NO331593B1 - Drivinnretning for en elektrisk anordning - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen vedrører en drivinnretning for en elektrisk anordning, i et isolerende hus og med et par av en stasjonær og en bevegbar kontakt. Den bevegbare kontakten (2) kan aktiveres enten manuelt ved hjelp av en håndbetjent arm (6) som er dreibart montert mellom en lukket stilling og en åpen stilling for kontaktene (1, 2), eller automatisk, i tilfelle av en elektrisk feil. Innretningen innbefatter en første mekanisme (4), her benevnt kraftmekanismen, for manuell åpning og lukking av kontaktene (1, 2) og for å holde dem i den lukkede stilling, og en andre mekanisme (5), atskilt fra den første og her benevnt driv- og indikeringsmekanisme, hvilken andre mekanisme (5) er utformet for bestemmelse av automatisk åpning av kontaktene (1, 2) i tilfelle av en elektrisk feil og for kommunikasjon med periferielt tilbehør.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en drivinnretning for en elektrisk anordning, i et isolerende hus og med et par av en stasjonær og en bevegbar kontakt, hvor den bevegbare kontakt kan aktiveres enten manuelt med en arm som er dreibart montert mellom en lukket og en åpen kontaktstilling, eller automatisk, i tilfelle av en elektrisk feil, hvilken innretning innbefatter en mekanisme for manuell åpning og automatisk åpning av kontaktene i tilfelle av en elektrisk feil, og for lukking av kontaktene og holding av dem i den lukkede stilling, hvilken mekanisme kommuniserer med periferisk tilbehør.

Kjente elektriske beskyttelsesinnretninger, særlig differensialbrytere, har en enkelt drivmekanisme for lukking og åpning av kontaktene ved manuell påvirkning av en arm eller en spak, for automatisk åpning av kontaktene i tilfelle av en elektrisk feil, for kommunisering av anordningens tilstand til bevegbare tilbehør og for bestemmelse av åpning via andre bevegbare tilbehør, hvilke tilbehør er mekanisk og sideveis tilordnet anordningen.

Den samme mekanismen holder derfor kontaktene lukket, hvilket innbefatter en høy mekanisk belastning, og sørger for kommunikasjonen med de periferisk tilbehør, hvilket innbefatter en lav mekanisk belastning. Den store mekaniske fluksen i de følsomme kommunikasjonskomponenter forstyrrer imidlertid informasjonsinngangen og -utgangen, og forstyrrer derfor den generelle bruken av anordningen.

I tillegg, når det dreier seg om en differensialbryter, vil håndteringen av energien i bryterkontaktene med én enkelt mekanisme ikke tillate bruke av vanlig tilbehør med kretsbrytere. Kontakttrykkene, særlig i differensialbrytere med en høy drivstrøm, medfører bruk av mekaniske systemer som er inkompatible med tilbehørene. Dette problem overvinnes i dag ved at man bruker spesifikke tilbehør som kommuniserer med standard tilbehør.

FR 2656155 viser tilpasningsutstyr til en flerpolet differensialbryter med en rotasjonsmekanismeplate, en frakoblingshendel, to mekaniske forbindelser for frakobling i motsatte retninger med differensialbryteren og en signaliseringsbryter styrt av rotasjonsmekanismeplaten.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å løse disse problemer og foreslår derfor en drivinnretning for en elektrisk anordning, hvilken drivinnretning muliggjør vanlig tilbehør med kretsbrytere, idet kommunikasjonsmidlene ikke er utsatt for en høy mekanisk belastning.

Det er derfor en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en drivinnretning for en elektrisk anordning av den foran nevnte type, hvilken innretning er kjennetegnet ved at den innbefatter en første mekanisme, her benevnt kraftmekanisme, for manuell åpning og lukking av kontaktene og for holding av kontaktene i den lukkede stilling, og en andre mekanisme, her benevnt indikeringsmekanisme, hvilken andre mekanisme er utformet for å bestemme automatisk åpning av kontaktene og kommunisere med de nevnte periferiske tilbehør.

