ITMI992448A1 - LOW VOLTAGE POWER SWITCH - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione si riferisce ad un interruttore di potenza di bassa tensione avente caratteristiche costruttive migliorate. Più in particolare, la presente invenzione si riferisce ad un interruttore di potenza di bassa tensione dotato di una struttura modulare che ne facilita notevolmente l'installazione e l'impiego. The present invention relates to a low voltage power switch having improved constructive characteristics. More particularly, the present invention relates to a low voltage power switch equipped with a modular structure which considerably facilitates its installation and use.
E' noto che gli interruttori di potenza di bassa tensione sono utilizzati in impianti elettrici industriali caratterizzati da corrente e potenze relativamente elevate. La loro funzione peculiare e quella di assicurare, per un valore richiesto di corrente nominale, l'inserimento e il distacco del carico e la protezione contro eventi anomali (ad esempio di sovraccarico o corto circuito). It is known that low voltage power switches are used in industrial electrical systems characterized by relatively high current and power. Their peculiar function is to ensure, for a required nominal current value, the insertion and disconnection of the load and protection against anomalous events (for example overload or short circuit).
L'inserimento ed il distacco del carico avviene mediante l’azione di un dispositivo di comando operativamente connesso ai contatti mobili presenti in ciascuno dei poli dell'interruttore. Il dispositivo di comando movimenta il contatto mobile di ciascun polo provocandone la separazione/accoppiamento con il corrispettivo contatto fisso, rispettivamente durante le manovre di apertura/chiusura dell'interruttore. The insertion and disconnection of the load takes place through the action of a control device operatively connected to the moving contacts present in each of the switch poles. The control device moves the mobile contact of each pole causing its separation / coupling with the corresponding fixed contact, respectively during the opening / closing operations of the circuit-breaker.
La protezione dell'interruttore contro eventi anomali avviene generalmente tramite apertura automatica del circuito. Ciò è garantito da specifici dispositivi di protezione in grado di inviare, qualora la corrente superi un valore prefissato, un segnale elettrico di guasto ad un dispositivo sganciatore il quale opera, tramite un opportuno cinematismo, il distacco del contatto mobile di ciascun polo. Ciò provoca automaticamente l'apertura dell'interruttore, con tempi di ritardo proporzionalmente inversi al crescere della corrente di guasto. The protection of the circuit-breaker against anomalous events generally occurs through automatic opening of the circuit. This is guaranteed by specific protection devices capable of sending, if the current exceeds a predetermined value, an electrical fault signal to a release device which, by means of an appropriate kinematic mechanism, detaches the moving contact of each pole. This automatically causes the circuit-breaker to open, with delay times that are proportionally inverse as the fault current increases.
Questi dispositivi di protezione sono noti comunemente con il termine di "relè di protezione". These protection devices are commonly known as "protection relays".
E’ noto che un'esigenza molto sentita da parte dei costruttori di interruttori di potenza di bassa tensione consiste nel fatto di assicurare 1 'intercarabialità dei dispositivi di protezione di cui gli interruttori sono dotati. Ciò comporta, infatti, vantaggi notevoli. Ad esempio, poter equipaggiare lo stesso interruttore con dispositivi di protezione predisposti per correnti nominali diverse consente di semplificare i processi produttivi, di aumentare le possibilità di risposta alle esigenze del mercato, di rendere semplice un eventuale cambio della corrente nominale di una determinata utenza/carico anche quando 1'impianto/quadro elettrico è già installato. It is known that a much felt need on the part of the manufacturers of low voltage power switches consists in ensuring the interchangeability of the protection devices with which the switches are equipped. In fact, this entails considerable advantages. For example, being able to equip the same circuit-breaker with protection devices predisposed for different rated currents allows to simplify the production processes, to increase the possibilities of responding to market needs, to make it easy to change the rated current of a specific user / load. even when the electrical system / panel is already installed.
