HU222290B1

HU222290B1 - Megszakító villamos áramkörökhöz

Info

Publication number: HU222290B1
Application number: HU9702033A
Authority: HU
Inventors: Patrice Allin; Henri Bellotto; Eric Suptitz; Luc Weynachter
Original assignee: Schneider Electric Sa.
Priority date: 1996-11-15
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 2003-06-28
Also published as: JPH113647A; CZ292580B6; BR9705721A; EA199700320A2; JP3768342B2; HK1008270A1; CA2217835C; EP0843332B1; DE69732171T2; AU4515897A; OA10633A; ZA9710185B; TR199701361A2; UA41450C2; KR19980042332A; NO974987D0; EA000997B1; SG63768A1; AR008694A1; CZ363697A3

Abstract

A találmány tárgya megszakító áramkörökhöz, amely megszakító tartalmazegy megszakítóegységet (1), ehhez csatlakoztatott eltávolíthatójelfeldolgozó egységet (2), amely mechanikusan és villamosan van amegsza- kítóegységhez (1) csatlakoztatva, tartalmaz továbbá egyeltávolítható, kalibrálóelemeket tartalmazó kalib- rálóegységet (3),amely mechanikusan van a megszakítóegységhez (1) és villamosan ajelfeldolgozó egységhez (2) csatlakoztatva, tartalmaz továbbáadatátviteli elemeket, amelyek egy külső adatátviteli buszhoz (12)vannak csatlakoztatva. Tartalmaz még legalább egy, a jelfeldolgozóegységtől (2) és a kalibrálóegységtől (3) független, eltávolíthatóadatátviteli egységet (4), amely az adatátviteli elemeket tartalmazza,és amely egy rögzítőtengely mentén van mechanikusan amegszakítóegységhez (1), és galvanikus leválasztást biztosítócsatolóelemekkel villamosan a jelfeldolgozó egységhez (2)csatlakoztatva. Az adatátviteli egység (4) mechanikus csatolóelemmelvan a megszakítóegységnek (1) a megszakító állapotára jellemző jeleketelőállító elemeihez csatlakoztatva, és villamos csatlakozóelemmel vana külső adatátviteli buszhoz (12) csatlakoztatva. ŕ

Description

A találmány tárgya olyan megszakító villamos áramkörökhöz, amely megszakítóegységet és cserélhető és eltávolítható jelfeldolgozó egységet tartalmaz. A jelfeldolgozó egység tartalmaz egy elektronikus egységet és mechanikusan és elektromosan van a megszakítóegységhez csatlakoztatva, tartalmaz egy leválasztható és eltávolítható kalibrálóegységet, amely kalibrálóelemeket tartalmaz, amelyek mechanikusan vannak a megszakítóegységhez rögzítve és villamosán vannak a jelfeldolgozó egységhez csatlakoztatva. Tartalmaz továbbá egy adatátviteli egységet, amely egy külső adatátviteli buszhoz van csatlakoztatva.

A különféle villamos kioldó- és lekapcsolóeszközökkel ellátott megszakítóegységek önmagukban ismertek. Ezek a lekapcsolóeszközök általában eltávolithatók, és csak akkor vannak a megszakítókhoz csatlakoztatva, amikor a megszakítókat a helyükre telepítik.

Az FR 2703506 számú szabadalmi leírás például egy olyan megszakítót ismertet, amely eltávolítható kioldóegységgel van ellátva, amelyet a megszakítóhoz a megfelelő helyre illesztve, szabványos csatlakozókkal automatikusan rákapcsolódik az áramérzékelőkre, és rákapcsolódik még a kioldóegység egy ellenálláson egy kapcsolóra.

A DE U1 9105489 számú használati mintaoltalmi leírásban egy olyan megszakítóról van szó, amelynek az alsó fedele eltávolítható, és ide egy figyelmeztetőegység helyezhető el, amely azt jelzi, ha a megszakító kioldott. A figyelmeztetőegység optikai csatolóelemekkel van a megszakító diódájához csatlakoztatva. Ily módon tehát, amikor a megszakító kiold, a diódáról a fény a figyelmeztetőegység fényérzékelő elemére jut, majd innen egy kijelződiódához, amely a megszakító elülső lapján van. A figyelmeztetőegység azonban kizárólag a megszakító állapotára vonatkozó információt ad, de nincs adatátviteli kapcsolatban a kioldóegységgel.

Ha a két idézett dokumentumban leírt megoldások kombinációját meg is valósítjuk, akkor is csak egy olyan megszakítót kapunk, amely eltávolítható kioldóegységet tartalmaz, és olyan figyelmeztetőegységet, amely a megszakító állapotára vonatkozó információs jelet szolgáltatja anélkül, hogy a kioldóegység és a figyelmeztetőegység között adatátviteli kapcsolat lenne.

A találmánnyal célul tűztük ki egy olyan a megszakítókban alkalmazható megszakítóegység kidolgozását, amely cserélhetőre és eltávolíthatóra van kiképezve, és úgy van kialakítva, hogy az adatvédelemtől kezdve az adatok regisztrálásáig mindenféle igényt kielégít.

A találmány tárgya megszakító villamos áramkörökhöz, amely tartalmaz egy megszakítóegységet, ehhez csatlakoztatott eltávolítható jelfeldolgozó egységet, amely mechanikusan és villamosán van a megszakítóegységhez csatlakoztatva, tartalmaz továbbá egy eltávolítható, kalibrálóelemeket tartalmazó kalibrálóegységet, amely mechanikusan van a megszakítóegységhez és villamosán a jelfeldolgozó egységhez csatlakoztatva. Tartalmaz továbbá adatátviteli elemeket, amelyek egy külső adatátviteli buszhoz vannak csatlakoztatva. Tartalmaz még legalább egy, a jelfeldolgozó egységtől és a kalibrálóegységtől független, eltávolítható adatátviteli egységet, amely az adatátviteli elemeket tartalmazza, és amely egy rögzítőtengely mentén van mechanikusan a megszakítóegységhez és galvanikus leválasztást biztosító csatolóelemekkel villamosán a jelfeldolgozó egységhez csatlakoztatva. Az adatátviteli egység mechanikus csatolóelemmel van a megszakítóegységnek a megszakító állapotára jellemző jeleket előállító elemeihez csatlakoztatva, és villamos be- és kimenettel ellátott villamos csatlakozóelemmel van a külső adatátviteli buszhoz csatlakoztatva.

