CZ2006276A3 - Prepetová ochrana se signalizací stavu - Google Patents

Abstract

Vynález se týká prepetové ochrany se signalizací stavu, která obsahuje alespon jeden nelineární odporový prvek s odpojovacím zarízením spraženým se signalizacním zarízením stavu prepetové ochrany. Prepetová ochrana obsahuje jediné odpojovací zarízení, které je opatreno prostredky pro alespon dvoustupnový pohyb akcního clenu v závislosti na teplotenelineárního odporového prvku, pricemž akcní clenje spražen se signalizacním zarízením stupnovitého pohybu akcního clenu. Akcní clen je tvoren posuvným dílem (4), který je suvne a s tlacným pusobením proti nízkotavitelnému spoji lanka (10) s elektrodou (9) nelineárního odporového prvku uložen v telese (7) zásuvného ochranného prvku (2), a který je opatren alespon jednou plochou pro pusobení na páku (16) optické signalizace a dále je opatren alespon jednou plochou pro pusobení na polohovací clen (3) dálkové signalizace uložený v držáku (1), pricemž posuvný díl (4) je jedním svým koncem prirazen lanku (10), na kterém je nízkotavitelným spojems nižší teplotou potrebnou pro uvolnení než má nízkotavitelný spoj lanka (10) a elektrody (9) nelineárního odporového prvku upevnena zarážka (10a), okterou je posuvný díl (4) opren v odstupu od místa svého pusobení na lanko (10) po uvolnení nízkotavitelného spoje zarážky (10a) a lanka (10).

Description

Přepěťová ochrana se signalizací stavu

Oblast techniky

Vynález se týká přepěťové ochrany se signalizací stavu, která obsahuje alespoň jeden nelineární odporový prvek s odpojovacím zařízením spřaženým se signalizačním zařízením stavu přepěťové ochrany.

Dosavadní stav techniky

Přepěťová ochrana obsahuje ochranný prvek, kterým je zpravidla nelineární odporový prvek (varistor), který v důsledku svého zatěžování elektrickým proudem a impulsním zatěžováním chráněné sítě postupně snižuje hodnotu svého odporu. V důsledku toho se zvyšuje proud protékající ochranným prvkem a zvyšuje se jeho oteplení. Proto je přepěťová ochrana dále opatřena teplotním odpojovacím zařízením, které slouží k odpojení ochranného prvku od sítě v případě dosažení určité teploty ochranného prvku, neboť ochranný prvek již v důsledku svého oteplení není dále schopen řádně plnit svou funkci. Odpojení ochranného prvku od sítě je signalizováno, a to buď opticky přímo na přepěťové ochraně nebo dálkově přenosem vhodného signálu. Když dojde k odpojení ochranného prvku od sítě, je síť dále nechráněna, takže je nutno obnovit chráněný stav výměnou ochranného prvku přepěťové ochrany.

Zejména u přepěťových ochran kategorie II podle IEC 61643-11 je vyžadována optická signalizace stavu přepěťové ochrany. Tato signalizace rozlišuje dva stavy, jimiž jsou „dobrý“ - zelená barva, a „chybný“ - červená barva. Tyto stavy mohou být vyjádřeny i jinak, než tímto barevným rozlišením.

Nedostatkem takové signalizace je, že nevyjadřuje žádným způsobem stav, kdy je již přepěťová ochrana zčásti znehodnocena, ale ještě není pomocí vestavěného odpojovacího zařízení odpojena od chráněného obvodu. V důsledku toho, že je signalizován pouze stav připojení k chráněnému obvodu či odpojení od chráněného obvodu dochází k tomu, že po dobu mezi odpojením přepěťové ochrany v důsledku jejího znehodnocení a okamžikem, kdy je nefunkční (odpojená) přepěťová ochrana vyměněna za funkční, je příslušný elektrický obvod nechráněný, čímž se zvyšuje riziko poškození nechráněných elektrických zařízení v důsledku přepětí.

• · zpss&szgz:

Je známo řešení, ve kterém jsou mezi fázovým a neutrálním, nebo zemnícím , vodičem zařazeny dva paralelní zapojené varistory, přičemž každý varistor má vlastní odpojovači zařízení od chráněného obvodu. Při odpojení prvního varistoru, k němuž dojde v důsledku roztavení teplotní pojistky, se vlivem tlačné pružiny přesune posuvný díl do polohy, ve které působí na na výkyvný díl tak, že tento zacloní asi polovinu okénka optické signalizace stavu přepěťové ochrany, čímž se vytvoří optická informace o částečném znehodnocení přepěťové ochrany. Pohyblivý díl při změně své polohy současně aktivuje dálkovou signalizaci stavu přepěťové ochrany. Při odpojení druhého varistoru dojde stejným mechanismem k zaclonění celého okénka optické signalizace, čímž je vytvořena optická informace o odpojení celé přepěťové ochrany od chráněného obvodu.

Nevýhodou tohoto řešení je jeho značná složitost a zdvojení celé řady funkčních prvků, s čímž jsou spojeny i vyšší výrobní náklady.

Je také známo řešení, které signalizuje částečné znehodnocení přepěťové ochrany za pomoci dvojice paralelně zapojených varistorů, které jsou opatřeny dvojicí odpojovačích mechanismů, každý se svou vlastní pružinou. Funkce obou odpojovačích mechanismů je vždy závislá na na teplotě obou varistorů, přičemž jeden odpojovači mechanismus odpojuje při nižší teplotě varistorů než druhý.