Sono note alcune soluzioni realizzative che soddisfano quest’esigenza della tecnica attuale. Queste soluzioni riguardano, in genere, interruttori di taglia relativamente elevata, corrispondenti ad esempio a valori di corrente nominale maggiori o uguali a 250 A (larghezza interruttore maggiore o uguale a 105 mm). Con riferimento alle figure 1 ed 2 è possibile osservare alcune soluzioni realizzative comunemente adottate per questo tipo di interruttori di potenza. E’ possibile distinguere nell'interruttore automatico 1 un corpo principale 2, in cui è in genere alloggiata una terna di poli elettrici, il dispositivo di comando dell'interruttore e il dispositivo sganciatore prima descritti (non illustrati in figura). E' inoltre possibile osservare un secondo involucro 3 in cui è alloggiato il dispositivo di protezione dell'interruttore. Some manufacturing solutions are known that meet this requirement of the current technique. These solutions generally concern relatively large circuit-breakers, corresponding for example to rated current values greater than or equal to 250 A (circuit-breaker width greater than or equal to 105 mm). With reference to Figures 1 and 2 it is possible to observe some construction solutions commonly adopted for this type of power switches. It is possible to distinguish in the circuit breaker 1 a main body 2, in which a set of three electric poles is generally housed, the control device of the circuit breaker and the release device described above (not shown in the figure). It is also possible to observe a second casing 3 in which the protection device of the circuit breaker is housed.
La soluzione nota illustrata in figura 1 prevede l'alloggiamento del dispositivo di protezione 3 all'interno del corpo principale 2. In questo caso, l'operazione di connessione del secondo involucro 3 al corpo principale 2 prevede di smontare la parte frontale 5 del corpo dell'interruttore, utilizzando viti od altri elementi mobili di fissaggio 4. The known solution illustrated in figure 1 provides for the housing of the protection device 3 inside the main body 2. In this case, the operation of connecting the second casing 3 to the main body 2 involves disassembling the front part 5 of the body of the circuit-breaker, using screws or other movable fastening elements 4.
Nella soluzione nota di figura 2 l’involucro 3 viene connesso alla parte inferiore del corpo principale dell'interruttore 2: l'operazione di connessione avviene sempre tramite l’utilizzo di viti od altri elementi mobili di fissaggio. In the known solution of Figure 2, the casing 3 is connected to the lower part of the main body of the switch 2: the connection operation always takes place through the use of screws or other movable fastening elements.
Entrambe le soluzioni proposte nelle figure 1 e 2, pur soddisfacendo gli scopi per cui sono state realizzate, sono caratterizzate da alcuni inconvenienti. Both the solutions proposed in Figures 1 and 2, while satisfying the purposes for which they were made, are characterized by some drawbacks.
Per connettere il dispositivo di protezione al corpo principale dell'interruttore sono in genere utilizzate viti od altri elementi mobili di fissaggio. Questo comporta notevoli perdite di tempo in fase d'installazione o di cambio del dispositivo di protezione. La necessità di predisporre appositi alloggiamenti, per l'inserimento di viti od altri elementi mobili di fissaggio, comporta una riduzione dello spazio disponibile per l'alloggiamento del dispositivo di protezione. Questo fatto limita notevolmente la possibilità di intercambiare un dispositivo di protezione di un certo tipo (ad esempio un relè elettronico) con un altro dispositivo di protezione di tipo diverso (ad esempio un relè magnetotermico). Screws or other movable fastening elements are generally used to connect the protection device to the main body of the circuit-breaker. This involves considerable waste of time during the installation or replacement of the protection device. The need to provide suitable housings, for the insertion of screws or other movable fastening elements, entails a reduction in the space available for housing the protection device. This fact considerably limits the possibility of interchanging a protection device of a certain type (for example an electronic relay) with another protection device of a different type (for example a magnetothermic relay).
