EA036803B1 - Safety device - Google Patents
Safety device Download PDFInfo
- Publication number
- EA036803B1 EA036803B1 EA202090171A EA202090171A EA036803B1 EA 036803 B1 EA036803 B1 EA 036803B1 EA 202090171 A EA202090171 A EA 202090171A EA 202090171 A EA202090171 A EA 202090171A EA 036803 B1 EA036803 B1 EA 036803B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- spring
- fixed
- release
- safety device
- armature
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
Abstract
Description
Техническая областьTechnical area
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроустановках с классом напряжения до 20 кВ для защиты однофазного силового или измерительного трансформатора от короткого замыкания в цепи вторичной обмотки трансформатора, а так же от перегрузок в первичной обмотки трансформатора при номинальном токе срабатывания защиты от 0,3 А.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in electrical installations with a voltage class of up to 20 kV to protect a single-phase power or measuring transformer from a short circuit in the secondary winding of the transformer, as well as from overloads in the primary winding of the transformer at a rated current of protection from 0, 3 A.
Предшествующий уровень техникиPrior art
Наиболее распространённым устройством, используемым для защиты электрической цепи от перенапряжения, является плавкий предохранитель. В соответствие с ГОСТ 2213079, предохранитель - это коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи посредством разрушения специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, превышающего определённое значение, с последующим гашением возникающей при этом электрической дуги (при больших номинальных токах срабатывая - прим. авторов.)The most common device used to protect an electrical circuit from overvoltage is a fuse. In accordance with GOST 2213079, a fuse is an electrical switching device designed to disconnect a protected circuit by destroying live parts specially provided for this under the action of a current exceeding a certain value, followed by extinguishing the resulting electric arc (at high rated currents, it is triggered - approx . authors.)
Классическое конструктивное исполнение имеет высоковольтный предохранитель, содержащий патрон в виде изоляционной трубки с контактными колпачками, внутри которого помещены одна или несколько плавких вставок, которые закреплены с возможностью замены. Внутри патрона помещен указатель срабатывания, который выталкивается наружу при срабатывании предохранителя (патент РФ, PTL:RU152790, H01H 85/055, H01C 7/12, 20.06.2015).The classic design has a high-voltage fuse containing a cartridge in the form of an insulating tube with contact caps, inside which one or several fuse-links are placed, which are fixed with the possibility of replacement. An operation indicator is placed inside the cartridge, which is pushed out when the fuse is triggered (RF patent, PTL: RU152790, H01H 85/055, H01C 7/12, 20.06.2015).
В случае превышения тока с частотой сети, которое ведет к срабатыванию предохранителя, разрыв легкоплавкого проводника представляет собой единственный участок разрыва, что приводит к чёткому срабатыванию предохранителя. При этом предохранитель утрачивает работоспособность. Однако, в режиме импульсных перенапряжений легкоплавкий проводник предохранителя может иметь самые различные повреждения, которые могут привести к различным эффектам, начиная от отделения нескольких параллельных узких участков до общего разрушения легкоплавкого проводника, и при этом не возникнет высокоомного размыкания. Импульсные токи часто приводят к существенной механической нагрузке легкоплавкого проводника и к весьма различному токораспределению в участках легкоплавкого проводника. Таким образом, в предохранителях с плавкой вставкой из-за наличия реакции на импульсные перенапряжения возможно частичное разрушение легкоплавкого проводника, при котором расплавленные остатки легкоплавкого проводника и окружающий его заполнитель приводят к сохранению проводящего соединения с сопротивлением в несколько кОм. Это, в случае нового перенапряжения, может привести к существенным повреждениям. Кроме того, по причине неисправной защиты от перенапряжения опасности подвергается потребитель (РФ, патент PTL:RU240127, H02H 9/04, H01H 85/30, 20.07.2010).In the event of an excess current with the mains frequency, which leads to the fuse blowing, the rupture of the low-melting conductor is the only rupture site, which leads to a clear operation of the fuse. In this case, the fuse loses its functionality. However, in the surge mode, the low-melting conductor of the fuse can have a variety of damages, which can lead to various effects, ranging from the separation of several parallel narrow sections to the general destruction of the low-melting conductor, without high-resistance tripping. Impulse currents often lead to significant mechanical stress on the low-melting conductor and to very different current distribution in the regions of the low-melting conductor. Thus, in fuses with a fusible link, due to the presence of a reaction to impulse overvoltages, partial destruction of the low-melting conductor is possible, in which the molten remnants of the low-melting conductor and the surrounding filler lead to the preservation of a conductive connection with a resistance of several kΩ. This, in the event of a new overvoltage, can lead to significant damage. In addition, due to faulty overvoltage protection, the consumer is at risk (RF, PTL patent: RU240127, H02H 9/04, H01H 85/30, 20.07.2010).
Таким образом, существует проблема создания компактного предохранительного устройства, которое исключает возможность его срабатывания по случайной кратковременной пиковой токовой перегрузке или по перегрузке по току, вызванной импульсным перенапряжением.Thus, there is a problem of creating a compact safety device that excludes the possibility of its operation due to an accidental short-term peak current overload or overcurrent caused by a surge overvoltage.
Известны предохранительные устройства, основанные на использовании электромагнитного расцепителя.Known safety devices based on the use of an electromagnetic release.
В соответствии с ГОСТ P 50343-99, расцепитель - это устройство, механически связанное с электрическим выключателем (или встроенное в него), которое освобождает удерживающее устройство в механизме автоматического выключателя и вызывает автоматическое срабатывание выключателя при заданных значениях тока срабатывания.In accordance with GOST P 50343-99, a release is a device mechanically connected to an electrical switch (or built into it), which releases the holding device in the circuit breaker mechanism and causes the automatic trip of the circuit breaker at preset values of the trip current.
Такие предохранительные устройства содержат электромагнитный расцепитель и механизм свободного расцепления. Расцепитель, контролирует заданное значение тока защищаемой цепи и воздействует на механизм свободного расцепления, размыкающее питающую электрическую сеть, при возникновении в защищаемой цепи короткого замыкания или перенапряжения. После срабатывания предохранительное устройство с магнитным расцепителем устанавливают в исходное состояние. При этом устройство после срабатывания сохраняет свою работоспособность (http://allrefrs.ru/4-17276.html;https://electric220.ru/news/tok_rascepitelja_avtomaticheskogo_vyklju chatelja /2014-04-22-587).Such safety devices include an electromagnetic release and a trip mechanism. The release monitors the set value of the current of the protected circuit and acts on the free trip mechanism, which opens the power supply network, in the event of a short circuit or overvoltage in the protected circuit. After operation, the safety device with a magnetic release is reset. In this case, the device, after being triggered, retains its operability (http://allrefrs.ru/4-17276.html; https://electric220.ru/news/tok_rascepitelja_avtomaticheskogo_vyklju chatelja / 2014-04-22-587).
Известно предохранительное устройство (см. там же), содержащее плоский корпус, в котором размещены электромагнитный расцепитель тока прямого действия и механизм свободного расцепления. Электромагнитный расцепитель представляет собой соленоид с подпружиненным сердечником, который связан с подвижным силовым контактом. Электрически катушка соленоида подключается последовательно в силовую цепь посредством выводов, выходящих наружу из корпуса.Known safety device (see ibid.), Containing a flat body, which houses a direct-acting electromagnetic current release and a free-release mechanism. The electromagnetic release is a spring-loaded solenoid that is connected to a moving power contact. The solenoid coil is electrically connected in series to the power circuit by means of leads coming out of the housing.
Механизм свободного расцепления выполнен в виде системы шарнирно-связанных рычагов, соединяющих кнопки включения и отключения выключателя с подвижным контактным узлом.The free release mechanism is made in the form of a system of articulated levers connecting the on and off buttons of the circuit breaker with a movable contact unit.
В штатном режиме работы через катушку соленоида протекает ток, при котором величина магнитного потока мала для инициации перемещения подвижного сердечника. Силовые контакты замкнуты, что обеспечивает нормальное функционирование защищаемой установки. При коротком замыкании резкое увеличение тока в соленоиде приводит к пропорциональному увеличению магнитного потока, способного преодолеть действие пружины и переместить сердечник и связанный с ним подвижный контакт, воздействующий на механизм свободного расцепления, что приводит к обесточиванию защищаемой линии.In normal operation, a current flows through the solenoid coil, at which the magnitude of the magnetic flux is small to initiate the movement of the movable core. The power contacts are closed, which ensures the normal functioning of the protected installation. In the event of a short circuit, a sharp increase in the current in the solenoid leads to a proportional increase in the magnetic flux, which is able to overcome the action of the spring and move the core and the associated movable contact, acting on the free release mechanism, which leads to de-energization of the protected line.
Наиболее близким к предлагаемому является предохранительное устройство, содержащее, разме- 1 036803 щённые в плоском корпусе электромагнитный расцепитель тока прямого действия и механизм свободного расцепления. Электромагнитный расцепитель содержит магнитопровод с намагничивающей обмоткой, расположенной на каркасе, якорь, взаимодействующий с перемещающимся толкателем, который подпружинен относительно магнитопровода и воздействует на рейку механизма свободного расцепления. Расцепитель содержит выводной зажим и клемму, с помощью которых он электрически соединен с проводом трехфазной электрической цепи. Магнитопровод катушки индуктивности выполнен из верхней и нижней частей.The closest to the proposed one is a safety device containing, located in a flat case, a direct-acting electromagnetic current release and a free-release mechanism. The electromagnetic release contains a magnetic circuit with a magnetizing winding located on the frame, an armature interacting with a moving pusher, which is spring-loaded relative to the magnetic circuit and acts on the rail of the free release mechanism. The release contains an output terminal and a terminal by means of which it is electrically connected to a wire of a three-phase electrical circuit. The magnetic core of the inductor is made of the upper and lower parts.
Механизм свободного расцепления выполнен в виде системы шарнирно связанных рычагов, соединяющих кнопки включения и отключения выключателя. Срабатывание фиксируют по выдвинутой кнопке включения, что соответствует обесточенному состоянию расцепителя. (РФ, патент PTL:RU78985, H01H 73/36, 10.12.2008, фиг. 2).The free release mechanism is made in the form of a system of hinged levers connecting the on and off buttons of the circuit breaker. Tripping is recorded by the extended closing button, which corresponds to the de-energized state of the release. (RF, PTL patent: RU78985, H01H 73/36, 10.12.2008, Fig. 2).
Достоинством вышеописанных предохранительных устройств является сохранение работоспособности после срабатывания. Однако, в известных предохранительных устройствах используют электромагнитный расцепитель тока прямого действия, в результате чего в известных предохранительных устройствах отсутствует избирательность при реакции на изменение значения контролируемого тока. Это объясняется следующим. В соответствии с ГОСТ P 50345-99, электромагнитный расцепитель тока прямого действия - это расцепитель, срабатывающий при превышении в нём током заданного значения, причём, срабатывающий от тока, протекающего непосредственно в контролируемой цепи. Учитывая то, что электромагнитные расцепители обладают очень высоким быстродействием (до сотых долей секунды), предохранительное устройство с электромагнитным расцепителем тока прямого действия реагирует на импульсные перенапряжения и даже на случайное кратковременное увеличение тока в контролируемой цепи. Это приводит к необоснованному отключению потребителя.The advantage of the above described safety devices is that they remain operational after being triggered. However, in the known safety devices, a direct-acting electromagnetic current release is used, as a result of which, in the known safety devices, there is no selectivity in response to a change in the value of the controlled current. This is explained as follows. In accordance with GOST P 50345-99, a direct-acting electromagnetic current release is a release that is triggered when the current exceeds a predetermined value, moreover, triggered by the current flowing directly in the controlled circuit. Considering that electromagnetic releases are very fast (up to hundredths of a second), a safety device with a direct electromagnetic current release reacts to surge overvoltages and even an accidental short-term increase in current in the controlled circuit. This leads to unreasonable disconnection of the consumer.