Okénko optické signalizace je v bezchybném stavu přepěťové ochrany zelené. Vlivem provozního namáhání a stárnutí varistorů se varistory ohřívají, až se odpojí odpojovači zařízení s nižší teplotou odpojování a dojde působením prvního odpojovacího zařízení k zaclonění okénka optické signalizace žlutou barvou, čímž je vytvořena optická informace o částečném znehodnocení přepěťové ochrany, která je však nadále funkční. Pohybem prvního odpojovacího mechanismu současně dochází k aktivaci dálkové signalizace stavu přepěťové ochrany. V důsledku dalšího zvyšování teploty varistorů dojde za spolupůsobení druhé pružiny k odpojení druhého odpojovacího mechanismu, jehož pohybem dojde k zaclonění okénka optické signalizace červenou barvou znamenající úplné znehodnocení přepěťové ochrany a její odpojení od chráněného obvodu.

Nevýhodou tohoto provedení je jeho značná složitost spočívající v použití dvojice samostatných kompletních odpojovačích mechanismů, které navíc mají • · • · · · • · • · <

» ·· jPá:Í4§7GZ;

na takovou různé konstrukční provedení, což má za následek vysoké náklady přepěťovou ochranu.

Cílem vynálezu je odstranit nebo alespoň minimalizovat nevýhody dosavadního stavu techniky.

Podstata vynálezu

Cíle vynálezu je dosaženo přepěťovou ochranou se signalizací stavu, jejíž podstata spočívá v tom, že obsahuje jediné odpojovači zařízení, které je opatřeno prostředky pro alespoň dvoustupňový pohyb akčního členu v závislosti na teplotě nelineárního odporového prvku, přičemž akční člen je spřažen se signalizačním zařízením stupňovitého pohybu akčního členu.

Použitím pouze jediného odpojovacího zařízení se sníží počet dílů přepěťové ochrany a také výrobní složitost a náklady na přepěťovou ochranu a to vše při zachování plné funkčnosti, oproti stavu techniky, ve kterém jsou užívána dvě odpojovači zařízení každé s jednou pružinou, tj. jsou užity dvě pružiny.

Podle jednoho výhodného provedení je akční člen tvořen posuvným dílem, který je suvně a s tlačným působením proti nízkotavitelnému spoji lanka s elektrodou nelineárního odporového prvku uložen v tělese zásuvného ochranného prvku, a který je opatřen alespoň jednou plochou pro působení na páku optické signalizace a dále je opatřen alespoň jednou plochou pro působení na polohovací člen dálkové signalizace uložený v držáku, přičemž posuvný díl je jedním svým koncem přiřazen lanku, na kterém je nízkotavitelným spojem s nižší teplotou potřebnou pro uvolnění než má nízkotavitelný spoj lanka a elektrody nelineárního odporového prvku upevněna zarážka, o kterou je posuvný díl opřen v odstupu od místa svého působení na lanko po uvolnění nízkotavitelného spoje zarážky a lanka.

Podle jiného výhodného provedení je akční člen je tvořen „T“ pákou spřaženou a pružinou, přičemž „T“ páka svým jedním ramenem působí proti vodivému spojovacímu prvku, který je na jednom svém konci pájkou s nižší teplotou tavení spojen s mezikusem, který je pájkou s vyšší teplotou tavení spojen s elektrodou nelineárního odporového prvku, přičemž mezikus je ;P^34Q7OZ:

elektricky vodivě spojen s kontaktem přepěťové ochrany a spojovacímu prvku je přiřazen doraz pohybu spojovacího prvku.

Podle dalšího výhodného provedení je akční člen tvořen vodivým spojovacím prvkem spřaženým s pružinou, přičemž spojovací prvek je elektricky vodivě napojen na elektrodu nelineárního odporového prvku a lanko kontaktu přepěťové ochrany, přičemž s elektrodou je elektricky vodivě pájkou s vyšší teplotou tavení spojen mezičlen, který je elektricky vodivě pájkou s nižší teplotou tavení spojen s vodivým spojovacím prvkem, přičemž mezičlen je opatřen dorazem vodivého spojovacího prvku.

Podle dalšího výhodného provedení je akční člen tvořen pákou spřaženou s pružinou a s vodivým páskem, který prochází otvorem v elektrodě nelineárního odporového prvku, přičemž vodivý pásek je ve výchozím stavu, kdy je přepěťová ochrana naprosto neporušená, připevněn pájkou s nižší teplotou tavení k elektrodě nelineárního odporového prvku a na konci vodivého pásku za elektrodou je vodivý pásek opatřen teplem uvolnitelnou zarážkou s vyšší teplotou uvolnění, než je teplota tavení pájky.

Přitom je výhodné, je-li teplem uvolnitelná zarážka tvořena pájkou s vyšší teplotou tavení, než je teplota tavení pájky.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález je schematicky znázorněn na výkrese, kde ukazuje obr. 1 uspořádání prvního příkladného provedení přepěťové ochrany v bočním pohledu, obr. 2 uspořádání prvního příkladného provedení přepěťové ochrany v perspektivním pohledu, obr. 3a příkladné provedení posuvného prvku z obr. 1 a