Vengono perciò limitate notevolmente le possibilità di ottimizzare le prestazioni dell'interruttore in funzione delle esigenze dell'impianto elettrico in cui esso viene inserito. The possibilities of optimizing the performance of the circuit-breaker according to the requirements of the electrical system in which it is inserted are therefore considerably limited.
Negli interruttori di potenza di taglia inferiore, ad esempio per una corrente nominale minore o uguale a 160 Ampere (larghezza interruttore minore o uguale a 90 raro), la possibilità di assicurare 1'intercambialità dei dispositivi di protezione risulta ulteriormente limitata. Infatti, per sostituire il dispositivo di protezione è generalmente necessario smontare completamente il corpo dell'interruttore. Quest'operazione non può essere condotta agevolmente dall'utente o dal dettagliante ma richiede l’intervento di personale specializzato. Ciò comporta un notevole aumento dei costi di intervento per realizzare il cambio del dispositivo di protezione. In smaller power circuit breakers, for example for a rated current less than or equal to 160 Ampere (circuit breaker width less than or equal to 90 rare), the possibility of ensuring the interchangeability of the protection devices is further limited. In fact, to replace the protection device it is generally necessary to completely disassemble the body of the switch. This operation cannot be easily carried out by the user or the retailer but requires the intervention of specialized personnel. This entails a considerable increase in the intervention costs for carrying out the change of the protection device.
Inoltre il rivenditore al dettaglio dell'interruttore, per soddisfare le diverse esigenze della clientela, deve mantenere a magazzino un elevato numero di interruttori, ciascuno equipaggiato con un dispositivo di protezione di tipo diverso. Furthermore, the retailer of the circuit-breaker, in order to meet the different needs of the customers, must keep a large number of circuit-breakers in stock, each equipped with a different type of protection device.
Compito precipuo della presente invenzione è quello di realizzare un interruttore di potenza di bassa tensione che consenta di intercambiare il dispositivo di protezione in modo semplice, senza la necessità dell'intervento di personale specializzato. The aim of the present invention is to provide a low voltage power switch which allows the protection device to be interchanged in a simple way, without the need for the intervention of specialized personnel.
Nell’ambito di questo compito, uno scopo della presente invenzione è quello di realizzare un interruttore di potenza di bassa tensione che consenta di connettere il dispositivo di protezione all'interruttore in modo modulare e senza l'impiego di viti ed altri elementi mobili di fissaggio. Within the scope of this task, an object of the present invention is to provide a low voltage power circuit breaker which allows the protection device to be connected to the circuit breaker in a modular way and without the use of screws and other movable fastening elements. .
Un ulteriore scopo della presente invenzione e quello di realizzare un interruttore di potenza di bassa tensione che consenta di intercambiare il dispositivo di protezione anche per interruttori di taglia relativamente ridotta (corrente nominale minore o uguale a 160 Ampere oppure larghezza interruttore minore o uguale a 90 mm). A further object of the present invention is to provide a low voltage power switch which allows the protection device to be interchanged even for relatively small size switches (rated current less than or equal to 160 Ampere or switch width less than or equal to 90 mm ).
Un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un interruttore di potenza di bassa tensione che consenta di intercambiare in modo semplice dispositivi di protezione di diverso tipo, in particolare di tipo elettronico, elettromagnetico, magnetotermico e simili. Another object of the present invention is that of realizing a low voltage power switch which allows to interchange in a simple way protection devices of different types, in particular of the electronic, electromagnetic, magnetothermic type and the like.
Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un interruttore di potenza di bassa tensione comprendente: un primo involucro in cui sono alloggiati uno o più poli elettrici e relativi mezzi di comando; ed un secondo involucro in cui sono alloggiati mezzi di protezione dell'interruttore, caratterizzato dal fatto che detto primo e secondo involucro comprendono mezzi di accoppiamento diretto, atti a connettere modularmente detto primo e secondo involucro. This task, as well as these and other purposes which will become clearer hereinafter, are achieved by a low voltage power switch comprising: a first casing in which one or more electric poles and relative control means are housed; and a second casing in which means for protecting the circuit breaker are housed, characterized in that said first and second casing comprise direct coupling means, adapted to modularly connect said first and second casing.
