подвижного стакана 212 из четвертого положения в третье положение. Такое перемещение подвижного стакана 212, в свою очередь, вызывает соответствующее перемещение подвижного поршня 211 из второго положения в первое положение, а значит, и приведение в действие подвижного контакта 11 блока 10 автоматического выключения из разомкнутого положения в замкнутое положение.
В примерном варианте осуществления согласно фиг. 9-12, в первой опорной стеке 215 и второй опорной стенке 216 рычажного средства проделаны первая выемка 250 (схематически очерченная пунктирными линиями фиг. 12) и вторая выемка 251, соответственно.
Такое рычажное средство дополнительно содержит:
первый скользящий штифт 252, имеющий конец 253, вставленный с возможностью перемещения в первую выемку 250, и второй скользящий штифт 254, имеющий конец 255, вставленный с возможностью перемещения во вторую выемку 251;
первую пластину 256 и вторую пластину 257, которые соединены с основным стержнем 210 и которые содержат первый направляющий паз 258 и второй направляющий паз (не видимый на фиг. 9-12), соответственно.
Участок первого скользящего штифта 252 вставлен с возможностью перемещения в первый направляющий паз 258, а участок второго скользящего штифта 254 вставлен с возможностью перемещения во второй направляющий паз.
Первый направляющий паз 258 и второй направляющий паз сконфигурированы с возможностью вызывать перемещение первого и второго скользящих штифтов 252, 254 вдоль соответствующих первой и второй выемок 250, 251, когда основной стержень 210 перемещается вдоль направления 600 движения.
Первый и второй скользящие штифты 252, 254 оперативно соединены с подвижным стаканом 212 таким образом, что перемещение первого и второго скользящих штифтов 252, 254 вдоль соответствующих первой и второй выемок 250, 251 вызывает соответствующее перемещение подвижного стакана 212 между третьим и четвертым положениями.
1
В частности, перемещение основного стержня 210 в первом направлении X вдоль оси 600 движения (фиг. 9) вызывает соответствующее перемещение первого и второго скользящих штифтов 252, 254 в первую и вторую выемки 250, 251; такое перемещение первого и второго скользящих штифтов 252, 254 вызывает перемещение подвижного стакана 212 из третьего в четвертое положение, а значит, и перемещение подвижного поршня 211 из первого во второе положение. Таким образом, подвижный контакт 11 блока 10 автоматического выключения приводится в действие из замкнутого в разомкнутое положение.
2
Перемещение основного стержня 210 во втором направлении X вдоль оси 600 движения (фиг. 9) вызывает соответствующее перемещение первого и второго скользящих штифтов 252, 254 в первую и вторую выемки 250, 251; такое перемещение первого и второго скользящих штифтов 252, 254 вызывает движение подвижного стакана 212 из четвертого в третье положение, а значит, и движение подвижного поршня 211 из второго в первое положение. Таким образом, подвижный контакт 11 блока 10 автоматического выключения приводится в действие из разомкнутого положения в замкнутое положение.
Обращаясь к примерному варианту осуществления согласно фиг. 13-15, настоящее изобретение также относится к электрическому аппарату 700, содержащему переключающее устройство 1 в соответствии с предшествующим описанием. Электрическое устройство 700 дополнительно содержит:
первый рабочий механизм 701, оперативно соединенный с приводящими в действие средствами 200 переключающего устройства 1 и выполненный с возможностью их приведения в действие с тем, чтобы приводить в действие подвижный контакт 11 каждого блока 10 автоматического выключения самого переключающего устройства 1;
второй рабочий механизм 801, оперативно соединенный с приводящими в действие средствами 300 переключающего устройства 1 и выполненный с возможностью приведения их в действие с тем, чтобы приводить в действие подвижный контакт 21 каждого блока 20 разъединителя, связанного с соответствующим блоком 10 автоматического выключения
На практике, первый рабочий механизм 701 выполнен с возможностью обеспечения энергии, требующейся для приведения в действие каждого подвижного контакта 11, причем такая энергия передается подвижному контакту 11 через приводящие в действие средства 200.
Второй рабочий механизм 801 выполнен с возможностью обеспечения энергии, требующейся для приведения в действие каждого подвижного контакта 21, причем такая энергия передается подвижному контакту 21 через приводящие в действие средства 300.
