CZ16526U1 - Proudový chránič - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká proudových chráničů, tedy takových odpínačů elektrické zátěže, kde velmi malým proudem dochází k odpojení silové zátěže. Proudové chrániče předmětného typu jsou zpravidla konstruovány pro montáž do standardních lišt, s úpravou pro řazení do rozvaděčů obvyklých typů.

Dosavadní stav techniky

V současnosti jsou známy proudové chrániče více typů, kde většinou konstrukce vychází z principu pákových mechanismů s pružinami, kde se sleduje především schopnost vypínat poměrně malou silou kontakty, které samy o sobě jsou k sobě přitlačovány silou relativně velikou. Mechanismus proto musí mít relativně vysoký silový převod s malými pasivními odpory, ale současně spolehlivost musí být vysoká. Proto bývají některé mechanismy tohoto typu poměrně masivní, což ale má za následek, že mechanismus je velký a také cena vychází relativně vysoká. Pokud se na druhé straně mechanismus konstruuje podle kritéria nízké ceny a hmotnosti, vychází mechanismus jako soustava pák, táhel a pružin, která se montuje přímo do skříně proudového chrániče a tuto soustavu lze kontrolovat funkčně až po sestavení a složení kompletní skříně chrániče. V případě vadné funkce pak buď dochází k likvidaci celého výrobku, nebo pro opravu se musí celá skříň rozebrat, což je v obou případech neekonomické. Navíc u známých proudových Chráničů alespoň část pák a táhel je uložena z hlediska středové podélné roviny skříně nesymet20 ricky, což má za následek nesymetrické namáhání, především v místech uložení jednotlivých členů celého mechanismu. Při poddimenzované konstrukci pak dochází často i na nových výrobcích k zadírání či zablokování mechanismu, nebo, v případě silněji dimenzované konstrukce, nebývá životnost proudového chrániče uspokojivá. Pokud se volí menší silové zatížení mechanismu tím, že se použije slabších pružin pro držení proudových kontaktů v sepnutém stavu, resp.

slabších pružin pro zajištění odpínacího pohybu pohyblivého kontaktu, pak v takové konstrukci bude ovšem buď proudová zatížitelnost kontaktů snížena, nebo při vyšší zátěži bude docházet k vyššímu opalování kontaktů a sníží se tak významně životnost těchto kontaktů.

Podstata technického řešení

Uvedené technologické i funkční nevýhody dosavadních proudových chráničů se v podstatné míře redukují a proudový chránič, který je relativně malý, lehký a spolehlivý, se vytvoří jako proudový chránič, podle předkládaného technického řešení, kde tento chránič, vytvořený ve skříni a opatřený ovládací páčkou, upravenou pro ovládání vzájemného pohybu pevného a pohyblivého elektrického kontaktu, obsahuje současně silový spínací a rozpinací mechanismus, propojující ovládací páčku s pohyblivým kontaktem, a s tímto silovým spínacím a rozpínacím mechanismem spojený ovládací odpojovači mechanismus a kde podstata spočívá v tom, že silový spínací a rozpinací mechanismus je vytvořen jako variabilní vzpěra, sestávající ze dvou členů, spojených spolu otočně, kde v místě tohoto otočného spojení je ještě otočně připojen ovládací odpojovači mechanismus, a to bočně, prvním koncem svého táhla, které je na svém druhém konci otočně spojeno s pákou, ukotvenou svým prvním koncem, který je blíže k místu otočného spojení táhla s touto pákou, otočně ve skříni proudového chrániče, a to v místě, ležícím pod spojnicí konců táhla, a na svém druhém konci, který je vzdálenější od místa otočného spojení táhla s touto pákou, je tato páka rozměrově a tvarově upravena pro aretaci v opření o aretační plošku, vytvořenou na západce, která je otočně uložena na svém prvním konci ve skříni proudového chrániče a jejíž druhý, volný konec je opřen o akční člen elektromagnetu, připojeného elektricky k obvodu, upraveného pro generování odpojovacího impulsu, přičemž dále ještě je k pohyblivému kontaktu připojena pružina, zatěžující pohyblivý kontakt směrem k rozpojené poloze, a v místě otočného spojení pohyblivého kontaktu s variabilní vzpěrou, sestavenou ze dvou členů, je ještě připojeno signalizační táhlo signalizačního ústrojí stavu sepnutí pohyblivého kon-1 CZ 16526 Ul taktu s pevným kontaktem. S výhodou pohyblivý kontakt je vytvořen jako soustava kontaktového ramene s kontaktním blokem z odolného materiálu a tlačné botky, otočně uložené ve skříni proudového chrániče a opírající se o kontaktové rameno, přičemž pružina, zatěžující pohyblivý kontakt, je uchycena na tlačné botce. Také je výhodné, jestliže signalizační ústrojí stavu sepnutí kontaktů je vytvořeno jako segment, opatřený barevně odlišenou značkou či stopou, umístěnou a upravenou pro zaujmutí polohy pod nahlížecím okénkem na čele skříně nadproudového chrániče a nebo do polohy mimo toto nahlížecí okénko, kde tento segment je otočně uložen ve skříni proudového chrániče a je mechanicky propojen se signalizačním táhlem, napojeným otočně na pohyblivý kontakt, resp. na tlačnou botku. Zejména je výhodné, jestliže táhla a páky ve skříni proudového chrániče jsou vytvořeny vůči podélné středové rovině skříně proudového chrániče symetricky. Konečně je podstatnou výhodou, je-li skříň proudového chrániče vytvořena jako vnější plášť, nesoucí elektrické svorky pro připojení elektrických přívodů a kotvicí místa pro uložení nadproudového odpojovače na rozvodnou desku, s uvnitř vloženým vnitřním pláštěm, vnitřními stěnami nebo obalem, ve kterém je uložen pohyblivý mechanismus spínání a rozpínání kontaktů. To umožní sestavit a odzkoušet mechanismus ještě před montáží do vnějšího pláště celé skříně. V tomto případě je ještě dále mechanicky i technologicky výhodné, jestliže vnitřní plášť, stěny nebo obal jsou vyrobeny z kovového materiálu, zatímco vnější plášť je vyroben z plastu.