Использование в известных предохранительных устройствах в качестве указателя срабатывания кнопки для включения в выдвинутом состоянии не является достоверно информативным, что не исключает возможности повторного включения предохранительного устройства и создания аварийной ситуации. В результате снижается безопасность выявленных известных предохранительных устройств для потребителя.The use in the known safety devices as an indicator of the actuation of a button for switching on in the extended state is not reliably informative, which does not exclude the possibility of re-switching on the safety device and creating an emergency. As a result, the safety of the identified known safety devices for the consumer is reduced.
В известных предохранительных устройствах механизм свободного расцепления представляет собой систему шарнирно связанных рычагов, что его усложняет. Кроме того, для приведения в действие системы шарнирно связанных рычагов, возвратно-поступательное перемещение подвижного сердечника катушки индуктивности преобразуют во вращательное движение рычагов. Это требует высокой индукционной способности катушки индуктивности расцепителя для формирования соответствующего усилия подвижного сердечника, что усложняет конструкцию неподвижного сердечника катушки, а, следовательно, усложняет всё предохранительное устройство в целом.In known safety devices, the free release mechanism is a system of articulated levers, which complicates it. In addition, the reciprocating motion of the movable core of the inductor is converted into rotational motion of the levers to operate the articulated arm system. This requires a high inductive capacity of the release coil to generate the corresponding force of the movable core, which complicates the design of the fixed coil core, and, therefore, complicates the entire safety device as a whole.
В известных предохранительных устройствах для подключения используют выводы с клеммами под винт, что снижает удобство эксплуатации и снижает безопасность предохранительного устройства.Known safety devices use screw terminals for connection, which reduces the usability and safety of the safety device.
Кроме того, конструкция корпуса выявленных известных предохранительных устройств не стандартизована, что, например, не позволяет использовать их в качестве предохранителя - вставки (ГОСТ 2213-79), корпус которого (патрон) представляет собой закрытый изоляционный корпус с проводящими контактными наконечниками. Это лишает выявленные известные предохранительные устройства, использующие электромагнитный расцепитель, универсальности и сужает область их использования.In addition, the design of the body of the identified known safety devices is not standardized, which, for example, does not allow them to be used as a fuse - insert (GOST 2213-79), the body of which (cartridge) is a closed insulating body with conductive contact tips. This deprives the identified known safety devices using an electromagnetic release, versatility and narrows the scope of their use.
Краткое изложение изобретенияSummary of the invention
Техническая задачаTechnical challenge
Существует проблема создании усовершенствованного токового предохранительного устройства, которое исключает возможность срабатывания по случайной кратковременной пиковой токовой перегрузке или по перегрузке по току, вызванной импульсным перенапряжением.There is a problem of creating an improved overcurrent safety device that excludes the possibility of operation due to accidental short-term peak current overload or overcurrent caused by a surge voltage.
Существующую проблему решает заявленное предохранительное устройство.The claimed safety device solves the existing problem.
Решение задачиThe solution of the problem
Сущность заявленного изобретения заключается в том, что в предохранительном устройстве, включающем корпус с размещёнными в нём электромагнитным расцепителем и механизмом свободного расцепления, при этом электромагнитный расцепитель включает магнитопровод с намагничивающей обмоткой, якорь, который подпружинен относительно магнитопровода.The essence of the claimed invention lies in the fact that in a safety device including a housing with an electromagnetic release and a free-release mechanism located in it, the electromagnetic release includes a magnetic circuit with a magnetizing winding, an armature, which is spring-loaded relative to the magnetic circuit.
Новым является то, что корпус устройства выполнен из изоляционного материала в виде трубы, торцы которой закрыты жёстко закрепленными на них, выполненными из токопроводящего материала, контактными колпачками с цилиндрическим контактным выступом соосно осевой линии корпуса, в колпачках выполнены осевые сквозные отверстия соосно с осью корпуса, внутри корпуса в противоположных концах размещены электромагнитный расцепитель и механизм свободного расцепления, при этом магнитопровод выполнен в виде кольца, с усилием вставлен в корпус устройства и плотно, по периметру охватывает катушку индуктивности с неподвижным сердечником, в котором выполнено сквозное осевое отверстие, соосное с осью корпуса, кроме того, в устройство введён узел управления расцепителем, состоящий из параллельно соединённых самовосстанавливающегося предохранителя и варистора, к которым первым и вторым выводами параллельно подключена катушка индуктивности, при этом первыйThe novelty is that the body of the device is made of insulating material in the form of a pipe, the ends of which are closed by contact caps with a cylindrical contact protrusion coaxially with the axial line of the body, which are rigidly fixed on them, made of conductive material, and axial through holes are made in the caps coaxially with the axis of the body, an electromagnetic release and a free-release mechanism are placed inside the body at opposite ends, while the magnetic circuit is made in the form of a ring, is forcefully inserted into the body of the device and tightly, around the perimeter it covers an inductance coil with a fixed core, in which a through axial hole is made, coaxial with the axis of the body , in addition, a release control unit is introduced into the device, consisting of a parallel connected self-resetting fuse and a varistor, to which an inductance coil is connected in parallel with the first and second terminals, while the first
- 2 036803 вывод электрически соединён с магнитопроводом, а второй электрически соединён с контактным колпачком, закреплённым на том же конце корпуса, при этом подпружиненный якорь размещён на торце катушки, обращенном внутрь корпуса, с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении, перпендикулярном осевой линии сердечника катушки, в якоре выполнено сквозное отверстие, ось которого параллельна оси корпуса, при этом якорь под действием разжатой пружины занимает исходное положение, при котором осевая линия выполненного в нём отверстия находится на расстоянии от проходящей через отверстие осевой линии корпуса и сдвинута в сторону от пружины якоря, кроме того, в устройство введён указатель срабатывания, который размещён в противоположном конце корпуса, первый конец которого размещён соосно в контактном выступе соответствующего контактного колпачка с возможностью выхода наружу, а второй конец указателя размещён соосно внутри корпуса устройства, при этом указатель имеет возможность осевого возвратно-поступательного перемещения на фиксированную величину, кроме того, механизм свободного расцепления содержит направляющий элемент, имеющий в поперечном сечении окружность, который вставлен в корпус устройства соосно, с усилием, с возможностью возвратно-поступательного перемещения, при этом из направляющего элемента со стороны, обращенной к расцепителю, выступает втулка, закреплённая в нём неподвижно и соосно, выполненная из токопроводящего материала, выступающий конец которой выполнен с возможностью зацепа в сквозном отверстии якоря, которое выполнено с возможностью фиксации зацепа, при этом с противоположной стороны направляющего элемента размещена токопроводящая отключающая пружина, внутри которой соосно свободно размещена амортизационная пружина, причём первый конец отключающей пружины электрически соединён с соответствующим контактным колпачком, а первый конец амортизационной пружины закреплён на втором конце указателя срабатывания, при этом второй конец отключающей пружины закреплён на втулке, кроме того, через отверстия во втулке, в якоре, в сердечнике катушки и через отверстие во втором контактном колпачке, протянута мононить, один конец которой зафиксирован снаружи на втором контактном колпачке, а второй конец жёстко соединён со вторым концом амортизационной пружины, при этом нить зафиксирована в натянутом состоянии при сжатых пружинах. Кроме того: наружный конец втулки выполнен в форме грибка; мононить представляет собой леску; внутри сквозного отверстия в якоре со стороны пружины параллельно стенкам отверстия выполнена с ступенчатая выемка, при этом основание ступеньки обращено внутрь корпуса; второй конец указателя срабатывания подпружинен со стороны токопроводящей контактной шайбы, которая является для второго конца указателя направляющей и прижата к торцу корпуса соответствующим контактным колпачком на расстоянии от его внутренней поверхности, обеспечивающем возможность осевого возвратнопоступательного перемещения указателя на фиксированную величину; направляющий элемент в механизме свободного расцепления выполнен в виде стакана, который вставлен в корпус устройства с возможностью возвратно-поступательного перемещения и обращен дном в сторону расцепителя, при этом втулка закреплена в дне стакана, а внутри стакана размещена токопроводящая отключающая пружина, внутри которой соосно свободно размещена амортизационная пружина, при этом второй конец отключающей пружины закреплён с внутренней стороны стакана на втулке, а второй конец амортизационной пружины жёстко соединён со вторым концом мононити, протянутой через втулку; указатель срабатывания выполнен из токопроводящего материала, а первый конец отключающей пружины закреплён на втором конце указателя срабатывания; узел управления расцепителем соединён с выводами катушки индуктивности посредством двусторонней монтажной платы, выполненной в форме шайбы, закреплённой в корпусе устройства с возможностью обеспечения электрического контакта соответствующих выводов катушки индуктивности с магнитопроводом и контактным колпачком; двусторонняя плата нижним окаймляющим по периметру проводящим слоем прижата к магнитопроводу катушки индуктивности контактным колпачком, закреплённым со стороны расцепителя, а верхним окаймляющим по периметру проводящим слоем прижата к внутренней поверхности колпачка, при этом выводы катушки индуктивности распаяны на нижнюю и верхнюю проводящую поверхность монтажной платы соответственно.- 2 036803 the output is electrically connected to the magnetic circuit, and the second is electrically connected to the contact cap fixed at the same end of the body, while the spring-loaded armature is placed on the end of the coil, facing the inside of the body, with the possibility of reciprocating movement in the direction perpendicular to the center line of the core coil, a through hole is made in the armature, the axis of which is parallel to the axis of the body, while the armature, under the action of the released spring, takes the initial position, at which the centerline of the hole made in it is at a distance from the centerline of the body passing through the hole and is shifted away from the armature spring , in addition, a trigger indicator is introduced into the device, which is located at the opposite end of the housing, the first end of which is located coaxially in the contact ledge of the corresponding contact cap with the possibility of going outward, and the second end of the indicator is located coaxially inside the device housing, while the indicator has a the possibility of axial reciprocating movement by a fixed amount, in addition, the free release mechanism contains a guide element having a circle in cross section, which is inserted into the device body coaxially, with force, with the possibility of reciprocating movement, while from the guide element from the side facing the release, there is a bushing, fixed in it motionlessly and coaxially, made of conductive material, the protruding end of which is made with the possibility of engaging in the through hole of the armature, which is configured to fix the hook, while on the opposite side of the guide element there is a conductive shut-off spring , inside of which a shock-absorbing spring is freely located coaxially, and the first end of the opening spring is electrically connected to the corresponding contact cap, and the first end of the shock-absorbing spring is fixed to the second end of the operation indicator, while the second end the opening spring is fixed to the bushing, in addition, through the holes in the bushing, in the armature, in the coil core and through the hole in the second contact cap, a monofilament thread is stretched, one end of which is fixed outside on the second contact cap, and the second end is rigidly connected to the second end of the shock absorber springs, while the thread is fixed in a taut state with compressed springs. Besides: the outer end of the sleeve is made in the form of a fungus; monofilament is a fishing line; inside the through hole in the armature from the side of the spring, parallel to the walls of the hole, a stepped recess is made, with the base of the step facing inside the body; the second end of the actuation indicator is spring-loaded from the side of a conductive contact washer, which is a guide for the second end of the indicator and is pressed against the end of the housing by a corresponding contact cap at a distance from its inner surface, allowing for axial reciprocating movement of the indicator by a fixed amount; the guiding element in the free-release mechanism is made in the form of a cup, which is inserted into the device body with the possibility of reciprocating movement and facing the bottom towards the release, while the bushing is fixed in the bottom of the cup, and inside the cup there is a current-conducting disconnecting spring, inside which is freely coaxially placed a shock-absorbing spring, while the second end of the shut-off spring is fixed on the inner side of the glass on the bushing, and the second end of the shock absorbing spring is rigidly connected to the second end of the monofilament stretched through the bushing; the operation indicator is made of a conductive material, and the first end of the opening spring is fixed at the second end of the operation indicator; the release control unit is connected to the terminals of the inductance coil by means of a double-sided mounting plate made in the form of a washer, fixed in the body of the device with the possibility of providing electrical contact of the corresponding terminals of the inductance coil with the magnetic circuit and a contact cap; The double-sided board is pressed against the magnetic conductor of the inductor by a contact cap fixed from the release side with the lower conductive layer bordering the perimeter, and the upper conductive layer bordering around the perimeter is pressed against the inner surface of the cap, while the inductance coil leads are soldered to the lower and upper conducting surface of the mounting plate, respectively.