Например, первый рабочий механизм 701 и второй рабочий механизм 801 являются механизмами известного типа, используемыми для работы автоматических выключателей и разъединителей, соответственно, которые относятся к известному уровню техники. Поэтому в нижеследующем тексте приводится описание лишь тех элементов таких первого и второго рабочих механизмов 701, 801, которые необходимы для понимания дополнительных характеристик и решений в соответствии с настоящим изобретением.
В возможном варианте осуществления согласно фиг. 13-15, рабочий механизм 701 содержит рабочий вал 702, выполненный с возможностью вращения вокруг оси 703 вращения; рабочий вал 702 оперативно соединен, с помощью обычных рычажных средств, с приводным средством 203 переключающего устройства 1; в частности, вращение рабочего вала 702 вокруг оси 703 оказывается подходящим для работы такого приводного средства 203 и, следовательно, для приведения в действие подвижного контакта 11 каждого блока 10 автоматического выключения посредством кинематической цепи 201.
Например, рабочий вал 702 оперативно соединен с приводным валом 203 согласно изображенному примерному варианту осуществления так, чтобы вызывать при его вращении вокруг оси 703 соответствующее вращение такого приводного вала 203 вокруг оси 204. В частности, вращение рабочего вала 702 в первом направлении вращения вызывает соответствующее вращение приводного вала 203 вокруг оси 204. Такое вращение приводного вала 203 обеспечивает приведение в действие кинематической цепи 201 и вызывает приведение в действие подвижного контакта 11 из замкнутого в разомкнутое положение. Вращение рабочего вала 702 в первом направлении вращения может быть обусловлено ручным вмешательством оператора в действие первого рабочего механизма 701 или вмешательством размыкающего исполнительного механизма, например, из-за появления неисправности в электрической цепи, где установлен электрический аппарат 700.
Вращение рабочего вала 702 вокруг оси 703 во втором направлении вращения, противоположном вышеупомянутому первому направлению вращения, вызывает соответствующее вращение приводного вала 203 вокруг оси 204. Такое вращение приводного вала 203 приводит в действие кинематическую цепь 201 и вызывает приведение в действие подвижного контакта 11 из разомкнутого положения в замкнутое положение.
В примерном варианте осуществления согласно фиг. 13-15 рабочий механизм 801 является механизмом того типа, который раскрыт в заявке на патент EP2249360 (поданной от имени того же заявителя, что и настоящее изобретение). В частности, такой рабочий механизм 801 имеет внутренний объем, определенный пластиной 802 основания и передней пластиной 803, и содержит первый рабочий вал 804 и второй рабочий вал 805, которые оперативно соединены приводящими в действие средствами 300 переключающего устройства 1 посредством обычных решений, связанных с рычажными механизмами. Приведение в действие первого рабочего вала 804 и приведение в действие второго рабочего вала 805 оказывается подходящим для работы таких приводящих в действие средств 300 для приведения в действие подвижного контакта 21 каждого блока 20 разъединителя переключающего устройства 1.
В частности, приведение в действие первого рабочего вала 804 выполнено с возможностью, с помощью приводящих в действие средств 300, вызвать приведение в действие подвижного контакта 21 между положением соединения и первым положением разъединения, а приведение в действие второго рабочего вала 805 выполнено с возможностью, с помощью приводящих в действие средств 300, вызвать приведение в действие подвижного контакта 21 между первым положением разъединения и положением заземления.
Например, рабочие валы 804 и 805 оперативно соединены с концом 303 приводного вала 301 (доступным из металлической оболочки 52 как изображено на фиг. 4) так, чтобы вызывать, посредством приведения их в действие, соответствующее вращение приводного вала 301 вокруг оси 302. В частности, вращение приводного вала 301, обуславливаемое первым рабочим валом 804, способно вызывать приведение в действие подвижного контакта 22 с перемещением между положением соединения и первым положением разъединения; а вращение приводного вала 301, обуславливаемое вторым рабочим валом 805, способно вызывать приведение в действие подвижного контакта 22 между первым положением разъединения и положением заземления.