Tím se dosáhne vytvoření proudového chrániče, který je poměrně lehký, prostorově úsporný, výrobně levný, ale přitom vykazuje vysokou životnost a spolehlivost. Také je významné, že jednak mechanismus signalizačního ústrojí je připojen přímo k pohyblivému kontaktu, takže ukazuje nikoli polohu ovládací páčky, ale přímo stav sepnutí kontaktů, a navíc lze podle stavu ukazatele signalizačního ústrojí, ve vztahu k poloze ovládací páčky, soudit, zda ve vypnutém stavu došlo k vypnutí ručně, záměrně, to když je ovládací páčka i ukazatel signalizačního ústrojí v poloze vypnuto, nebo zda k vypnutí došlo poruchou v chráněném obvodu, což je patrné ze situace, kdy ukazatel signalizačního ústrojí je v poloze vypnuto, zatímco ovládací páčka nadproudového chrániče je ve středové poloze. Také se dosahuje podstatné výhody technologické, která spočívá v tom, že samotný mechanismus je již po sestavení do vnitřních stěn, pouzdra či obalu kompaktní, plně funkční a schopný ověření všech funkcí ještě před montáží do vnějšího pláště skříně celého proudového chrániče.

Přehled obrázků na výkresech

Předkládané technické řešení je dále podrobněji vysvětleno a popsáno na příkladném provedení, kde proudový chránič je znázorněn svým vnitřním mechanismem, a to v bočním pohledu, kde postupně jednotlivé polohy mechanismu jsou znázorněny na obr. 1 až obr. 7, přičemž od obr. 1 do obr. 3 se jedná o proces spínání a od obr. 4 do obr. 5 se jedná o postup rozpínání kontaktů a na obr. 6 a obr. 7 je patrný stav spínání kontaktů, rozepnutých předtím rozpínacím mechanismem.

Příklad provedení technického řešení

Proudový chránič v příkladném provedení je vytvořen jako skříň, sestávající z vnějšího pláště a z vnitřního obalu, kde na skříni je ovládací páčka i, napojená vnitřním mechanismem na pohyblivý kontakt 2, spolupracující mechanicky a elektricky s pevným kontaktem 6. Tato skříň je vytvořena sama o sobě běžným způsobem a není na přiložených zobrazeních patrná. Pouze navíc, proti běžným provedením, je skříň vytvořena jako vnější obal s vloženým vnitřním obalem, sloužícím k předběžnému sestavení mechanismu do funkčního stavu. V tomto vnitřním obalu je pak tedy uložen silový spínací a rozpínací mechanismus 10, propojující ovládací páčku I s pohyblivým kontaktem 2, a s tímto silovým spínacím a rozpínacím mechanismem 10 spojený ovládací odpojovači mechanismus 30. Silový spínací a rozpínací mechanismus 10 je zde vytvořen jako variabilní vzpěra, sestávající ze dvou členů 11, 12, spojených spolu otočně, kde v místě 101 tohoto otočného spojení je ještě otočně připojen ovládací odpojovači mechanismus 30, a to bočně,