L 'interruttore di potenza secondo 1'invenzione presenta il vantaggio di presentare una struttura modulare (costituita dall’insieme di detto primo e secondo involucro) che non richiede, per l'assemblaggio, l’utilizzo di viti o di altri elementi mobili di fissaggio, se non quelli richiesti per la realizzazione dei collegamenti elettrici. L'interruttore di potenza secondo la presente invenzione consente perciò di installare e soprattutto di intercambiare il dispositivo di protezione in modo semplice, senza la necessità dell'intervento di personale specializzato. The power switch according to the invention has the advantage of having a modular structure (consisting of the assembly of said first and second casing) which does not require the use of screws or other movable fastening elements for assembly. , if not those required for making the electrical connections. The power switch according to the present invention therefore allows to install and above all to interchange the protection device in a simple way, without the need for the intervention of specialized personnel.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva dell'interruttore di potenza secondo la presente invenzione, illustrata a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui : Further characteristics and advantages of the invention will become clearer from the description of a preferred but not exclusive embodiment of the power switch according to the present invention, illustrated by way of non-limiting example in the accompanying drawings, in which:
la figura 1 illustra schematicamente una forma realizzativa di un interruttore di potenza di taglia relativamente elevata, di tipo noto; Figure 1 schematically illustrates an embodiment of a relatively large power switch of a known type;
la figura 2 illustra schematicamente un'altra forma realizzativa di un interruttore di potenza di taglia relativamente elevata, di tipo noto; Figure 2 schematically illustrates another embodiment of a relatively large power switch of a known type;
la figura 3 illustra schematicamente la struttura di una forma realizzativa dell’interruttore di potenza secondo l'invenzione; e Figure 3 schematically illustrates the structure of an embodiment of the power switch according to the invention; And
la figura 4 illustra un dettaglio della struttura dell'interruttore della figura 3. Figure 4 illustrates a detail of the structure of the circuit breaker of Figure 3.
Con riferimento alla figura 3 viene presentata una forma realizzativa dell'interruttore di potenza secondo la presente invenzione. With reference to Figure 3, an embodiment of the power switch according to the present invention is presented.
L'interruttore di potenza, indicato dal numero di riferimento 12, comprende un primo involucro 11, vantaggiosamente in materiale isolante, in cui sono alloggiati (non illustrati in figura) uno o più poli elettrici (preferibilmente tre). Ogni polo elettrico comprende un contatto fisso ed un contatto mobile accoppiabili tra loro (non illustrati in figura). Nell'involucro 11 sono inoltre compresi mezzi di comando (non illustrati in figura) operativamente connessi al contatto mobile di ciascuno dei poli elettrici. I mezzi di comando comprendono preferibilmente un dispositivo di attuazione (non illustrato), atto a fornire, tramite una catena cinematica, l'energia necessaria alla movimentazione del contatto mobile durante le operazioni di apertura/chiusura dell'interruttore. Nell'involucro 11 sono inoltre compresi mezzi attuatori di sgancio (non illustrati in figura) atti a provocare la separazione dei contatti mobili dai corrispettivi contatti fissi, in risposta ad un segnale elettrico di guasto. I mezzi attuatori di sgancio possono essere separati dai mezzi di comando prima descritti: in questo caso sono vantaggiosamente costituiti da uno o più dispositivi sganciatori (vantaggiosamente di tipo elettromagnetico) in grado di provocare in risposta ad un segnale elettrico di guasto, ad esempio attraverso l'azione di una molla pre-caricata, la separazione dei contatti elettrici in un tempo prestabilito. Alternativamente, i mezzi attuatori di sgancio possono essere integrati con i mezzi di comando. Alla ricezione del segnale elettrico di guasto essi determinano l'intervento dei mezzi di comando che movimentano la catena cinematica operativamente