Előnyös az a kiviteli alak, ahol a galvanikus leválasztást biztosító csatolóelem optikai adó-vevő.

Előnyös továbbá, ha az adatátviteli egység a megszakító állapotára jellemző jeleket előállító elemeket, például állapotjelző áramkört és működésszámláló áramkört tartalmaz, amelyek mechanikus csatolóelemekkel vannak a megszakítóegységhez csatlakoztatva, továbbá távmérő/távbeállító elemeket, például meghajtót, amely optikai csatolóelemekkel van a jelfeldolgozó egységhez csatlakoztatva, és az állapotjelző és távmérő és/vagy távbeállító elemek a külső adatátviteli buszhoz a csatlakozóelemmel vannak csatolva.

Előnyös, ha az adatátviteli egységben vezérlő áramkör van villamosán a megszakító vezérlőelemeit képező segédegységhez kapcsolva, és a vezérlő áramkör a csatlakozóelemmel van a külső adatátviteli buszhoz kapcsolva.

A villamos be- és kimenettel ellátott csatlakozóelem az adatátviteli egységben az előre megadott külső adatátviteli buszhoz való illesztést biztosító vonali interfésszel és ehhez csatlakoztatott meghajtóval van ellátva.

A találmány egy további előnyös kiviteli alakja úgy van kialakítva, hogy az adatátviteli egységnek a megszakító azon részeihez való mechanikus csatlakozása, amely a megszakító állapotára vonatkozó jelet állítja elő, mikrokapcsolót tartalmaz, amely az adatátviteli egységen van elrendezve, és van olyan szabályozórésze, amely az adatátviteli egység lemezéből nyúlik ki a megszakítóval szemben, és a megszakítóegységben a szabályozóelem mechanikus működtetésére szolgáló elem van kialakítva, maga az adatátviteli egység pedig tartalmaz olyan elemet, amely a mikrokapcsolóról származó mechanikus jeleket elektromos jelekké alakítja át, továbbá olyan elemet, amely a megszakító állapotát érzékeli. A mikrokapcsoló vezérlőeleme előnyösen rugalmas és tömített membrán, amely a mikrokapcsolót lefedően van elhelyezve.

Azáltal, hogy az adatátviteli egységben az adatátviteli műveletek megvalósítására szolgáló elemek a jelfeldolgozó és a kalibrálóegységtől külön vannak elrendezve, biztosítva van, hogy a megszakító különféle adatátviteli protokollokhoz illeszthető anélkül, hogy számos jelfeldolgozó egység közül kellene választani. Azáltal pedig, hogy az adatátviteli egység független és közvetlen érintkezésben van mechanikus kapcsolóelemek révén a megszakító azon részeihez, amelyek a megszakító állapotára jellemző jelet hozzák létre, lehetőség van arra, hogy az adatátviteli egység bizonyos egyéb funkciókat is ellásson, például jelzőfunkciókat, és ezeket ön2

HU 222 290 Bl állóan végezze attól a pillanattól, amint a megszakítóhoz csatlakoztatva van, és ezt akkor is meg tudja valósítani, ha jelfeldolgozó egység nincs.

A találmány egy további előnyös kiviteli alakjánál a megszakítóegység áramérzékelőket tartalmaz, amelyek Rogonski-tekercsként vannak kiképezve, amelyeknek kimenetei a jelfeldolgozó egység bemenetére vannak csatlakoztatva, a kalibrálóegység pedig eltávolítható módon van a megszakítóegységre csatlakoztatva, és tartalmaz egy olyan elülső lemezt, ahol az megszakító névleges áramértéke van kijelezve.

A jelfeldolgozó egység változtatható erősítésű erősítőt tartalmaz, amely az áramérzékelők kimeneteire van csatlakoztatva, az erősítő tartalmaz továbbá egy szabályozóbemenetet, amely a kalibrálóegység kimenetére van csatlakoztatva.

A jelfeldolgozó egység analóg védőáramkört képező összehasonlító áramkört tartalmaz, amelynek egyik bemenete a végső pillanatnyi védelmi értékre jellemző értéket beállító kiegészítőegységre, másik bemenete az áramérzékelőkhöz van csatlakoztatva, és a kiegészítőegység mechanikusan rögzítetten van az megszakítóegységen elhelyezve, és villamosán van a jelfeldolgozó egységhez csatlakoztatva, és egy olyan elülső lemezzel van ellátva, amely az adott megszakító megszakítóképességére jellemző jelzést tartalmaz.

A találmány még egy további előnyös kiviteli alakja úgy van kialakítva, hogy a megszakító tartalmaz olyan elemek amely segítségével a kalibrálóegység és a további egység megfelelően illeszthető, és ez az illesztőelem lényegében olyan interfész, amely biztonságosan van a megszakítóegységhez csatlakoztatva, és olyan megvezetőelemekkel, például csapokkal és rögzítőelemekkel, például perselyekkel van ellátva, amelyek komplementer megvezetőelemek.

A találmányt a továbbiakban példakénti kiviteli alakjai segítségével, a mellékelt ábrákon ismertetjük részletesebben.

Az 1. ábrán látható vázlatosan a találmány szerinti megszakító különböző egységeinek az elrendezése, a 2. ábrán az 1. ábrán bemutatott megszakító különböző egységei közötti villamos és optikai kapcsolat van feltüntetve, a 3. ábrán egy adott példakénti kiviteli alaknál a különböző egységek elrendezése látható a megszakító szétszedett állapotában, a 4. ábrán az 1-3. ábrán bemutatott megszakító adatátviteli egységének blokkvázlata látható, az 5. és a 6. ábrán egy olyan további példakénti kiviteli alak részlete látható, ahol a megszakítóegység és az adatátviteli egység közötti mechanikus kapcsolat figyelhető meg a megszakítóérintkező nyitott és zárt helyzetében, az 5. ábrán a nyitott, a 6. ábrán a zárt helyzet látható, a 7. és 8. ábrán térbeli rajza segítségével, valamint felülnézetben látható az interfész, a kalibrálóegység és a kiegészítőegység találmány szerinti megszakítóhoz alkalmazott példakénti kiviteli alakja, a 9. ábrán pedig a jelfeldolgozó egység, a kalibrálóegység és a kiegészítőegység közötti kapcsolat látható a találmány szerinti megszakító esetére.