Сквозь переднюю пластину 803 определены первое отверстие 810 для доступа и второе отверстие 811 для доступа, обеспечивающие доступ к концу первого рабочего вала 804 и второго рабочего вала 805, соответственно, чтобы обеспечить возможность приведения в действие первого и второго рабочих валов 804, 805. Например, первый рабочий вал 804 и второй рабочий вал 805 могут быть соединены с рабочей рукояткой для приведения в действие вручную через отверстия 810 и 811 для доступа, соответственно.
Электрический аппарат 700 предпочтительно может содержать стопорящие средства 750, оперативно соединенные с первым и вторым рабочими механизмами 701, 801 и выполненными с возможностью приведения в действие приводящих в действие средств 300 с помощью рабочего механизма 801, когда подвижный контакт 11 каждого блока 10 автоматического выключения переключающего устройства 1 находится в замкнутом положении. В соответствии с возможным вариантом осуществления, стопорящие средства 750 содержат:
покрывающую пластину 751, которая оперативно связана с рабочим механизмом 801 и которая может перемещаться между: положением покрытия, в котором она препятствует доступу к рабочему механизму 801 для того, чтобы вызвать приведение в действие приводящих в действие средств 300; и положением доступа, в котором она позволяет получить доступ к рабочему механизму 801;
стопорящий элемент 752, размещенный на покрывающей пластине 751 таким образом, что он может двигаться вместе с покрывающей пластиной 751.
В соответствии с таким примерным вариантом осуществления, первый рабочий механизм 701 содержит блокирующий элемент 753, который оперативно соединен с приводящими в действие средствами 200 таким образом, что может перемещаться между: положением блокировки, соответствующим подвижному контакту 11 в замкнутом положении; и рабочим положением, соответствующим подвижному контакту 11 в разомкнутом положении.
В частности, блокирующий элемент 753 в положении блокировки способен контактировать со стопорящим элементом 752 плоской крышки 751 в положении покрытия и блокировать покрывающую пластину 751 в таком положении покрытия. Блокирующий элемент 753 в рабочем положении отцеплен от соответствующего стопорящего элемента 752 покрывающей пластины 751 в положении покрытия, обеспечивая смещение такой покрывающей пластины 751 в положение доступа.
В примерном варианте осуществления согласно фиг. 13, покрывающая пластина 751 в положении покрытия покрывает участок отверстия 810 для доступа и участок второго отверстия 811 для доступа рабочего механизма 801 во избежание приведения в действие соответствующих первого и второго рабочих валов 804 и 805.
На покрывающей пластине 751 определены первое сквозное отверстие 755 и второе сквозное отверстие 756 таким образом, чтобы они были выровнены с первым отверстием 810 для доступа и вторым отверстием 811 для доступа, соответственно, когда плоская крышка 741 находится в положении доступа.
Обращаясь к возможному варианту осуществления согласно фиг. 15, здесь отсутствует участок с первым отверстием 810 для доступа и вторым отверстием 811 для доступа, покрываемый покрывающей пластиной 751, когда такие первое и второе отверстия 810, 811 для доступа выровнены с первым сквозным отверстием 755 и вторым сквозным отверстием 756, соответственно. Таким образом, оператор может получить доступ к соответствующим первому и второму рабочим валам 804 и 805 и обеспечить их работу.
В примерном варианте осуществления согласно фиг. 13-15, рабочий механизм 801 находится ниже рабочего механизма 701, так что покрывающая пластина 751 перемещается к рабочему механизму 701 во время ее смещения из положения покрытия в положение доступа. В частности, стопорящий элемент 752 представляет собой штифт 752, прикрепленный к верхней части 760 покрывающей пластины 751 и выступающий из этой части.
Соответственно, блокирующий элемент 753 представляет собой кулачок, установленный на рабочем валу 702 первого рабочего механизма 701 так, чтобы быть, по существу, выровненным с направлением перемещения соответствующего штифта 752.
Кулачок 753 находится в положении блокировки после того, как рабочий вал 702 вызвал приведение подвижного контакта 11 в действие из разомкнутого в замкнутое положение; как изображено на фиг. 13, кулачок 753 в положении блокировки контактирует с головкой штифта 752 и блокирует ее с того момента, как рабочий вал 702, в свою очередь, оказывается заблокированным в стационарном состоянии. Поэтому покрывающая пластина 751 блокируется в положении покрытия, изображенном на фиг. 13, где она частично покрывает первое и второе отверстия 810, 811 для доступа.