Ifølge en utførelse av oppfinnelsen innbefatter de nevnte periferiske tilbehør minst én utløser-hjelpe- og/eller en indikeringsinnretning for indikering av kontakttilstanden i anordningen.

Ifølge et særlig inventivt trekk er de to mekanismene slik kinematisk koblet at når kontaktene lukkes av en operatør eller fjernstyrt, blir de to mekanismene betjent på samme tid med armen for derved å overføre informasjonen vedrørende anordningens åpne eller lukkede tilstand til indikeringstilbehørene.

Ifølge et annet inventivt trekk er de to mekanismer slik kinematisk koblet at automatisk åpning av kontaktene ved utløsing av driv- og indikeringsmekanismen, skjer med armen i den lukkede stilling.

Ifølge nok et inventivt trekk har den første mekanismen en bæreinnretning for den bevegbare kontakt, montert dreibart mellom de foran nevnte to stillinger og forbundet med armen ved hjelp av en transmisjonsinnretning slik at det dannes en brytbar mekanisk forbindelse mellom bæreinnretningen og armen.

Ifølge nok et inventivt trekk innbefatter transmisjonsinnretningen et kneledd som er svingbart forbundet ved én av endene med armen, og vil være låst i en stilling tilsvarende en lukket kontaktstilling med et mekanisk låsesystem.

Ifølge nok et inventivt trekk innbefatter den andre mekanismen en utløserinnretning som påvirkes av en utløser for å bevirke automatisk åpning av kontaktene uavhengig av armen, og en returinnretning for føring av utløserinnretningen tilbake til en spent stilling, slik at det muliggjøres en automatisk gjeninnstilling av driv- og indikeringsmekanismen.

Denne utløserinnretningen er utformet til å bevirke at den foran nevnte mekaniske forbindelse brytes i tilfelle av en elektrisk feil.

Fordelaktig innbefatter utløserinnretningen et elektromagnetisk relé.

Ifølge nok et trekk innbefatter den andre mekanismen en dreibar stang som aktiveres av utløserinnretningen og frigjør en dreieplate som samvirker med det foran nevnte låsesystem.

Ifølge nok et trekk har platen en del som er utformet for samvirke med indikeringstilbehørene som indikerer anordningens tilstand.

Ifølge nok et trekk har stangen en del som er utformet for samvirke med utløsertilbehørene.

Fordelaktig innbefatter utløsertilbehørene underspenning eller shuntutløsere.

Fordelaktig innbefatter indikeringstilbehørene tilbehør som indikerer en feil og kontaktenes åpne eller lukkede tilstand.

Ifølge nok et trekk er styreaksene innrettet med aksene til tilbehør som er vanlige for andre elektriske styringer og beskyttelser og/eller elektriske fordelingsanordninger.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en differensialbryter som har en drivinnretning med de foran nevnte trekk, hver for seg eller i kombinasjon.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere under henvisning til tegningen hvor:

Fig. 1 viser et sideriss av en differensialbryter ifølge oppfinnelsen, idet figuren viser den indre del av bryteren, med kontaktene i en lukket stilling,

Fig. IA er et delsnitt gjennom en del av drivmekanismen og et utløsertilbehør,

Fig. 2 er et utsnitt av fig. 1 og viser mekanismen til en bryter ifølge oppfinnelsen, sett forfra og med kontaktene i den lukkede stilling, Fig. 3 er et riss som i fig. 2 og viser brytermekanismen sett bakfra, med kontaktene i den lukkede stilling, og Fig. 4 er et sideriss av en differensialbryter ifølge oppfinnelsen, lik den som er vist i fig. 1, og med kontaktene i en åpen stilling. Fig. 1 og 4 viser en differensialbryter I beregnet for elektriske ledere i et vekselstrømsystem, som en koblingsterminal for beskyttelse av systemet i tilfelle av en feil.

Anordningen I er anordnet i et smalt hus som består av to deler, hvorav den ene del er fjernet her slik at man kan se den indre mekanismen i bryteren I.

