УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИГНАЛИЗИРОВАНИЯ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ СБОЕ В УЗЛЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ И УЗЕЛ, СОДЕРЖАЩИЙ ТАКОЕ УСТРОЙСТВО
DEVICE FOR SIGNALING OF ELECTRIC FAILURE IN ELECTRIC PROTECTION UNIT AND UNIT CONTAINING SUCH DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к устройству для сигнализирования о расцеплении узла электрической защиты, такого как прерыватель цепи, размещенному в изолирующей оболочке, заключающей в себе пару контактов, состоящую из фиксированного и подвижного контакта, упомянутый подвижный контакт, приводимый в действие либо вручную посредством рукоятки, механически соединенной с опорным устройством подвижного контакта, причем упомянутая рукоятка установлена с возможностью поворота между замкнутым и разомкнутым положением контактов, либо автоматически, посредством расцепляющего механизма, содержащего магнитный расцепитель, способный приводиться в действие в случае, когда происходит сбой из-за короткого замыкания, и тепловой расцепитель, способный приводиться в действие в случае, когда происходит сбой из-за перегрузки, причем упомянутая опора для подвижного контакта установлена с возможностью поворота между замкнутым положением контактов и разомкнутым положением контактов, и соединена с рукояткой с помощью передающего средства с тем, чтобы формировать разрываемое механическое соединение между опорой и рукояткой, причем активация одного из расцепителей вызывает разрыв механического соединения, включающая в себя размыкание контактов, и содержащему первое средство сигнализирования или средство для сигнализирования о сбое любого типа, причем упомянутое средство предназначено для сигнализирования о расцепленном состоянии узла.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известен документ EP 1542253, который описывает устройство сигнализирования типа, упомянутого выше. В этом документе, узел содержит средство для сигнализирования об автоматическом аварийном расцеплении, но это средство не позволяет различать тип сбоя, то есть, являлся ли сбой следствием электрической перегрузки или следствием короткого замыкания.
Также известны патенты WO 2013114395 и EP 2083434, которые позволяют передавать сигнал о сбое из-за короткого замыкания.
Упомянутые устройства сигнализирования не позволяют различать сбои теплового происхождения и сбои магнитного происхождения.
Подобным образом, современные модули сигнализирования о сбое передают сигналы об аварийном расцеплении, но также не позволяют обеспечивать различение между двумя типами сбоев.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение преодолевает упомянутые проблемы и предлагает устройство сигнализирования о сбое в узле электрической защиты, причем упомянутое устройство позволяет различать тип сбоя с тем, чтобы более точно сообщать клиенту об электрических сбоях в электрической установке.
В этом отношении, настоящее изобретение относится к устройству сигнализирования о расцеплении узла электрической защиты типа, упомянутого выше, причем упомянутое устройство отличается тем, что оно содержит второе средство сигнализирования, которое может расцепляться только в случае короткого замыкания, причем упомянутое первое средство сигнализирования взаимодействует со вторым средством сигнализирования с тем, чтобы обеспечить различение между сбоем, вызванным перегрузкой, и сбоем вследствие короткого замыкания.
В соответствии с конкретным признаком, второе средство сигнализирования содержит рычаг или ножку, установленную с возможностью вращения относительно оболочки узла, упомянутый рычаг, содержащий первый конец, взаимодействующий с бойком магнитного расцепителя, и второй конец, взаимодействующий с индикатором.
В соответствии с конкретным вариантом осуществления, первое средство сигнализирования и второе средство сигнализирования содержат, соответственно, первый индикатор и второй индикатор, упомянутые индикаторы, видимые через отверстие в оболочке узла, причем видимость двух индикаторов через отверстие, сигнализирует о сбое магнитного типа, тогда как видимость одного индикатора сигнализирует о сбое из-за перегрузки.