Кулачок 753 достигает рабочего положения после того, как рабочий вал 702 вызвал приведение подвижного контакта 11 в действие из замкнутого в разомкнутое положение. Как изображено на фиг. 15, кулачок 753 в рабочем положении отцеплен от головки штифта 752 так, чтобы обеспечить его перемещение и связанной с ним покрывающей пластины 751. В частности, на фиг. 15 покрывающая пластина 751 изображена находящейся в положении доступа, в котором обеспечивается доступ к отверстиям 810, 811 для доступа через выровненные первое и второе сквозные отверстия 755 и 756.
В соответствии с предпочтительным, но не ограничительным, вариантом осуществления, стопорящие средства 750 могут быть преимущественно выполнены с возможностью предотвращения приведения в действие приводящих в действие средств 200 с помощью рабочего механизма 701, а подвижного контакта 21, при срабатывании приводящих в действие средств 300. В соответствии с примерным вариантом осуществления согласно фиг. 13-15, стопорящие средства 750 могут содержать:
упирающийся элемент 780, размещенный на плоской крышке 751 так, что он может двигаться вместе с покрывающей пластиной 751;
рычаг 790, который может вращаться вокруг собственного участка 791 точки опоры и который имеет первое плечо 792 и второе плечо 793, выступающие из такого участка 791 точки опоры;
второй стопорящий элемент 795, который оперативно соединен со вторым плечом 793 и который оперативно связан с одной или несколькими частями рабочего механизма 701.
Упирающийся элемент 780 способен упираться в первое плечо 792 рычага 790 во время движение плоской крышки 751 из положения покрытия в положение доступа. Такое взаимодействие вызывает вращение рычага 709 вокруг его участка 791 точки опоры, а вследствие этого, перемещение второго стопорящего элемента 795, соединенного со вторым плечом 793.
В частности, второй стопорящий элемент 795 сконфигурирован с возможностью обеспечивать оперативное взаимодействие, когда покрывающая пластина находится в положении доступа, со связанной с ним одной или несколькими частями первого рабочего механизма 701, чтобы таким образом избежать приведения в действие приводящих в действие средств 300 посредством такого рабочего механизма 701.
В примерном варианте осуществления согласно фиг. 13-15 упирающийся элемент 780 представляет собой заклепку 780, выступающую из верхней части 760 покрывающей пластины 751, по направлению к первому рабочему механизму 701. Второй стопорящий механизм 795 представляет собой крюковой элемент 795.
Когда головка заклепки 780 упирается в первое плечо 791, благодаря смещению покрывающей пластины 751 из положения покрытия в положение доступа, второе плечо 792 соответственно поворачивается вниз, так что крюковой элемент 795 взаимодействует с одной или несколькими связанными с ним частями первого рабочего механизма 701. Такое взаимодействие вызывает блокировку рабочего механизма 701.
Обращаясь к фиг. 16, настоящее изобретение также относится к электрическому блоку 1000 или распределительному устройству 1000, содержащему, по меньшей мере, одно переключающее устройство 1 и/или, по меньшей мере, один электрический аппарат 700 в соответствии с настоящим изобретением.
В примерном варианте осуществления согласно фиг. 16 распределительное устройство 1000 содержит кожух 1001, внутри которого установлено переключающее устройство 1. Такое переключающее устройство 1 находится между верхним отделением 1002 или отделением 1002 распределения мощности, содержащим шины распределения мощности, и нижним отделением 1003 или нагрузочным отделением 1003, содержащим кабели или соединения нагрузки, связанные с одной или несколькими электрическими нагрузками, передающими мощность от распределительных шин.
В частности, изолирующая оболочка 51 корпуса 50 находится в отделении 1002 распределения мощности, так что электрический вывод 3, связанный с каждым блоком 10 автоматического выключения, может быть соединен с соответствующей распределительной шиной. Металлическая оболочка 52 корпуса 50 находится в нагрузочном отделении 1003, так что электрический вывод 4, связанный с каждым блоком 20 разъединителя, может быть соединен с соответствующим кабелем или соединителем нагрузки.
Таким образом, корпус 50 (в частности, заземленная металлическая оболочка 52) воплощает разделение посредством заземленного металла между распределительным и нагрузочным отделениями 1002, 1003.