-2CZ 16526 Ul prvním koncem 311 svého ovládacího táhla 31, které je na svém druhém konci 312 otočně spojeno s pákou 32, ukotvenou svým prvním koncem 321, který je blíže k místu 102 otočného spojení táhla 31 s touto pákou 32, otočně ve skříni proudového chrániče, a to v místě 103, ležícím pod spojnicí konců 311, 312 ovládacího táhla 31, a na svém druhém konci 322, který je vzdálenější od místa 102 otočného spojení ovládacího táhla 31 s touto pákou 32, je tato páka 32 rozměrově a tvarově upravena pro aretaci pomocí opření o aretační plošku 330, vytvořenou na západce 33, která je otočně uložena na svém prvním konci 331 ve skříni proudového chrániče a jejíž druhý, volný konec 332 je opřen o akční člen 4 elektromagnetu, zde neznázorněného, připojeného elektricky k obvodu, zde též neznázorněnému, upravenému pro generování odpojovacího impulsu, ío přičemž dále ještě je k pohyblivému kontaktu 2 připojena pružina 209. zatěžující pohyblivý kontakt 2 směrem k rozpojené poloze, a v místě 104 otočného spojení pohyblivého kontaktu 2 s variabilní vzpěrou, sestavenou z členů 11, 12. je ještě připojeno signalizační táhlo 5 signalizačního ústrojí 50 stavu sepnutí pohyblivého kontaktu 2 s pevným kontaktem 6. S výhodou je zde v tomto příkladném provedení pohyblivý kontakt 2 vytvořen jako soustava kontaktového ramene

201 s kontaktním blokem 211 z odolného materiálu a tlačné botky 202, otočně uložené ve skříni proudového chrániče a opírající se o kontaktové rameno 201, přičemž pružina 209, zatěžující pohyblivý kontakt 2, je uchycena na tlačné botce 202. Dále je zde patrné signalizační ústrojí 50 stavu sepnutí kontaktů 2, 6, vytvořené jako segment 51, opatřený barevně odlišenou značkou 511. umístěnou a upravenou pro zaujmutí polohy pod nahlížecím okénkem 7 na čele skříně proudového chrániče a nebo, alternativně, pro zaujmutí polohy mimo toto nahlížecí okénko 7, přičemž tento segment 51 je otočně uložen ve skříni proudového chrániče a je mechanicky propojen se signalizačním táhlem 5, napojeným otočně na pohyblivý kontakt 2, resp. na tlačnou botku 202. Propojení se signalizačním táhlem 5 je zde provedeno ještě přes vahadlo 52. Zejména je výhodné, jestliže táhla a páky ve skříni proudového chrániče jsou vytvořeny vůči podélné středové rovině skříně proudového chrániče symetricky, což je v přiložených zobrazeních částečně patrné z toho, jak se páky s táhly překrývají, přičemž se v principu střídá v jednotlivých místech otočných propojení příkladně rozvidlený konec jednoho táhla proti symetricky vedenému přímému konci protikusu, nebo jedno táhlo je na svém konci propojeno s protikusem, představovaným dvojicí táhel či pák, apod. Skříň proudového chrániče, v příkladném provedení, je také vytvořena jako vnější plášť, nesoucí elektrické svorky pro připojení elektrických přívodů a kotvicí místa pro uložení proudového chrániče na rozvodnou desku, s uvnitř vloženým vnitřním pláštěm, vnitřními stěnami nebo obalem, ve kterém je uložen pohyblivý mechanismus spínání a rozpínání kontaktů 2, 6. To umožní sestavit a odzkoušet celý pohyblivý mechanismus ještě před montáží do vnějšího pláště celé skříně. V tomto příkladném provedení je ještě také výhodně vo35 léna varianta, kde vnitřní obal je vyroben z kovového materiálu, zatímco vnější plášť je vyroben z plastu.