2, obr. 3b příkladné provedení posuvného prvku z obr. 1 a 2, obr. 4a uspořádání druhého příkladného provedení přepěťové ochrany v perspektivním pohledu, obr. 4b uspořádání druhého příkladného provedení přepěťové ochrany v perspektivním pohledu s řezem posuvným prvkem, obr. 5a uspořádání třetího příkladného provedení přepěťové ochrany v perspektivním pohledu, obr. 5b uspořádání třetího příkladného provedení přepěťové ochrany v perspektivním pohledu s řezem posuvným prvkem, obr. 6a1, 6a2, 6a3 půdorys, nárys a pohled zespodu na uspořádání čtvrtého příkladného provedení přepěťové ochrany se ·· ·· • · · • · · · • · ρ$£φοζ· :: :

signalizací přechodného stavu přepěťové ochrany (poloha „vše v pořádku“), obr. 6b1, 6b2, 6b3 půdorys, nárys a pohled zespodu na uspořádání čtvrtého příkladného provedení přepěťové ochrany se signalizací přechodného stavu přepěťové ochrany (poloha „přechodný stav“), obr. 6c1, 6c2, 6c3 půdorys, nárys a pohled zespodu na uspořádání čtvrtého příkladného provedení přepěťové ochrany se signalizací přechodného stavu přepěťové ochrany (poloha „obvod není chráněn“), obr. 6d řez uspořádáním jednoho provedení posuvného dílu, lanka a zarážky, obr. 6e řez uspořádáním dalšího provedení posuvného dílu, lanka a zarážky, obr. 7a boční řez provedením zásuvného ochranného prvku s kódovacím zařízením a se zařízením pro umožnění otočení zásuvného ochranného prvku o 180° bez ovlivnění jeho funkce, obr. 7b pohled ve směru B z obr. 7A, obr. 7c detail provedení kódovacího zařízení a zařízení pro umožnění otočení zásuvného ochranného prvku o 180° bez ovlivnění jeho funkce, obr. 8 další alternativní provedení přepěťové ochrany se signalizací přechodného stavu přepěťové ochrany, obr. 9 jiné alternativní provedení přepěťové ochrany se signalizací přechodného stavu přepěťové ochrany a obr. 10 další alternativní provedení přepěťové ochrany se signalizací přechodného stavu přepěťové ochrany.

Příklady provedení vvnálezu

Přepěťová ochrana obsahuje držák 1., ve kterém je vyměnitelně uložen zásuvný ochranný prvek 2. V jednom držáku 1 může být vedle sebe uspořádáno několik zásuvných ochranných prvků 2, např. pro každou fázi třífázového elektrického vedení atd. Také může být více jednopólových držáků 1 spojeno do jednoho celku, např. pomocí nýtů. Držák 1 obsahuje ve svých ramenech 1a a 1b neznázorněné svorky pro připojení elektrických vodičů chráněného obvodu. Ve znázorněném příkladu provedení přepěťové ochrany s dálkovou signalizací změny stavu držák 1 dále obsahuje ve své spodní části polohovací člen 3 dálkové signalizace s neznázorněnou tlačnou pružinou. Držák 1 je opatřen prostředky pro mechanické a elektrické připojení zásuvného ochranného prvku 2.

Pro elektrické připojení zásuvného ochranného prvku 2 a držáku 1 je držák 1 opatřen proudovými drahami a kontakty a zásuvný ochranný prvek 2 je opatřen kontakty 5 a 6.

··· ·· ·· · ·· ··

V tělese 7 zásuvného ochranného prvku 2 je jako ochranný prvek zapojen alespoň jeden nelineární odporový prvek, příkladně varistor 8 nebo skupina paralelně zapojených varistorů. Vývod spodní elektrody 9 varistoru 8 je nízkotavitelnou pájkou spojen s jedním koncem lanka 10, který může být upraven pro zvýšení tuhosti, např. svařením jednotlivých drátků tvořících lanko atd., přičemž lanko 10 je na svém druhém konci spojeno s kontaktem 5 zásuvného ochranného prvku 2. Vývod horní elektrody 11. varistoru 8 je spojen s kontaktem 6 zásuvného ochranného prvku 2, např. pomocí spojovacího prvku 12, který může být buď pevnou součástí kontaktu 6 nebo může být i samostatným prvkem připevněným k vývodu horní elektrody 11 a ke kontaktu 6.

V tělese 7 je dále uložen identifikátor 13, opatřený identifikačními prvky 13a, které v zasunutém stavu zásuvného ochranného prvku 2 v držáku 1 zasahují do identifikátoru 14 na držáku 1, čímž se potvrzuje správné uspořádání držáku 1 a zásuvného ochranného prvku 2, resp. to, že do držáku 1 je zasunut zásuvný ochranný prvek 2 požadovaných ochranných vlastností.

V tělese 7 zásuvného ochranného prvku 2 je suvně uložen posuvný díl 4, který je tlačnou pružinou 15 odpružen přímo proti lanku 10 a působí tak na nízkotavitelný spoj lanka 10 a vývodu spodní elektrody 9 varistoru 8. Tlačná pružina 15 je ve znázorněných provedeních umístěna v dutině 4a posuvného dílu

4 a opírá se o stěnu 7a tělesa 7 zásuvného ochranného dílu 2 a posuvný díl 4 je spojením lanka 10 a spodní elektrody 9 varistoru 8 držen ve své základní poloze, kdy je tlačná pružina 15 stlačena. V příkladu provedení znázorněném na obr. 6a až 6e je na horní straně lanka 10 v oblasti jeho spojení se spodní elektrodou 9 varistoru 8 teplotně vhodným spojem s nižší teplotou potřebnou pro své uvolnění než má spoj lanka 10 a spodní elektrody 9 upevněna zarážka 10a. Posuvný díl 4 je v tomto provedení opřen o zarážku 10a (pružinou 15 je na ni přitlačován) a primárně tak působí proti spoji zarážky 10a a lanka 10, jímž je držen ve své základní poloze, kdy je tlačná pružina 15 stlačena. Zprostředkovaně přes zarážku 10a přitom působí posuvný díl 4 i na spoj vývodu spodní elektrody 9 a lanka 10.

