FI82997C - Kretsavbrytare. - Google Patents

Description

82997 PIIRIKATKAISIJA - KRETSAVBRYTARE Keksinnön tausta

Konventionaaliset piirikatkaisijat on yleensä sijoitettu käyttöpaikalle joko yksinään tai vierekkäisten yksiköiden riveihin. Näissä yksiköissä voi olla kytkinvipu, joka pistää ulos piirikat-kaisijasta tai monta kytkintä, jotka on sijoitettu koteloon. Molemmissa tapauksissa kytkinvivulla on kaksi ääriasentoa ja yksi keskiasento. Kun suoraan piirikatkaisijaan kytketty kuormituspii-ri ylikuormittuu, piiri laukeaa, mikä aiheuttaa ohjausvivun siirtymisen KIINNI ääriasennosta väliasentoon samoinkuin kuormitus-piiriin kytketyn virran katkaisemisen. Kun monta tällaista pii-rikatkaisijaa on ryhmässä, kuten ne konventionaalisesti ovat, on vaikeaa todeta, minkä piirikatkaisijan kytkinvipu tai kytkin on lauenneessa asennossa, varsinkin kun useimmat piirikatkaisijat ovat kellarissa tai vastaavissa hämärissä tiloissa. Lisäksi varsinkin kun piirikatkaisijat ovat heikosti valaistuissa tiloissa, on usein vaikeaa määrittää määrätty piirikatkaisija, joka on lau-: ennut. Tämä on tietysti tärkeää, koska kun ylikuormittuminen e- : siintyy ja piiri on lauennut, se on löydettävä ja korjattava en nen piirikatkaisijan palauttamista siirtämällä toimintavipu tai kytkin AUKI ääriasentoon ennenkuin se voidaan siirtää KIINNI a-sentoon.

U.S. patentti ^,056,816 Raul Guimille julkaisee valaisevan piiri-katkaisijan, joka käyttää hyväksi valoa lähettävää diodia ilmaisemaan, että piirikatkaisija on lauennut. Tämä diodi on sijoitettu piiriin, joka on rinnan piirikatkaisijan pääkytkimen kanssa, joka sisältää vastuksen sarjassa valoa lähettävän diodin kanssa.

: Kuitenkin Guimin patentissa julkaistussa laitteessa on todettu se vaikeus, että sen kestämä maksimijännite on rajoitettu. Jännite olosuhteet yleisessä jakeluverkossa, tai vastaavasti labo-ratoriotesteissä simuloimalla saavutetut yleisessä jakeluverkossa mahdolliset jännitteet, vaativat näiden laitteiden kestävän 1500 : volttia, kun kytkin on laukaistu. Tässä laukaistussa tilanteessa 2 82997 jokainen piirikatkaisijän yli vaikuttava korkeajännite tulee syötetyksi kuormaan, joka on sarjassa valoa lähettävän diodin kanssa ja vastukseen, jota käytetään jännitteen alennuselementtinä. Koska valoa lähettävän diodin ja vastuksen impedanssi on tyypillisesti noin 25 000 ohmia, koko jännite vaikuttaa tämän vastuksen poikki sen puoliaallon aikana, kun valoa lähettävä diodi on johtava, koska impedanssi on monta kertaa suurempi kuin kuorma.

Täten Guimin patentissa käytettävän vastuksen täytyy olla usean wa-tin luokkaa sen lämpösäteilyn vuoksi ympäristöön, jossa ei ole mitään tuuletusta eikä lämmönjohtoteitä piirikatkaisijan ulkopuolelle. Lisäksi vastuksen tulee olla riittävän pitkä jännitegradien-tin kestämiseksi, joka esiintyy pitkin vastuksen pituutta. Piiri-katkaisijan rajoitetun tilan vuoksi on ehdottomasti mahdotonta sijoittaa tällainen vastus sen sisään, ja konventionaaliset vastukset, joita käytetään, rikkoutuvat korkean lämpötilan vääntymisen tai niiden yhteisvaikutuksen vuoksi.

Yhteenveto keksinnöstä Tämä keksintö voittaa kaikki aikaisemmat vaikeudet aikaansaamalla valaisevan ilmaisinpiirin konventionaalisia piirikatkaisijoita var-'! ten, joka suojaa epänormaaleilta jännitteiltä ylikuormasta johtuvan laukaisun tapahtuessa tai koestettaessa simuloidussa vastaavis-sa olosuhteissa. Tämä piiri käyttää hyväksi reaktiivista elementtiä kuten kondensaattoria, joka on sijoitettu sarjaan valoa lähet-: : tävän diodin kanssa. Tämä ilmaisupiiri on kytketty rinnan piiri- katkaisijan pääkosketinten kanssa. Kun piirikatkaisija on lauennut, liikkuva kosketin siirtyy pois kiinteältä kosketti-melta johtuen lämpösähköisen tai magneettisen laukaisuelementin toiminnasta. Tämä liike avaa piirin linjaliittimen ja piirin kuorman välillä. Samanaikaisesti piiri, joka on rinnan pääkoskettimien kanssa ja sisältää kondensaattorin ja valoa lähettävän diodin on kytketty linjaliittimeen ja piirin kuorman väliin. Tällä hetkellä valoa lähettävä diodi on valaistuna ja voidaan helposti määrit-tää, mikä monista piirikatkaisijoista on lauennut.