Положительные эффекты от изобретенияPositive effects from invention
При осуществлении заявленного предохранительного устройства достигается технический результат:When implementing the declared safety device, the following technical result is achieved:
упрощение конструктивного исполнения предохранительного устройства, за счёт упрощения конструктивного исполнения расцепителя и механизма свободного расцепления;simplification of the design of the safety device, due to the simplification of the design of the release and the free-release mechanism;
возможность избирательной реакции на изменения тока в защищаемой цепи, а именно: отсутствие реакции на изменения тока, вызванные импульсными перенапряжениями, в том числе и случайными пиковыми перенапряжениями;the possibility of a selective reaction to changes in the current in the protected circuit, namely: lack of reaction to changes in current caused by impulse overvoltages, including accidental peak overvoltages;
исключение необоснованного отключения потребителя;exclusion of unreasonable disconnection of the consumer;
возможность получения достоверной информации о срабатывании устройства;the ability to obtain reliable information about device triggering;
повышение удобства эксплуатации и безопасности предохранительного устройства;improving the usability and safety of the safety device;
расширение области использования путём создания универсального предохранительного устройства за счёт возможности стандартизации предохранительного устройства.expansion of the area of use by creating a universal safety device due to the possibility of standardizing the safety device.
Заявленный технический результат достигается следующим образом.The claimed technical result is achieved as follows.
Существенные признаки формулы изобретения: Предохранительное устройство, включающееEssential features of the claims: A safety device comprising
- 3 036803 корпус с размещёнными в нём электромагнитным расцепителем и механизмом свободного расцепления, при этом электромагнитный расцепитель включает магнитопровод с намагничивающей обмоткой, якорь, который подпружинен относительно магнитопровода - являются неотъемлемой частью заявленного способа и обеспечивают его осуществление, а следовательно, обеспечивают достижение заявленного технического результата.- 3 036803 housing with an electromagnetic release and a free trip mechanism located in it, while the electromagnetic release includes a magnetic circuit with a magnetizing winding, an armature that is spring-loaded relative to the magnetic circuit - are an integral part of the claimed method and ensure its implementation, and therefore ensure the achievement of the declared technical result ...
В заявленном предохранительном устройстве корпус устройства выполнен из изоляционного материала в виде трубы, торцы которой закрыты жёстко закрепленными на них, выполненными из токопроводящего материала, контактными колпачками с цилиндрическим контактным выступом соосно осевой линии корпуса, что упрощает установку и замену предохранительного устройства при использовании.In the claimed safety device, the body of the device is made of insulating material in the form of a pipe, the ends of which are closed by contact caps rigidly fixed to them, made of conductive material, with a cylindrical contact protrusion coaxially with the axial line of the body, which simplifies the installation and replacement of the safety device during use.
В соответствии с ГОСТ 2213-79 Предохранители переменного тока на напряжение 3 кВ и выше, корпус предохранителя (патрон) представляет собой закрытый изоляционный корпус с проводящими контактными наконечниками. В результате в предлагаемом конструктивном исполнении корпус заявленного предохранительного устройства может быть стандартизован как по внешнему виду исполнения, так и по габаритным размерам, в соответствии с ГОСТ 2213-79, что придаёт заявленному предохранительному устройству универсальность и позволяет использовать в качестве предохранителя - вставки, расширяя область использования, а также упрощая и повышая удобства эксплуатации и безопасности использования предохранительного устройства (простота установки при замене, исключение присоединительных монтажных работ, поскольку с каждой стороны контактные колпачки переходят в цилиндрический контактный выступ соосно осевой линии корпуса, который облегчает монтаж заявленного предохранительного устройства).In accordance with GOST 2213-79 AC fuses for voltages of 3 kV and higher, the fuse body (cartridge) is a closed insulating body with conductive contact tips. As a result, in the proposed design, the body of the claimed safety device can be standardized both in terms of appearance and overall dimensions, in accordance with GOST 2213-79, which gives the declared safety device versatility and allows using inserts as a fuse, expanding the area use, as well as simplifying and increasing the ease of operation and safety of use of the safety device (ease of installation when replacing, exclusion of connecting installation work, since on each side the contact caps go into a cylindrical contact protrusion coaxially with the center line of the body, which facilitates the installation of the declared safety device).
Выполнение корпуса предохранительного устройства в виде трубы позволяет разместить электромагнитный расцепитель и механизм свободного расцепления внутри корпуса в противоположных концах, что обеспечивает работоспособность заявленного устройства. Кроме того, поскольку заявленная форма корпуса позволяет выполнить магнитопровод в форме кольца, то это позволяет упростить конструкцию электромагнитного расцепителя, а именно: выполнить катушку индуктивности в виде соленоида, максимально упростив форму неподвижного сердечника. При этом одновременно обеспечивается возможность компактного размещения магнитопровода и катушки в корпусе устройства, учитывая её геометрические формы, с максимально полным заполнением внутреннего пространства, обеспечивая компактность заявленного предохранительного устройства в целом. Благодаря тому, что магнитопровод выполнен в виде кольца, с усилием вставлен в корпус устройства и плотно, по периметру охватывает катушку индуктивности с неподвижным сердечником, обеспечивается работоспособность электромагнитной системы с оптимальным значением электромагнитной индукции.The implementation of the body of the safety device in the form of a pipe allows you to place the electromagnetic release and the free release mechanism inside the body at opposite ends, which ensures the operability of the claimed device. In addition, since the claimed shape of the case allows the magnetic circuit to be made in the form of a ring, this makes it possible to simplify the design of the electromagnetic release, namely: to make the inductor coil in the form of a solenoid, simplifying the shape of the fixed core as much as possible. At the same time, the possibility of compact placement of the magnetic circuit and the coil in the device body is provided, taking into account its geometric shapes, with the maximum filling of the internal space, ensuring the compactness of the declared safety device as a whole. Due to the fact that the magnetic circuit is made in the form of a ring, is forcefully inserted into the body of the device and tightly, around the perimeter it covers an inductor with a fixed core, the operability of the electromagnetic system with the optimal value of electromagnetic induction is ensured.
В устройство введён узел управления расцепителем, состоящий из параллельно соединённых самовосстанавливающегося предохранителя и варистора, к которым выводами параллельно подключена катушка индуктивности, один из которых электрически соединён с магнитопроводом, а второй электрически соединён с контактным колпачком, закреплённым на том же конце корпуса. В результате узел управления вместе с катушкой индуктивности включен в защищаемую цепь последовательно. При этом, поскольку соединение предохранителя и варистора с катушкой параллельное, то ток через катушку расцепителя зависит от величины их сопротивления.A release control unit is introduced into the device, consisting of a parallel connected self-healing fuse and a varistor, to which an inductor is connected in parallel with leads, one of which is electrically connected to the magnetic circuit, and the second is electrically connected to a contact cap fixed at the same end of the case. As a result, the control unit together with the inductor is connected in series to the protected circuit. In this case, since the connection of the fuse and varistor with the coil is parallel, the current through the trip coil depends on the value of their resistance.
Самовосстанавливающиеся предохранители - это устройства, ограничивающие ток в цепи, но в отличие от обычных плавких вставок, не утрачивающие работоспособность после срабатывания. Как правило, под самовосстанавливающимися предохранителями подразумеваются PPTC-термисторы. Сокращённое наименование PPTC (Polymeric positive temperature coefficient device) -полимерные устройства с положительным температурным коэффициентом сопротивления. Впервые такие устройства были открыты, описаны и запатентованы компанией Bell Labs в 1939 году (патент номер US#2,258,958).Self-healing fuses are devices that limit the current in a circuit, but unlike conventional fuse-links, they do not lose their functionality after being triggered. Typically, self-resetting fuses are PPTC thermistors. Abbreviated name PPTC (Polymeric positive temperature coefficient device) -polymeric devices with a positive temperature coefficient of resistance. For the first time such devices were discovered, described and patented by Bell Labs in 1939 (patent number US # 2,258,958).
Принцип работы самовосстанавливающегося предохранителя (далее -термистор) основан на способности полимера изменять проводящую структуру при нагревании. При комнатной температуре полимер имеет кристаллическую структуру, так что движение заряженных частиц происходит упорядоченно, и ток в цепи определяется рабочим значением сопротивления нагрузки. В случае возникновения аварийной ситуации ток в цепи резко увеличивается, нагревая полимер. При определенной температуре, соответствующей заданному номинальному току срабатывания, происходит срабатывание термистора, а именно - меняется фазовое состояние полимера из кристаллического в аморфное. В результате сопротивление термистора резко возрастает и ток в цепи определяется значением его сопротивления. При этом термистор переходит из проводящего состояния в разрывное состояние, термистор остается в горячем состоянии, обеспечивая постоянную защиту до тех пор, пока через него проходит ток, вызвавший переход в это состояние, или пока не будут устранены причины его срабатывания. После устранения причин срабатывания термистор охлаждается и его сопротивление возвращается к номинальному значению. (http://www.compel.ru/lib/ne/2015/l/7-vosstanovit-rabotosposobnost-samovosstanavlivayushhiesya-pptcpredohraniteli-multifuse).The principle of operation of a self-healing fuse (hereinafter referred to as a thermistor) is based on the ability of the polymer to change the conductive structure when heated. At room temperature, the polymer has a crystalline structure, so that the movement of charged particles occurs in an orderly manner, and the current in the circuit is determined by the operating value of the load resistance. In the event of an emergency, the current in the circuit rises sharply, heating the polymer. At a certain temperature corresponding to a given rated operating current, the thermistor is triggered, namely, the phase state of the polymer changes from crystalline to amorphous. As a result, the resistance of the thermistor rises sharply and the current in the circuit is determined by the value of its resistance. In this case, the thermistor passes from a conducting state to a discontinuous state, the thermistor remains in a hot state, providing constant protection until the current that caused the transition to this state passes through it, or until the reasons for its operation are eliminated. After elimination of the causes of operation, the thermistor is cooled and its resistance returns to the nominal value. (http://www.compel.ru/lib/ne/2015/l/7-vosstanovit-rabotosposobnost-samovosstanavlivayushhiesya-pptcpredohraniteli-multifuse).