V příkladu provedení znázorněném na obr. 6d je posuvný díl 4 ve výchozí poloze opřen pouze o zahnutí 10a0 zarážky 10a. V provedení podle obr. 6e je posuvný díl 4 ve výchozí poloze opřen o zahnutí 10a0 zarážky 10a a také o koncovou část

10a1 zarážky 10a. V provedení podle obrázků 6a až 6e je posuvný díl 4 opatřen

·· · ·· ·· ρ$ά$7θζ:· tlačnou stěnou 40 pro působení na čelní stěnu 10b lanka 10, čímž je zlepšeno působení posuvného dílu 4 na lanko 10. Také provedení podle obr. 1 až 5b mohou být adaptována na provedení se zarážkou 10a, jehož účel a funkce budou popsány dále.

V příkladech provedení na obr. 1 až 4b má posuvný díl 4 mezi svými stěnami 4b a 4c zasunuto spodní rameno 16a vytvořené na jednom konci ploché páky 16, která je otočně uložena na čepu 7b vytvořeném v tělese 7 mimo půdorysnou plochu prostoru pro varistor 8 či varistory 8. V příkladu provedení na obr. 5a a 5b je posuvný díl 4 místo stěn 4b a 4c opatřen stupňovitou stěnou 4d, o kterou se opírá spodní rameno 16a páky 16 otočně uložené na čepu 7b vytvořeném v tělese 7. Spodní rameno 16a páky 16 je v trvalém kontaktu se stupňovitou stěnou 4d posuvného dílu 4 udržováno tažnou pružinou 16c, která je jedním svým koncem uložena na tělese 7 a druhým svým koncem je spojena s pákou 16. Tažná pružina 16c je v neznázoměném provedení nahrazena vhodně uspořádanou tlačnou pružinou. V příkladech provedení na obr. 6a až 6c je posuvný díl 4 opatřen stěnami 4b a 4c tvořícími zalomenou drážku, ve které je zasunuto spodní rameno 16a vytvořené na jednom konci ploché páky 16, která je otočně uložena na čepu 7b vytvořeném v tělese 7 mimo půdorysnou plochu prostoru pro varistor 8 či varistory 8.

Páka 16 je na svém druhém konci opatřena signalizačním ramenem 16b opatřeným barevnou ploškou či barevnými ploškami pro optickou signalizaci stavu přepěťové ochrany. Těleso 7 je za tím účelem opatřeno otvorem 7c optické signalizace, přičemž proti otvoru 7c optické signalizace je v tělese 7 vytvořena ploška či je v něm uložena vložka 17 s barvou odpovídající optické signalizaci ve výchozím stavu přepěťové ochrany, ve kterém signalizační rameno není přiřazeno otvoru 7c v tělese 7.

Spodní stěna 7e tělesa 7 a identifikátor 13 jsou opatřeny oválnými otvory 7d a 13b, jimiž prochází výše popsaný polohovací člen 3 opírající se o posuvný díl 4. Polohovací člen 3 při zasunutém zásuvném ochranném prvku 2 v držáku 1.

svým koncem dosedá v základní poloze posuvného dílu 4 na posuvný díl 4 a svou polohou zprostředkovává informaci o stavu přepěťové ochrany pro dálkovou signalizaci, což je zabezpečeno neznázorněným uspořádáním příslušných funkčních prvků v držáku 1.. V odsunuté poloze posuvného dílu 4 (jak bude • · · · popsáno dále) je polohovací člen 3 zasunut svým koncem do tělesa 7 zásuvného ochranného prvku 2. Identifikátor 13 je opatřen identifikačními výstupky 13a zapadajícími do odpovídajících otvorů v držáku 1.

Na obr. 7a až 7c je znázorněno provedení umožňující otočení zásuvného ochranného prvku 2 v držáku 1 o 180° bez ovlivnění ochranné a signalizační (dálkové i optické) funkce zásuvného ochranného prvku 2. V tomto provedení je polohovací člen 3 v držáku situován mimo osu a symetrie kontaktů 5, 6 či mimo střed vzdálenosti kontaktů 5, 6 a současně je situován i mimo podélnou osu b zásuvného ochranného prvku 2. Oválné otvory 7d a 13b jsou situovány šikmo k osám a i b. Posuvný díl 4 je opatřen opěrnou stěnou 41 se stupňovitým koncem 41a, kdy je v každé části šikmých oválných otvorů 7d a 13b situována část 410, 411 opěrné stěny 41 posuvného dílu 4. V základní poloze posuvného prvku 4 tak konec odpruženého polohovacího členu 3 v jedné poloze zásuvného ochranného prvku 2 dosedá na první část 410 opěrné stěny 41 posuvného dílu 4, přičemž v poloze zásuvného ochranného prvku 2 pootočeného o 180° dosedá konec odpruženého polohovacího členu 3 na druhou část 411 opěrné stěny 41 posuvného dílu 4. V odsunuté poloze posuvného dílu 4 jsou obě části 410, 411 opěrné stěny 41 situovány mimo dráhu odpruženého polohovacího členu 3 a nebrání mu tak v jeho zasunutí v šikmých oválných otvorech 7d a 13b do tělesa 7 zásuvného ochranného prvku 2 pro dálkovou signalizaci změny stavu přepěťové ochrany. V úhlových roztečích na kružnici kolem příčně uspořádaných oválných otvorů 7d, 13b jsou uspořádány identifikační výstupky 13a zapadající v obou polohách zásuvného ochranného prvku 2 (výchozí i pootočená o 180°) do odpovídajících otvorů v držáku 1. V neznázorněném příkladu provedení je zásuvný ochranný prvek 2 proveden bez možnosti otočení v držáku 1.