В соответствии с другим вариантом осуществления, первое и второе средства сигнализирования осуществлены с использованием одного индикатора, упоминаемого как третий индикатор, причем упомянутый третий индикатор, способный принимать три положения, соответственно, первое положение, соответствующее замкнутому положению узла, второе положение, соответствующее размыканию контактов вследствие сбоя из-за перегрузки, и третье положение, соответствующее размыканию в случае короткого замыкания.
В соответствии с конкретным признаком, данное устройство содержит средство для удерживания третьего индикатора в промежуточном положении, или втором положении, допуская перемещение индикатора в третье положение в случае магнитного расцепления посредством использования магнитных сил, формируемых бойком магнитного расцепителя.
В соответствии с другим признаком, путь перемещения, задаваемый третьему индикатору посредством магнитного рычага в случае расцепления магнитного типа, больше, чем путь перемещения, задаваемый упомянутому индикатору посредством механизма для расцепления в случае сбоя из-за перегрузки.
В соответствии с другим признаком, магнитных сил, прикладываемых посредством вращательного рычага, будет достаточно, чтобы позволить третьему индикатору пройти стопорные элементы или бугорки, обеспеченные на индикаторе и взаимодействующие с краями, ограничивающими отверстие оболочки узла, упомянутые стопорные элементы или бугорки, предназначенные для блокировки упомянутого индикатора в положении теплового сбоя.
В соответствии с другим признаком, данное устройство содержит средство для повторной инициализации индикатора(ов) в положение без сбоев узла, когда узел замыкается.
Настоящее изобретение также относится к узлу электрической защиты, содержащему устройство сигнализирования, обладающему вышеупомянутыми признаками, взятыми по отдельности или в комбинации.
Упомянутый узел преимущественно содержит мобильный набор оборудования, содержащий вышеупомянутое опорное устройство подвижного контакта, установленное с возможностью поворота между двумя вышеупомянутыми положениями, и соединенное с рукояткой посредством передающего средства с тем, чтобы сформировать разрываемое механическое соединение между устройством и рукояткой, причем данный узел отличается тем, что он содержит устройство сигнализирования, обладающее вышеупомянутыми признаками, взятыми по отдельности или в комбинации, и что вышеупомянутый мобильный набор оборудования имеет различный профиль в зависимости от скорости размыкания контактов, при этом упомянутая скорость, различающаяся в зависимости от того, является ли размыкание ручным, или оно вызвано электрическим сбоем, причем упомянутый профиль является таким, что упомянутый набор оборудования приводит в действие вышеупомянутое первое средство сигнализирования только в случае автоматического размыкания контактов вследствие сбоя.
В соответствии с конкретным признаком, вышеупомянутый мобильный набор оборудования содержит передающее звено, шарнирно установленное в одном из своих концов на рукоятку, и соединенное шарнирным образом в своем другом конце с крючком, упомянутый крючок шарнирно установлен на опорное устройство подвижного контакта, взаимодействует с расцепляющим средством и содержит средство для приведения в действие средства сигнализирования в случае размыкания контактов вследствие сбоя.
В соответствии с конкретным признаком изобретения, упомянутый узел является прерывателем цепи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Дополнительные преимущества и признаки изобретения станут более понятны, однако, из нижеследующего подробного описания, обеспеченного со ссылкой на прилагаемые чертежи, предоставленные исключительно в качестве примера, на которых:
- Фигуры с 1 по 13 являются частичными видами в перспективе или сбоку устройства для управления узлом электрической защиты, содержащего устройство сигнализирования о сбое в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения, тогда как фигуры с 14 по 24 являются частичными видами в перспективе или сбоку такого же узла, содержащего устройство сигнализирования в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения.
- Фигуры 1 и 2 более конкретно иллюстрируют два индикатора устройства сигнализирования согласно изобретению, предназначенные для взаимодействия с отверстием в оболочке.