Сопротивление варистора определяется рабочим напряжением. В заявленном устройстве варистор используют для подавления импульсных перенапряжений, в том числе при возникновении случайных пиковых перенапряжений, что широко известно (http://www.compel.ru/lib/ne/2015/1/7-vosstanovit-The resistance of the varistor is determined by the operating voltage. In the claimed device, a varistor is used to suppress impulse overvoltages, including in the event of accidental peak overvoltages, which is widely known (http://www.compel.ru/lib/ne/2015/1/7-vosstanovit-
- 4 036803 rabotosposobnost-samovosstanavlivayushhiesya-pptc-predohraniteli-multifuse).- 4 036803 rabotosposobnost-samovosstanavlivayushhiesya-pptc-predohraniteli-multifuse).
При этом, благодаря параллельному соединению термистора и варистора с катушкой индуктивности, ток через катушку расцепителя зависит от величины их сопротивления. В номинальном режиме работы при номинальном токе, не приводящем к срабатыванию термистора (переходу в разрывное состояние), весь ток проходит через термистор, так как сопротивления катушки индуктивности и варистора значительно выше сопротивления термистора. Расцепитель не срабатывает.In this case, due to the parallel connection of the thermistor and varistor with the inductor, the current through the release coil depends on the value of their resistance. In nominal operation at nominal current, which does not cause the thermistor to operate (transition to a discontinuous state), all current flows through the thermistor, since the resistances of the inductor and varistor are significantly higher than the resistance of the thermistor. The release does not trip.
В режиме импульсных перенапряжений термистор за время существования импульса не успевает изменить своё сопротивление до разрывного состояния и остаётся в проводящем состоянии. При этом в режиме импульсных перенапряжений сопротивление варистора снижается и через него протекает ток, соответствующий его сопротивлению (гашение импульсов перенапряжения варистором). В результате в режиме импульсных перенапряжений электрический режим катушки индуктивности не изменяется и расцепитель не срабатывает.In the mode of impulse overvoltages, the thermistor does not have time to change its resistance to the discontinuous state during the lifetime of the impulse and remains in the conducting state. In this case, in the mode of overvoltage pulses, the resistance of the varistor decreases and a current corresponding to its resistance flows through it (suppression of overvoltage pulses by the varistor). As a result, in the mode of impulse overvoltages, the electrical mode of the inductor does not change and the release does not trip.
В случае возникновения аварийной ситуации ток в цепи резко увеличивается, нагревая полимер термистора. При определенной температуре, соответствующей заданному номинальному току срабатывания, происходит срабатывание термистора и термистор переходит из проводящего состояния в разрывное состояние. Сопротивление варистора максимальное (варистор закрыт). В этом случае весь ток проходит через электромагнитный расцепитель, который размыкает аварийную цепь.In the event of an emergency, the current in the circuit rises sharply, heating the thermistor polymer. At a certain temperature corresponding to a given rated operating current, the thermistor is triggered and the thermistor changes from a conducting state to a discontinuous state. Maximum varistor resistance (varistor closed). In this case, all the current flows through an electromagnetic release, which opens the emergency circuit.
Из вышеизложенного следует, что, благодаря введению в заявляемое предохранительное устройство узла управления расцепителем, расцепитель реагирует на изменения тока в защищаемой цепи избирательно, а именно не реагирует на изменения тока, вызванные импульсными перенапряжениями, в том числе и случайными пиковыми перенапряжениями. В результате исключается возможность необоснованного отключения потребителя. Таким образом, в результате использования электромагнитного расцепителя совместно с узлом управления, содержащим параллельно соединённые варистор и термистор, возникает синергетический эффект, в результате которого обеспечивается возможность использования быстродействия электромагнитного расцепителя с одновременным обеспечением избирательности, а именно: срабатывание расцепителя только под действием тока с частотой сети, исключая срабатывание при импульсных перенапряжениях или от случайных импульсных перегрузок.From the foregoing, it follows that, due to the introduction of the release control unit into the claimed safety device, the release reacts to changes in the current in the protected circuit selectively, namely, does not respond to changes in current caused by impulse overvoltages, including random peak overvoltages. As a result, the possibility of unreasonable disconnection of the consumer is excluded. Thus, as a result of using an electromagnetic release together with a control unit containing a parallel-connected varistor and a thermistor, a synergistic effect arises, as a result of which it is possible to use the speed of the electromagnetic release while ensuring selectivity, namely: tripping of the release only under the action of a current with the frequency of the network , excluding operation at impulse overvoltages or from accidental impulse overloads.
Узел управления расцепителем соединён с выводами катушки индуктивности посредством платы, выполненной в форме шайбы, что учитывает геометрическую форму корпуса и магнитопровода и обеспечивает возможность её закрепления в корпусе. Выполнение монтажной платы двусторонней обеспечивает возможность её закрепления в корпусе устройства с возможностью обеспечения электрического контакта соответствующих выводов катушки индуктивности с магнитопроводом и контактным колпачком. При этом электрический контакт соответствующих выводов катушки индуктивности с магнитопроводом и контактным колпачком обеспечивается благодаря тому, что двусторонняя плата снабжена нижним и верхним окаймляющим по периметру проводящим слоем, которым прижата к магнитопроводу катушки индуктивности контактным колпачком, закреплённым со стороны расцепителя, а верхним окаймляющим по периметру проводящим слоем прижата к внутренней поверхности колпачка, при этом выводы катушки индуктивности распаяны на нижнюю и верхнюю проводящую поверхность монтажной платы соответственно.The release control unit is connected to the inductance coil leads by means of a plate made in the form of a washer, which takes into account the geometric shape of the case and the magnetic circuit and provides the possibility of its fixing in the case. The execution of the circuit board double-sided provides the possibility of its fixing in the device case with the possibility of providing electrical contact of the corresponding leads of the inductance coil with the magnetic circuit and the contact cap. In this case, the electrical contact of the corresponding terminals of the inductance coil with the magnetic circuit and the contact cap is ensured due to the fact that the double-sided board is equipped with a lower and upper conductive layer bordering the perimeter, which is pressed to the magnetic conductor of the inductance coil with a contact cap fixed from the side of the release, and the upper bordering along the perimeter of the conductive the layer is pressed against the inner surface of the cap, while the leads of the inductor are soldered to the lower and upper conducting surface of the circuit board, respectively.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что узел управления расцепителем выполняет функцию критерия перегрузки, что позволяет организовать срабатывание расцепителя только под действием тока с частотой сети, превышающем конкретно заданное значение. В этом случае заявленное предохранительное устройство с электромагнитным расцепителем, в отличие от известных, работает избирательно, исключая срабатывание при импульсных перенапряжениях или от случайных импульсных перегрузок.Thus, from the foregoing it follows that the release control unit performs the function of an overload criterion, which makes it possible to organize the release of the release only under the action of a current with a network frequency exceeding a specific set value. In this case, the claimed safety device with an electromagnetic release, in contrast to the known ones, operates selectively, excluding operation in the event of impulse overvoltages or from accidental impulse overloads.
В заявленном предохранительном устройстве торцы корпуса закрыты жёстко закрепленными на них, выполненными из токопроводящего материала, контактными колпачками с цилиндрическим контактным выступом соосно осевой линии корпуса. При этом в колпачках выполнены осевые сквозные отверстия соосно с осью корпуса. Предлагаемая конструкция контактного колпачка позволила ввести в заявляемое предохранительное устройство указатель срабатывания, который размещён внутри корпуса в конце, противоположном электромагнитному расцепителю. При этом первый конец указателя размещён соосно в контактном выступе соответствующего контактного колпачка с возможностью выхода наружу, а второй конец указателя размещён соосно внутри корпуса предохранителя. Поскольку первые концы выключающей и амортизационной пружины закреплены на втором конце указателя срабатывания, то обеспечивается возможность осевого возвратно-поступательного перемещения указателя в зависимости от состояния пружин (сжатое, разжатое), т.е. в зависимости от состояния предохранительного устройства (разрывное, проводящее, соответственно). В результате положение указателя соответствует состоянию предохранительного устройства.In the claimed safety device, the ends of the body are closed by contact caps with a cylindrical contact protrusion coaxially with the axial line of the body, which are rigidly fixed on them, made of conductive material. In this case, axial through holes are made in the caps coaxially with the axis of the body. The proposed design of the contact cap made it possible to introduce an operation indicator into the inventive safety device, which is located inside the housing at the end opposite to the electromagnetic release. In this case, the first end of the indicator is located coaxially in the contact ledge of the corresponding contact cap with the possibility of going outward, and the second end of the indicator is located coaxially inside the fuse body. Since the first ends of the opening and damping springs are fixed at the second end of the operation indicator, it is possible to axially reciprocate the movement of the indicator depending on the state of the springs (compressed, unclenched), i.e. depending on the state of the safety device (discontinuous, conductive, respectively). As a result, the position of the pointer corresponds to the state of the safety device.
Второй конец указателя срабатывания подпружинен со стороны токопроводящей контактной шайбы, которая является для второго конца указателя направляющей и прижата к торцу корпуса соответствующим контактным колпачком на расстоянии от его внутренней поверхности, обеспечивающем возможность осевого возвратно-поступательного перемещения указателя на фиксированную величину, т.е.The second end of the actuation indicator is spring-loaded from the side of the conductive contact washer, which is a guide for the second end of the indicator and is pressed against the end of the housing by a corresponding contact cap at a distance from its inner surface, which allows axial reciprocating movement of the indicator by a fixed amount, i.e.
- 5 036803 на расстоянии, обеспечивающем рабочий ход указателя при установке предохранительного устройства в рабочее состояние, при котором его первый конец находится внутри контактного колпачка. Таким образом, благодаря контактной шайбе образуется пространство для сжатия пружины указателя, которая ограничивает величину хода указателя, препятствуя перемещению второго конца и фиксирует положение первого конца указателя внутри контактного колпачка и вне его как при проводящем, так и при разрывном состоянии заявленного предохранительного устройства. В результате в заявленном устройстве положение указателя является информативно достоверным, соответствующим состоянию предохранительного устройства. Кроме того, предлагаемая конструкция указателя является автономной, не допускающей возможности повторного включения контролируемой цепи посредством указателя срабатывания (в прототипе - указатель срабатывания кнопка для подачи напряжения), что повышает безопасность использования заявленного предохранительного устройства. При этом указатель не оказывает на защищаемую цепь электрического влияния, в частности не вызывает нежелательные токи утечки, так как имеет механический принцип действия, что также повышает безопасность устройства в целом, так как исключает необоснованное отключение потребителя.- 5 036803 at a distance that ensures the working stroke of the indicator when the safety device is installed in the working state, in which its first end is inside the contact cap. Thus, thanks to the contact washer, a space is created for the compression of the pointer spring, which limits the magnitude of the pointer stroke, preventing the movement of the second end and fixes the position of the first end of the pointer inside the contact cap and outside it both in the conductive and in the breaking state of the claimed safety device. As a result, in the claimed device, the position of the pointer is informatively reliable, corresponding to the state of the safety device. In addition, the proposed design of the pointer is autonomous, which does not allow the controlled circuit to be switched on again by means of the actuation pointer (in the prototype, the actuation pointer is a button for supplying voltage), which increases the safety of using the declared safety device. In this case, the pointer does not exert an electrical effect on the protected circuit, in particular, it does not cause unwanted leakage currents, since it has a mechanical principle of operation, which also increases the safety of the device as a whole, since it excludes unreasonable disconnection of the consumer.
