МОДУЛЬНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО, СОДЕРЖАЩЕЕ СРЕДСТВО ЗАЩИТЫ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ДУГОВЫХ РАЗРЯДОВ
MODULAR ELECTRIC DEVICE COMPRISING PROTECTION FACILITY FOR PREVENTION OF ARC DISCHARGES

Настоящее изобретение относится к электрическому устройству и, в частности, к модульному электрическому устройству в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.
Настоящее изобретение вообще относится к области техники модульных электрических устройств, таких как электрические размыкатели цепи, выполненные с возможностью установки в электрических щитах или в распределительных и защитных щитах для электрооборудования.
Как известно, в гражданских, так же как и в промышленных применениях, электрические распределительные установки используют вышеупомянутые типы электрических устройств и щитов.
Как правило, такие электрические устройства содержат, по меньшей мере, один вывод электрического входного разъема или входную клемму, подходящую для взаимодействия с электрическими проводящими входными кабелями для присоединения упомянутых устройств к линии электропитания. Обычно вышеупомянутые электрические устройства также содержат, по меньшей мере, один вывод электрического выходного разъема или выходную клемму, подходящую для взаимодействия с электрическими проводящими выходными кабелями для присоединения электрического устройства к цепи нагрузки.
Электрические устройства вышеупомянутого типа производятся в соответствии с правилами безопасности, которые, помимо всего прочего, задают минимальные расстояния между соседними выводами одного и того же электрического устройства и/или между выводами соседних электрических устройств, которые установлены в электрическом щите, как для входных разъемов, так и для выходных.
Такие ограничения задают для того, чтобы избежать образования электрических дуг или разрядов между соседними электрическими проводящими кабелями и/или выводами электрических разъемов.
Вышеупомянутые дуговые разряды могут быть вызваны, например, соединением электрических устройств с электрическими кабелями, в которых электрический провод кабеля обнажен вдоль некоторой длины вблизи выводов. Это может быть случаем, например, в электрических проводящих кабелях, в которых имело место чрезмерное удаление изоляционного покрытия, или когда покрытие покоробилось из-за длительного и частого перегревания самого проводящего кабеля.
Даже если электрические устройства соединены должным образом, электрические разряды между соседними проводниками могут также случаться, если отдельный электрический провод жгута электропроводов, образующих электрический кабель, выдается за пределы жгута, опасно сближаясь с соседним выводом электрического разъема и/или электрическим кабелем.
Для того чтобы устранить вышеупомянутые недостатки, традиционное решение предусматривает применение в электрических устройствах защитных экранов из изоляционного материала. Такие защитные экраны специально предназначены, чтобы быть установленными на внешней поверхности вышеупомянутых электрических устройств путем использования соответствующих пазов или установочных средств, которые предоставляются для этой цели или уже присутствуют на корпусе таковых устройств.
Защитные экраны вышеупомянутого типа обычно продаются отдельно от электрических устройств, в соответствующих наборах, каждый содержащий определенное количество экранов, и обычно присоединяются к упомянутым устройствам после установки таковых, например внутри электрической щита.
Однако защитные экраны известного уровня техники имеют некоторые недостатки.
В первую очередь имеются недостатки, относящиеся к тому факту, что присоединение защитных экранов к электрическим устройствам, как правило, затруднительно. Обычно нужно вставить небольшие выступы, которые имеются на защитных экранах, в небольшие связанные с ними прорези, которые расположены на внешнем корпусе электрических устройств. Это требует во время установки экрана, по меньшей мере, операции совмещения выступов экрана и соответствующих прорезей на электрическом устройстве, и операции вставки выступов в таковые прорези. Такие операции сверх того затруднительны из-за малого размера вышеупомянутых выступов. Кроме того, должно быть отмечено, что если освещение понижено, вышеупомянутая процедура соединения особенно неудобная и трудная.
Необходимо подчеркнуть тот факт, что недостатки, связанные с установкой защитных экранов известного уровня техники, обнаруживаются, когда электрические проводящие кабели присоединяют к электрическим устройствам перед установкой экранов, так же как и когда эти кабели присоединяют после установки экранов. По сути, в первом случае электрические кабели образуют препятствие для установки экранов, тогда как во втором случае экраны являются помехой для присоединения кабелей к электрическим устройствам. В этом последнем случае, в частности, во время соединения электрических кабелей руки оператора могут случайно удариться о защитные экраны, вызывая, например, их отсоединение от электрического устройства.