V příkladech provedení znázorněných na obr. 1 až 3b jsou všechny prvky zařízení pro odpojení nelineárního odporového prvku od sítě a všechny prvky signalizace (optické i dálkové) stavu přepěťové ochrany uvnitř tělesa 7 zásuvného ochranného prvku 2 situovány v každém stavu přepěťové ochrany zcela mimo prostor vymezený obrysem nelineárního odporového prvku (varistoru

8) při pohledu ve směru kolmém na boční plochu nelineárního odporového prvku (varistoru 8), tj. ve směru šířky tělesa 7. V tomto uspořádání je možno do jediného typu a velikosti tělesa 7 zásuvného ochranného prvku 2 bez nutnosti • · • · n

• · · :pS&47GZ*.

úprav zařízení pro odpojení nelineárního odporového prvku od sítě a zařízení pro signalizaci stavu přepěťové ochrany umístit potřebný počet paralelně zapojených nelineárních odporových prvků (varistorů 8) vedle sebe ve směru šířky tělesa 7. Při použití menšího než maximálního počtu nelineárních odporových prvků (varistorů 8) je zbylý prostor tělesa 7 mezi boční stěnou nelineárních odporových prvků (varistorů 8) a boční stěnou tělesa 7 volný a nezasahuje do něj žádný z prvků zařízení pro odpojení nelineárního odporového prvku od sítě či prvků signalizace (optické i dálkové) stavu přepěťové ochrany.

V příkladech provedení znázorněných na obr. 4a až 6c je čep 7b, na kterém je otočně uložena páka 16 situován mimo prostor vymezený obrysem nelineárního odporového prvku (varistoru 8) při pohledu ve směru kolmém na boční plochu nelineárního odporového prvku (varistoru 8), tj. ve směru šířky tělesa 7, přičemž páka 16 je vytvořena jako plochá ve směru rovnoběžném s boční stěnou nelineárního odporového prvku (varistoru 8) a spodní rameno 16a a signalizační rameno 16b jsou situovány mimo prostor vymezený obrysem nelineárního odporového prvku (varistoru 8) při pohledu ve směru kolmém na boční stěnou nelineárního odporového prvku (varistoru 8), tj. ve směru šířky tělesa 7. Také tažná pružina 16c užitá v příkladu provedení na obr. 5a a 5b je situována v rovině rovnoběžné s boční stěnou nelineárního odporového prvku (varistoru 8). V provedení podle obr. 4a až 6c je možno do tělesa 7 stejných vnějších rozměrů a se stejnými připojovacími prostředky pro zasunutí do držáku 1 jaké má těleso 7 podle příkladů provedení na obr. 1 až 3b uspořádat nelineární odporové prvky (varistory 8) větších rozměrů (a také výkonů), než u provedení podle obr. 1 až 3b, takže je možno pro oba „typy“ přepěťových ochran v tělesech

7 stejných vnějších rozměrů použít jednotný držák 1.

Přepěťová ochrana v provedení podle obr 1 až 7c pracuje následujícím způsobem.

Při výskytu přepětí v chráněném elektrickém obvodu plní přepěťová ochrana normálně svou funkci, tj. snižuje přepětí v chráněném obvodu na přípustnou hodnotu. V důsledku stárnutí a přetěžování ochranného prvku (nelineární odporový prvek, varistor 8, skupina varistorů atd.) však dochází ke změně vlastností ochranného prvku, v důsledku čehož ochranným prvkem (varistorem 8) postupně začne protékat elektrický proud, který vyvolává ohřev »· ·· ·

;P§34§¥(S4 ochranného prvku (varistoru 8). Tepelná energie je z ochranného prvku (varistoru 8) přirozeně vedena na vývody 9 a 11. Vývod spodní elektrody 9 varistoru 8 se tak postupně otepluje.

U provedení podle obr. 1 až 5b dojde dostatečným oteplením vývodu 5 spodní elektrody 9 varistoru 8 k roztavení pájky, kterou je tento vývod spojen s lankem 10. Tím tento spoj ztratí pevnost a posuvný díl 4 začne působením tlačné pružiny 15 posouvat konec lanka 10 směrem ke kontaktu 5. Tím dojde k odpojení vývodu spodní elektrody 9 varistoru 8 od lanka 10 a tím i k odpojení ochranného prvku (varistoru 8) od sítě. V provedení podle obr. 1 až 3b pohyb posuvného dílu 4 v počáteční fázi neovlivňuje polohu páky 16. Stěna posuvného dílu 4b však přestane přidržovat páku 16 v odcloněné poloze, přičemž dalším posuvem posuvného dílu 4 začne na spodní rameno 16a páky 16 působit stěna 4c posuvného dílu 4, která začne otáčet pákou 16 na čepu 7b a signalizační rameno 16b páky 16 zacloní otvor 7c optické signalizace, čímž dojde ke změně optické signalizace stavu přepěťové ochrany. V provedení podle obr. 4a a 4b dojde posunem posuvného dílu 4 k pootočení páky 16 díky posuvu spodního konce 16a zalomené drážce mezi stěnami 4b a 4c posuvného dílu 4 a signalizační rameno 16b páky 16 zacloní otvor 7c optické signalizace, čímž dojde ke změně optické signalizace stavu přepěťové ochrany. V provedení podle obr.