- Фигуры 3 и 4 иллюстрируют, соответственно, средство сигнализирования о любом типе сбоя и средство сигнализирования о магнитном расцеплении, причем упомянутые два средства сигнализирования составляют устройство сигнализирования согласно изобретению,
- Фигуры с 5 по 8 более конкретно иллюстрируют принцип функционирования первого средства сигнализирования, или средства сигнализирования о любом типе сбоя,
- Фигуры с 9 по 11 более конкретно иллюстрируют принцип функционирования средства сигнализирования о магнитном расцеплении, упоминаемого как второе средство сигнализирования,
- Фигуры 12 и 13 иллюстрируют повторную инициализацию двух индикаторов в положение без сбоев, когда узел замыкается,
- Фигуры 14 и 15 иллюстрируют принцип функционирования индикатора, содержащего три положения, в соответствии со вторым вариантом осуществления устройства сигнализирования согласно изобретению,
- Фигуры 16 и 17 иллюстрируют то же самое устройство сигнализирования в положении 0 индикатора, соответствующем замкнутому положению узла,
- Фигуры 18 и 19 более конкретно иллюстрируют принцип функционирования средства сигнализирования о любом типе сбоя в соответствии с упомянутым вторым вариантом осуществления в случае расцепления магнитного или теплового происхождения,
- Фигуры 20 и 21 более конкретно иллюстрируют расцепление вследствие сбоя теплового происхождения,
- Фигура 22 иллюстрирует, в виде сверху, индикатор в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, и
- Фигуры 23 и 24 более конкретно иллюстрируют расцепление вследствие сбоя магнитного происхождения.
ПРОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ДВУХ КОНКРЕТНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фигуры показывают часть устройства для управления миниатюрным электрическим прерывателем цепи с формованной изолирующей оболочкой 1, причем упомянутый прерыватель цепи относится к типу, представленному более подробно в документе EP 1975971. Это устройство 2 управления содержит опорное устройство 3 подвижного контакта, причем упомянутый подвижный контакт 4 предназначен для взаимодействия с фиксированным контактом 5.
Отверстие обеспечивается на передней поверхности 8 оболочки для прохождения через него рукоятки 6, установленной с возможностью ограниченного поворота на оси 11 оболочки между замкнутым положением, в котором контакты 4, 5 замкнуты, и разомкнутым положением, соответствующим размыканию контактов 4, 5.
Рукоятка 6 оборудована внутренней опорной пластиной 9, соединенной с передающим звеном 10 с тем, чтобы сформировать устройство вилочного шарнирного соединения, сочленение 12 (фигура 16) которого эксцентрично относительно фиксированной оси 11 рукоятки 6.
Рукоять 6 прижимается против часовой стрелки в направлении разомкнутого положения контактов посредством возвратной пружины (не показана). Фиксированный контакт 5 соединен с рамой электромагнитного расцепителя 13. Подвижный контакт 4 закреплен на опорном устройстве 3 подвижного контакта 4, упомянутая опора 3 шарнирно установлена вокруг оси 14 поворота, вращательная платина 15 также установлена с возможностью вращения вокруг этой оси 14 поворота.
Расцепляющий рычаг 16, управляемый посредством бойка 28 электромагнитного расцепителя 13, и тепловым или биметаллическим расцепителем 18, или другим вспомогательным элементом, шарнирно устанавливается на ось 17 (фигура 18), расположенную на пластине 15 с предопределенным смещением относительно вышеупомянутой оси 14 поворота.
Разрываемое механическое соединение присутствует между передающим звеном 10 и пластиной 15 для приведения в действие опорного устройства 3 контактов.
В замкнутом положении расцепляющего механизма, соединение обеспечивает возможность ручного управления механизмом посредством рукоятки. Смещение расцепляющего рычага 16 в расцепленное положение под воздействием расцепителей вызывает мгновенный разрыв механического соединения, приводя в действие автоматический расцепитель механизма, независимо от рукоятки 6.