Следующие недостатки защитных экранов известного уровня техники относятся к тому факту, что во время присоединения экранов к электрическим устройствам вышеупомянутые небольшие выступы могут случайно сломаться, что потребует использования новых защитных экранов.
Кроме того, разделяющие экраны могут быть повреждены до такой степени, что небольшие части могут остаться запертыми внутри соединительных прорезей, имеющихся на электрическом устройстве. Это препятствует вставке сменных экранов, требуя по этой причине временного отключения или даже замены электрического устройства и, тем самым, увеличивая время установки экранов и соответствующие издержки установки.
Цель настоящего изобретения - разработать модульное электрическое устройство, которое не допускает образования электрических дуг или электрических разрядов между соседними выводами электрических разъемов и/или электрическими проводящими кабелями, исключая вышеупомянутые недостатки известного уровня техники.
Эта цель достигается с помощью электрического устройства, которое определено в прилагаемом пункте 1 формулы изобретения, в своей наиболее общей форме и в дополнительных пунктах формулы изобретения, которые относятся к конкретным вариантам осуществления изобретения.
Следующая цель настоящего изобретения - группа элементов и модульный электрический размыкатель цепи, как определено в пункте 15 и в пункте 16 формулы изобретения соответственно.
Изобретение станет понятным при чтении нижеследующего подробного описания одного из вариантов его осуществления, который носит только пояснительный и потому не ограничивающий характер, со ссылками на прилагаемые чертежи, при этом:
- на фиг.1 представлен вид в перспективе модульного электрического устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, где электрическое устройство показано в первом рабочем положении;
- на фиг.2 представлен вид в перспективе модульного электрического устройства, приведенного на фиг.1, во втором рабочем положении;
- на фиг.3 представлен вид в перспективе электрического устройства, приведенного на фиг.1, где показана боковая поверхность электрического устройства, которая противоположна боковой поверхности, представленной на фиг 1, 2;
- на фиг.4 представлен более подробно вид в перспективе части электрического устройства, приведенного на фиг.1;
- на фиг.5 представлен вид в перспективе группы элементов, включающей три электрических устройства в соответствии с настоящим изобретением, в рабочем положении, показанном на фиг.2;
- на фиг.6 представлен вид в перспективе предпочтительного на настоящий момент варианта осуществления модульного электрического устройства в соответствии с настоящим изобретением в первом рабочем положении;
- на фиг.7 представлен вид в перспективе электрического устройства, приведенного на фиг.6, показанного во втором рабочем положении, и
- на фиг.8 представлен вид в перспективе электрического устройства, приведенного на фиг.6, где выделены некоторые детали.
В нижеследующем описании те же или подобные элементы обозначены теми же номерами позиций.
Со ссылками на фиг.1 модульное электрическое устройство в соответствии с осуществлением настоящего изобретения в целом представлено под номером 10.
В примере осуществления устройство 10 - модульный электрический размыкатель цепи типичного образца, выполненный с возможностью установки внутри электрического распределительного и защитного щита электрической установки.
Размыкатель 10 цепи содержит кожух 12, имеющий внутреннюю поверхность, обращенную к внутренним электромеханическим элементам, предназначенным для работы размыкателя цепи, и наружную противоположную поверхность.
Более подробно, кожух 12 содержит заднюю стенку 14 и противоположную переднюю стенку 16. В частности, задняя стенка 14 предназначена для взаимодействия со средствами крепления, для того чтобы монтировать размыкатель 10 цепи, например, внутри электрического щита. Эти средства крепления размыкателя цепи могут содержать монтажную шину 20 (фиг.5), такую, как стандартная рейка, известная специалисту в данной области техники. На передней стенке 16 предусмотрен рабочий рычаг 18 для переключения размыкателя 10 цепи между рабочим состоянием и нерабочим состоянием.
Вдобавок к вышеупомянутым передней и задней стенкам кожух 12 содержит верхнюю стенку 22, противоположную нижнюю стенку 24 и пару взаимно противоположных боковых стенок 26, 28 (фиг.1, 3).
В варианте осуществления на фиг.1 размыкатель 10 цепи содержит верхний вывод 30 электрического разъема, связанный с верхней стенкой 22, и нижний вывод электрического разъема, который не виден на чертежах, связанный с нижней стенкой 24.
Верхний вывод 30 электрического разъема и нижний, каждый, являются подходящими для приема соответствующего электрического проводящего кабеля 32, 34 (фиг.5) или для приема аналогичного средства присоединения электрического размыкателя цепи к сети электропитания и к цепи нагрузки соответственно.