Кроме того, наличие указателя срабатывания в предохранительном устройстве, а также возможность использования его для включения автоматики в качестве ударного указателя срабатывания, отвечают требованиям стандарта Предохранители переменного тока на напряжение 3 кВ и выше ГОСТ 2213-79, что в совокупности с заявленным исполнением корпуса предохранительного устройства обеспечивает возможность стандартизации устройства и придаёт заявленному предохранительному устройству свойство универсальности.In addition, the presence of a trip indicator in the safety device, as well as the possibility of using it to turn on the automation as a shock trip indicator, meet the requirements of the standard AC fuses for a voltage of 3 kV and above GOST 2213-79, which, together with the declared design of the safety device case provides the possibility of standardization of the device and gives the declared safety device the property of universality.
Якорь, подпружиненный относительно магнитопровода, размещён на торце катушки, обращенном внутрь корпуса, с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении, перпендикулярном осевой линии сердечника катушки. В якоре выполнено сквозное отверстие, ось которого параллельна оси корпуса. Под действием разжатой пружины якорь занимает исходное положение, при котором осевая линия выполненного в нём отверстия находится на расстоянии от проходящей через отверстие осевой линии корпуса и сдвинута в сторону от пружины якоря. При этом сквозное отверстие якоря выполнено с возможностью фиксации зацепа, выполненного на конце втулки, соединённой с выключающей пружиной. При этом фиксация зацепа осуществляется благодаря тому, что зацеп выполнен в форме грибка, внутри сквозного отверстия в якоре со стороны пружины параллельно стенкам выполнена с ступенчатая выемка, при этом основание ступеньки обращено внутрь корпуса. В результате зацеп при попадании в отверстие в якоре отжимает пружину якоря, устанавливается на ступеньке, после чего якорь под действием пружины возвращается в исходное состояние. Упругость пружины якоря обеспечивает возможность свободного перемещения якоря в сторону магнитопровода под действием входящего в его отверстие зацепа (при отсутствии на якорь размыкающего воздействия электромагнитной индукции катушки).The armature, spring-loaded relative to the magnetic circuit, is located at the end of the coil, facing the inside of the housing, with the possibility of reciprocating movement in the direction perpendicular to the axial line of the coil core. A through hole is made in the armature, the axis of which is parallel to the axis of the body. Under the action of the released spring, the armature takes its initial position, in which the centerline of the hole made in it is located at a distance from the centerline of the body passing through the hole and is shifted away from the armature spring. In this case, the through hole of the armature is made with the possibility of fixing the hook made at the end of the sleeve connected to the switching spring. In this case, the fixing of the hook is carried out due to the fact that the hook is made in the form of a mushroom, inside the through hole in the armature from the side of the spring parallel to the walls is made with a stepped recess, while the base of the step is turned into the body. As a result, the hook, when it enters the hole in the anchor, presses the anchor spring, is installed on the step, after which the anchor returns to its original state under the action of the spring. The elasticity of the armature spring provides the possibility of free movement of the armature towards the magnetic circuit under the action of the hook entering its hole (in the absence of the opening effect of the coil's electromagnetic induction on the armature).
При этом, благодаря предлагаемому выполнению якоря и зацепа отключающей пружины, при взаимодействии якоря и зацепа отсутствует преобразование одного вида движения в другое, поскольку движение зацепа под воздействием движения якоря является продолжением движения якоря. Это позволяет снизить требования к количественному значению электромагнитной индукции, приводящей к перемещению подвижного сердечника, и, как следствие, упростить конструкцию неподвижного сердечника катушки индуктивности и всей электромагнитной системы расцепителя в целом, а, следовательно, упростить заявляемое предохранительное устройство.At the same time, due to the proposed implementation of the armature and the opening spring hook, when the anchor and the hook interact, there is no transformation of one type of movement into another, since the hook movement under the influence of the armature movement is a continuation of the armature movement. This makes it possible to reduce the requirements for the quantitative value of the electromagnetic induction leading to the movement of the movable core, and, as a consequence, to simplify the design of the fixed core of the inductor and the entire electromagnetic system of the release as a whole, and, consequently, to simplify the claimed safety device.
Механизм свободного расцепления содержит направляющий элемент, имеющий в поперечном сечении окружность, который вставлен в корпус устройства соосно, с усилием, с возможностью возвратнопоступательного перемещения, что обеспечивает возможность выполнения им основной функции - поддержания направления перемещения.The free release mechanism contains a guiding element having a circumference in cross section, which is inserted into the device body coaxially, with force, with the possibility of reciprocating movement, which makes it possible to perform its main function - to maintain the direction of movement.
Из центра направляющего элемента со стороны, обращенной к расцепителю, выступает, выполненная из токопроводящего материала, втулка, закреплённая в нём неподвижно и соосно. При этом с противоположной стороны направляющего элемента размещена токопроводящая отключающая пружина, внутри которой соосно свободно размещена амортизационная пружина. Поскольку первый конец отключающей пружины электрически соединён с соответствующим контактным колпачком, а второй конец отключающей токопроводящей пружины закреплён на втулке, так же выполненной из токопроводящего материала, то, в результате, обеспечивается электрическое соединение втулки с соответствующим контактным колпачком через отключающую токопроводящую пружину.From the center of the guiding element on the side facing the release, a bushing made of conductive material protrudes, fixed in it motionlessly and coaxially. At the same time, on the opposite side of the guide element, there is a conductive shut-off spring, inside which a shock-absorbing spring is freely located coaxially. Since the first end of the shut-off spring is electrically connected to the corresponding contact cap, and the second end of the shut-off current-conducting spring is fixed to the bushing, also made of conductive material, as a result, the electrical connection of the bushing to the corresponding contact cap is ensured through the shut-off current-conducting spring.
Кроме того, поскольку втулка неподвижно закреплена в направляющем элементе, который вставлен в корпус устройства с возможностью возвратно-поступательного перемещения, то одновременно обеспечивается кинематическое соединение отключающей пружины и направляющего элемента.In addition, since the sleeve is fixedly fixed in the guide element, which is inserted into the device body with the possibility of reciprocating movement, a kinematic connection of the shut-off spring and the guide element is simultaneously ensured.
Через отверстия во втулке, в якоре, в сердечнике катушки и через отверстие во втором контактном колпачке, протянута мононить, в качестве которой может быть использована леска. Один конец мононити зафиксирован снаружи на втором контактном колпачке, а второй конец жёстко соединён внутри стакана со вторым концом амортизационной пружины, первый конец которой закреплён на втором конце указателя срабатывания. Поскольку втулка закреплена в направляющем элементе неподвижно, то в ре- 6 036803 зультате обеспечивается кинематическое соединение указателя, амортизационной пружины, направляющего элемента и мононити, что обеспечивает возможность их одновременного перемещения под воздействием мускульного усилия, оказываемого на мононить.Through the holes in the bushing, in the armature, in the core of the coil and through the hole in the second contact cap, a monofilament thread is pulled, which can be used as a fishing line. One end of the monofilament is fixed from the outside on the second contact cap, and the other end is rigidly connected inside the glass to the second end of the damping spring, the first end of which is fixed to the second end of the operation indicator. Since the bushing is fixed in the guide element motionlessly, the result is a kinematic connection of the indicator, damping spring, guide element and monofilament, which makes it possible to move them simultaneously under the influence of muscular force exerted on the monofilament.
При этом, поскольку направляющий элемент механизма расцепления вставлен в корпус устройства соосно с возможностью возвратно-поступательного перемещения, пружины связаны с ним кинематически, а выступающий конец втулки выполнен в форме грибка, то при соответствующем растяжении пружин под действием мононити зацеп заходит в отверстие якоря, отжимая пружину якоря, и устанавливается в отверстии на выполненной в нём ступеньке. В результате после закрепления зацепа пружина якоря и сам якорь устанавливаются в исходное состояние, при котором осевая линия выполненного в нём отверстия находится на расстоянии от проходящей через отверстие осевой линии корпуса и сдвинута в сторону от пружины якоря, что препятствует самопроизвольному выскальзыванию зацепа из отверстия в якоре.In this case, since the guide element of the release mechanism is inserted into the device body coaxially with the possibility of reciprocating movement, the springs are kinematically connected to it, and the protruding end of the sleeve is made in the form of a fungus, then with a corresponding extension of the springs under the action of the monofilament, the hook enters the anchor hole, pressing the armature spring, and is installed in the hole on the step made in it. As a result, after the fastening of the hook, the armature spring and the anchor itself are set to their initial state, in which the centerline of the hole made in it is at a distance from the centerline of the body passing through the hole and is shifted away from the armature spring, which prevents the spontaneous slip of the hook from the hole in the anchor ...
Поскольку втулка электрически соединена с соответствующим контактным колпачком через отключающую токопроводящую пружину, то после зацепа обеспечивается включение в электрическую цепь электромагнитного расцепителя. В результате обеспечивается электрическое соединение контактных колпачков внутри предохранительного устройства.Since the bushing is electrically connected to the corresponding contact cap through the current-conducting disconnecting spring, after the engagement, the electromagnetic release is connected to the electrical circuit. As a result, the electrical connection of the contact caps inside the safety device is provided.
Поскольку второй конец амортизационной пружины соединён с мононитью, то после выполнения зацепа, когда мускульное воздействие на мононить прекращается, амортизационная пружина возвращается в исходное состояние, увлекая за собой второй конец мононити, которая также возвращается в исходное натянутое состояние при сжатых пружинах, фиксируя положение амортизационной пружины в корпусе. В результате при размыкании зацепа амортизационная пружина принимает на себя ударное воздействие дна стакана.Since the second end of the damping spring is connected to the monofilament, then after the engagement, when the muscular effect on the monofilament stops, the damping spring returns to its original state, dragging the second end of the monofilament, which also returns to its original tensioned state when the springs are compressed, fixing the position of the damping spring in the case. As a result, when the hitch is opened, the shock-absorbing spring takes on the shock effect of the bottom of the glass.
При этом направляющий элемент может быть выполнен, например, в виде стакана, выполняющего одновременно функцию корпуса механизма и направляющего элемента. Стакан вставлен в корпус устройства соосно с возможностью возвратно-поступательного перемещения и обращен дном в сторону расцепителя. Из дна стакана выступает втулка, закреплённая в стакане соосно и неподвижно. Внутри стакана размещена токопроводящая отключающая пружина, внутри которой соосно свободно размещена амортизационная пружина. Второй конец отключающей пружины закреплён с внутренней стороны стакана на втулке, а второй конец амортизационной пружины соединён с мононитью. В результате после зацепа, когда мускульное воздействие на мононить прекращается, амортизационная пружина возвращается в исходное состояние, обусловленное воздействием на неё натянутой нити. При размыкании зацепа эта пружина принимает на себя ударное воздействие дна стакана.In this case, the guiding element can be made, for example, in the form of a glass, which simultaneously performs the function of the mechanism body and the guiding element. The glass is inserted into the body of the device coaxially with the possibility of reciprocating movement and facing the bottom towards the release. A sleeve protrudes from the bottom of the glass, fixed in the glass coaxially and motionlessly. A current-conducting shut-off spring is located inside the glass, inside of which a shock-absorbing spring is freely located coaxially. The second end of the opening spring is fixed on the inner side of the glass on the bushing, and the second end of the shock-absorbing spring is connected to a monofilament. As a result, after the hook, when the muscular effect on the monofilament stops, the shock-absorbing spring returns to its original state due to the action of the stretched thread on it. When the hook is opened, this spring absorbs the impact of the bottom of the glass.