Как изображено на фиг. 13 и 15, рабочий механизм 701 и рабочий механизм 801 оперативно соединены с приводящими в действие средствами 200, 300 блоков 10 автоматического выключения и блоков 20 разъединителя в переключающем устройстве 1, воплощая весь электрический аппарат 700, установленный в распределительном устройстве 1000.
Первый и второй рабочие механизмы 701, 801 доступны снаружи кожуха 1001, так что оператор может легко работать с ними, вызывая приведение в действие блоков 10 автоматического выключения или блоков 20 разъединителя переключающего устройства 1.
фазы
фазы
Здесь приводится краткое описание функционирования электрического аппарата 700, установленного в распределительном блоке 1000, с учетом исходной ситуации, в которой подвижный контакт 11 каждого блока 10 автоматического выключения находится в замкнутом положении по отношению к соответствующему неподвижному контакту 12, и в которой подвижный контакт 21 каждого блока 20 разъединителя находится в положении соединения по отношению к соответствующему неподвижному контакту 22. В такой ситуации, для каждой фазы 2a, 2b, 2c тока обеспечивается протекание тока I через электрически соединенные подвижный и неподвижный контакты 11 и 12 блока 10 автоматического выключения и через соединенные подвижный и неподвижный контакты 21 и 22 блока 20 разъединителя. В частности, для каждой электрической фазы 2a, 2b, 2c, ток I протекает между электрическими выводами 3 и 4, а значит, и между распределительной шиной в верхнем отделении 1002 и кабелем нагрузки в нижнем отделении 1003.
Как изображено на фиг. 13, в рассматриваемой исходной ситуации покрывающая пластина 751 находится в положении покрытия, а кулачок 753 рабочего вала 702 повернут вниз и контактирует с головкой штифта 752.
фазы
Поскольку рабочий вал 702 блокирован в стационарном состоянии, смещение покрывающей пластины 751 в положение доступа осуществить нельзя. Таким образом, подвижный контакт 21 каждого блока 20 разъединителя нельзя привести в действие, а подвижный контакт 11 находится в замкнутом положении и через него течет ток I.
фазы
Вмешательство в работу первого приводящего в действие механизма 701 вызывает вращение рабочего вала 702 вокруг оси 703 и соответствующее вращение приводного вала 203 вокруг оси 204. Такое вращение приводного вала 203 обеспечивает привод кинематической цепи 201, вследствие чего она приводит в действие подвижный контакт 11 каждого блока 10 автоматического выключения из замкнутого положения в разомкнутое положение, чтобы прервать протекание тока I через электрически соединенные подвижный и неподвижный контакты 11, 12.
фазы
Следуя вращению рабочего вала 702 вокруг оси 703, кулачок 753 поворачивается вверх так, чтобы отцепить головку связанного с ним штифта 752; такая ситуация изображена фиг. 15. Таким образом, покрывающая крышка 751 может свободно перемещаться из положения покрытия в положение доступа только после прерывания протекания тока I в каждой электрической фазе 2a, 2b, 2c.
Обращаясь к фиг. 15, отмечаем, что перемещение покрывающей пластины 751 из положения покрытия в положение доступа делает возможным приведение в действие первого и второго рабочих валов 804 и 805 рабочего механизма 801 через соответствующие первое и второе отверстия 810 и 811 для доступа.
В частности, сначала оператор может привести в действие первый рабочий вал 804, чтобы вызвать соответствующее вращение приводного вала 301 вокруг оси 302. Такое вращение приводного вала 301 вызывает смещение подвижного контакта 21 каждого блока 20 разъединителя из положения соединения в первое положение разъединения. Поскольку с момента наступления первого положения разъединения неподвижный и подвижный контакты 22, 21 разъединены, обеспечивается дальнейшее физическое прерывание в электрическом соединении между электрическими выводами 3 и 4. После приведения подвижного контакта 21 в действие из положения соединения в первое положение разъединения, оператор (удерживая покрывающую пластину 751 в положении доступа) также может вручную привести в действие второй рабочий вал 804, чтобы вызвать соответствующее вращение приводного вала 301 вокруг оси 302. Такое вращение приводного вала 310 вызывает дальнейшее смещение подвижного контакта 21 из первого положения разъединения в положение заземления. В положении заземления подвижный контакт 21 по-прежнему отсоединен от соответствующего неподвижного контакта 22 и соединен с соответствующим заземляющим контактом 23.
