УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕЛЕКОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ПО КРАЙНЕЙ МЕРЕ ОДНОПОЛЮСНОЙ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ
DEVICE FOR TELEMONITORING CONDITIONS OF OVERVOLTAGE ONE-POLE PROTECTION

Область техники
Изобретение касается устройства для телеконтроля состояния по крайней мере однополюсной защиты от перенапряжения, которая содержит держатель и по крайней мере один вставной защитный элемент, при этом держатель и вставные защитные элементы снабжены механическими средствами для детектирования изменения состояния каждого вставного защитного элемента, а держатель, кроме этого, снабжен средствами для изменения состояния выключателя на основании изменения состояния некоторого из вставных защитных элементов, при этом выключатель снабжен средствами для подключения к линии дальней связи для передачи сигнала об изменении состояния выключателя.
Уровень техники
Состояние защитных элементов устройств защиты от перенапряжений обычно обнаруживают оптическим способом непосредственно на защитном элементе. Однако очень часто предъявляется требование к дистанционному обнаружению состояния устройств защиты от перенапряжений, или же к передаче на расстояние информации о состоянии устройств защиты от перенапряжений, которая обычно осуществляется путем передачи электрического сигнала.
Известные решения телесигнализации состояния защиты от перенапряжений содержат соответствующим способом расположенные различные механические элементы, служащие для обнаружения состояния защиты от перенапряжений или защитных элементов отдельных полюсов защиты от перенапряжений. При изменении состояния по крайней мере одного защитного элемента это изменение через механические элементы передается в выключатель, а при изменении его состояния формируется электрический сигнал, который далее передается по линии связи как информация о состоянии защиты от перенапряжений. За счет этого достигается возможность простого и недорогого обнаружения изменения состояния защиты от перенапряжений и на расстояние. При этом под термином выключатель понимаются всевозможные виды электрических коммутационных элементов, выполняющих функцию включения, выключения, переключения, отключения и т.п., независимо от их размеров и конструктивного выполнения. При этом, исходя из экономических соображений, все меньше используются решения, когда выключателем снабжен каждый полюс защиты от перенапряжения, и все больше применяются решения, в которых для нескольких полюсов защиты от перенапряжений предусматривается общий выключатель.
Одним из таких решений является способ по DE 3805890 С2, в котором держатели защитных элементов отдельных полюсов защиты от перенапряжений взаимно соединены и снабжены общей перемещаемой тягой, расположенной в направлении ряда держателей через все полюса защиты от перенапряжения. Движением тяги управляют механические элементы, которые в каждом из полюсов содержат несколько рычагов с несколькими пружинами. Положение рычагов зависит от состояния защитного элемента. При изменении состояния защитного элемента изменяется положение рычага в держателе, которое передается на тягу и приводит ее в движение в направлении к выключателю, размещенному в отдельной коробке, неподвижно присоединенной в конце ряда держателей к последнему держателю. Под действием конца тяги на выключатель происходит изменение состояния выключателя, а вследствие этого возникает электрический сигнал, который по электрической линии передается в соответствующий удаленный пункт.
Недостатком этого решения, кроме больших затрат, является главным образом потребность большего пространства, что особенно невыгодно прежде всего в случае устройств защиты от перенапряжений с меньшим числом полюсов.
Недостаток решения по DE 3805890 С2 устранен в решении по DE 10001667 С1, где выключатель встроен непосредственно в держатель устройства защиты от перенапряжений. Держатель выполнен как самостоятельный узел для трех или четырех полюсов защиты от перенапряжений, т.е. для трех или четырех защитных элементов. В держателе установлен качающийся рычаг, который, если ни один из полюсов не отключен от сети, постоянно действует на выключатель. Каждый полюс снабжен механическим элементом и пружиной, которые при отключении от сети полюса защиты от перенапряжения вызывают отклонение рычага от его основного положения, в результате чего действие рычага на выключатель прерывается. Вследствие этого состояние выключателя изменяется и, следовательно, возникает электрический сигнал, который по электрической линии передается в соответствующий удаленный пункт.
Недостатком этого решения является то, что оно связано с конкретным исполнением держателя по DE 10001667 С1. Следующий недостаток заключается в том, что функция сигнализации не позволяет повернуть вставку варистора на 180° ввиду определенного ассиметричного расположения индикаторного элемента вставки варистора. Следующий недостаток - постоянное действие качающегося рычага на выключатель до тех пор, пока не будет отключен от сети какой-нибудь из защитных элементов устройства защиты от перенапряжений, что вызывает затруднения с точки зрения обеспечения надлежащей и длительно сохраняющейся настройки прижимного усилия качающегося рычага, действующего на выключатель.