Tämän keksinnön yllä olevat ja muut kohteet, tunnusmerkit ja edut 3 82997 tulevat selvemmin esille patenttivaatimuksista ja selostuksesta, johon liittyvät liitteenä olevat piirustukset.

Lyhyt selostus piirustuksista

Kuva 1 on poikkileikkausnäkymä konventionaalisesta piirikatkaisi-jasta, johon sisältyy tämän keksinnön mukainen ilmaisupiiri; kuva 2 on poikkileikkausnäkymä konventionaalisesta piirikatkaisi-jasta sisältäen tämän keksinnön mukaisen ilmaisupiirin sen jälkeen kun katkaisija on lauennut; kuva 3 on kaaviokuva virtapiiristä kuvassa 1 sekä KIINNI että AUKI asennossa; kuva 4 on kuvan 2 piirikatkaisijan piirikaavio; kuva 5 on piirikaavio magneettisesta piirikatkaisijasta sekä KIINNI että AUKI asennossa; ja kuva 6 on kuvan 5 piirikaavio kun piirikatkaisija on lauennut. Yksityiskohtainen selostus keksinnöstä

Kuten kuvissa 1 ja 2 on esitetty standardi lämpösähköisesti aktivoitu piirikatkaisija on varustettu kotelolla 10, joka on sopivaa eristävää materiaalia. Piirikatkaisijan kansi on poistettu piirustuksis-: ta, jotta sen sisäosat saadaan näkyviin. Vaikkakaan ei ole tärkeätä : tälle määrätylle keksinnölle, kotelo ja kansi on tyypillisesti val mistettu eristävästä muovista. On olemassa kytkinvipu 14, joka pistää ulos kotelon 12 osan läpi. Kuten kuvassa 1 on esitetty, kytkin-vipu 14 on esitetty KIINNI asennossa ehjillä viivoilla, ja AUKI a-sennossa 14' katkoviivoilla. Lisäksi kuva 2 esittää kytkinvipua lauenneessa asennossa.

Kiinteä kosketin 16 on asennettu linjaliittimeen 18, joka on tarkoitettu liitettäväksi linjakiskoon kun piirikatkaisija on sijoitettu jakotauluun usein sijoitettuna pimeään tai hämärään paikkaan. Liik-: kuva kosketin 20 on asennettu kosketinkannattimeen 22.

4 82997

Katkaisuvarsi 24 on nivelletty kohtaan 26 kotelon 10 sisällä liikkumista varten KIINNI asennon kuvassa 1 ja katkaisuasennon kuvassa 2 välillä. On olemassa myös kiristysjousi 28, jonka toinen pää on kiinnitetty kosketinkannattimeen 22 ja toinen pää katkaisuvarteen 24. Kytkinvipu 14, kosketinkannatin 22 ja jousi 28 muodostavat epä-keskeisen järjestelmän, joka toimii toimintamekanismina liikkuvan koskettimen 20 painamiseksi kiinteää kosketinta 16 vastaan kun jousi 18 on kääntöpisteen 30 yhdellä puolella, kuten kuvassa 1 on esitetty, ja painaen liikkuvaa kosketinta 20 auki asentoon kun jousi 26 on kääntöpisteen 30 toisella puolella, kuten kuvassa 2 on esitetty.

Kuorman liitinruuvi 32 piirikatkaisijän kytkemiseksi kuormituspii-riin on sijoitettu koteloon 10. Tämä ruuvi on*kierretty läpi kiskon 34, joka on ruuvattu koteloon 10 kohdassa 36. Osa 38 on sähköisesti liitetty liikkuvaan koskettimeen 22 joustavalla johdolla 40, joka on tyypillisesti kuparipunosta. Tämä lämpöherkkä osa 38 on yleensä haan muotoinen, bimetallinen termostaattielin, jolla on ainakin kaksi metallikerrosta, joilla on erilainen lämpölaajenimis-kerroin niin, että elementti taipuu kun se joutuu korkeampaan läm-pötilaan. Joustavan johtimen 40 yksi pää on suoraan kiinnitetty bi-metallisen osan 38 yhteen päähän ja sen toinen pää on yhdistetty kosketinkannattimeen 22. Bimetalliosan toinen pää on yhdistetty kis-- kolia 3^ kuorman liitinruuviin 32.

