ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

Полезная модель относится к области защиты электрических питающих устройств от воздействия грозовых разрядов.
Известно предохранительное устройство, предназначенное для грозозащиты воздушной линии электропередачи (RU 2400894 С1, МПК H02G 7/00, опубл. 27.09.2010). Недостатком известного устройства является отсутствие возможности замены элементов конструкции, выведенных из строя импульсными разрядами высокого напряжения, с последующим автоматическим восстановлением работоспособности устройства.
Известно также предохранительное устройство защиты от перенапряжений распределительного устройства постоянного тока. (RU 94034364 А1, МПК Н02Н 9/06, опубл. 20.07.1996). Недостаток указанного известного технического решения наряду с отсутствием замены выведенных из строя элементов конструкции, отвечающих за защиту от перенапряжения устройства, с последующим автоматическим восстановлением работоспособности устройства, заключается также в сложности конструкции известного устройства.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявленная полезная модель, является повышение эффективности работы предохранительного устройства электрической цепи за счет осуществления замены вышедшего из строя рабочего предохранителя (например, в устройствах грозозащиты) с последующим автоматическим восстановлением работоспособности предохранительного устройства (подачи питающего тока в сторону потребителя). Кроме того, технический результат заключается в повышении защищенности металлических сооружений от коррозии при применении устройства, поддерживающего бесперебойную подачу электроэнергии (постоянного тока) для защиты металлических сооружений, находящихся в любых видах электролитов (грунт, подводный переход через реки, морские условия).
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявленное предохранительное устройство электрической цепи включает рабочий предохранитель, расположенный между входным и выходным электрическими контактами, по меньшей мере один сменный предохранитель и рычажное устройство, причем рабочий и сменный предохранители состоят из заключенного в корпус плавкого элемента, закрепленного между торцевыми клеммами, а указанный корпус выполнен из материала, толщина и механические свойства которого обеспечивают его разрушение при перегрузке электрической цепи, при этом сменный предохранитель расположен в кожухе, имеющем заднюю выдвижную стенку, в котором расположена горизонтальная пружина, заключенная между задней выдвижной стенкой и установленной параллельно ей подвижной пластиной, контактирующей со сменным предохранителем, а рычажное устройство выполнено в виде основного рычага, на одном конце которого закреплена вертикальная пружина, упирающаяся в станину, а на другом конце основного рычага шарнирно, с возможностью вращения, закреплен дополнительный складной рычаг с чашкой для захвата сменного предохранителя.
Технический результат также достигается за счет того, что внутри указанного кожуха установлены горизонтальные направляющие для перемещения сменного предохранителя.
Сущность заявленной полезной модели поясняется чертежами:
Фиг.1 - общий вид предохранительного устройства электрической цепи с неразрушенным рабочим предохранителем;
Фиг.2 - общий вид предохранительного устройства электрической цепи после разрушения рабочего предохранителя;
Фиг.3 - кожух, внутри которого заключен сменный предохранитель для замены разрушенного рабочего предохранителя;
Фиг.4 - вид А-А.
Предохранительное устройство 1 электрической цепи включает в себя рабочий и сменный предохранители 2, причем рабочий предохранитель расположен между входным и выходным электрическими контактами 3. Предохранитель 2 (рабочий и сменный) состоит из корпуса 4, в котором между торцевыми клеммами 5 закреплен плавкий элемент 6 (см. Фиг.4). Указанный корпус 4 выполнен из материала, толщина и механические свойства которого обеспечивают его разрушение при перегрузке электрической цепи, в которой установлено заявленное предохранительное устройство. По меньшей мере один сменный предохранитель 2 расположен в кожухе, состоящем из двух параллельных друг другу боковых 7, 8 и задней выдвижной 9 стенок (см. Фиг.3). Задняя выдвижная стенка 9 предназначена для осуществления загрузки сменных предохранителей 2 в упомянутый кожух. Кроме того, в указанном кожухе также расположены подвижная пластина 10 и горизонтальная пружина 11, закрепленная между указанной подвижной пластиной 10 и задней выдвижной стенкой 9, а также выполнены направляющие 12, по которым происходит движение подвижной пластины 10, пружины 11 и сменных предохранителей 2 (см. Фиг.4). Кроме того, предохранительное устройство 1 включает рычажное устройство, представляющее собой основной рычаг 13, на одном конце которого закреплен один из концов вертикальной пружины 14, другой конец которой закреплен на станине 15, а на другом конце основного рычага 13 шарнирно, например, с помощью оси 16, закреплен дополнительный (складной) рычаг 17. На одном конце складного рычага 17 выполнена чашка 18 для захвата сменного элемента из кожуха, а на другом конце - фиксатор 19 (см. Фиг.1 и 2). На основном рычаге 13 выполнена выемка 20 под фиксатор 19 дополнительного рычага 17. Основной рычаг 13 установлен в предохранительном устройстве 1 с возможностью вращения вокруг оси 21.