Известно также решение согласно полезной модели DE №202004006227 U1, в котором тоже предусмотрен качающийся рычаг, установленный в держателе защитного элемента или защитных элементов. В основном состоянии качающийся рычаг с помощью пружины постоянно прижимается к выключателю, а механические элементы, индицирующие состояние защитного элемента устройства защиты от перенапряжения, не противодействуют рычагу. В случае изменения состояния защитного элемента механические элементы, индицирующие это изменение, с помощью следующей пружины (вложенной в качестве составной части механических элементов) начнут оказывать противодействие пружине, прижимающей качающийся рычаг к выключателю, вследствие чего устраняется усилие прижима качающегося рычага на выключатель и происходит изменение внутреннего состояния выключателя, вызывающее образование электрического сигнала, который по электрической линии передается в соответствующий удаленный пункт.
Недостатком этого решения является то, что оно требует согласованного действия нескольких пружин, из-за чего решение становится чувствительным с точки зрения производственных допусков в системе примененных элементов, а также с точки зрения вероятной длительной устойчивости параметров отдельных пружин. Следствием этого является ограничение применения одного выключателя только для малого числа полюсов защиты от перенапряжения при одновременном требовании выбора относительно больших размеров качающегося рычага с учетом величины действующих усилий и возможных деформаций, что является еще одним недостатком этого решения.
Целью изобретения является устранение или по крайней мере минимизация недостатков существующего состояния техники.
Сущность изобретения
Цель изобретения достигается устройством для телеконтроля состояния защиты от перенапряжений, сущность которого заключается в том, что для каждого вставного защитного элемента в держателе установлен с возможностью передвижения напружиненный позиционирующий элемент, индикаторный конец которого в состоянии подключения защиты от перенапряжения к электросети прикасается к подвижной части в соответствующем вставном защитном элементе, при этом на втором конце каждого позиционирующего элемента установлен фланец, где между фланцем и соответствующим вставным защитным элементом расположен свободный конец сплошной сигнализационной пластинки, которая своим вторым концом уложена с возможностью колебания относительно оси, проходящей вдоль ширины держателя, в держателе, в котором также установлен выключатель, управляющий элемент которого лежит на траектории движения сигнализационной пластинки после изменения состояния соответствующего вставного защитного элемента.
В устройстве используется простая, надежная и долговечная схема размещения с сигнализационной пластинкой небольшой массы, обладающей достаточной жесткостью, что позволяет считывать состояние нескольких полюсов защиты от перенапряжения при помощи одной сигнализационной пластинки и одного выключателя. При этом в исправном состоянии на сигнализационную пластинку не действует ни одна пружина, ни другой элемент, который удерживал бы сигнализационную пластинку в определенном положении. Сигнализационная пластинка очень легкая, и поэтому в любом положении держателя воздействием своей массы не может вызвать изменение состояния выключателя. Благодаря этому достигается существенное упрощение конструкции и снижение производственных затрат.
Согласно одному выгодному исполнению, напружиненные позиционирующие элементы в держателе размещены в положении, в котором их индикаторные концы прикасаются к подвижной части в соответствующих вставных защитных элементах как в основном положении, так и в положении, повернутом на 180°; следовательно, и при повороте вставного защитного элемента в держателе на 180° свойства устройства не изменятся.
Согласно одному выгодному исполнению, второй конец позиционирующего элемента, снабженный фланцем, выполнен с полостью, в которую вложена пружина сжатия, один конец которой опирается на дно полости в позиционирующем элементе, а второй конец - на стенку держателя, т.е. это решение - простое, надежное и долговечное.
С точки зрения изготовления целесообразно, если сигнализационная пластинка на боковых краях ее второго конца снабжена цапфами, расположенными с возможностью поворота вокруг оси, проходящей вдоль ширины держателя, в гнездах держателя.
Сигнализационная пластинка в выгодных исполнениях изготовлена или из стеклопластика, или из пластика.