5a a 5b dojde posunem posuvného dílu 4 k pootočení páky 16 díky stupňovité stěně 4d posuvného dílu 4, se kterou je spodní konec 16a páky 16 udržován v kontaktu pružinou 16c. V důsledku toho pak signalizační rameno 16b páky 16 zacloní otvor 7c optické signalizace, čímž dojde ke změně optické signalizace stavu přepěťové ochrany. Pohyb posuvného dílu 4 ve všech těchto příkladech provedení také způsobí uvolnění prostoru pro vysunutí polohovacího členu 3 působením jeho neznázorněné tlačné pružiny a polohovací člen 3 se vysune, od čehož je odvozena neznázorněné dálková signalizace změny stavu přepěťové ochrany. Obsluha pak snadno na dálku či při osobní prohlídce přepěťové ochrany pozná, že daný zásuvný ochranný díl 2 je potřeba vyměnit.

U provedení podle obr. 6a až 6e dojde dostatečným oteplením vývodu spodní elektrody 9 varistoru 8 nejprve k roztavení pájky, kterou je lanko 10 spojeno se zarážkou 10a. Tím spoj lanka 10 a zarážky 10a ztratí pevnost a posuvný díl 4 začne působením tlačné pružiny 15 posouvat zarážku 10a směrem »· ·· ·« ·« • » « ·· * • « * • · · ···· *· • ei

9 9 999 9 9 1

9 • · ·· ke kontaktu 5, až se zarazí o lanko 10, které je neustále spojené s vývodem spodní elektrody 9 varistoru 8, přičemž je ochranný prvek (varistor 8) stále připojen k síti. Tento omezený pohyb posuvného dílu 4 působí na spodní konec 16a páky 16, která se omezeně pootočí do polohy, ve které se k otvoru 7c optické signalizace nastaví signalizační rameno 16b páky 16 barevnou ploškou signalizující „přechodný stav“ přepěťové ochrany (tj. stav, kdy se již nelineární odporový prvek (varistor 8) začal v důsledku různých vlivů zahřívat, ale stále ještě plní svou funkci. Již v tomto „přechodném stavu“ je doporučeno zásuvný prvek 2 preventivně vyměnit, neboť se blíží okamžik úplného odpojení přepěťové ochrany od chráněného obvodu. Současně tento omezený pohyb posuvného dílu 4 způsobí změnu na polohovacím členu 3 dálkové signalizace, která je pak dálkově signalizována jako poruchový stav „obvod není chráněn“, čímž je zajištěna možnost včasné výměny zásuvného ochranného prvku 2 ještě před úplným výpadkem přepěťové ochrany. Pokračujícím oteplováním vývodu spodní elektrody 9 varistoru 8 přitom následně dojde k roztavení pájky, kterou je vývod spodní elektrody 9 varistoru 8 spojen s lankem 10, čímž i tento spoj ztratí pevnost a posuvný díl 4 působením tlačné pružiny 15 posune konec lanka 10 i se zarážkou 10a směrem ke kontaktu 5, čímž dojde k úplnému odpojení vývodu spodní elektrody 9 varistoru 8 od lanka 10 a tím i k odpojení nelineárního odporového prvku (varistoru 8) od sítě. Tento další pohyb posuvného dílu 4 způsobí další pootočení páky 16, jejíž signalizační rameno 16b nastaví k otvoru 7c optické signalizace barevnou plošku signalizující stav „obvod není chráněn“.

V příkladu provedení podle obr. 8 má přepěťová ochrana odlišné vnitřní uspořádání od provedení na obr. 1 až 7c. Odpojovači mechanismus zde obsahuje pružinu 18, která působí na „T“ páku 180, která svým jedním ramenem 1801 působí proti vodivému spojovacímu prvku 181. Spojovací prvek 181 je na svém konci 1810 pájkou 185 s nižší teplotou tavení spojen s mezikusem 184, který je pájkou 183 s vyšší teplotou tavení spojen s elektrodou 182 nelineárního odporového prvku (varistoru). Mezikus 184 je elektricky vodivě spojen s kontaktem 186 přepěťové ochrany, přičemž spojovacímu prvku 181 je přiřazen doraz 187 omezující pohyb spojovacího prvku 181. Vlivem oteplení od elektrody

182 se nejdříve roztaví pájka 185 s nižší teplotou tavení, čímž dojde působením pružiny 18 k pootočení páky 180 a k posunu spojovacího prvku 181 proti dorazu . PS343ZCZ :

• · · · · · ► · » · · · ·

187, čímž se signalizační konec 1802 páky 180 posune a signalizuje částečné znehodnocení přepěťové ochrany, např. nastaví do signalizačního okénka políčko žluté barvy. Přepěťová ochrana je stále funkční. Dalším oteplením od elektrody 182 dojde k roztavení pájky 183 s vyšší teplotou tavení, čímž dojde působením pružiny 18 k dalšímu pootočení páky 180 a k odsunutí spojovacího prvku 181, mezikusu 184 a dorazu 187 od elektrody 182, čímž se odpojí elektroda 182 od kontaktu 186 a signalizační konec 1802 páky 180 se dále posune a signalizuje úplné znehodnocení přepěťové ochrany, např. nastaví do signalizačního okénka políčko červené barvy. Tímto je přepěťová ochrana odpojena od chráněného obvodu.