Расцепляющий рычаг 16 соединен с возвратной пружиной 27, предназначенной для гарантии автоматического восстановления механического соединения, когда рукоятка 6 переводится в разомкнутое положение, следуя за расцепляющим сбоем механизма. Разрываемое механическое соединение содержит крючок 19, шарнирно установленный на ось 20 пластины 15. На противоположной стороне этой оси, острый конец 21 крючка 19 взаимодействует, в замкнутом положении соединения, со стопорной защелкой 22, расположенной на ножке расцепляющего рычага 16. Передающее звено 10 соединено с крючком 19 и пластиной 15 в точке 23 сочленения, способной перемещаться в случае расцепления в два последовательных отверстия в пластине 15. Точка 23 сочленения расположена между осью 20 сочленения крючка 19 на пластине и острым концом 21 защелкивающего крюка. Соединение составляет уменьшающую ступень в кинематической цепи механизма, обеспечивая уменьшение расцепляющей силы, возникающей из теплового магнитного расцепления, как более подробно описано в патенте EP 1975971.
Принципы функционирования устройства управления будут описаны далее в материалах настоящей заявки со ссылкой на фигуры.
Когда устройство 2 управления находится в положении разомкнутых контактов 4, 5, рукоятка 6 находится в разомкнутом положении.
Когда рукоятка 6 приводится в действие, чтобы замкнуть контакты, это смещает звено 10, которое прилегает к пластине 15 и к крючку 19. Крючок 19 замкнут на расцепляющем стержне (или рычаге) 16.
Звено 10, примыкающее к пластине 15 и к крючку 19, поворачивает пластину 15 вокруг ее оси 14 до тех пор, пока контакты 4, 5 не будут замкнуты.
Звено продолжает следовать по пути своего перемещения до тех пор, пока не пересечет мертвую точку вилочного шарнирного соединения, сформированного рукояткой 6 и звеном 10. После этого, механизм принимает положение равновесия, которое удерживает контакты 4, 5 замкнутыми.
Чтобы разомкнуть контакты 4, 5 вручную, рукоятка 6 перемещается до тех пор, пока она не пересечет мертвую точку вилочного шарнирного соединения в другом направлении. Когда рукоятка 6 достигает конца пути своего перемещения, механизм возвращается в положение равновесия, при этом контакты разомкнуты.
Когда контакты 4, 5 замкнуты, и расцепляющий стержень 16 приводится в действие, крючок 19 освобождается, но рукоятка 6 не возвращается сразу в свое разомкнутое положение. Баланс сил, прикладываемых звеном 10 к механизму, нарушается. Пластина 15 поворачивается вокруг своей оси 14 и размыкает контакты 4, 5. Отверстие 25, обеспеченное в крючке 19, делают возможным вращение крючка 19 вокруг оси 20, и это отверстие 25 в крючке, а также отверстия в пластине 15 делают возможным вращение пластины, когда рукоятка все еще удерживается в положении замкнутых контактов. После этого, пружина рукоятки возвращает рукоятку в положение разомкнутых контактов, и звено возвращает крючок в изначальное положение. Пружина для смещения крючка и для переустановки стержня возвращает их в положение, в котором возможна блокировка крючка 19 на стержне 16, когда рукоятка 6 приводится в действие, чтобы замкнуть контакты 4, 5. Отверстия, обеспеченные в пластине 15, участвуют в направлении звена 10 с тем, чтобы вернуть его в положение, примыкающее к пластине.
Это устройство 2 управления также содержит средство сигнализирования S о расцепленном состоянии узла электрической защиты вслед за коротким замыканием или перегрузкой, это средство, не являющееся активным в случае ручного размыкания. Конкретный вариант осуществления этого средства более подробно описан в патенте EP 1542253.
В соответствии с конкретным вариантом осуществления этого средства сигнализирования, описанного в патенте EP 1542253, упомянутый крючок шарнирно установлен на опорное устройство подвижного контакта, взаимодействует с расцепляющим средством и содержит средство для приведения в действие вышеупомянутого средства сигнализирования, в настоящем случае первого индикатора 32, в случае размыкания, следующего за сбоем любого типа. Так как и рукоятка 6, и опорное устройство 3 подвижного контакта 4 возвращаются в разомкнутое положение посредством пружины, инерция рукоятки, крючка и устройства, и возвратная сила пружин, соответственно, рукоятки и опорного устройства определяются так, чтобы скорость вращения крючка в случае размыкания при возникновении сбоя была намного быстрее, чем скорость вращения рукоятки.