Для предупреждения ввода в держатель вставного защитного элемента с неправильными защитными свойствами целесообразно, если вставные защитные элементы, обладающие разными защитными свойствами, снабжены взаимно неоднозначными первыми идентификаторами, при этом держатель снабжен для каждого полюса защиты от перенапряжений вторым идентификатором, содержащим идентификационные элементы, соответствующие только идентификационным элементам на первых идентификаторах вставных защитных элементов с соответствующими защитными свойствами.
Описание чертежей
Схематическое изображение изобретения показано на чертежах, где: фиг.1 - разрез держателя U-образной формы, в котором установлены выключатель и соединительная коробка; фиг.2 - устройство в четырехполюсном исполнении; фиг.2а - сигнализационная пластинка, вид сверху.
Примеры осуществления изобретения
Устройство для телеконтроля состояния по крайней мере однополюсной защиты от перенапряжения содержит держатель 1 U-образной формы. Для каждого полюса защиты от перенапряжения в держатель 1 вставлен один вставной защитный элемент 2. Держатель 1 может быть выполнен как цельное тело или может быть составлен из нескольких тел (например, для каждого полюса защиты от перенапряжения предназначено одно тело), соединенных в одно целое, например, заклепками или другими пригодными соединительными деталями.
Вставные защитные элементы 2 снабжены подвижной частью 2а, которая своим положением индицирует состояние вставного защитного элемента 2. В случае, когда защитный элемент 2 подключен к электросети, т.е. способен выполнять свою защитную функцию, подвижная часть 2а находится в положении, показанном на фиг.1, в котором к ней прикасается индикаторный конец 5с позиционирующего элемента 5.
Позиционирующий элемент 5, или элементы многополюсной защиты от перенапряжений, уложен в держателе 1 в месте каждого вставного защитного элемента 2, при этом в месте каждого вставного защитного элемента 2 в держателе 1 он расположен с возможностью перемещения в направлении ввода вставных защитных элементов 2 в держатель 1. Позиционирующий элемент 5 в месте каждого вставного защитного элемента 2 в держателе 1 для уточнения его движения имеет направляющую, которая в показанном примере исполнения образована цилиндрической стенкой проходного отверстия в стенке 1а держателя 1. Позиционирующий элемент 5 в направлении к вставному защитному элементу 2 напружинен пружиной сжатия 5а, которая одним концом опирается на плоскость держателя 1, а вторым концом - на позиционирующий элемент 5. Пружина сжатия 5а во введенном состоянии вставного защитного элемента 2, подключенного к электросети, сжата, а позиционирующий элемент 5 своим концом, снабженным фланцем 5b, с выгодой прикасается к поверхности держателя 1 или вблизи нее.
В держателе 1 для предупреждения замены вставного защитного элемента 2 с определенными защитными свойствами вставным защитным элементом 2 с другими защитными свойствами, например, путем ввода неправильного вставного защитного элемента 2 в держатель 1 вставные защитные элементы 2 с разными защитными свойствами снабжены взаимно неоднозначными первыми идентификаторами 8, при этом держатель 1 для каждого полюса защиты от перенапряжений снабжен вторым идентификатором 9, который содержит такие идентификационные элементы, например цапфы, и отверстия, которым соответствуют только идентификационные элементы на первых идентификаторах 8 вставных защитных элементов 2 с соответствующими защитными свойствами. Таким образом, элементы на идентификаторах 9 на держателе 1 имеют, например, такие размеры - ширину, длину и т.д., что в такой держатель 1 можно вставить только вставные защитные элементы 2, обладающие точно специфицированными защитными свойствами, благодаря чему всегда обеспечивается правильное соответствие определенного защитного элемента 2 держателю 1. В случае, когда идентификаторы 8 и 9 на вставном защитном элементе 2 и на держателе 1 точно взаимно не соответствуют, невозможно осуществить функциональное соединение держателя 1 и вставного защитного элемента 2, за счет чего ограничивается возможность возникновения ошибки из-за ввода неправильного вставного защитного элемента 2 в держатель 1. Идентификационные элементы идентификаторов 8 и 9 упорядочены таким образом, что и при повороте вставного защитного элемента 2 на 180° идентификационные функции и свойства сохраняются.
В показанном примере исполнения позиционирующая часть 5 при поступательном движении направляется также в отверстие в идентификаторе 9 держателя 1, через которое позиционирующая часть 5 или же ее индикаторный конец 5с проходит.