Размыкатель 10 цепи содержит защитные или изолирующие средства 36, 38, которые могут быть связаны с верхним выводом 30 электрического разъема и нижним для подавления или ограничения образования электрических дуг или разрядов. Конкретнее, такими защищающими от электрической дуги средствами в этом примере являются верхний защитный экран 36 и нижний защитный экран 38, которые связаны с верхним выводом 30 электрического разъема и нижним соответственно. В частности, эти защитные экраны 36, 38 являются обычно двумя пластинчатыми элементами.
Как показано на фиг.1, защитные экраны 36, 38 подвижно связаны с кожухом 12 размыкателя 10 цепи средствами механического соединения.
Защитные экраны 36, 38 закрепляются так, чтобы независимо перемещаться между позицией первого и второго концевого упора, которые являются несовпадающими и соответствуют незащищающему рабочему положению (фиг.1) и защищающему рабочему положению (фиг.2) защитных экранов 36, 38 соответственно.
В примере осуществления изобретения устройства механического соединения обеспечивают вращательное соединение защитных экранов 36, 38 с кожухом 12. Более конкретно, защитные экраны прикреплены шарнирно на одной из противоположных боковых стенок 26, 28 кожуха 12, на двух взаимно противоположных концах. Для того чтобы шарнирно прикрепить каждый защитный экран к кожуху, могут быть использованы средства механического соединения, содержащие, например, винт, болт, палец и подобное. Предпочтительно средства механического соединения позволяют закреплять защитные экраны в основном неподвижным способом. Однако, согласно осуществлению настоящего изобретения, экраны могут быть также подвижно связаны с кожухом.
В соответствии с осуществлением настоящего изобретения защитные экраны 36, 38 могут быть связаны с кожухом, например, со скольжением вместо вращательного закрепления.
Предпочтительно, защитные экраны 36, 38, каждый, содержат выступающий наружу выступ 36А, 38А захвата, предусмотренный на краевом участке соответствующего защитного экрана. Эти выступающие наружу выступы 36А, 38А могут приводиться в движение вручную для того, чтобы сдвигать каждый защитный экран, исходя из позиции первого концевого упора (фиг.1 и 6).
Предпочтительно выступающие наружу выступы 36А, 38А захвата наклонены относительно внешнего краевого участка 36В, 38В соответствующего защитного экрана, образуя острый угол с этим краевым участком. Таким образом, каждый выступающий наружу выступ захвата наклонен к задней стенке 14 кожуха 12, когда соответствующий защитный экран 36, 38 в позиции своего первого концевого упора.
В конкретном осуществлении, приведенном на фиг.1-5, защитные экраны 36, 38, каждый, содержат выступающий зубец 36С, 38С (фиг.2). В этом примере каждый зубец 36С, 38С связан с поверхностью защитного экрана 36, 38, содержащей соответствующий участок уменьшенной толщины 36D, 38D.
В примерах осуществления размыкатель 10 цепи содержит два приемных гнезда 44, 46, внутри которых находятся соответственно подвижные защитные экраны 36, 38.
В частности, в позиции первого концевого упора защитные экраны 36, 38 почти полностью расположены внутри соответствующих гнезд 44, 46 за важным исключением краевых участков, содержащих выступающие наружу выступы 36А, 38А захвата. И, наоборот, в позиции второго концевого упора защитные экраны 36, 38, по меньшей мере, частично расположены за пределами приемных гнезд, значительно выступая наружу из кожуха 12 для того, чтобы обеспечить соответствующую защиту. Конкретнее, в позиции второго концевого упора части защитных экранов 36, 38, выступающие из кожуха 12 корпуса размыкателя 10 цепи, находятся рядом с выводом 30 электрического разъема, верхним и нижним соответственно.
Предпочтительно, в каждом приемном гнезде 44, 46 содержится углубление на наружной поверхности кожуха 12 и конкретнее на боковой стенке 28, на которой защитные перегородки 36, 38 закреплены.
Каждое приемное гнездо 44, 46 имеет заднюю стенку 48, 50, ограниченную внешним стенками 52, 54. Внешние стенки 52, 54, по меньшей мере, частично находятся перед наружными кромками 36В, 38В защитных экранов 36, 38, и каждая из них содержит, по меньшей мере, одно препятствие, выполненное с возможностью быть пересекаемым соответствующим защитным экраном 36, 38 для того, чтобы разрешить такому экрану передвигаться от позиции его первого концевого упора к позиции его второго концевого упора и обратно.