Заявленное предохранительное устройство электрической цепи работает следующим образом.
При грозовом разряде ток высокого напряжения, например, с высоковольтной линии, поступает на вход устройства 1 через контакт 3 и соединенную с ним торцевую клемму 5 на плавкий элемент 6 рабочего предохранителя 2. Рабочий предохранитель 2 зафиксирован в чашке 18 дополнительного рычага 17, закрепленного осью 16 на основном рычаге 13 (Фиг.1). В результате прохождения через клеммы 5 тока, величина которого выше номинальной величины тока, плавкий элемент 6 внутри корпуса 4 рабочего предохранителя 2 расплавляется и создается плазма, которая расширяется во внутренней полости рабочего предохранителя 2 и разрывает его корпус 4. В результате разрушения рабочего предохранителя 2 создается давление на дополнительный рычаг 17 и, соответственно, на основной рычаг 13, вследствие чего основной рычаг 13 начинает поворачиваться по оси 21 в сторону кожуха, сжимая пружину 14, которая при максимальном сжатии упирается в станину 15 (Фиг.2). При дальнейшем движении основного рычага 13 дополнительный рычаг 17, двигаясь в сторону кожуха, скользя по торцам стенок 7, 8 кожуха со стороны подачи сменного предохранителя 2, начинает «складываться». При этом фиксатор 19 дополнительного рычага 17 выходит из выемки 20 основного рычага 13 и дополнительный рычаг начинает двигаться в сторону поворота по оси 16 (Фиг.2). При достижении пружиной 14 максимально сжатого состояния, дополнительный рычаг 17 с чашкой 18 продолжает скользить по поверхности кожуха, двигаясь по оси 16, до тех пор, пока не окажется на одной прямой с основным рычагом 13 таким образом, что фиксатор 19 зайдет в выемку 20, а чашка 18 будет располагаться под поданным к свободному торцу кожуха сменным предохранителем 2 (Фиг.2). После этого пружина 14 начинает распрямляться, под действием чего основной рычаг 13 с дополнительным рычагом 17 начинают двигаться обратно в сторону кожуха и чашка 18 дополнительного рычага 17 захватывает поданный к открытому торцу кожуха сменный предохранитель 2. Процесс подачи сменного предохранителя 2 к открытому торцу кожуха осуществляется подвижной пластиной 10, передвигаемой пружиной 11 (Фиг.4). После захвата из кожуха сменного предохранителя 2 чашка 18 поднимается до максимального распрямления пружины 14 и соответственно до соприкосновения торцевых клемм 5 уже рабочего предохранителя 2 с контактами 3 (рабочее положение дополнительного и основного рычагов 17, 13, как показано на Фиг.1). После разрушения очередного рабочего предохранителя 2 процесс замены предохранителя повторяется.
Помимо описанного строения, сменный и рабочий предохранители могут иметь следующее строение:
- со смещенным центром тяжести;
- проволока в сменном (рабочем) предохранителе изготовлена или из легкоплавкого материала или из кусков проволоки, спаянных легкоплавким материалом;
- сменный (рабочий) предохранитель выполнен в виде фигуры, состоящей из двух конусов, направленных вершинами друг к другу, через которые проходит проводящая проволока. При прохождении тока две пирамиды «складываются» или разрушаются.
Замена разрушенного рабочего предохранителя на сменный осуществляется устройством, использующим два механических типа движения - поступательное (движение в кожухе сменного предохранительного элемента к открытому торцу кожуха для захвата его чашкой дополнительного рычага рычажного устройства) и маятниковое (работа рычажного устройства).
Повышение защищенности металлических сооружений от коррозии при применении устройства, поддерживающего бесперебойную подачу электроэнергии для катодной защиты металлических сооружений, находящихся в любых видах электролитов (грунт, подводный переход через реки, морские условия) достигается за счет того, что отсутствуют перерывы в подаче тока на электрохимически защищаемые поверхности стальных сооружений. Этим обеспечивается защищенность по протяженности и во времени металлических сооружений в любых средах.
При применении заявленного предохранительного устройства отсутствует возможность проникновения грозовых разрядов на изолирующие фланцы и последующего их выгорания, что приводит к повышению экономической эффективности применения средств электрохимической защиты.
Заявленное предохранительное устройство имеет возможность многократного использования, и замены при необходимости.