В держателе 1 по всей его ширине, или же по ширине всех полюсов защиты от перенапряжений, размещена сигнализационная пластинка 3, которая одним концом уложена с возможностью качания вдоль оси в направлении своей длины в держателе 1, например, с помощью цапф За, находящихся на обоих концах сигнализационной пластинки 3 и поворотно расположенных в гнездах 1с в боковых стенках держателя 1, т.е. в наружных стенках держателя 1. Свободный конец 3b сигнализационной пластинки 3 выходит в пространство над фланцем 5b позиционирующей части 5. В примере исполнения, показанном на фиг.1, свободный конец 3b сигнализационной пластинки 3 свободно лежит на фланце 5b позиционирующей части 5. Благодаря выполнению, например, из пригодного пластика или стеклопластика, или другого пригодного материала, имеющего низкую массу и обладающего достаточной жесткостью, сигнализационная пластинка 3 имеет незначительную массу и при этом достаточную жесткость, необходимую для правильной функции устройства. Сигнализационная пластинка 3 может по ширине держателя 1 проходить через отверстия во внутренних стенках держателя 1, или же держатель 1 может быть выполнен для нее таким образом, чтобы сигнализационная пластинка 3 располагалась в единственной полости в держателе 1 и т.д.
Для того чтобы устройство не зависело от единственного положения установки вставных защитных элементов 2 в держатель 1, например, чтобы и при повороте вставного защитного элемента 2 на 180° обеспечивалась функциональность устройства, напружиненные позиционирующие элементы 5 в держателе 1 расположены таким образом, что и при повороте вставного защитного элемента 2 в держателе 1 на 180° свойства устройства не изменятся, например, напружиненные позиционирующие элементы 5 в держателе 1 уложены симметрично по отношению к направляющим и заграждающим средствам соответствующего вставного защитного элемента 2 в держателе 1.
В держателе 1 также уложен выключатель 4, преимущественно он уложен в держателе 1 в области, предназначенной для вложения одного из полюсов защиты от перенапряжения, при этом элемент управления 4b выключателя 4 (в показанном исполнении - нажимной элемент) расположен на траектории движения сигнализационной пластинки 3 между крайними положениями сигнализационной пластинки 3. Выключатель 4 снабжен соединительными штепселями 4а, к которым присоединен соединительный элемент 7, или несколько соединительных элементов, который или которые другим концом присоединены к соединительным штепселям 6а соединительной коробки 6, к которой можно присоединить не изображенные на рисунке провода для телесигнализации состояния защиты от перенапряжения. При этом, благодаря своей небольшой массе и достаточной жесткости, сигнализационная пластинка 3 даже в положении, когда она всей своей массой лежит на элементе управления 4b выключателя 4, не вызовет изменения состояния выключателя 4.
При появлении перенапряжения в защищаемой электрической цепи устройство защиты от перенапряжения, состоящее из вставных защитных элементов 2 и держателя 1, выполняет свою функцию - снижает перенапряжение до допускаемого значения. В результате старения и перегрузки вставного защитного элемента 2 может произойти такое изменение его свойств, что вставной защитный элемент 2 должен быть отключен от сети. Такое отключение от сети обеспечивается внутренним механизмом вставного защитного элемента 2. Это изменение состояния вставного защитного элемента 2 обнаруживается таким образом, что подвижная часть 2а переместится в новое положение и, следовательно, отменит блокировку движения позиционирующей части 5 или ее индикаторного конца 5с. Подвижная часть 2а вставного защитного элемента 2 может переместиться в новое положение, по существу, в любом направлении и в любое новое положение, где не препятствует последующему движению позиционирующей части 5. Пружина сжатия 5а позиционирующей части 5 вытеснит позиционирующую часть 5 в направлении ее продольной оси, а фланец 5b позиционирующей части 5 надавит на свободный конец сигнализационной пластинки 3, повернет эту пластинку на цапфах За и прижмет ее к стенке 1а держателя 1. При этом сигнализационная пластинка 3 надавит на элемент управления 4b выключателя 4, и состояние выключателя 4 изменится. Это изменение с помощью соединительного элемента 7, или же соединительных элементов, подается в соединительную коробку 6, откуда оно может быть передано дальше для телесигнализации состояния защиты от перенапряжения.
Одинаковая ситуация возникнет в случае выемки вставного защитного элемента 2 из держателя 1, что позволяет осуществлять телеконтроль неавторизованного выключения защиты от перенапряжения, например, неуполномоченными лицами, и т.д.
Промышленная применимость
Изобретение применимо для защиты от перенапряжений, по существу, любых электрических цепей.