connessa ai contatti mobili. The power switch, indicated by the reference number 12, comprises a first casing 11, advantageously made of insulating material, in which one or more electric poles (preferably three) are housed (not shown in the figure). Each electric pole comprises a fixed contact and a mobile contact which can be coupled together (not shown in the figure). The casing 11 also comprises control means (not shown in the figure) operatively connected to the movable contact of each of the electric poles. The control means preferably comprise an actuation device (not shown), able to supply, through a kinematic chain, the energy necessary for moving the moving contact during the opening / closing operations of the circuit breaker. The casing 11 also comprises release actuator means (not shown in the figure) suitable for causing the separation of the moving contacts from the corresponding fixed contacts, in response to an electrical fault signal. The release actuator means can be separated from the control means described above: in this case they are advantageously constituted by one or more release devices (advantageously of the electromagnetic type) capable of causing in response to an electrical fault signal, for example through the action of a pre-loaded spring, the separation of the electrical contacts in a predetermined time. Alternatively, the release actuator means can be integrated with the control means. Upon receipt of the electrical fault signal, they determine the intervention of the control means which move the kinematic chain operatively connected to the moving contacts.
L'interruttore di potenza di bassa tensione secondo l'invenzione comprende inoltre un secondo involucro 13, vantaggiosamente in materiale isolante, in cui sono alloggiati mezzi di protezione dell'interruttore. I mezzi di protezione sono elettricamente connessi, ad esempio mediante una vite 16, ai mezzi attuatori di sgancio prima descritti e sono atti ad inviare loro un segnale elettrico di guasto. In pratica, analogamente a quanto descritto in precedenza, i mezzi di protezione, non appena la corrente supera un valore prefissato, inviano un segnale elettrico di guasto ai mezzi attuatori di sgancio che operano automaticamente la separazione dei contatti elettrici (contatto mobile e contatto fisso). La peculiarità dell'interruttore di potenza di bassa tensione secondo l'invenzione è data dal fatto che gli involucri 11 e 13 comprendono mezzi di accoppiamento diretto 14 atti a connettere modularmente gli involucri 11 e 13. Con l’espressione "connettere modularmente" si intende l'unione di due elementi separati (in questo caso gli involucri 11 e 13) senza che ciò comporti alcuna modifica strutturale degli elementi stessi, come ad esempio lo smontaggio/riraontaggio di parti. The low voltage power switch according to the invention further comprises a second casing 13, advantageously made of insulating material, in which means for protecting the switch are housed. The protection means are electrically connected, for example by means of a screw 16, to the release actuator means described above and are able to send them an electrical fault signal. In practice, similarly to what has been described above, the protection means, as soon as the current exceeds a predetermined value, send an electrical fault signal to the release actuator means which automatically operate the separation of the electrical contacts (moving contact and fixed contact) . The peculiarity of the low voltage power switch according to the invention is given by the fact that the housings 11 and 13 comprise direct coupling means 14 adapted to modularly connect the housings 11 and 13. The expression "modularly connect" means the union of two separate elements (in this case the casings 11 and 13) without this entailing any structural modification of the elements themselves, such as for example the disassembly / reassembly of parts.
I mezzi di accoppiamento diretto comprendono mezzi di accoppiamento meccanico che non prevedono, per realizzare la connessione tra l'involucro 11 e 13, l'utilizzo di viti od altri elementi mobili di fissaggio. The direct coupling means comprise mechanical coupling means which do not require the use of screws or other movable fastening elements to make the connection between the casing 11 and 13.