Funkce zařízení je potom následující. Nejprve, v procesu zapínání kontaktů 2, 6, se pohybuje ovládací páčka I směrem doprava, přičemž silový spínací a rozpínací mechanismus 10 je, za vyztužení v místě 101, a to pouze otočně se pohybujícím ovládacím táhlem 31, tedy v místě, kde se spojují členy 11, 12, tvořící v principu takto vzpěru, schopen odtlačovat, za pohybu proti síle pružiny 209, tlačnou botku 202, opírající se o kontaktové rameno 201, a dosahovat tak přibližování celého pohyblivého kontaktu 2 směrem k pevnému kontaktu 6. Ovládací táhlo 31 je přitom fixováno v místě 102, s možností pouze již zmíněného otočného pohybu, neboť páka 32 je nyní znehybněna opřením svého druhého, volného konce 322 o aretační plošku 330 západky 33. Na konci tohoto pohybu, který vychází z polohy dle obr. 1 a dále je patrný na obr. 2 a obr. 3, jsou pevný kontakt 6 a pohyblivý kontakt 2 pevně a elektricky vodivě spojeny. Současně přitom lze pozorovat, že značka 511 na segmentu 51 signalizačního ústrojí 50 se přesunula pod nahlížecí okénko 7. Tento přesun se udál díky propojení tlačné botky 202 pomocí signalizačního táhla 5 a zde ještě přes vahadlo 52, na segment 51, otočně uložený ve skříni proudového chrániče. Pokud proudovým chráničem chráněný elektrický obvod generuje i jen relativně slabý proudový impuls, pak elektromagnetem ovládaný akční člen 4 odtlačí západku 33, což je situace patrná na obr. 4, a takto uvolněný druhý, volný konec 322 páky 32 se pak pohybuje otáčivě vzhůru, čímž se uvolní posuv ovládacího táhla 31 a tím také ztrácí dosavadní oporu místo 101 spojení členů 11 a 12,

-3CZ 16526 Ul tvořících dosud relativně tuhou vzpěru. Následně proto dochází ke složení členů H, 12 do ostřejšího úhlu, takže i při zachování nezměněné polohy ovládací páčky 1 pružina 209 může přitáhnout tlačnou botku 202. čímž se rozpojují kontakty 2, 6. Situace po takovéto akci ochranného samočinného rozpojení kontaktů 2, 6 je patrná na obr. 5. Postup zpětného pohybu za účelem ručního propojení kontaktů 2, 6 je patrný v první fázi z obr. 6 a obr. 7, kde se pohybem ovládací páčky I dosáhne vrácení páky 32 do polohy, aretované západkou 33, což je situace zřejmá z obr. 1, načež se provede propojení kontaktů 2, 6 již popsaným postupem, ilustrovaným postupně na obr. 1, obr. 2 a obr. 3. Přitom stav sepnutí kontaktů 2, 6 je stále signalizován polohou značky 511 ve vztahu k nahlížecímu okénku 7. Co se týče ručního vypnutí, pak taková akce je proveditelná i o ručním pohybem ovládací páčky 1.

Tento proudový chránič, zejména v provedení podle popsaného příkladného provedení, je poměrně lehký, prostorově úsporný a výrobně levný, přičemž vykazuje ale současně i vysokou životnost a spolehlivost, neboť s ohledem na symetrii vnitřní konstrukce je namáhání pák, táhel a především jejich uložení relativně malé. Z funkčního hlediska je také výhodou, že jednak me15 chanismus signalizačního ústrojí je připojen přímo k pohyblivému kontaktu, takže ukazuje nikoli polohu ovládací páčky, ale přímo stav sepnutí kontaktů, a navíc lze podle stavu ukazatele signalizačního ústrojí, ve vztahu k poloze ovládací páčky, soudit, zda ve vypnutém stavu došlo k vypnutí ručně, záměrně, to když je ovládací páčka i ukazatel signalizačního ústrojí v poloze vypnuto, nebo zda k vypnutí došlo poruchou v chráněném obvodu, což je patrné ze situace, kdy ukazatel signalizačního ústrojí je v poloze vypnuto, zatímco ovládací páčka proudového chrániče je ve středové poloze.