Az 1. és 2. ábrán látható a találmány szerinti megszakító egy példakénti kiviteli alakja egyrészt az egyes elemek elrendezése, másrészt azok összekapcsolása segítségével. Az 1. ábrán látható egy 1 megszakítóegység, egy 2 jelfeldolgozó egység, egy 3 kalibrálóegység és egy 4 adatátviteli egység. A 3 kalibrálóegység mechanikusan van az 1 megszakítóegységhez csatlakoztatva, önmagában ismert rögzítőelrendezéssel, amelynek csak a helyét jelöltük be az 1. ábrán, ahol az Al rögzítőtengely iránya látható. A 4 adatátviteli egység mechanikusan van az 1 megszakítóegységhez csatlakoztatva, szintén ismert rögzítőelemek alkalmazhatók, amelyeknek helyét vázlatosan az A2 rögzítőtengellyel jelöltük be az 1. ábrán. Az 1 megszakítóegység 16 áramköri lemezen van elhelyezve, a 2 jelfeldolgozó egységnek van egy 17 hátsó része, egy 22 alsó része és egy 18 lemeze. Ezeket részletesebben a 3. ábrán ismertetjük.

A 2. ábrán az 1 megszakítóegység azon részei láthatók, amelyek a találmány felismerésének megértése szempontjából feltétlenül szükségesek. Látható három Ll, L2 és L3 vezeték, amelyek védelmére szolgál a megszakító, és amelyek az 1 megszakítóegységen keresztül vannak vezetve. Az Ll, L2, L3 vezetékek lekapcsolására egy 7 kioldótekerccsel működtetett 5 megszakítóérintkezők szolgálnak, amelyek az Ll, L2 és L3 vezetékekkel sorosan vannak beiktatva. Mindegyik Ll -L3 vezetéken el van helyezve egy-egy 6 áramérzékelő. A 2 jelfeldolgozó egység villamosán van az megszakítóegységhez csatlakoztatva, amely a 6 áraméizékelők kimenőjele alapján a 2 jelfeldolgozó egységet az Ll, L2 és L3 vezetékeken folyó áramot jelképező jelekkel táplálja. Az 1 megszakítóegység adott esetben 8 feszültségérzékelőket is tartalmaz, amelyek a jelfeldolgozó egység felé az egyes Ll, L2 és L3 vezetékek közötti feszültségek értékeit továbbítják. A 7 kioldótekercs az 5 megszakítóérintkezőket nyitja, ha a 2 jelfeldolgozó egység felől kioldójelet kap. A 7 kioldótekercs, a 6 áramérzékelők és a 8 feszültségérzékelők 9 villamos csatlakozóelemre vannak kapcsolva, amelynek kivezetései az 1 megszakítóegység kivezetéseit képezik, és a 9 villamos csatlakozóelem a 2 jelfeldolgozó egységben elhelyezett 10 villamos csatlakozóelemre van kapcsolva, amelynek kivezetései a 2 jelfeldolgozó egység kivezetéseit képezik. A 9 és 10 villamos csatlakozóelemek az 1 megszakítóegység és a 2 jelfeldolgozó egység közötti kapcsolatot hozzák létre, és biztosítják a villamos csatolást akkor, ha a 2 jelfeldolgozó egység mechanikusan is az 1 megszakítóegységhez van csatlakoztatva.

A 3 kalibrálóegység nem tartalmaz villamos csatolóelemeket az 1 megszakítóegység felé. Másrészről a

2. ábrán látható módon azonban a 3 kalibrálóegység a 2 jelfeldolgozó egységhez villamosán van csatlakoztat3

HU 222 290 Bl va oly módon, hogy ez utóbbit az 1 megszakítóegységre vonatkozó névleges értékekre vonatkozó jelekkel táplálja.

A 4 adatátviteli egység fizikálisán teljesen független az egyéb egységektől és a 2 jelfeldolgozó egységhez komplementer 11 optikai adó-vevőkből álló optikai csatolóelemek segítségével van csak csatlakoztatva. Ez az optikai csatolás kétirányú csatolás, és elemei mind a 2 jelfeldolgozó egységben, mind a 4 adatátviteli egységben megtalálhatók. A 4 adatátviteli egység rá van csatlakoztatva még egy külső 12 adatátviteli buszra. Adott esetben villamosán csatlakoztatható még 13 vezetékkel 14 segédegységhez, amely az 1 megszakítóegységet vezérli. Önmagában ismert módon ezt a 14 segédegységet a megszakító nyitó- és/vagy zárótekercsei képezhetik, és az 1 megszakítóegységen van elhelyezve. Ez a közvetlen villamos kapcsolat a 4 adatátviteli egység és a 14 segédegység között lehetővé teszi, hogy az megszakítóegységet a 12 adatátviteli busz segítségével a 4 adatátviteli egység, a 13 vezeték és a 14 segédegység segítségével vezéreljük még akkor is, ha nincs jelfeldolgozó egység.

A 4 adatátviteli egység mechanikus kapcsolóelemek segítségével - amelyeket részletesebben az 5. és 6. ábrákon mutatjuk be - van az 1 megszakítóegység azon részeihez csatlakoztatva, amelyek az 1 megszakítóegység állapotára vonatkozó adatokat adják. A 4 adatátviteli egység ily módon ellátja az 1 megszakítóegység állapotára vonatkozó jelzés feladatát még akkor is, ha nincs 2 jelfeldolgozó egység az elrendezésben.

Egy további 15 kiegészítőegység van az 1 megszakítóegységhez csatlakoztatva, ahogyan ez a 2. ábrán látható. Ennek jellegéről és működéséről részletesebben a

7-9. ábrákon írunk.