Согласно изобретению, устройство управления также содержит второе средство сигнализирования T, предназначенное для сигнализирования лишь о расцепленном состоянии узла в случае короткого замыкания. Это второе средство сигнализирования T содержит ножку 34, выполненную с возможностью вращения относительно оси 14, соответствующей оси вышеупомянутого механизма, упомянутая ножка 34, механически соединенная посредством одного из своих концов с бойком 28 магнитного расцепляющего средства 13, и воздействующая через свой другой конец на второй индикатор 33.
Принципы функционирования устройства сигнализирования согласно изобретению, содержащего вышеупомянутое первое S и второе средство сигнализирования T, будут описаны далее в материалах настоящей заявки со ссылкой на фигуры.
На фигурах с 1 по 4, два индикатора 32, 33 видны через отверстие 7 в оболочке 1 узла, обозначающими, соответственно, для индикатора 32, расположенного правее, расцепление без выявления типа сбоя, и, для индикатора 33, расположенного левее, расцепление магнитного типа. Упомянутая видимая конфигурация двух индикаторов 32, 33 обозначает, что имело место расцепление магнитного происхождения. Первый индикатор 32, расположенный правее, был смещен посредством крючка во время вращения пластины 15, что привело крючок в прямое вращательное движение, как более полно пояснено в документе EP 1542253. Индикатор 33, расположенный левее, указываемый ссылкой, как второй индикатор, был смещен посредством вышеупомянутого вращательного рычага 34, что было приведено в действие посредством перемещения бойка 28 в случае сбоя из-за короткого замыкания.
Принципы функционирования первого средства сигнализирования S, или средства для сигнализирования о любом типе сбоя, будут пояснены далее в материалах настоящей заявки со ссылкой, в частности, на фигуру 5. Таким образом, в случае сбоя теплового происхождения, отклонение биметаллического элемента 18 приводит в действие скользящий элемент 30, который скользящий элемент приводит во вращение стержень 16, что вызывает освобождение стержня относительно крючка 19. После этого, крючок 19 начинает вращаться под воздействием силы звена 10, и вращение крючка 19 вызывает перемещение правого индикатора 32 в положение видимого сбоя.
В случае появления сбоя магнитного происхождения, боек 28 приводит стержень 16 во вращение, что, таким же образом, как и раньше, вызывает перемещение правого индикатора 32 в положение видимого сбоя.
Левый индикатор 32 второго средства сигнализирования T приводится в действие исключительно в случае магнитного сбоя посредством вращения рычага 34, которое приводится в действие посредством бойка 28 магнитного расцепителя 13.
Таким образом, видимость одного индикатора 32 через отверстие обозначает, что произошел сбой теплового происхождения, тогда как видимость двух индикаторов 32, 33 обозначает, что произошел сбой магнитного происхождения.
Таким образом, на фигурах 6, 7 и 8 только правый индикатор 32 является видимым, что обозначает, что произошел сбой теплового происхождения. Фактически, в этом случае, скользящий элемент 30 привел во вращение стержень 16, что вызвало разрыв соединения крючок/стержень, после чего крючок повернулся и, таким образом, перевел первый индикатор 32 в положение сбоя. В этом случае будет виден только упомянутый индикатор, так как тепловой сбой не влияет на вышеупомянутый рычаг 34.
Фигуры 9, 10 и 11 показывают случай, в котором произошел сбой магнитного происхождения. В этом случае, второй индикатор 33 был активирован рычагом 34, приведенным в действие посредством бойка 28, первый индикатор 32, также находящийся в положении сбоя. Таким образом, видимость двух индикаторов 32, 33 позволяет передать сигнал о сбое магнитного происхождения. Таким образом, возможно различать сбои теплового происхождения и сбои магнитного происхождения.