Valoa lähettävä diodi 50 on sijoitettu piiriin, joka on rinnan pii-rikatkaisijan pääkytkimen kanssa, joka katkaisija on linjaliittimen 18 ja kuormaliittimen 32 välissä. Eristetty johdin 42 on yhdistetty yhdestä päästään linjaliittimen 18 taakse ja toisesta päästään virtaa rajoittavaan kondensaattoriin 44. Kondensaattori 44 on puolestaan liitetty johtimella 46 valoa lähettävän diodin 50 yhdelle puolelle 48. Tämä diodi on upotettu kotelon sivulle 12 siten, että se on erittäin hyvin näkyvissä. Valoa lähettävän diodin 50 toinen puoli on liitetty johtimella 52 varteen 51*, jossa on kosketin 56. Kosketin 56 aikaansaa sähköisen liittymän katkaisuvarteen 24, kun varsi on käännetty asentoon 24’, kuten kuvassa 2 on esitetty. Virta 5 82997 kulkee sitten katkaisuvarren 24' läpi kosketinkannattimeen 22, joka on esitetty asennossa 22*. Sitten virta kulkee kosketinkannattimes-ta 22 läpi johtimen 40 bimetallielementtiin 38 ja sitten läpi kiskon 34 kuorman 1iitäntäruuviin 32,johon kuorma on normaalisti kytketty .

Kuten aikaisemmasta tavasta tunnetaan, piirikatkaisija toimii tavalla koskettimien avaamiseksi ja sulkemiseksi ja myös katkaisijan laukaisemiseksi ylikuormitustapauksessa. Vaikka ei olekaan määräävä tälle keksinnölle, konventionaalinen piirikatkaisijarakenne on esitetty U.S. patentissa 3,930,211. Esimerkiksi normaaleissa olosuhteissa hakamainen osa lämpöherkän osan 38 päässä pitää katkaisuvarren 24 asennossa, joka on pois koskettimesta 56. Kuitenkin, kuten ylikuormitustapauksessa, lämpöherkkä osa 38 taipuu ulospäin sen bimetallisen luonteen vuoksi, päästäen katkaisuvarren 24 kosketukseen koskettimen 56 kanssa.

Kuvat 5 ja 6 esittävät magneettisen piirikatkaisijan toiminnan pii-rikaavioita, jotka ovat monessa suhteessa samanlaisia lämpösähköi-sen piirikatkaisijan kanssa kuvissa 1-4. Siten kuvissa 5 ja 6 käytetään samoja viitenumerolta kuin kuvissa 1-4. Tässä tapauksessa on olemassa laite 60, joka kulkee läpi magneettikelan 62. Tämä laite ja magneettikela on tarkoitettu katkaisuvartta 24 ja bimetallis-ta elementtiä 38 varten, jotka on esitetty kuvissa 1-4. Laite 60 liittää myös sähköisesti kosketinkannattimen 22 koskettimeen 64 kun kuormapiiri on laukaissut. Laite 60 täydentää siten piirin koskettimen 56 kautta johtimeen 52 ja valoa lähettävään diodiin 50. Kun ylikuormitus on ilmaistu, laite 60 painaa kosketinkannatinta 22 siirtämään sen koskettimen 20 pois kiinteästä koskettimesta 16 ja siirtämään koskettimen 64 piirin täydentävään asentoon koskettimen 56 kanssa, kuten on esitetty kuvassa 6. Tämä liike aikaansaa virtapiirin linjakiskosta 18 kulkemaan johtimen 42 kautta läpi kondensaattorin 44 johtimeen 46 ja valoa lähettävään diodiin 50. Siten valoa lähettävä diodi 50 on aktivoitu ja pysyy valaistuna. Virtapiiri jatkuu sitten laitteen 60 kautta, kosketinkannattajan 22 kautta ja magneettikelan 62 ja johtimen 66 kautta kuorman liitäntäruuviin 32.

6 82997 Käytön aikana kytkinvipu 14 ohjaa kosketinkannatinta kytkemään tai katkaisemaan virtapiirin koskettimella 16 ja kiskon liittimen 18 kautta. Kun ylikuormitus on ilmaistu kuvissa 1-4 esitetyssä virtapiirissä, piirikoskettimesta 16 kosketinkannattimeen 20 on katkaistu bimetallisen osan 38 liikkeellä ja katkaisuvarren liikkeellä asentoon 24'. Tämä liike täydentää virtapiirin johtimesta 52 koskettimen kannatinvarren 54 ja koskettimen 56 kautta täten täydentäen rinnakkaisen piirin, joka sisältää valoa lähettävän diodin 50, joka pysyy valaistuna kunnes kytkinvipua 14 on ohjattu sulkemaan uudelleen piirikatkaisija. Samoin kun y-likuormitus on ilmaistu magneettisella piirikatkaisijalla, joka on esitetty kuvissa 5 ja 6, kuormitusvirtapiiri katkaistaan kelalla 62 siirtäen laitetta 60 katkaisemaan kuormituspiiri kiinteän koskettimen 16 ja liikkuvan kannatinkoskettimen 20 välillä. Tämä liike täydentää piirin laitteen koskettimen 64 ja diodi koskettimen 56 välillä valoa lähettävän diodin aktivoimiseksi ja pitämiseksi valaistuna kunnes kytkinvipua 14 on ohjattu sulkemaan piirikatkaisija.