A különböző egységek egymáshoz képesti elrendezését vázlatos módon adtuk meg az 1. ábrán, térbeli rajza segítségével pedig a 3. ábrán mutatjuk be az egyik kiviteli alakot. Az 1. ábrán látható, hogy a 4 adatátviteli egység az 1 megszakítóegységet tartalmazó 16 áramköri lemez és a 2 jelfeldolgozó egység 18 lemezének 17 hátsó része között helyezkedik el. A 4 adatátviteli egység 11 optikai adó-vevői és a 2 jelfeldolgozó egység 11 optikai adó-vevői közötti megfelelő csatolást a 2 jelfeldolgozó egységen elhelyezett 19 vezetőelem és a 4 adatátviteli egységen elhelyezett 20 vezetőelem biztosítja.

A 2 jelfeldolgozó egység 21 elülső lemeze a látható oldal akkor, ha azt az 1 megszakítóegységre felszereljük. A 2 jelfeldolgozó egység 22 alsó része - amely egy szélesebb rész - egy alapon helyezkedik el. A 3. és a 7. ábrán látható példakénti kiviteli alakoknál ezt az alapot egy 23 interfész képezi, amelyhez a 3 kalibrálóegység és a 15 kiegészítőegység van rögzítve. Az alap általánosságban egy olyan kengyelszerűen kiképezett elem, amely egy első síkrésszel van ellátva, amelyre a 2 jelfeldolgozó egység 24 alsó része fekszik fel, és van egy második része, amely ezen első részre megközelítőleg merőlegesen helyezkedik el, és amely 26 rögzítőnyelvek segítségével az 1 megszakítóegység 16 áramköri lemezéhez csatlakoztatható. Az alap második része a 25 és 9 villamos csatlakozóelemeket is tartalmazza, amelyek a 2 jelfeldolgozó egység megfelelő csatlakozóelemeivel kapcsolódnak, ily módon biztosítva a 2 jelfeldolgozó egység és a 3 kalibrálóegység közötti szükséges villamos kapcsolatot, továbbá a villamos kapcsolatot a 2 jelfeldolgozó egység és a 15 kiegészítőegység között, vagy pedig az 1 megszakítóegységhez a 23 interfész segítségével.

A 9 és 25 villamos csatlakozóelemek, amelyek a 2 jelfeldolgozó egységet az alaphoz kapcsolják és a 19 és 20 vezetőelemek mechanikus rögzítőelemeket is képeznek a 2 jelfeldolgozó egység számára az 1 megszakítóegységen akkor, ha a 23 interfész és a 4 adatátviteli egység ahhoz rögzítve van. A megfelelő mechanikus stabilitás biztosítása céljából egyéb rögzítőelemek is alkalmazhatók. A 3. ábrán bemutatott példakénti kiviteli alaknál ezeket a rögzítőelemeket 27 rögzítőnyelvek képezik. A 3. ábrán látható példakénti kiviteli alaknál a 4 adatátviteli egység villamos kapcsolása a 12 adatátviteli buszhoz és a 14 segédegységhez a 13 vezeték segítségével úgy történik, hogy egy villamos 28 csatlakozóelem van a 4 adatátviteli egység felső részén elhelyezve.

A 4. ábrán látható 4 adatátviteli egység egy előre megadott típusú 12 adatátviteli buszhoz rögzíthető. A 4 adatátviteli egység tartalmaz egy 29 vonali interfészt, amely a 12 adatátviteli buszhoz van csatlakoztatva, tartalmaz egy 30 meghajtót, amely kétirányú adatátviteli kapcsolatban van a 29 vonali interfésszel, és mindkettő alkalmas előre megadott típusú 12 adatátviteli busszal történő összekapcsolásra. A 4 adatátviteli egység egyéb alkatrészei önmagukban ismert elemek, csak a 30 meghajtót és a 29 vonali interfészt kell a kiválasztott 12 adatátviteli busz típusához illeszteni. A12 adatátviteli busz lehet például - de nem kizárólag - BatiBUS, FIP, JBUS stb. típusú.

A 4 adatátviteli egység tartalmaz még egy 31 meghajtót, amely kétirányú optikai kapcsolatban van a 2 jelfeldolgozó egységgel, és lényegében a 2 jelfeldolgozó egységhez egy adatátviteli interfészt képez. A 4 adatátviteli egységhez kiképezett 11 optikai adó-vevő a 31 meghajtóhoz tartozik. A 30 és 31 meghajtók mindegyike kétirányú kapcsolatban van egy véletlen hozzáférésű 32 RAM-hoz, amely ily módon a 4 adatátviteli egység és a 2 jelfeldolgozó egység között van megosztva. Ily módon a 12 adatátviteli busz és a 2 jelfeldolgozó egység közötti adatátvitel a 4 adatátviteli egység és az optikai csatolás segítségével valósul meg. Lehetőség van tehát arra, hogy a 2 jelfeldolgozó egységbe adatokat küldjünk be, illetve onnan adatokat olvassunk ki, és végrehajtsunk távméréseket a 2 jelfeldolgozó egység felől a 12 adatátviteli busz felé, vagy távbeállítást a 12 adatátviteli busztól a 2 jelfeldolgozó egység felé, lekapcsolásjelzést a 2 jelfeldolgozó egység felől a 12 adatátviteli busz felé stb.

A 4 adatátviteli egység az 1 megszakítóegység azon részeihez is csatlakoztatva van, amelyek a megszakító állapotára jellemző információt adják. Ez az 5. és 6. ábrán látható mechanikus kapcsolat, amelyet a 4. ábrán a 33 csatolóelemmel jeleztünk. Ez teszi lehetővé, hogy a

HU 222 290 BI megszakító állapotát jelző 34 áramkör, valamint a működésszámláló 35 áramkör működtetve legyen. A két és 35 áramkör a 30 meghajtóhoz van csatlakoztatva, és ily módon biztosítható, hogy ezek a jelzések a 12 adatátviteli buszhoz továbbításra kerüljenek.