Preferibilmente, i mezzi di accoppiamento diretto comprendono uno o più sistemi di incastro e scorrimento, dotati, secondo un'ulteriore realizzazione preferita, di una pluralità di guide di inserzione, accoppiabili tra loro. Ciò può essere facilmente osservato, facendo ad esempio riferimento alla figura 3. In tale figura, si nota che i mezzi di accoppiamento diretto comprendono uno o più sistemi di incastro e scorrimento del tipo a coda di rondine. Preferably, the direct coupling means comprise one or more interlocking and sliding systems, equipped, according to a further preferred embodiment, with a plurality of insertion guides, which can be coupled together. This can be easily observed, referring for example to figure 3. In this figure, it can be seen that the direct coupling means comprise one or more dovetail-type interlocking and sliding systems.
Alternativamente i mezzi di accoppiamento diretto possono comprendere ad esempio uno o più sistemi di incastro a scatto. Alternatively, the direct coupling means can comprise, for example, one or more snap-fit systems.
Grazie alla presenza dei mezzi di accoppiamento diretto è possibile equipaggiare, in modo semplice e rapido, l’interruttore di potenza secondo l'invenzione con il dispositivo di protezione più adatto. La mancanza di viti o di elementi mobili di fissaggio per assemblare gli involucri 11 e 13 comporta un significativo aumento dello spazio disponibile all'interno dell’involucro 13. Ciò consente di utilizzare lo stesso tipo d'involucro per alloggiare facilmente diversi tipi di dispositivi di protezione, come ad esempio relè di protezione di tipo elettromagnetico, magnetotermico, elettronico e simili. Thanks to the presence of the direct coupling means, it is possible to equip, in a simple and rapid way, the power switch according to the invention with the most suitable protection device. The lack of screws or movable fastening elements to assemble the enclosures 11 and 13 results in a significant increase in the space available inside the enclosure 13. This allows the same type of enclosure to be used to easily accommodate different types of devices. protection, such as electromagnetic, magnetothermic, electronic and similar protection relays.
In questo modo 1’interruttore di potenza secondo 1'invenzione può essere dotato dei dispositivi di protezione più adatti al suo funzionamento. In this way, the power switch according to the invention can be equipped with the most suitable protection devices for its operation.
Inoltre, diventa immediata anche la sostituzione dei mezzi di protezione di un certo tipo con altri di tipo diverso. Basta infatti estrarre l'involucro 13 e sostituirlo (freccia 160) con un altro comprendente i mezzi di protezione desiderati. Furthermore, the replacement of means of protection of a certain type with others of a different type also becomes immediate. In fact, it is sufficient to extract the casing 13 and replace it (arrow 160) with another one comprising the desired protection means.
Ciò consente all'utente di ridurre notevolmente i costi di intervento per installare e/o riadattare l’interruttore. Il rivenditore stesso può soddisfare le esigenze della clientela riducendo sensibilmente il quantitativo ed il valore di merce a magazzino. This allows the user to significantly reduce the intervention costs to install and / or retrofit the switch. The retailer himself can meet the needs of customers by significantly reducing the quantity and value of goods in stock.
Si è infine verificato che l'interruttore di potenza di bassa tensione secondo l’invenzione consente di intercambiare i mezzi di protezione anche per valori di corrente nominale relativamente ridotti, in particolare per valori minori o uguali a 160 Ampere (larghezza interruttore minore o uguale a 90 mm). Ciò è dovuto essenzialmente all’uso dello spazio disponibile per l'alloggiamento dei mezzi di protezione. Finally, it has been verified that the low voltage power switch according to the invention allows the protection means to be interchanged even for relatively low rated current values, in particular for values less than or equal to 160 Ampere (switch width less than or equal to 90 mm). This is essentially due to the use of the space available for housing the means of protection.
Questo rappresenta un notevole vantaggio in termini di flessibilità e di risposta alle esigenze di mercato. This represents a significant advantage in terms of flexibility and response to market needs.
L'interruttore di potenza di bassa tensione secondo l'invenzione così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo. The low voltage power switch according to the invention thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept.
Inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica. Furthermore, all the details can be replaced by other technically equivalent elements. In practice, the materials employed, so long as they are compatible with the specific use, as well as the dimensions, may be any according to the requirements and the state of the art.
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