Käytettäessä sekä lämpösähköisesti ohjattua piirikatkaisijaa, joka on esitetty kuvissa 1-4, että magneettista piirikatkaisijaa kuvissa 5 ja 6, kun ylikuormitus on ilmaistu, reaktiivista virtaa rajoittavalla kondensaattorilla 44 on yleensä monta kertaa suurempi impedanssi kuin kuormituksen impedanssi. Siksi suurempi osa : linjakiskon vaihtovirtajännitteestä tulee syötetyksi rinnakkaisen : ilmaisupiirin poikki, joka on varustettu kondensaattorilla 44.

Koska virtaa rajoittavana laitteena käytetään kondensaattoria eikä vastusta, ei ole olemassa mitään lämmön kehitysprobleemeja. Lisäksi tällä kondensaattorilla täytyy olla korkean jännitteen kestävä eristys kuten keraamisilla kondensaattoreilla.

Edellä olevaan keksinnön toteutukseen voidaan luonnollisesti tehdä monia muutoksia ja muotoiluja poikkeamatta keksinnön puitteista. Esimerkiksi on ilmeistä, että piirikatkaisijan, jota käytetään rinnakkaisessa ilmaisupiirissä ei tarvitse olla konstruoitu edellä esitettyyn ja selostettuun piirikatkaisijaan rajoittuvaksi ja erilaisia vastaavasti konstruoituja ja toimivia piirikat- 7 82997 kaisijoita voidaan käyttää. Lisäksi vaikka on osoitettu, että valoa lähettävää diodia on käytetty valon lähteenä ilmaisupiirissä muita valolähteitä kuten nestekristalleja tai elektroforeettisia ilmaisulaitteita voidaan käyttää. Edelleen vaikka tämä keksintö on selostettu viittaamalla yhteen piirikatkaisijaan, joukko rinnakkaisia piirikatkaisijoita, joilla on valonlähde yhdistettynä jokaisen piirikatkaisijaan, on sisällytetty keksinnön piiriin.

Claims (3)

1. Piirikatkaisija, joka on varustettu ensimmäisellä kiinteällä koskettimella (16), joka on kytketty sisääntuloliitti-meen (18), liikkuvalla koskettimella (20), joka on sijoitettu kosketinvarteen (22), joka liikkuu mainitun ensimmäisen kiinteän koskettimen suoraan kytkevän kiinni-asennon ja mainitusta kiinteästä koskettimesta irti olevan auki-asennon välillä, kuormaliittimellä (32), joka on kytketty kuormaan mainitun ensimmäisen kiinteän ja mainitun liikkuvan koskettimen kautta normaalikäytön aikana ja erotettu mainitusta ensimmäisestä kiinteästä koskettimesta ylikuormitustilanteen aikana, tun- nistinlaitteella (38) piirikatkaisijän yli olevan ylikuormi- * tustilanteen olemassaolon tunnistamiseksi, joka mainittu tunnistinlaite on kytketty mainittuun kuormaliittimeen, ja laukaisulaitteella (24), joka on herkkä mainitun tunnistin-laitteen liikkeelle, joka mainittu laukaisulaite saa aikaan toisen kiinteän koskettimen (52) kosketuksen, kun mainittu tunnistinlaite tunnistaa ylikuormitustilanteen, tunnet-t u mainitun sisääntuloliittimen ja mainitun kuormaliittimen : : kanssa rinnan sekä mainitun toisen kiinteän koskettimen ja mainitun laukaisulaitteen kanssa sarjassa olevasta ilmaisu-piiristä, joka ilmaisupiiri sisältää valoa lähettävän diodin (50), joka on kytketty sarjaan kondensaattorin (44) kanssa, missä mainittu valoa lähettävä diodi toimii, kun ylikuormitustilanne on tunnistettu.

2. Vaatimuksen 1 mukainen piirikatkaisija, tunnettu siitä, että mainittu tunnistinlaite on termisesti aktivoituva bimetallielementti.

3. Vaatimuksen 1 mukainen piirikatkaisija, tunnettu siitä, että mainittu tunnistinlaite on magneettisesti aktivoituva. 9 82997