A 4 adatátviteli egység egy további megszakítóvezérlő 36 áramkört is tartalmaz, amelynek a bemenete a meghajtó kimenetére van csatlakoztatva, míg kimenete 13 vezeték segítségével van a 14 segédegységhez csatlakoztatva, és ily módon teszi lehetővé a megszakító távvezérlését.

A 4 adatátviteli egység ily módon három egymástól független feladatot tud ellátni, azaz el tud látni jelzési feladatokat. Ezt a 33 csatolóelemre kapcsolt 34 és áramkörök, valamint a 30 meghajtó és a 29 vonali interfész segítségével végzi. El tud látni megszakítóvezérlő feladatokat. Ezt a 12 adatátviteli busz, a 29 vonali interfész, a 30 meghajtó, a 36 áramkör és a 13 vezeték segítségével biztosítja. El tud látni távmérést és távbeállítást, ezt a 11 optikai adó-vevő, az ehhez kapcsolódó meghajtó és 32 RAM, valamint a 30 meghajtó, a 29 vonali interfész és a 12 adatátviteli busz segítségével végzi. A 4 adatátviteli egység felépítése biztosítja a különböző funkciók függetlenségét. A jelzési és a megszakítóvezérlési feladatok ily módon a 4 adatátviteli egységgel akkor is végrehajthatók, ha a rendszerhez nem tartozik 2 jelfeldolgozó egység. A 4 adatátviteli egység legfontosabb jellemzői és alkatrészei önmagukban ismertek, a 29 vonali interfész és 30 meghajtó segítségével van a 12 adatátviteli buszhoz illesztve, éspedig olyan 12 adatátviteli buszhoz, amelyhez a felhasználó a megszakítót csatlakoztatni kívánja. A 29 vonali interfész és a 30 meghajtó által a 4 adatátviteli egységben végrehajtott protokolltranszformáció a protokollt egy szabványos protokollá alakítja át, a 12 adatátviteli busz felé, illetve fordított esetben lehetővé teszi, hogy egy megszakítóegységet különböző típusú 12 adatátviteli buszokhoz tudjuk illeszteni anélkül, hogy különböző jelfeldolgozó egységet kellene használni. Ezt az illesztést a végső felhasználó tudja végrehajtani, aki a 4 adatátviteli egységet így a saját 1 megszakítóegységéhez tudja illeszteni.

A mechanikus 33 csatolóelem egy példakénti kiviteli alakját az 5. és 6. ábrán mutatjuk be. A mechanikus kapcsolatot 37 mikrokapcsolók segítségével valósítjuk meg. Ezek közül az ábrán csak egyet mutatunk be keresztmetszetben, és ez a 37 mikrokapcsoló egy olyan nyomógombos kapcsoló, amely egy 38 nyomtatott áramköri lemezen van elhelyezve. A 4 adatátviteli egységben az 5. ábrán látható helyzetnél a 37 mikrokapcsoló nincs benyomott helyzetben, ez az 5 megszakítóérintkezők nyitott állapotát jelenti, míg a 6. ábrán látható benyomott helyzet az 5 megszakítóérintkezők zárt állapotát mutatja. A megszakítópólusok 39 tengelye az 5 megszakítóérintkezőkhöz van csatlakoztatva, és ez a 39 tengely működteti a 37 mikrokapcsolót egy 40 rudas mechanizmus segítségével, amely egy visszatérítő rugót is tartalmaz. A 37 mikrokapcsoló tartalmaz egy rugalmas 41 membránt, amelynek van egy 42 része, amely a 4 adatátviteli egység házának a belsejében képez megfelelő záróelemet egy olyan nyílás körül, amely a 4 adatátviteli egység házában van egy 41 membrán számára kiképezve, amely nyíláson a 41 membrán keresztül tud hatolni. A rugalmas 41 membrán a 40 rudas mechanizmus mozgását a 37 mikrokapcsoló felé viszi át, ugyanakkor biztosítva van a 4 adatátviteli egység belsejében a megfelelő tömítés is, és ily módon meg van akadályozva az is, hogy az 1 megszakítóegységből kiáramló gáz bejusson a 4 adatátviteli egységbe, és azt szennyezze.

A 40 rudas mechanizmus által képezett erők állíthatók, ily módon tehát be lehet állítani azt, hogy a 40 rudas mechanizmus mekkora erőt fejtsen ki a 37 mikrokapcsolóra.

Az az erő, amelyet a 40 rudas mechanizmus a 37 mikrokapcsolóra kifejt, változtatható. Több 37 mikrokapcsoló, amelyeket hasonló módon az 1 megszakítóegység működtet, egy működtetőrúd és visszatérítő rugó segítségével lehetővé teszi, hogy az 1 megszakítóegység különböző állapotait érzékeljük. Ez úgy történhet, hogy nemcsak az 1 megszakítóegység 5 megszakítóérintkezőinek nyitott és zárt helyzetét figyeljük, de figyelhetjük az 1 megszakítóegységhez tartozó működtetőmechanizmus felhúzott vagy kisütött állapotát is, vagy azt, hogy az 5 megszakítóérintkezők nyitását a 2 jelfeldolgozó egység által érzékelt hiba vagy a zárómechanizmusban bekövetkező hiba okozta-e. Mindezek a mechanikai állapotokhoz tartozó jelek átalakítva egymástól függetlenül vannak a 4 adatátviteli egységhez továbbítva, ott villamos jellé átalakítva, és akár helyileg kijelezhetők, akár pedig távjelzésként a 12 adatátviteli buszon továbbíthatók.

Az 1 megszakítóegység és a 4 adatátviteli egység közötti mechanikus 33 csatolóelem a jelzőfunkciók átvitelére lehetővé teszi továbbá, hogy a 2 jelfeldolgozó egység huzalozása is független legyen.