Выполнение направляющего элемента в виде стакана и размещение пружин внутри стакана обеспечивает стабильность положения пружин друг относительно друга как в статическом состоянии, так и при растягивании, что обеспечивает работоспособность устройства. Указанные присоединения вторых концов пружин обеспечивают кинематическую связь со стаканом, что также обеспечивает работоспособность устройства, а, следовательно, обеспечивает достижение заявленного технического результата.The design of the guide element in the form of a glass and the placement of the springs inside the glass ensures the stability of the position of the springs relative to each other both in a static state and during stretching, which ensures the operability of the device. The indicated connections of the second ends of the springs provide a kinematic connection with the glass, which also ensures the operability of the device, and, therefore, ensures the achievement of the claimed technical result.
Из вышеизложенного следует. Выполнение корпуса предохранительного устройства в виде трубы, торцы которой закрыты жёстко закрепленными на них, выполненными из токопроводящего материала, контактными колпачками с цилиндрическим контактным выступом соосно осевой линии корпуса, а также введение указателя срабатывания соответствуют требованиям стандарта на предохранители переменного тока на напряжение 3 кВ и выше ГОСТ 2213-79, т.е. в предлагаемом конструктивном исполнении корпуса и указателя срабатывания заявленное предохранительного устройство может быть стандартизовано как по внешнему виду исполнения, так и по габаритным размерам, в соответствии с ГОСТ 2213-79, что придаёт заявленному предохранительному устройству универсальность и позволяет использовать в качестве предохранителя - вставки, расширяя область использования, а также упрощает и повышает удобства эксплуатации и безопасности использования предохранительного устройства (простота установки при замене, исключение присоединительных монтажных работ, поскольку с каждой стороны контактные колпачки переходят в цилиндрический контактный выступ соосно осевой линии корпуса, который способствует и облегчает монтаж заявленного предохранительного устройства).From the above it follows. The execution of the body of the safety device in the form of a pipe, the ends of which are closed by the contact caps rigidly fixed to them, made of conductive material, with a cylindrical contact protrusion coaxially with the center line of the body, as well as the introduction of an operation indicator comply with the requirements of the standard for AC fuses for voltage of 3 kV and above GOST 2213-79, i.e. in the proposed design of the case and the operation indicator, the declared safety device can be standardized both in terms of appearance and overall dimensions, in accordance with GOST 2213-79, which gives the declared safety device versatility and allows you to use inserts as a fuse, expanding area of use, and also simplifies and increases the ease of operation and safety of use of the safety device (ease of installation when replacing, exclusion of connecting installation work, since on each side the contact caps go into a cylindrical contact protrusion coaxially with the center line of the body, which facilitates and facilitates the installation of the declared safety device ).
Кроме того, введение указателя срабатывания обеспечивает возможность получения визуального сигнала о наличии аварийной ситуации и срабатывании предохранительного устройства, что является информативно достоверным.In addition, the introduction of the operation indicator provides the possibility of obtaining a visual signal about the presence of an emergency and the operation of the safety device, which is informatively reliable.
Введение в заявляемое предохранительное устройство узла управления расцепителем исключает возможность необоснованного отключения потребителя, поскольку узел управления расцепителем выполняет функцию критерия перегрузки и позволяет организовать срабатывание расцепителя только под действием тока с частотой сети, превышающем конкретно заданное значение. В этом случае заявленное предохранительное устройство с электромагнитным расцепителем, в отличие от известных, работает избирательно, исключая срабатывание при импульсных перенапряжениях или от случайных импульсных перегрузок.The introduction of the release control unit into the claimed safety device excludes the possibility of unjustified disconnection of the consumer, since the release control unit performs the function of an overload criterion and makes it possible to organize the release of the release only under the action of a current with a network frequency exceeding a specific specified value. In this case, the claimed safety device with an electromagnetic release, in contrast to the known ones, operates selectively, excluding operation in the event of impulse overvoltages or from accidental impulse overloads.
Кроме того, в заявляемом предохранительном устройстве при взаимодействии якоря и зацепа как при замыкании электрической цепи, так и при аварийном разрыве, отсутствует преобразование одногоIn addition, in the claimed safety device, with the interaction of the armature and the hook, both when the electrical circuit is closed, and in the event of an emergency break, there is no transformation of one
- 7 036803 вида движения в другое, поскольку движение зацепа под воздействием движения якоря является продолжением движения якоря. Это позволяет снизить требуемое для этого силовое воздействие на якорь, зависящее от величины формируемой электромагнитной индукции, и, как следствие, упростить конструкцию неподвижного сердечника катушки индуктивности и всей электромагнитной системы расцепителя в целом.- 7 036803 types of movement to another, since the movement of the hook under the influence of the movement of the anchor is a continuation of the movement of the anchor. This makes it possible to reduce the force effect on the armature required for this, which depends on the magnitude of the generated electromagnetic induction, and, as a consequence, to simplify the design of the stationary core of the inductor and the entire electromagnetic system of the release as a whole.
Простота исполнения механизма свободного расцепления, указателя срабатывания, возможность снижения рабочего значения электромагнитной индукции, что упрощает электромагнитную систему устройство, простота восстановления работоспособности после срабатывания (использование мононити) в совокупности упрощают заявленное предохранительной устройство, по сравнению с прототипом.The simplicity of the implementation of the free-release mechanism, the operation indicator, the possibility of reducing the operating value of the electromagnetic induction, which simplifies the electromagnetic system of the device, the simplicity of restoring the operability after operation (using a monofilament) in aggregate simplify the declared safety device, in comparison with the prototype.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что заявленное предохранительное устройство решает проблему создания усовершенствованного токового предохранительного устройства, которое исключает возможность срабатывания по случайной кратковременной пиковой токовой перегрузке или по перегрузке по току, вызванной импульсным перенапряжением. При осуществлении заявленного предохранительного устройства достигается технический результат:Thus, from the foregoing, it follows that the claimed safety device solves the problem of creating an improved current safety device, which excludes the possibility of operation due to accidental short-term peak current overload or current overload caused by surge voltage. When implementing the declared safety device, the following technical result is achieved:
упрощение конструктивного исполнения предохранительного устройства, за счёт упрощения конструктивного исполнения расцепителя и механизма свободного расцепления;simplification of the design of the safety device, due to the simplification of the design of the release and the free-release mechanism;
возможность избирательной реакции на изменения тока в защищаемой цепи, а именно: отсутствие реакции на изменения тока, вызванные импульсными перенапряжениями, в том числе и случайными пиковыми перенапряжениями;the possibility of a selective reaction to changes in the current in the protected circuit, namely: lack of reaction to changes in current caused by impulse overvoltages, including accidental peak overvoltages;
исключение необоснованного отключения потребителя;exclusion of unreasonable disconnection of the consumer;
возможность получения достоверной информации о срабатывании устройства;the ability to obtain reliable information about device triggering;
повышение удобства эксплуатации и безопасности предохранительного устройства;improving the usability and safety of the safety device;
расширение области использования путём создания универсального предохранительного устройства за счёт возможности стандартизации предохранительного устройства.expansion of the area of use by creating a universal safety device due to the possibility of standardizing the safety device.
Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено предпочтительное исполнение устройства, в частности:The essence of the invention is illustrated by drawings, which shows a preferred embodiment of the device, in particular:
фиг. 1 содержит предохранительное устройство в исходном состоянии, вертикальный разрез.fig. 1 contains the safety device in its original state, vertical section.
фиг. 2 содержит предохранительное устройство в рабочем состоянии, вертикальный разрез.fig. 2 contains a safety device in working order, vertical section.
фиг. 3 содержит узел управления расцепителем, смонтированный на двусторонней монтажной плате.fig. 3 contains the release control unit mounted on a double-sided circuit board.
фиг. 4 содержит узел управления расцепителем, смонтированный на двусторонней монтажной плате, вид A.fig. 4 contains the release control unit mounted on a double-sided mounting plate, view A.
Описание вариантов осуществленияDescription of embodiments
Заявленное предохранительное устройство содержит корпус 1 в виде трубы с контактными колпачками 2, 3 с цилиндрическим контактным выступом, электромагнитный расцепитель 4, узел 5 управления расцепителем, механизм свободного расцепления 6, указатель срабатывания 7.The claimed safety device comprises a body 1 in the form of a pipe with contact caps 2, 3 with a cylindrical contact protrusion, an electromagnetic release 4, a release control unit 5, a free-release mechanism 6, an operation indicator 7.
Электромагнитный расцепитель 4 содержит магнитопровод 8, катушку индуктивности 9 с магнитным сердечником 10 и якорем 11.The electromagnetic release 4 contains a magnetic circuit 8, an inductor 9 with a magnetic core 10 and an armature 11.
Узел 5 управления расцепителем содержит параллельно соединённые самовосстанавливающийся предохранитель 12 (термистор) и варистор 13. Узел 5 собран на двусторонней монтажной плате 14.The trip unit control unit 5 contains a parallel-connected self-resetting fuse 12 (thermistor) and a varistor 13. Unit 5 is assembled on a double-sided circuit board 14.
Механизм свободного расцепления 6 содержит направляющий элемент 15, втулку 16, отключающую пружину 17, амортизационную пружину 18, мононить 19.The free-release mechanism 6 contains a guide element 15, a bushing 16, an opening spring 17, a shock-absorbing spring 18, monofilament 19.
Корпус 1 устройства выполнен из изоляционного материала в виде трубы, торцы которой закрыты жёстко закрепленными на них, выполненными из токопроводящего материала, контактными колпачками 2, 3 с цилиндрическим контактным выступом соосно осевой линии корпуса. В колпачках 2, 3 выполнены осевые сквозные отверстия соосно с осью корпуса 1. Внутри корпуса 1 в противоположных концах размещены электромагнитный расцепитель 4 (далее - расцепитель) и механизм свободного расцепления 6 (далее - механизм расцепления).The body 1 of the device is made of an insulating material in the form of a pipe, the ends of which are closed by contact caps 2, 3 rigidly fixed to them, made of conductive material, with a cylindrical contact protrusion coaxially with the axial line of the body. In the caps 2, 3, axial through holes are made coaxially with the axis of the body 1. Inside the body 1, at opposite ends, there is an electromagnetic release 4 (hereinafter referred to as the release) and a free-release mechanism 6 (hereinafter referred to as the release mechanism).
Магнитопровод 8 выполнен в виде кольца, с усилием вставлен в корпус 1 устройства и плотно, по периметру охватывает катушку индуктивности 9 с неподвижным сердечником 10, в котором выполнено сквозное осевое отверстие, соосное с осью корпуса 1.The magnetic circuit 8 is made in the form of a ring, is forcefully inserted into the housing 1 of the device and tightly, along the perimeter, covers the inductance coil 9 with a fixed core 10, in which a through axial hole is made, coaxial with the axis of the housing 1.
К выводам параллельно соединённых термистора 12 и варистора 14 первым и вторым выводами параллельно подключена катушка индуктивности 9, при этом первый вывод электрически соединён с магнитопроводом 8, а второй электрически соединён с контактным колпачком 3, закреплённым на том же конце корпуса 1.An inductance coil 9 is connected in parallel to the terminals of the thermistor 12 and varistor 14 connected in parallel with the first and second terminals, while the first terminal is electrically connected to the magnetic circuit 8, and the second is electrically connected to the contact cap 3 fixed at the same end of the housing 1.