V příkladu provedení znázorněném na obr. 9 obsahuje přepěťová ochrana pružinu 19. která vyvíjí trvalý tlak na vodivý spojovací prvek 190, kterým je elektroda 191 nelineárního odporového prvku (varistoru) elektricky vodivě spojena s lankem 192. S elektrodou 191 je elektricky vodivě pájkou 193 s vyšší teplotou tavení spojen mezičlen 194. Mezičlen 194 je elektricky vodivě pájkou 195 s nižší teplotou tavení spojen s vodivým spojovacím prvkem 190. Mezičlen 194 je opatřen dorazem 196 vodivého spojovacího prvku 190. Oteplením od elektrody 191 se nejdříve roztaví pájka 195 s nižší teplotou tavení, v důsledku čehož se vodivý spojovací prvek 190 působením pružiny 19 posune o vzdálenost

Δ na doraz 196 na mezičlenu 194. Tímto posuvem vodivého spojovacího prvku 190 dojde k vytvoření signálu o částečném znehodnocení přepěťové ochrany, např. do okénka optické signalizace se nastaví políčko žluté barvy na vodivém spojovacím prvku 190. Dalším oteplením dojde k roztavení pájky 193 s vyšší teplotou tavení, čímž se mezičlen 194 úplně uvolní a vodivý spojovací prvek 190 se působením pružiny 19 odsune od kontaktu 191, čímž se odpojí přepěťová ochrana od chráněného obvodu a vytvoří se signál o úplném znehodnocení přepěťové ochrany, např. do okénka optické signalizace se nastaví políčko červené barvy na vodivém spojovacím prvku 190.

V příkladu provedení znázorněném na obr. 10 obsahuje přepěťová ochrana pružinu 20, která trvale působí tahem na páku 21, která působí na vodivý pásek 22, který prochází otvorem v elektrodě 23 nelineárního odporového prvku (varistoru). Vodivý pásek 22 je ve výchozím stavu, kdy je přepěťová ochrana naprosto neporušená, připevněn pájkou 24 s nižší teplotou tavení k • · elektrodě 23 nelineárního odporového prvku (varistorů). Na konci vodivého pásku 22 za elektrodou 23 je vodivý pásek 22 opatřen teplem uvolnitelnou zarážkou, např. je na něm nanesena vrstva či kulička či jiný vhodný tvar pájky 25 s vyšší teplotou tavení, která zabraňuje v neroztaveném stavu pájky 25 vyvléknutí vodivého pásku 22 z otvoru v elektrodě 23. Oteplením elektrody 23 varistorů dojde nejprve k roztavení pájky 24. působením pružiny 20 se páka 21 pootočí, popotáhne vodivý pásek 22 pájkou 25 k elektrodě 23. Pohybem páky 21 dojde k vytvoření signálu o částečném znehodnocení přepěťové ochrany, např. do okénka optické signalizace se nastaví políčko žluté barvy na informačním rameně

210 páky 21, a popř. je vytvořen i signál pro dálkovou signalizaci. Dalším oteplením elektrody 23 dojde k roztavení pájky 25 s vyšší teplotou tavení, vodivý pásek se uvolní z elektrody 23, rameno 21 se působením pružiny 20 dále pootočí, čímž se vytvoří signál o úplném znehodnocení přepěťové ochrany, např. do okénka optické signalizace se nastaví políčko červené barvy na informačním rameně 210 páky 21, a popř. je vytvořen i signál pro dálkovou signalizaci.

Z výše uvedeného popisu různých uspořádání vyplývá hlavní podstata vynálezu, která spočívá v tom, že postupnost jednotlivých kroků signalizace částečného a poté i úplného znehodnocení přepěťové ochrany je vykonávána vždy pouze jediným odpojovacím mechanismem, od jehož pohybu je odvozena signalizace částečného znehodnocení přepěťové ochrany a následně i úplného znehodnocení přepěťové ochrany.

Vynález není omezen pouze na zde výslovně popsaná či přímo zobrazená provedení, ale modifikace principu postupného pohybu jediného odpojovacího mechanismu v závislosti na teplotě varistorů či varistorů vyvolávající postupně signalizaci stavu částečného a úplného znehodnocení přepěťové ochrany je v rámci pouhé odborné dovednosti průměrného odborníka v této oblasti techniky. Vynález také není omezen na pouze dvoustupňovou signalizaci částečně znehodnoceno - zcela znehodnoceno.

Průmyslová využitelnost

Vynález je využitelný k ochraně elektrických obvodů před přepětím.