A 3. ábrán bemutatott 23 interfészt, a 3 kalibrálóegységet és egy 15 kiegészítőegységet tartalmazó alap egy kiviteli alakja látható a 7. ábrán, csatlakoztatása pedig a 8. ábrán. A 3 kalibrálóegység cserélhető és eltávolítható módon van az alaphoz rögzítve. A könnyebb illesztés érdekében a 3 kalibrálóegység és a 23 interfész megfelelő, egymáshoz illeszkedő megvezetőelemekkel van ellátva. Előnyösen ezek az elemek tartalmaznak még hibakiküszöbölő elemeket is. A 8. ábrán látható kiviteli alaknál a megvezetőelemeket például egy 43 csap képezi, amely a 3 kalibrálóegységhez van rögzítve, és egy 44 persely, amely a 23 interfészben van kiképezve. A 3 kalibrálóegység rögzítése egyéb, önmagában ismert módon is megvalósítható, ahol biztosítva van, hogy ugyanakkor könnyen eltávolítható is legyen. A rögzítőelemek lehetnek például csavarok, amelyek a 7. és 8. ábrán látható kiviteli alakoknál Al tengely mentén vannak elhelyezve. A 15 kiegészítőegység szintén tartalmaz megvezetőelemeket, amelyek a 23 interfész megvezetőrészéhez csatlakoztathatók, és melyeket a 8. ábrán a 15 kiegészítőegységnél elhelyezett 45 csap és a 23 interfészben kialakított 46 persely képez. A 15 kiegészítőegység 23 interfészre való rögzítése a gyártás során történik. A 15 kiegészítőegységnek nem kell feltétlenül

HU 222 290 Bl olyan csatolással illeszkednie a 23 interfészhez, hogy azt a felhasználó szét is tudja szerelni, és a rögzítőelemeket ennek megfelelően kell megválasztani. Példaként említjük, hogy a 15 kiegészítőegység a 23 interfészhez, és így az 1 megszakítóegységhez is bepattintással is rögzíthető. Ez a rögzítés lehetővé teszi a szétszerelést a gyártás helyén, ha az adott esetben szükséges.

A 3 kalibrálóegység és a 15 kiegészítőegység együtt működését a 2 jelfeldolgozó egységgel részletesebben a 9. ábrán mutatjuk be. A 2 jelfeldolgozó egység azon elemeit jelöltük csak a 9. ábrán, amely feltétlenül szükséges a működés megértéséhez. Ennél a kiviteli alaknál a 6 áramérzékelők Rogowski-tekercsek, amelyek az L1-L3 vezetékeken folyó áram idő szerinti deriváltjával arányos jeleket továbbítják a 2 jelfeldolgozó egység felé. Ezeket a jeleket a 2 jelfeldolgozó egységben egy 47 integráló áramkör segítségével integráljuk, amely célszerűen egy RC-típusú integrálótag, és amelynek kimenetein az L1-L3 vezetékben folyó árammal arányos jel jelenik meg. A 47 integráló áramkör kimenetei egy párhuzamos-soros 48 multiplexer és egy 55 egyenirányító bemenetelre vannak elvezetve. A 48 multiplexer kimenete egy 49 erősítő bemenetére van elvezetve, ezen 49 erősítő kimenete pedig egy 50 A/D átalakítóra van elvezetve, és az 50 A/D átalakító kimenete van egy mikroprocesszoros 51 jelfeldolgozó áramkörre csatlakoztatva. Abban az esetben, ha a 6 áramérzékelők Rogowskitekercsek, úgy az az energia, amelyet betáplálunk, általában nem elég arra, hogy a 2 jelfeldolgozó egység tápfeszültségét is biztosítsa. Ehhez olyan 52 áramérzékelőket alkalmazunk, amelyek vasmaggal rendelkeznek, és amelyek ahhoz az 53 tápegységhez vannak csatlakoztatva, amely a 2 jelfeldolgozó egység VI és V2 tápfeszültségét is előállítja. A VI tápfeszültség úgy van megválasztva, hogy a 2 jelfeldolgozó egység áramköreinek tápenergia-ellátását biztosítja, míg a V2 tápfeszültség, amely a kettő közül a nagyobb, úgy van megválasztva, hogy a 7 kioldótekercset működtethesse.

Ha a 6 áramérzékelők Rogowski-tekercsek, úgy ezek a Rogowski-tekercsek mindenképpen azonosak függetlenül attól, hogy az 1 megszakítóegység névleges értéke mennyi. Az ismert megszakítóknál általában olyan 6 áramérzékelőket alkalmaznak, amelyeknek névleges értékét a kioldóelem adja. Különböző kioldóelemekhez ily módon különböző névleges megszakítóértékek tartoznak. A 3 kalibrálóegységgel elkerülhetjük, hogy a 2 jelfeldolgozó egységekből különbözőket kelljen alkalmazni akkor, ha az 1 megszakítóegységek névleges értékei eltérőek. A 3 kalibrálóegység ugyanis lehetővé teszi, hogy a 49 erősítő erősítését a felhasználó által kiválasztott névleges értékeknek megfelelően állítsuk be. A 2 jelfeldolgozó egység ily módon automatikusan veszi figyelembe a kiválasztott névleges értékeket.

A 9. ábrán látható példakénti kiviteli alaknál a 3 kalibrálóegység egy Rl ellenállást tartalmaz, amely a föld és a 49 erősítő G szabályozóbemenete közé van csatlakoztatva. Ez a G szabályozóbemenet egy R2 ellenálláson keresztül van a VI tápfeszültségre csatlakoztatva. Az Rl és R2 ellenállások ily módon egy osztót képeznek, amellyel a 49 erősítő erősítését lehet beállítani az adott megszakító névleges értékének megfelelően. A 7. ábrán látható, hogy a 3 kalibrálóegység tartalmaz egy 54 elülső lemezt, amelyen az adott 1 megszakítóegységhez tartozó névleges értékek vannak feltüntetve és jelezve. Ezek a jelzések az 54 elülső lemezen akkor is láthatók maradnak, ha a 2 jelfeldolgozó egységet a 23 interfészhez csatlakoztatjuk. Ily módon tehát a felhasználó képes arra, hogy a névlegesérték-megváltozást végrehajtsa. Ehhez csak annyit kell tennie, hogy eltávolítja a 2 jelfeldolgozó egységet, és a 3 kalibrálóegységet kicseréli egy másikkal, amelynek a kívánt névleges értéke van. Az új névleges érték az 54 elülső lemezen látható, és ezt a névleges értéket a 2 jelfeldolgozó egység most már automatikusan figyelembe veszi, amikor újból a helyére lesz illesztve.