Hospodářská využitelnost

Zařízení je využitelné jako proudový chránič, a to pro spínání a především pro rozpínání proudů řádu desítek až stovek ampér, přičemž pro proudovou zatížitelnost je pak dále podstatná i kon25 strukce, resp. dimenzování skříně, mechanismu, pružin a kontaktů. Tím lze obecně, při zachování předložené podstaty zařízení, toto přizpůsobovat pro různé podmínky.

Claims (6)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Proudový chránič, vytvořený ve skříni a opatřený ovládací páčkou, upravenou pro ovládání vzájemného pohybu pevného a pohyblivého elektrického kontaktu, a obsahující současně silový

   30 spínací a rozpínací mechanismus, propojující ovládací páčku s pohyblivým kontaktem, a s tímto silovým spínacím arozpínacím mechanismem spojený ovládací odpojovači mechanismus, vyznačený tím, že silový spínací a rozpínací mechanismus (10) je vytvořen jako variabilní vzpěra, sestávající ze dvou členů (11, 12), spojených spolu otočně, kde v místě (101) tohoto otočného spojení je ještě otočně připojen ovládací odpojovači mechanismus (30), a to připojen

   35 bočně, prvním koncem (311) svého táhla (31), které je na svém druhém konci (312) otočně spojeno s pákou (32), ukotvenou svým prvním koncem (321), který je blíže k místu (102) otočného spojení táhla (31) s touto pákou (32), otočně ve skříni proudového chrániče, a to v místě (103), ležícím pod spojnicí konců (311,312) táhla (31), a na svém druhém konci (322), který je vzdálenější od místa (102) otočného spojení táhla (31) s touto pákou (32), je tato páka (32) rozměrově a

   40 tvarově upravena pro aretaci, uskutečněnou opřením o aretační plošku (330), vytvořenou na západce (33), která je otočně uložena na svém prvním konci (331) ve skříni proudového chrániče a jejíž druhý, volný konec (332) je opřen o akční člen (4) elektromagnetu, připojeného elektricky k obvodu, upraveném pro generování odpojovacího impulsu, přičemž dále ještě je k pohyblivému kontaktu (2) připojena pružina (209), zatěžující pohyblivý kontakt (2) směrem k rozpojené polo45 ze, a v místě (104) otočného spojení pohyblivého kontaktu (2) s variabilní vzpěrou, sestavenou z

   -4CZ 16526 Ul členů (11, 12), je ještě připojeno signalizační táhlo (5) signalizačního ústrojí (50) stavu sepnutí pohyblivého kontaktu (2) s pevným kontaktem (6).
2. 2. Proudový chránič, podle nároku 1, vyznačený tím, že pohyblivý kontakt (2) je vytvořen jako soustava kontaktového ramene (201) s kontaktním blokem (211) z odolného mate5 riálu a tlačné botky (202), otočně uložené ve skříni proudového chrániče a opírající se o kontaktové rameno (201), přičemž pružina (209), zatěžující pohyblivý kontakt (2), je uchycena na tlačné botce (202).
3. 3. Proudový chránič, podle nároků la2, vyznačený tím, že signalizační ústrojí (50) stavu sepnutí kontaktů (2, 6) je vytvořeno jako segment (51), opatřený barevně odlišenou znaěío kou či stopou (511), umístěnou pro zaujmutí polohy pod nahlížecím okénkem (7) na čele skříně proudového chrániče a nebo polohy mimo toto nahlížecí okénko (7), kde tento segment (51) je otočně uložen ve skříni proudového chrániče a je mechanicky propojen se signalizačním táhlem (5), napojeným otočně na pohyblivý kontakt (2), resp. na tlačnou botku (202).
4. 4. Proudový chránič, podle nároků laž3, vyznačený tím, že táhla a páky ve skříni

   15 proudového chrániče jsou vytvořeny vůči podélné středové rovině skříně proudového chrániče symetricky.
5. 5. Proudový chránič, podle nároků laž 4, vyznačený tím, že skříň proudového chrániče je vytvořena jako vnější plášť, nesoucí elektrické svorky pro připojení elektrických přívodů a kotvicí místa pro uložení proudového chrániče na rozvodnou desku, ve kterém je uložen vnitřní

   20 plášť, stěny nebo obal, ve kterém je uložen pohyblivý mechanismus spínání a rozpínání kontaktů (2,6).
6. 6. Proudový chránič, podle nároku 5, vyznačený tím, že vnitřní plášť, stěny nebo obal jsou vyrobeny z kovového materiálu, zatímco vnější plášť je vyroben z plastu.