Двусторонняя монтажная плата 14, выполнена в форме шайбы (фиг. 2), закреплённой в корпусе 1 устройства с возможностью обеспечения электрического контакта соответствующих выводов катушки индуктивности 9 с магнитопроводом 8 и контактным колпачком 3. Для обеспечения соответствующих электрических контактов двусторонняя плата 14 нижним окаймляющим по периметру проводящим слоем прижата к магнитопроводу 8 катушки индуктивности 4 контактным колпачком 3, закреплённым со стороны расцепителя. Верхним окаймляющим по периметру проводящим слоем плата 14 прижата кDouble-sided wiring board 14, made in the form of a washer (Fig. 2), fixed in the body 1 of the device with the possibility of providing electrical contact of the corresponding terminals of the inductor 9 with the magnetic circuit 8 and the contact cap 3. To ensure the corresponding electrical contacts, the double-sided board 14 with the lower border around the perimeter a conductive layer is pressed to the magnetic circuit 8 of the inductor 4 by a contact cap 3, fixed on the side of the release. The upper bordering along the perimeter of the conductive layer, the board 14 is pressed against
- 8 036803 внутренней поверхности колпачка 3. При этом первый и второй выводы катушки индуктивности распаяны на нижнюю и верхнюю проводящую поверхность монтажной платы соответственно.- 8 036803 of the inner surface of the cap 3. In this case, the first and second leads of the inductor are soldered to the lower and upper conducting surface of the circuit board, respectively.
Подпружиненный якорь 11 размещён на торце катушки 9, обращенном внутрь корпуса 1, с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении, перпендикулярном осевой линии сердечника 10 катушки 9. В якоре 11 выполнено сквозное отверстие 20, ось которого параллельна оси корпуса 1. Якорь 11 под действием разжатой пружины 21 занимает исходное положение, при котором осевая линия выполненного в нём отверстия 20 находится на расстоянии от проходящей через отверстие осевой линии корпуса 1 и сдвинута в сторону от пружины 21 якоря 11. Внутри сквозного отверстия в якоре 11 со стороны пружины 21 параллельно стенкам отверстия выполнена с ступенчатая выемка, при этом основание ступеньки обращено внутрь корпуса.The spring-loaded armature 11 is placed on the end of the coil 9, facing the inside of the housing 1, with the possibility of reciprocating movement in a direction perpendicular to the axial line of the core 10 of the coil 9. The armature 11 has a through hole 20, the axis of which is parallel to the axis of the housing 1. Anchor 11 under the action of the deflated spring 21 occupies the initial position in which the centerline of the hole 20 made in it is at a distance from the centerline of the housing 1 passing through the hole and is shifted away from the spring 21 of the armature 11. Inside the through hole in the armature 11 from the side of the spring 21 parallel to the walls of the hole made with a stepped recess, with the base of the step facing into the body.
Указатель срабатывания 7 размещён в конце корпуса 1, противоположном расцепителю 4. Первый конец 22 указателя 7 размещён соосно в контактном выступе соответствующего контактного колпачка 2 с возможностью выхода наружу. Второй конец 23 указателя размещён соосно внутри корпуса 1 устройства. Указатель срабатывания 7 имеет возможность осевого возвратно-поступательного перемещения на фиксированную величину. Второй конец 23 указателя срабатывания 7 подпружинен пружиной 25 со стороны токопроводящей контактной шайбы 26, которая является для второго конца 23 указателя 7 направляющей и прижата к торцу корпуса 1 соответствующим контактным колпачком 2 на расстоянии от его внутренней поверхности, обеспечивающем возможность осевого возвратно-поступательного перемещения указателя 7 на фиксированную величину.The operation indicator 7 is located at the end of the housing 1, opposite the release 4. The first end 22 of the indicator 7 is located coaxially in the contact ledge of the corresponding contact cap 2 with the possibility of going out. The second end 23 of the pointer is located coaxially inside the housing 1 of the device. The operation indicator 7 has the ability to axially reciprocate by a fixed amount. The second end 23 of the operation indicator 7 is spring-loaded by a spring 25 from the side of the conductive contact washer 26, which is a guide for the second end 23 of the indicator 7 and is pressed against the end of the housing 1 by the corresponding contact cap 2 at a distance from its inner surface, allowing for axial reciprocating movement of the indicator 7 by a fixed amount.
Направляющий элемент 15 имеет в поперечном сечении окружность и вставлен в корпус устройства соосно, с усилием, с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Из направляющего элемента 15 со стороны, обращенной к расцепителю 4, выступает втулка 16, закреплённая в нём неподвижно и соосно, выполненная из токопроводящего материала, выступающий конец которой выполнен с возможностью зацепа в сквозном отверстии якоря 11, которое выполнено с возможностью фиксации зацепа, выполненного, например, в форме грибка 24.The guide element 15 has a circumference in cross-section and is inserted into the body of the device coaxially, with force, with the possibility of reciprocating movement. From the guide element 15, on the side facing the release 4, a bushing 16 protrudes, fixed in it motionlessly and coaxially, made of a conductive material, the protruding end of which is made with the possibility of engaging in the through hole of the armature 11, which is made with the possibility of fixing the hook made, for example, in the form of a fungus 24.
С противоположной стороны направляющего элемента 15 размещена токопроводящая отключающая пружина 17, внутри которой соосно свободно размещена амортизационная пружина 18.On the opposite side of the guide element 15, there is a conductive shut-off spring 17, inside which a shock-absorbing spring 18 is freely arranged coaxially.
Первый конец отключающей пружины 17 электрически соединён с соответствующим контактным колпачком 2, например, указатель срабатывания 7 выполнен из токопроводящего материала, а первый конец отключающей пружины закреплён на втором конце 23 указателя срабатывания 7. Второй конец отключающей пружины 17 закреплён на втулке 16.The first end of the opening spring 17 is electrically connected to the corresponding contact cap 2, for example, the operation indicator 7 is made of conductive material, and the first end of the opening spring is attached to the second end 23 of the operation indicator 7. The second end of the opening spring 17 is fixed to the sleeve 16.
Через отверстия во втулке 16, в якоре 11, в сердечнике 10 катушки 9 и через отверстие во втором контактном колпачке 3, протянута мононить 19, один конец которой зафиксирован снаружи на втором контактном колпачке 3, например, оконцован узлом и зафиксирован во втулке. Второй конец мононити жёстко соединён со вторым концом амортизационной пружины 18, также, например, оконцован узлом и зафиксирован во втулке. Первый конец амортизационной пружины закреплён на втором конце 23 указателя срабатывания 7. При этом мононить 19 зафиксирована в натянутом состоянии. В качестве мононити может быть использована леска.Through the holes in the sleeve 16, in the armature 11, in the core 10 of the coil 9 and through the hole in the second contact cap 3, a monofilament 19 is stretched, one end of which is fixed on the outside on the second contact cap 3, for example, terminated with a knot and fixed in the sleeve. The second end of the monofilament is rigidly connected to the second end of the damping spring 18, also, for example, is terminated with a knot and fixed in the bushing. The first end of the damping spring is attached to the second end 23 of the actuation indicator 7. In this case, the monofilament 19 is fixed in a tensioned state. Monofilament can be used as monofilament.
Направляющий элемент 15 в механизме свободного расцепления 6 может быть выполнен в виде стакана, который вставлен в корпус 1 устройства с возможностью возвратно-поступательного перемещения и обращен дном в сторону расцепителя 4. Втулка 16 закреплена в дне стакана, а внутри стакана размещена токопроводящая отключающая пружина 17, внутри которой соосно свободно размещена амортизационная пружина 18. Второй конец отключающей пружины 17 закреплён с внутренней стороны стакана на втулке 16, а второй конец амортизационной пружины жёстко соединён со вторым концом мононити 19, протянутой через втулку 16.The guiding element 15 in the free-release mechanism 6 can be made in the form of a cup, which is inserted into the body 1 of the device with the possibility of reciprocating movement and facing the bottom towards the release 4. The sleeve 16 is fixed in the bottom of the cup, and a conductive disconnecting spring 17 is located inside the cup , inside of which a shock-absorbing spring 18 is freely located coaxially. The second end of the shut-off spring 17 is fixed on the inner side of the cup on the sleeve 16, and the second end of the shock-absorbing spring is rigidly connected to the second end of the monofilament 19 stretched through the sleeve 16.
Заявленное предохранительное устройство собирают следующим образом. На второй конец 23 указателя срабатывания 7 надевают пружину 25, которую поджимают токопроводящей контактной шайбой 26. Амортизационную пружину 18 помещают внутрь отключающей пружины 17. На выступающем из шайбы 26 втором конце 23 указателя срабатывания закрепляют первые концы пружин 17, 18. Второй конец отключающей пружины 17 закрепляют на втулке 16. Через втулку 16 протягивают второй конец мононити 19, оконцовывают узлом место соединения мононити 19 со вторым концом амортизационной пружины 18 и фиксируют в соединительной втулке 27. Собранный узел вставляют в стакан направляющего элемента 15. При этом нить выходит из втулки наружу. На первый конец 22 указателя срабатывания 7 надевают контактный колпачок 2 и прижимают, вращая колпачок по резьбе, шайбу 26 к корпусу 1 устройства.The claimed safety device is assembled as follows. On the second end 23 of the operation indicator 7, a spring 25 is put on, which is pressed by a conductive contact washer 26. The damping spring 18 is placed inside the opening spring 17. On the second end 23 of the operation indicator protruding from the washer 26, the first ends of the springs 17, 18 are fixed. The second end of the opening spring 17 fixed on the bushing 16. The second end of the monofilament 19 is pulled through the bushing 16, the junction of the monofilament 19 with the second end of the shock-absorbing spring 18 is terminated with a knot and fixed in the connecting bushing 27. The assembled unit is inserted into the glass of the guide element 15. The thread comes out of the bushing. A contact cap 2 is put on the first end 22 of the operation indicator 7 and the washer 26 is pressed against the body 1 of the device by rotating the cap along the thread.
Затем собирают расцепитель 4. Через отверстия в якоре 11 и в сердечнике 10 катушки 9 протягивают мононить 19. Катушку 9 с сердечником 10 и подпружиненным якорем 11 вставляют в магнитопровод 8. Протягивают мононить 19 через монтажную плату 14 и закрепляют её на сердечнике 10 катушки 9 посредством упоров (не показано). Соединяют выводы катушки 4 с узлом 5 управления расцепителем. Собранный узел вставляют в корпус 1 устройства. Для надёжной фиксации расцепителя внутри корпуса 1 расцепитель опирается на направляющую шайбу 28, зафиксированную в стенке корпуса 1, через которую также протянута мононить 19. Через отверстие в контактном колпачке 3 протягивают мононить иThen, the release is assembled 4. Through the holes in the armature 11 and in the core 10 of the coil 9, pull the monofilament 19. The coil 9 with the core 10 and the spring-loaded armature 11 is inserted into the magnetic circuit 8. The monofilament 19 is pulled through the mounting plate 14 and fixed on the core 10 of the coil 9 by stops (not shown). Connect the leads of the coil 4 with the release control unit 5. The assembled unit is inserted into the body 1 of the device. To securely fix the release inside the housing 1, the release rests on a guide washer 28, fixed in the wall of the housing 1, through which the monofilament 19 is also extended. Through the hole in the contact cap 3, a monofilament is pulled and
- 9 036803 закрывают колпачком 3 открытый конец корпуса 1, прижимая одновременно монтажную плату к магнитопроводу и к внутренней поверхности колпачка 3. В конце сборки приводят мононить в натянутое состояние, для чего натягивают её до ощущения лёгкого сопротивления пружин 17, 18. Свободный конец нити фиксируют любым способом, например, пропускают через фиксирующую втулку и оконцовывают узлом.- 9 036803 close the open end of the housing 1 with a cap 3, simultaneously pressing the circuit board to the magnetic circuit and to the inner surface of the cap 3. At the end of the assembly, the monofilament is brought into a taut state, for which it is pulled until a slight resistance of the springs 17, 18 is felt. The free end of the thread is fixed in any way, for example, passed through a locking sleeve and terminated with a knot.
Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии зацеп механизма свободного расцепления находится на расстоянии от якоря, соответствующем длине мононити. Первый конец указателя срабатывания выступает наружу из контактного колпачка 2. Для приведения предохранительного устройства в рабочее состояние, мононить вытягиваю из корпуса устройства за конец, зафиксированный снаружи колпачка 3. В результате направляющий элемент вместе с пружинами 17, 18 начинает перемещаться в сторону расцепителя. Мононить вытягивают до получения звукового сигнала - щелчка, который формируется в результате попадания зацепа 24 втулки 16 в отверстие 20 якоря благодаря выполненной в нём ступеньки. В результате соединённая с ним токопроводящая пружина, подключенная электрически к колпачку 2, замыкает электрическую цепь между контактными колпачками 2 и 3. При этом второй конец указателя срабатывания смещается вглубь корпуса, увлекаемый отключающей пружиной. В результате первый конец указателя фиксируется внутри контактного выступа колпачка 2. Мононить отпускают, и она возвращается в исходное натянутое состояние. Одновременно возвращается в исходное состояние амортизационная пружина. Через устройство начинает протекать ток. В штатном режиме при номинальном токе, не приводящем к срабатыванию термистора (переходу в разрывное состояние), весь ток проходит через термистор, так как сопротивления катушки индуктивности и варистора значительно выше сопротивления термистора. Расцепитель не срабатывает.The device works as follows. In the initial state, the hook of the free release mechanism is at a distance from the armature corresponding to the length of the monofilament. The first end of the actuation indicator protrudes outward from the contact cap 2. To bring the safety device into working condition, pull the monofilament out of the device body by the end fixed outside the cap 3. As a result, the guide element, together with the springs 17, 18, begins to move towards the release. The monofilament is pulled out until a sound signal is received - a click, which is formed as a result of hitting the hook 24 of the sleeve 16 into the hole 20 of the armature due to the step made in it. As a result, a conductive spring connected to it, electrically connected to the cap 2, closes the electrical circuit between the contact caps 2 and 3. In this case, the second end of the actuation indicator is displaced deep into the body, carried away by the disconnecting spring. As a result, the first end of the pointer is fixed inside the contact protrusion of the cap 2. The monofilament is released and it returns to its original tensioned state. At the same time, the damping spring returns to its original state. Current begins to flow through the device. In normal mode, at a rated current that does not trigger the thermistor (transition to a discontinuous state), all current flows through the thermistor, since the resistances of the inductor and varistor are much higher than the resistance of the thermistor. The release does not trip.
В режиме импульсных перенапряжений термистор за время существования импульса не успевает изменить своё сопротивление до разрывного состояния и остаётся в проводящем состоянии. При этом в режиме импульсных перенапряжений значительно снижается сопротивление варистора (гашение импульсов перенапряжения варистором). В результате в режиме импульсных перенапряжений электрический режим катушки индуктивности не изменяется и расцепитель не срабатывает.In the mode of impulse overvoltages, the thermistor does not have time to change its resistance to the discontinuous state during the lifetime of the impulse and remains in the conducting state. At the same time, in the mode of overvoltage impulses, the resistance of the varistor is significantly reduced (suppression of overvoltage impulses by the varistor). As a result, in the mode of impulse overvoltages, the electrical mode of the inductor does not change and the release does not trip.
В случае возникновения аварийной ситуации ток в контролируемой цепи резко возрастает, нагревая полимер термистора. При определенной температуре, соответствующей заданному номинальному току срабатывания, происходит срабатывание термистора и термистор переходит из проводящего состояния в разрывное состояние. Сопротивление варистора значительно выше сопротивления катушки индуктивности. В этом случае весь ток проходит через электромагнитный расцепитель. Под действием увеличившегося электромагнитного потока якорь сжимает свою пружину и сдвигается в сторону от осевой корпуса, одновременно сдвигая выполненное в нём отверстие. Зацеп соскальзывает со ступеньки и размыкает электрический контакт с расцепителем. Происходит отстрел зацепа и зацеп вместе с направляющим элементом стремительно падают на амортизационную пружину, которая передаёт силу удара на второй конец указателя срабатывания и он выходит наружу из колпачка 2, сигнализируя о срабатывании предохранительного устройстваIn the event of an emergency, the current in the monitored circuit rises sharply, heating the thermistor polymer. At a certain temperature corresponding to a given rated operating current, the thermistor is triggered and the thermistor changes from a conducting state to a discontinuous state. The resistance of the varistor is significantly higher than the resistance of the inductor. In this case, all current flows through the electromagnetic release. Under the influence of the increased electromagnetic flux, the armature compresses its spring and moves away from the axial body, simultaneously shifting the hole made in it. The hook slides off the step and opens the electrical contact with the release. The hook is fired off and the hook, together with the guide element, rapidly fall on the shock-absorbing spring, which transfers the impact force to the second end of the actuation indicator and it goes out of the cap 2, signaling the actuation of the safety device
Claims (9)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017123107A RU2649661C1 (en) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | Safety device |
| PCT/RU2018/050066 WO2019004876A1 (en) | 2017-06-29 | 2018-06-27 | Safety device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA202090171A1 EA202090171A1 (en) | 2020-04-21 |
| EA036803B1 true EA036803B1 (en) | 2020-12-22 |
Family
ID=61867471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA202090171A EA036803B1 (en) | 2017-06-29 | 2018-06-27 | Safety device |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA036803B1 (en) |
| GE (1) | GEP20217278B (en) |
| MD (1) | MD4836C1 (en) |
| RU (1) | RU2649661C1 (en) |
| WO (1) | WO2019004876A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2685246C1 (en) * | 2018-08-02 | 2019-04-17 | Общество с ограниченной ответственностью "СвердловЭлектро-Силовые трансформаторы" (ООО "СВЭЛ-Силовые трансформаторы) | Safety device |
| EA035099B1 (en) * | 2018-08-02 | 2020-04-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Свердловэлектро-Силовые Трансформаторы" (Ооо "Свэл-Силовые Трансформаторы") | Protective device |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040000983A1 (en) * | 2002-06-26 | 2004-01-01 | John Kennedy | Multiple conductor indicator |
| CN201001023Y (en) * | 2007-01-15 | 2008-01-02 | 上海盛善电气有限公司 | Power supply protective circuit of apparatus instrument |
| RU78985U1 (en) * | 2008-07-09 | 2008-12-10 | Открытое акционерное общество "Дивногорский завод низковольтных автоматов" (ОАО "ДЗНВА") | ELECTROMAGNETIC CIRCUIT BREAKER |
| RU2407127C2 (en) * | 2006-06-08 | 2010-12-20 | Дэн + Зёне Гмбх + Ко. Кг | Current fuse with additional mechanical circuit breaker, preferably in form of striker, for use in overvoltage protection devices |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0205762D0 (en) * | 2002-03-12 | 2002-04-24 | Cooper Technologies Co | Fuse assembly |
| RU152790U1 (en) * | 2014-10-23 | 2015-06-20 | Ирина Алексеевна Хатанова | HIGH VOLTAGE FUSE FOR THE PROTECTION OF NONLINEAR SURFACE LIMITERS |
-
2017
- 2017-06-29 RU RU2017123107A patent/RU2649661C1/en active
-
2018
- 2018-06-27 WO PCT/RU2018/050066 patent/WO2019004876A1/en active Application Filing
- 2018-06-27 MD MDA20200005A patent/MD4836C1/en active IP Right Grant
- 2018-06-27 EA EA202090171A patent/EA036803B1/en unknown
- 2018-06-27 GE GEAP201815264A patent/GEP20217278B/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040000983A1 (en) * | 2002-06-26 | 2004-01-01 | John Kennedy | Multiple conductor indicator |
| RU2407127C2 (en) * | 2006-06-08 | 2010-12-20 | Дэн + Зёне Гмбх + Ко. Кг | Current fuse with additional mechanical circuit breaker, preferably in form of striker, for use in overvoltage protection devices |
| CN201001023Y (en) * | 2007-01-15 | 2008-01-02 | 上海盛善电气有限公司 | Power supply protective circuit of apparatus instrument |
| RU78985U1 (en) * | 2008-07-09 | 2008-12-10 | Открытое акционерное общество "Дивногорский завод низковольтных автоматов" (ОАО "ДЗНВА") | ELECTROMAGNETIC CIRCUIT BREAKER |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA202090171A1 (en) | 2020-04-21 |
| RU2649661C1 (en) | 2018-04-05 |
| WO2019004876A1 (en) | 2019-01-03 |
| MD20200005A2 (en) | 2020-07-31 |
| MD4836C1 (en) | 2023-06-30 |
| GEP20217278B (en) | 2021-07-26 |
| MD4836B1 (en) | 2022-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10811867B2 (en) | Hybrid air-gap / solid-state circuit breaker | |
| US7751161B2 (en) | Leakage current detection and interruption circuit | |
| US6118639A (en) | Fast acting disconnect system for protecting surge suppressors and connected utilization equipment from power line overvoltages | |
| US7423854B2 (en) | Interruption circuit with improved shield | |
| US8659857B2 (en) | Leakage current detection and interruption circuit powered by leakage current | |
| KR102127918B1 (en) | Fast switch fault current limiter and current limiter system | |
| US7692903B2 (en) | Apparatus and method for controlling a circuit breaker trip device | |
| KR19990044604A (en) | Electrical switch | |
| CA2898506C (en) | Medium voltage controllable fuse | |
| US2513564A (en) | Bimetallic overload circuit breaker | |
| JP2016521429A (en) | Overvoltage protection device with short-circuit function to protect equipment and personnel | |
| US4617544A (en) | High voltage, high rupture capacity fuse | |
| US9912141B2 (en) | Fault current limiter arrangement | |
| EA036803B1 (en) | Safety device | |
| US3365616A (en) | Overvoltage protection system for electrical apparatus with current limiting fuse and removable oil fuse in series on line side | |
| AU2003214138B2 (en) | Circuit breaker having fault-current cutoff | |
| WO2020027703A1 (en) | Safety device | |
| EA035099B1 (en) | Protective device | |
| KR101264565B1 (en) | Surge protector apparatus having one piece overheat protection and moment cutoff function based on surge suppression device | |
| CN102005344B (en) | Tripping gear of frame-type breaker | |
| RU2047237C1 (en) | Automatic switch | |
| US2628269A (en) | Circuit interrupter | |
| US2453395A (en) | Fuse | |
| SK285827B6 (en) | Device for triggering an overload circuit breaker |