PsMtfcz:

Seznam vztahových značek držák zásuvný ochranný prvek polohovací člen

4 posuvný díl

4a dutina v posuvném dílu

4b stěna posuvného dílu

4c stěna posuvného dílu

4d stupňovitá stěna posuvného dílu

40 tlačná stěna posuvného dílu opěrná stěna

410 první část opěrné stěny

411 druhá část opěrné stěny a stupňovitý konec oparné stěny

5 kontakt zásuvného ochranného prvku kontakt zásuvného ochranného prvku těleso zásuvného ochranného prvku

7a stěna tělesa zásuvného ochranného prvku b čep

7c otvor optické signalizace

7d oválný otvor

7e spodní stěna tělesa varistor vývod spodní elektrody varistoru

10 lanko

10a zarážka

10a0 zahnutí zarážky 10a1 koncová část zarážky

10b čelní stěna lanka

11 vývod horní elektrody spojovací prvek identifikátor na zásuvném ochranném prvku

13a identifikační výstupek

13b podélný otvor pro polohovací člen

14 identifikátor na držáku

14a podélný otvor identifikátoru na držáku pružina páka

16a spodní rameno páky

16b signalizační rameno páky

16c pružina vložka pružina

180 „T“páka

1801 konec„T“ páky

1802 signalizační konec „T“ páky

181 vodivý spojovací prvek

1810 konec vodivého spojovacího prvku

182 elektroda nelineárního odporového prvku • · • 4

PSS467CZ :

• · · · • · · · ·

183 pájka s vyšší teplotou tavení

184 mezikus

185 pájka s nižší teplotou tavení

186 kontakt přepěťové ochrany

187 doraz omezující pohyb vodového spojovacího prvku pružina

190 vodivý spojovací prvek

191 elektroda nelineárního odporového prvku

192 lanko

193 pájka s vyšší teplotou tavení

194 mezičlen

195 pájka s nižší teplotou tavení

196 doraz pružina

21 páka

210 informační rameno páky vodivý pásek elektroda nelineárního odporového prvku pájka s nižší teplotou tavení

25 pájka s vyšší teplotou tavení a osu symetrie kontaktů zásuvného ochranného prvku b podélná osa zásuvného ochranného prvku

Δ vzdálenost posuvu vodivého spojovacího prvku 190 působením pružiny 19 na doraz 196 na mezičlenu 194

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Přepěťová ochrana se signalizací stavu, která obsahuje alespoň jeden nelineární odporový prvek s odpojovacím zařízením spřaženým se signalizačním

   5 zařízením stavu přepěťové ochrany, vyznačující se tím, že obsahuje jediné odpojovači zařízení, které je opatřeno prostředky pro alespoň dvoustupňový pohyb akčního členu v závislosti na teplotě nelineárního odporového prvku, přičemž akční člen je spřažen se signalizačním zařízením stupňovitého pohybu akčního členu.

   10
2. 2. Přepěťová ochrana podle nároku 1, vyznačující se tím, že akční člen je tvořen posuvným dílem (4), který je suvně a s tlačným působením proti nízkotavitelnému spoji lanka (10) s elektrodou (9) nelineárního odporového prvku uložen v tělese (7) zásuvného ochranného prvku (2), a který je opatřen alespoň jednou plochou pro působení na páku (16) optické signalizace a dále je opatřen

   15 alespoň jednou plochou pro působení na polohovací člen (3) dálkové signalizace uložený v držáku (1), přičemž posuvný díl (4) je jedním svým koncem přiřazen lanku (10), na kterém je nízkotavitelným spojem s nižší teplotou potřebnou pro uvolnění než má nízkotavitelný spoj lanka (10) a elektrody (9) nelineárního odporového prvku upevněna zarážka (10a), o kterou je posuvný díl (4) opřen v

   20 odstupu od místa svého působení na lanko (10) po uvolnění nízkotavitelného spoje zarážky (10a) a lanka (10).
3. 3. Přepěťová ochrana podle nároku 1, vyznačující se tím, že akční člen je tvořen „T“ pákou (180) spřaženou a pružinou (18), přičemž „T“ páka (180) svým jedním ramenem (1801) působí proti vodivému spojovacímu prvku (181), který je

   25 na jednom svém konci (1810) pájkou (185) s nižší teplotou tavení spojen s mezikusem (184), který je pájkou (183) s vyšší teplotou tavení spojen s elektrodou (182) nelineárního odporového prvku, přičemž mezikus (184) je elektricky vodivě spojen s kontaktem (186) přepěťové ochrany a spojovacímu prvku (182) je přiřazen doraz (187) pohybu spojovacího prvku (181).

   30
4. 4. Přepěťová ochrana podle nároku 1, vyznačující se tím, že akční člen je tvořen vodivým spojovacím prvkem (190) spřaženým s pružinou (19), přičemž • · · · · · · · · · ······ ·· · · · · · spojovací prvek (190) je elektricky vodivě napojen na elektrodu (191) nelineárního odporového prvku a lanko (192) kontaktu přepěťové ochrany, přičemž s elektrodou (191) je elektricky vodivě pájkou (193) s vyšší teplotou tavení spojen mezičlen (194), který je elektricky vodivě pájkou (195) s nižší
5. 5 teplotou tavení spojen s vodivým spojovacím prvkem (190), přičemž mezičlen (194) je opatřen dorazem (196) vodivého spojovacího prvku (190).

   5. Přepěťová ochrana podle nároku 1, vyznačující se tím, že akční člen je tvořen pákou (21) spřaženou s pružinou (20) a s vodivým páskem (22), který prochází otvorem v elektrodě (23) nelineárního odporového prvku, přičemž
6. 10 vodivý pásek (22) je ve výchozím stavu, kdy je přepěťová ochrana naprosto neporušená, připevněn pájkou (24) s nižší teplotou tavení k elektrodě (23) nelineárního odporového prvku a na konci vodivého pásku (22) za elektrodou (23) je vodivý pásek (22) opatřen teplem uvolnitelnou zarážkou s vyšší teplotou uvolnění, než je teplota tavení pájky (24).
7. 15 6. Přepěťová ochrana podle nároku 5, vyznačující se tím, že teplem uvolnitelná zarážka je tvořena pájkou (25) s vyšší teplotou tavení, než je teplota tavení pájky (24).