I fig. 1 og 4 kan man se at denne bryteren I har to kontakter, én stasjonær kontakt 1 og en bevegbar kontakt 2. Den bevegbare kontakten 2 bæres av en kontaktbærer 3 som er dreibart montert slik at den kan bevege seg mellom en lukket kontaktstilling og en åpen kontaktstilling for kontaktene 1, 2.

Bryteren I har to atskilte mekanismer 4, 5, en mekanisme som her benevnes som kraftmekansime 4, og en mekanisme som her benevnes som driv- og indikeringsmekanisme 5. Kraftmekanismen 4 er utformet for manuell åpning og lukking av kontaktene 1, 2 ved hjelp av en håndbetjent arm 6, og for å sikre at kontaktene 1, 2 holdes i den lukkede stilling.

Driv- og indikeringsmekanismen 5 er utformet for å bestemme automatisk åpning av kontaktene 1, 2 i tilfelle av en elektrisk feil, for derved å sikre personell, med virkningen til en differensialbeskyttelsesinnretning, og for kommunikasjon med de periferiske tilbehør 8.

Disse tilbehørene 8 innbefatter indikeringstilbehør og utløsertilbehør. Indikeringstilbehørene er utformet for å indikere tilstandene til kontaktene 1, 2 i bryteren I, hvilke kontakter kan være lukket, åpnet manuelt eller kan forbli åpne i tilfelle av en feil. Utløsertilbehøret muliggjør åpning av kontaktene 1, 2 i bryteren 1 uavhengig av utløseren i bryteren I. Dette vil bli forklart nærmere nedenfor.

Den første mekanismen 4 innbefatter et kneledd 9 tilformet av to innbyrdes forbundne stenger 10, 11. Den ene stangen 10 er svingbart forbundet med armen 6 mens den andre stangen 11 er svingbart forbundet med den bevegbare kontakts 2 bærer 3. Det hele danner en brytbar mekanisk forbindelse. Kneleddmekanismen 9 holdes i en tilstand svarende til en lukket kontakttilstand for kontaktene 1, 2 ved hjelp av et låsesystem 12.

Den andre mekanismen 5, her benevnt driv- og indikeringsmekanisme, innbefatter en dreibar stang 13 som kan drives med en utløserinnretning 14 og kan frigjøre en dreibar plate 15. Denne platen 15 er beregnet for samvirke med det foran nevnte låsesystem 12 på en nedenfor nærmere forklart måte. Utløserinnretningen 14 er et elektromagnetisk relé 16 som aktiveres med en feildetektor (ikke vist). Den dreibare platen 15 er svingbart forbundet med armen 6. Platen 15 har en del 15a beregnet for samvirke med indikeringstilbehørene, og stangen 13 har en del 13a beregnet for samvirke med utløsertilbehørene.

Virkemåten til innretningen ifølge oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere, under henvisning til figurene. 1 fig. 1-3 befinner bryteren I seg i en laststilling. Kontaktene 1, 2 er lukket, hvilket svarer til en normal drift av energisystemet. I denne tilstanden holdes kontaktene 1, 2 i den lukkede stilling ved hjelp av et låsesystem 12 som presser mekanismen 3, 6,

9 til en stabil likevektstilstand.

Ved manuell åpning beveges armen 6 mot høyre i fig. 1. Denne bevegelsen opphever den stabile likevektstilstanden mellom kneleddmekanismen 9 og armen 6, hvorved kontaktene 1, 2 frigjøres. Manuell lukking eller fjernstyrt lukking skjer på motsatt måte. De to mekanismene 4, 5 påvirkes samtidig av armen 6, hvilket sikrer et kinematisk samsvar som er nødvendig for de tilbehør som generelt er anordnet til venstre for anordningen I. Åpen-lukket-indikasjon av kontakttilstanden blir således aktivert med armen 6.