A 15 kiegészítőegység úgy van kialakítva, hogy a 2 jelfeldolgozó egységnek megfelelő tápfeszültségszintet biztosítson, mégpedig egy olyan analóg és maximális küszöbértékjelként, amely az adott 1 megszakítóegységnél a pillanatnyi védelmi jelszint végső értékét adja. Ez a jelszint független a 2 jelfeldolgozó egység típusától, valamint az 1 megszakítóegység névleges értékétől. Ez egyedül és kizárólag a megszakítótól függ, és a megszakító elektrodinamikus ellenálló képességéhez van illesztve. Ezt a jelszintet az 1 megszakítóegység például két párhuzamosan kapcsolt R3 és R4 ellenállással valósítjuk meg, amelyek a 15 kiegészítőegységben vannak elhelyezve.

A 9. ábrán látható még, hogy az 55 egyenirányító kimenete egy analóg 56 összehasonlító áramkör egyik, nem invertáló I bemenetére van csatlakoztatva, míg az összehasonlító áramkör másik, invertáló S bemenete R5 és R6 ellenállásból álló feszültségosztó kimenetére van csatlakoztatva, ahol az R5 ellenállás még rá van kapcsolva a VI tápfeszültségre, az R6 ellenállás pedig a földpontra, és a 15 kiegészítőegység az R5 ellenállással van párhuzamosan kötve. Az 56 összehasonlító áramkör két I és S bemenetén lévő jelet hasonlítja össze, ahol az I bemenetére jutó jel a védendő Ll, L2, L3 vezetéken folyó maximális áramra jellemző jel.

Az 51 jelfeldolgozó áramkör kimenete egy

VAGY kapu egyik bemenetére van elvezetve, az 57 VAGY kapu másik bemenete az 56 összehasonlító áramkör kimenetére van csatlakoztatva, míg kimenete egy villamos kapcsoló, célszerűen félvezetős kapcsolóelem, itt T tirisztor vezérlőelektródájára van elvezetve. A T tirisztor katódja a földre van csatlakoztatva, anódja pedig a T tirisztor záróirányában nyitóirányú D diódán keresztül van a V2 tápfeszültségre csatlakoztatva. A D dióda két kivezetése a 2 jelfeldolgozó egység 58 kimenete, amelyre az 1 megszakítóegység 7 kioldótekercse van csatlakoztatva.

Ha a mikroprocesszoros 51 jelfeldolgozó áramkör a védendő Ll, L2 vagy L3 vezetékekben hibát jelez, úgy kioldójelet hoz létre. Ha pillanatnyi hiba lépett fel, ezt a hibát az 56 összehasonlító áramkör érzékeli, és egy kioldójelet hoz létre. A kioldójelek, bármi is az eredetük, tehát akár a mikroprocesszoros 51 jelfeldolgozó áramkörről származnak, akár az 56 összehasonlító áramkörről vannak az 57 VAGY kapuba elvezetve, kinyitják a T ti6

HU 222 290 Bl risztort, amely az 58 kimeneten a 7 kioldótekercset működteti.

Az 56 összehasonlító áramkör S bemenetén lévő jel a 15 kiegészítőegység által létrehozott küszöbfeszültség, amely könnyen változtatható. Változtatható úgy, hogy elhagyjuk akár az R3, akár az R4 ellenállást, ekkor az S bemeneten a küszöbérték csökken. Ha a 15 kiegészítőegység a 9. ábrán látható két, R3 és R4 ellenállásból áll, a küszöbértékre könnyedén tudunk négy különböző értéket beállítani.

A 3 kalibrálóegység és a 15 kiegészítőegység természetesen nem csak a 9. ábrán bemutatott példakénti kiviteli alak formájában valósítható meg. Lehetőség van például arra is, hogy több ellenállásból alakítsuk ki az egyes elemeket, ily módon növelni lehet küszöbértékek számát, de a 49 erősítő erősítésértéke is változtatható. Adott esetben két vagy több ellenállás is sorba kapcsolható, tehát nem párhuzamosan, és a kívánt érték beállításához egy-egy ellenállást vagy adott esetben többet is rövidre zárunk.

A 7. ábrán látható, hogy egy 59 elülső lemez úgy van kialakítva, hogy az 1 megszakítóegység megszakítás! áramra jellemző értéket mutatja. Ez az érték legnagyobb pillanatnyi küszöbértéket határozza meg, és általában kódban van kifejezve. A 7. ábrán például a normál megszakítási áramot N betű jelzi. Nagyobb megszakítás! áramot lehet például H betűvel, míg igen nagy megszakítási áramot L betűvel.

A 7. és 8. ábrákon látható kiviteli alaknál a 3 kalibrálóegység és a 15 kiegészítőegység a 23 interfészhez képest szimmetrikusan van elhelyezve.

Az 1 megszakítóegységhez csatlakoztatott 23 interfész alkalmazása, valamint a 15 kiegészítőegység és a 3 kalibrálóegység csatlakozása lehetővé teszi, hogy a 2 jelfeldolgozó egység cserélhető legyen. A modulszerű felépítés lehetővé teszi, hogy ugyanaz az 1 megszakítóegység egy későbbi fázisban legyen összeállítható, azaz biztosítva legyen a felhasználó követelményeinek megfelelő illesztés, és az, hogy ezt egyszerűen lehessen elvégezni.

A 3 kalibrálóegység 54 elülső lemezén kijelezhető annak az In névleges áramnak értéke is, amelyen a megszakító működik.