Таким образом, кабели нагрузки, соединенные с каждым выводом 4, заземлены посредством блоков 20 разъединения, и оператор может работать в нагрузочном отделении 1003 с повышенным уровнем безопасности.
Когда оператор удерживает плоскую крышку в положении доступа, крюковой элемент 795 взаимодействует со связанными с ним частями рабочего механизма 701 таким образом, что приведение такого рабочего механизма 701 в действие предотвращается.
Таким образом, когда подвижные контакты 21 блоков 20 разъединения находятся под воздействием рабочего механизма 801, подвижные контакты 11 связанных с ними блоков 10 автоматического выключения не могут быть приведены в действие рабочим механизмом 701, что повышает общую безопасность средств управления, работающих в распределительном устройстве 1000.
На практике замечено, как переключающее устройство 1 в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает достижение поставленной цели с получением некоторых преимуществ над известными техническими решениями.
Одиночное переключающее устройство 1 выполняет, по меньшей мере, функции прерывания тока между частями 100, 101 связанной с этим устройством электрической цепи 102 (с помощью блоков 10 автоматического выключения) и функции разъединения между такими частями 100, 101 (с помощью блоков 20 разъединителя). Само переключающее устройство 1 предпочтительно выполняет также функции заземления на одной из частей 100, 101 связанной с этим устройством электрической цепи 102, а именно, на той части, которая связана с одной или несколькими электрическими нагрузками.
Встраивая больше функциональных возможностей в одном устройстве, можно радикально уменьшить все пространство, занимаемое кожухом 1001 соответствующего электрического блока, такого, как распределительное устройство 1000. За счет объединения функциональных возможностей прерывания, разъединения (и даже заземления) в одном переключающем устройстве 1, можно избежать дополнительного встраивания сложных и трудоемких соединений между отдельными электрическими устройствами (каждое из которых воплощает лишь какие-либо конкретные функциональные возможности).
Упомянутый один или более блоков 10 автоматического выключения (выполняющих функции прерывания) и упомянутый один или более блоков 20 разъединителя (выполняющих функции разъединения) - все они заключены в одном-единственном корпусе 50, имеющем компактную и одновременно прочную конструкцию.
Кроме того, в том же корпусе 50 могут быть заключены заземляющие средства 30, которые выполняют функции заземления, и/или, по меньшей мере, одна часть приводящих в действие средств 200 и 300, связанных с блоками 10 автоматического выключения и блоками 20 разъединителя, соответственно.
В частности, выгодно определять корпус 50, соединяя изолирующую оболочку 51 и металлическую оболочку 52.
Изолирующая оболочка 51 позволяет воплотить экономичные и компактные размеры всего корпуса 50. Поскольку такие размеры получают при изготовлении ее из изолирующего материала, появляется возможность уменьшить электрическое расстояние оболочки по отношению к частям, находящимся под током (т.е. частям, находящимся под напряжением) в распределительном устройстве 1000, таким, как шины в распределительном отделении 1002, тем самым дополнительно уменьшая нерациональные затраты пространства в кожухе 1001 распределительного устройства 1000.
В соответствии с примерными вариантами осуществления, описанными ранее, компактная изолирующая оболочка 51 сконфигурирована с возможностью обеспечивать заключение блоков 10 автоматического выключения и, по меньшей мере, связанной с ними кинематической цепи 201 в соответствии с практически осуществимым и экономичным решением. За счет изготовления изолирующей оболочки 51 цельной, такие преимущества можно дополнительно увеличить.
Металлическая оболочка 52, соединенная с «землей», воплощает размеры всего корпуса 50, которые гарантируют соблюдение соответствующих стандартов (например, требуемое разделение посредством заземленного металла между распределительным отделением 1002 и нагрузочным отделением 1003 распределительного устройства 1000), даже если между распределительными шинами распределительного отделения 1002 и нагрузочным отделением размещено всего одно многофункциональное и очень компактное устройство, такое, как переключающее устройство 1, и даже если изолирующая оболочка 51 такого устройства 1 находится очень близко к распределительным шинам. Более того, все части и/или компоненты можно заменить другими, техническими эквивалентными элементами; на практике, типы материалов и размеры могут быть любыми, соответствующими потребностями и состоянию уровня техники.