На фигурах 12 и 13 видно, что пластина 15 содержит носик 35, способный взаимодействовать с частью 36 индикаторов 32, 33, тянущийся по существу перпендикулярно плоскости упомянутых индикаторов, с тем, чтобы возвращать упомянутые два индикатора в положение без сбоя, когда узел замыкается после вызванного сбоем открывания. Фигуры с 14 по 24 иллюстрируют другой вариант осуществления устройства сигнализирования D согласно изобретению, в котором это устройство содержит один индикатор 37, имеющий три положения, для выполнения двух функций, ранее выполняемых двумя индикаторами по предыдущему варианту осуществления, то есть передачу сигнала о любом типе сбоев и функцию сигнализирования о сбое магнитного происхождения.
Таким образом, индикатор 37, как показано на фигурах 14 и 15, может принимать три положения, то есть первое положение, указываемое ссылкой как положение 0, соответствующее положению без сбоя, второе положение, указываемое ссылкой как тепловой сбой, при котором индикатор смещен на 2,5 мм относительно первого положения, и третье положение, соответствующее положению магнитного сбоя, при котором индикатор смещен на 2,5 мм относительно второго положения, что означает, что индикатор располагается на расстоянии 5 мм относительно положения 0.
На фигурах 16 и 19, индикатор находится в положении 0, соответствующем замкнутому положению узла.
На фигуре 20, вследствие сбоя теплового происхождения, отклонение биметаллического элемента 18 привело в действие скользящий элемент 30, который привел во вращение стержень 16, что вызывало освобождение стержня относительно крючка 19. После этого крючок переместился под воздействием силы звена 10, и вращение крючка 19 вызвало перемещение первого индикатора 32 в промежуточное положение сбоя, чтобы передать сигнал о сбое теплового происхождения. В этом случае, путь индикатора ограничен вращением крючка.
В случае, когда произошел сбой магнитного происхождения, производятся те же эффекты, как и в средстве S сигнализирования о любом типе сбоя, но с перемещением, выполняемым посредством бойка 28 магнитного расцепителя 13. Однако в этом случае боек также приводит во вращение рычаг 34, что вызывает дополнительный путь перемещения третьего индикатора 37, позволяя ему перейти во второе положение сбоя, и, таким образом, передать сигнал о сбое магнитного происхождения.
В случае, когда произошел сбой теплового происхождения, средство сигнализирования S о сбое любого типа направляет индикатор во второе положение на расстояние 2,5 мм от первого.
Последовательность функционирования в случае, когда произошел сбой магнитного происхождения, является такой же как и раньше, за исключением того факта, что необходимо удержать индикатор 37 в этом положении, допуская перемещение единственного индикатора, в случае магнитного расцепления, в третье положение посредством рычага 34, используя возросшие магнитные силы, как проиллюстрировано на фигурах 23 и 24.
В этом случае, путь перемещения, задаваемый индикатору 37 посредством рычага 34, больше, чем путь перемещения, задаваемый индикатору 37 посредством крючка 19. Вдобавок, магнитных сил будет достаточно, чтобы позволить индикатору пройти стопорные элементы 38 или бугорки положения теплового сбоя. Этих самых стопорных элементов будет достаточно, чтобы заблокировать индикатор в положении теплового сбоя, какой бы ни была энергия, передаваемая крючку посредством индикатора. Благодаря изобретению, таким образом, было предоставлено устройство, позволяющее передавать сигнал об аварийном расцеплении, различая тепловой сбой и магнитный сбой, позволяя более точно сообщать с клиенту об электрических сбоях в электрической установке.
Конечно, изобретение не ограничено описанными и проиллюстрированными вариантами осуществления, которые были предоставлены лишь в качестве примера.
Наоборот, изобретение содержит все технические эквиваленты описанных средств, а также их комбинации, если они обеспечены в соответствии с сущностью изобретения.