A 4 adatátviteli egység és a 2 jelfeldolgozó egység közötti kapcsolat a példakénti kiviteli alaknál optikai csatolás révén valósul meg. Természetesen a találmány szerinti megoldás nem csak ezen optikai kapcsolat segítségével valósítható meg, egyéb más galvanikus leválasztást biztosító kapcsolat is alkalmas lehet, például induktív csatlakozás.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Megszakító villamos áramkörökhöz, amely megszakító tartalmaz megszakítóegységet (1), ehhez csatlakoztatott eltávolítható jelfeldolgozó egységet (2), amely mechanikusan és villamosán van a megszakítóegységhez (1) csatlakoztatva, tartalmaz továbbá eltávolítható, kalibrálóelemeket tartalmazó kalibrálóegységet (3) , amely mechanikusan van megszakítóegységhez (1) és villamosán a jelfeldolgozó egységhez (2) csatlakoztatva, tartalmaz továbbá adatátviteli elemeket, amelyek külső adatátviteli buszhoz (12) vannak csatlakoztatva, azzal jellemezve, hogy tartalmaz legalább egy, a jelfeldolgozó egységtől (2) és a kalibrálóegységtől (3) független, eltávolítható adatátviteli egységet (4), amely az adatátviteli elemeket tartalmazza, és amely egy rögzítőtengely (A2) mentén van mechanikusan a megszakítóegységhez (1) és galvanikus leválasztást biztosító csatolóelemekkel villamosán a jelfeldolgozó egységhez (2) csatlakoztatva, továbbá amely mechanikus csatolóelemmel (33) van a megszakítóegységnek (1) a megszakító állapotára jellemző jeleket előállító elemeihez csatlakoztatva, és villamos csatlakozóelemmel (28) van a külső adatátviteli buszhoz (12) csatlakoztatva.
2. Az 1. igénypont szerinti megszakító, azzal jellemezve, hogy a galvanikus leválasztást biztosító csatolóelem optikai adó-vevő (11).
3. A 2. igénypont szerinti megszakító, azzal jellemezve, hogy az adatátviteli egység (4) a megszakító állapotára jellemző jeleket előállító elemeket, például állapotjelző áramkört (34) és működésszámláló áramkört (35) tartalmaz, amelyek mechanikus csatolóelemekkel (33) vannak a megszakítóegységhez (1) csatlakoztatva, továbbá távmérő/távbeállító elemeket, például meghajtót (31), amely optikai csatolóelemekkel van a jelfeldolgozó egységhez (2) csatlakoztatva, és az állapotjelző és távmérő és/vagy távbeállító elemek a külső adatátviteli buszhoz (12) a csatlakozóelemmel (28) vannak csatolva.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti megszakító, azzal jellemezve, hogy az adatátviteli egységben (4) vezérlő áramkör (36) van villamosán a megszakító vezérlőelemeit képező segédegységhez (14) kapcsolva, és a vezérlő áramkör (36) a csatlakozóelemmel (28) a külső adatátviteli buszhoz (12) van kapcsolva.
5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti megszakító, azzal jellemezve, hogy a villamos be- és kimenettel ellátott csatlakozóelem (28) az adatátviteli egységben (4) az előre megadott külső adatátviteli buszhoz (12) való illesztést biztosító vonali interfésszel (29) és ehhez csatlakoztatott meghajtóval (30) van ellátva.
6. Az 1 -5. igénypontok bármelyike szerinti megszakító, azzal jellemezve, hogy az adatátviteli egységet (4) a megszakítóegység (1) azon részeihez mechanikusan csatoló elem (33), amely a megszakító állapotára vonatkozó információt hordozza, legalább egy mikrokapcsolót (37) tartalmaz, amely az adatátviteli egységben (4) van elhelyezve, és amelynek szabályozóeleme az adatátviteli egység (4) lemezétől kinyúlóan van elrendezve a megszakítóegységgel (1) szemben, és a megszakítóegységben (1) ezen szabályozóelemet mechanikusan működtető elem van kiképezve, és az adatátviteli egység (4) a mikrokapcsoló (37) mechanikus jeleit villamos jellé átalakító elemeket tartalmaz.
7. A 6. igénypont szerinti megszakító, azzal jellemezve, hogy a mikrokapcsoló (37) vezérlőeleme rugalmas és tömített membrán (41), amely a mikrokapcsolót (37) lefedően van elrendezve.

HU 222 290 Bl
8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti megszakító, azzal jellemezve, hogy a megszakítóegység (1) áramérzékelőket (6) tartalmaz, amelyeket Rogowski-tekercsek képeznek, amelyeknek kimenetei a jelfeldolgozó egység (2) bemenetére vannak csatlakoztatva, továbbá a kalibrálóegység (3) cserélhetően van a megszakítóegységre (1) elhelyezve, és tartalmaz egy elülső lemezt (54), amelyen az adott megszakító névleges áramértéke van jelezve.
9. A 6. igénypont szerinti megszakító, azzal jellemezve, hogy a jelfeldolgozó egység (2) változtatható erősítésű erősítőt (49) tartalmaz, amely az áramérzékelők (6) kimeneteire van csatlakoztatva, az erősítő (49) tartalmaz továbbá egy szabályozóbemenetet (G), amely a kalibrálóegység (3) ellenállásához (RÍ) van csatlakoztatva.
10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti megszakító, azzal jellemezve, hogy a jelfeldolgozó egység (2) analóg védőáramkört képező összehasonlító áramkört (56) tartalmaz, amelynek egyik bemenete a végső pillanatnyi védelmi értékre jellemző értéket beállító kiegészítőegységre (15), másik bemenete az áramérzékelőkhöz (6) van csatlakoztatva, és a kiegészítőegység (15) mechanikusan rögzítetten a megszakítóegységen (1) van elhelyezve, és villamosán a jelfeldolgozó egységhez (2) van csatlakoztatva, és egy olyan elülső lemezzel (59) van ellátva, amely az adott megszakító megszakítóképességére jellemző jelzést tartalmaz.
11. A 10. igénypont szerinti megszakító, azzal jellemezve, hogy tartalmaz a kalibrálóegységet (3) és a kiegészítőegységet (15) illesztő elemet, ezen illesztőelem tartalmaz egy interfészt (23), amely rögzítve van a megszakítóegységhez (1), és tartalmaz még vezetőelemeket, például csapokat (43,45) és a vezetőelemekhez illeszkedő rögzítőelemeket, például perselyeket (44,46), továbbá a kalibrúlóegységet (3) és a kiegészítőegységet (15) rögzítő elemeket is.
12. A 11. igénypont szerinti megszakító, azzal jellemezve, hogy a kalibrálóegység (3) és a kiegészítőegység (15) az interfészhez (23) képest szimmetrikusan vannak elrendezve.