В представленных осуществлениях защитные экраны 36, 38 выполнены с толщиной, меньшей или равной высоте внешних стенок 52, 54 приемных гнезд 44, 46 так, чтобы эти экраны практически не выступали из боковой стенки 28 кожуха 12, к которому упомянутые экраны прикрепляются.
В соответствии с представленными осуществлениями изобретения размыкатель 10 цепи содержит блокирующие средства для удержания защитных экранов, по меньшей мере, в позиции второго концевого упора. В осуществлении изобретения, представленном на фиг.1-5, блокирующие средства содержат опорные участки 56, 58, в которые упираются выступающие зубцы 36С, 38С (фиг.1) защитных экранов 36, 38, когда защитные экраны находятся в позиции второго концевого упора.
В представленных осуществлениях размыкатель 10 цепи содержит задвижки 60, 62, также практически пластинчатые, которые выполнены с возможностью взаимодействия с участками уменьшенной толщины 36D, 38D защитных экранов 36, 38. В частности, задвижки 60, 62, каждая, выполнены с возможностью ограничивать выемку между задними стенками 48, 50 соответствующих приемных гнезд 44, 46, и теми же задвижками. Эта выемка выполнена с возможностью, по меньшей мере, частично вместить участок уменьшенной толщины 36D, 38D соответствующего защитного экрана, когда упомянутый экран располагается в позиции первого концевого упора или вблизи него (фиг.1 и 6).
Более конкретно, задвижки 60, 62 взаимодействуют с участками уменьшенной толщины 36D, 38D для того, чтобы установить контакт между защитными экранами 36, 38 и задними стенками 48, 50 приемных гнезд 44, 46, когда защитные экраны 36, 38, расположены в позиции первого концевого упора или вблизи него.
В соответствии с представленными осуществлениями, в частности, задвижки 60, 62 имеют толщину, практически соответствующую глубине участков уменьшенной толщины 36D, 38D, так что они практически не выступают в поперечном направлении из боковой стенки 28 кожуха 12.
Установку размыкателя 10 цепи внутри электрического щита выполняют следующим образом.
Заднюю стенку 14 размыкателя цепи подводят к монтажной шине 20 электрического устройства (фиг.5) для того, чтобы присоединить размыкатель цепи к упомянутой шине. В таком состоянии защитные экраны 36, 38 располагают именно в позиции первого концевого упора.
После того как размыкатель цепи присоединен к шине, верхний и нижний выводы 30 электрических разъемов присоединяют к соответствующим электрическим проводящим кабелям 32, 34.
После этого защитные экраны 36, 38 перемещают из позиции первого концевого упора ко второму, двигая вручную выходящие наружу выступы 36А, 38А, например, подтягивая пальцем руки эти выходящие наружу выступы к передней стенке 16 размыкателя цепи.
Ясно, что вышеуказанные установочные действия могут быть выполнены подобным образом на группе элементов, включающей два или более модульных размыкателей цепи в соответствии с настоящим изобретением.
На основе приведенного выше описания, следовательно, можно понять, как модульное электрическое устройство в соответствии с настоящим изобретением может решить вышеупомянутые проблемы известного уровня техники.
Путем обеспечения защитных экранов, предпочтительно подвижно закрепленных к кожуху электрического устройства, можно значительно уменьшить время, требуемое для установки защитных экранов в защищающее положение, особенно при низкой освещенности. Фактически защитные экраны являются предпочтительно неотъемлемой частью электрического устройства и могут быть введены в защищающее положение простым вращением, без необходимости сложных и затруднительных операций соединения, которых требуют защитные экраны в соответствии с известным уровнем техники.
Кроме того, так как нет элементов в защитных экранах, которые должны вводиться в прорези, предусмотренные на корпусе электрического устройства, возможность, что защитные экраны и электрическое устройство могут случайно отсоединиться, практически устранена.
Предусматривая выступающий наружу выступ захвата на защитных экранах, можно легко сдвигать экраны из позиции первого концевого упора ко второму концевому упору. Это особенно практично, когда электрические устройства установлены в смежном расположении, в котором соответствующие боковые стенки лицом друг к другу, и плотно прилегают друг к другу (фиг.5). В таком положении и особенно, когда защитные экраны находятся в позиции первого концевого упора (фиг.1 и 6), в выступающих наружу выступах захвата к тому же практически только захватывающая часть доступна для передвижения защитных перегородок.
Кроме того, тот факт, что подвижные выступы наклонены к задней стенке электрического устройства, когда защитные экраны находятся в позиции первого концевого упора, также облегчает передвижение защитных экранов, несмотря на то, что защитные экраны находятся в таком положении, и электрические устройства соединены с соответствующими электрическими проводящими кабелями. Передвижение защитных экранов может в действительности быть легко выполнено, например, путем введения ногтя пальца в острый угол, образованный выступающим наружу выступом захвата и наружной кромкой защитного экрана.
Обеспечивая приемные гнезда для защитных экранов, задаваемые углублениями в боковой стенке, на которой защитные экраны закрепляются, и имеющими глубины, практически соответствующие толщинам защитных экранов, можно поместить отдельные электрические устройства бок о бок соответствующими боковыми стенками для того, чтобы образовать компактную модульную группу.
Очевидно, что усовершенствования и изменения могут быть внесены в вышеизложенное описание и чертежи, которые представлены только как примеры.
На фиг.6, 7 и 8 приведено предпочтительное на сегодняшний день осуществление модульного электрического устройства в соответствии с настоящим изобретением.
Обращаясь к фиг.8, задвижки 60, 62, в частности, содержат два связанных зажима или затвора, которые взаимодействуют с соответствующими участками уменьшенной толщины 36D, 38D защитных экранов 36, 38. В этом примере задвижки 60, 62 взаимодействуют со средствами механического соединения для закрепления защитных экранов с кожухом 12 размыкателя 10 цепи. В примере на фиг.8 средства механического соединения содержат две заклепки 64, 66, каждая пригодная для того, чтобы проходить сквозь отверстия 68, 70, имеющиеся на задвижках 60, 62, и противоположные отверстия 72, 74, имеющиеся на защитных экранах 36, 38, для закрепления защитных экранов и задвижек 60, 62 соединения с кожухом 12.
В соответствии с особенно предпочтительным осуществлением, представленным на фиг.6, 7 и 8, задвижки 60, 62 содержат блокирующие средства для удержания указанных зажимов практически неподвижными, когда защитные экраны передвигаются с позиции первого концевого упора ко второму и обратно.
Блокирующие средства в этом примере содержат вырез 76, 78, обеспеченный на каждой задвижке 60, 62 и связанный с ним выступ 80, 82, предусмотренный на кожухе 12 размыкателя цепи. Вырезы 76, 78 выполнены с возможностью вмещать связанные с ними выступы 80, 82 для того, чтобы не допускать вращения зажимов вокруг оси вращения соответствующих защитных экранов 36, 38.
В соответствии с предпочтительным на сегодняшний день осуществлением изобретения, представленным на фиг.8, блокирующие устройства для удержания защитных экранов 36, 38, по меньшей мере, в позиции второго концевого упора содержат защелкивающие блокирующие средства.
В примере, представленном на фиг.6, 7 и 8, защелкивающее блокирующее средство содержит упругий зубец 84, 86, обеспеченный на каждом защитном экране, и первую 88, 90 (фиг.7) и вторую 92, 94 (фиг.6) впадину сцепления, обеспеченную в каждом приемном гнезде 44, 46. Когда защитные экраны 36, 38 в позиции первого концевого упора, упругие зубцы 84, 86 приняты соответственно первыми впадинами сцепления 88, 90. При зацеплении выступающих наружу выступов 36А, 38А захвата для того, чтобы передвинуть защитные экраны из позиции первого концевого упора, упругие зубцы 84, 86 упруго вдавливаются, уходя к задним стенкам 48, 50 соответствующих приемных гнезд 44, 46. Упругие зубцы остаются упруго вдавленными до тех пор, пока защитные экраны 36, 38 не достигнут позиции второго концевого упора. При этой позиции концевого упора упругие зубцы переходят во вторые впадины сцепления 92, 94, освобождая предварительно накопленную упругую энергию и блокируя экраны в защищающем рабочем положении.
Выход из позиции второго концевого упора для возвращения защитных экранов 36, 38 в незащищающее положение требует только воздействия на упругие зубцы 84, 86 для того, чтобы расцепить их со вторыми впадинами сцепления 92, 94 и затем, надавливая на защитные экраны до тех пор, пока они не вернутся в позицию первого концевого упора. Предпочтительно упругие зубцы могут быть расцеплены со вторыми впадинами сцепления при введении инструмента в упомянутые впадины, например, отвертки, воздействуя инструментом на упругие зубцы для расцепления упругих зубцов с соответствующими отверстиями.
Исходя из принципа изобретения, его осуществление может изменяться по сравнению с описанными и проиллюстрированными примерами, не носящими ограничительный характер, без выхода из объема изобретения, который определен в прилагаемой формуле изобретения.