Når det oppstår en feil, vil som vist i fig. 3 utløseren aktivere releet 16. Tappen 16a i releet 16 vil påvirke et gjeninnstillingsblad 17. Bladet 17 driver på sin side stangen 13, som frigjør låsingen mellom stangen 13 og delen 7, hvorved platen 15 frigjøres. Platen 15 vil påvirke låsesystemet 12 med frigjøring av kneleddmekanismen 9, hvorved kontaktene 1, 2 åpnes.

Under dette vil platenes 15 del 15a kommunisere med indikeringstilbehøret, slik at sistnevnte indikerer en utløst feiltilstand.

Det skal nevnes at kinematikken i innretningen muliggjør at kontaktene 1, 2 kan åpnes ved utløsning av mekanismen 5. Den håndbetjente arm 6 forblir i sin lukkede stilling (fri utløsing).

I tilfelle av en utløsing med et utløsertilbehør som vist i fig. 2 vil en tapp 18 utløse mekanismen 5. Låsingen mellom delen 7 og stangen 13 frigjøres og platen 15 kan nå virke på låsesystemet 12. Tappen 18 i tilbehøret samvirker med delen 13a av stangen 13.

På denne måten er det tilveiebrakt en drivinnretning for en elektrisk anordning, hvilken innretning har en enkel utførelse og muliggjør bruk av tilbehør som er vanlige for andre anordninger anordnet i nærheten, så som kretsbrytere. Oppfinnelsen tilveibringer derfor en differensialbrytermekanisme som er kompatibel med tilbehør i elektriske anordninger av samme type.

Med innretningen ifølge oppfinnelsen vil driv- og indikeringsmekanismen være atskilt fra kraftmekanismen, men med kinematisk tilknytning. Drivmekanismen har en kinematikk som er tilpasset tilbehør så som kretsbrytere.

Stillingen til styre- og indikasjonsaksene til tilbehøret er uavhengig av stillingen til kraftmekanismen. Det vil derfor være mulig å innrette styre- og indikeringsaksene med aksene til hjelpeutstyr som vanlig for andre elektriske styringer og/eller beskyttelser og/eller elektriske fordelingsanordninger.

Innretningen ifølge oppfinnelsen muliggjør at bryterens åpne eller lukkede tilstand kan transmitteres på samme akse som styreaksene.

Innretningen eliminerer også de påkjenninger som oppstår i forbindelse med store belastninger i kontakt-lukke- og åpnemekanismer, indusert i driv- og indikeringsmekanismen. På denne måten oppnås en industriell tilpasning til tilbehør, hvilket ikke har vært mulig med såkalt monoblokkutførelser.

Nok en fordel er at det vil være mulig å benytte den samme driv- og indikeringsmekanisme som for de ulike enheter som er tilordnet kretsbrytere. Uansett anordning vil således releet kunne arbeide i et miljø med identiske statiske og dynamiske belastninger.

Det samme relé har tidligere vært utsatt for større krefter i en differensialbryter enn i en differensialenhet, hvilket betyr at man har måttet benytte et relé som arbeider med to ulike systemer, med tilhørende problemer.

Oppfinnelsen muliggjør således en differensialbryter med en felles mekanisk anordning med differensialenheter tilordnet kretsbrytere. For en differensialbryter og for en differensialenhet benyttes ett enkelt differensialrelé.

Kommunikasjonsmidlene er ikke utsatt for en høy mekanisk belastning i samsvar med 125A-ratingen, hvilket betyr at man har tatt hensyn til egnethet i forbindelse med tilbehør.

Oppfinnelsen kan anvendes i alle anordninger hvor det inngår en stasjonær kontakt og en bevegbar kontakt, hvilken bevegbare kontakt kan aktiveres manuelt eller automatisk, og en mekanisme for manuell åpning og lukking, for automatisk åpning og for holding av kontaktene i den lukkede stilling, hvilken mekanisme kommuniserer med periferielt tilbehør. Oppfinnelsen kan derfor fordelaktig anvendes i forbindelse med brytere, kretsbrytere, kontaktorer og andre anordninger for elektrisk fordeling, styring, beskyttelse, etc, når anordningene har de foran nevnte trekk.

Oppfinnelsen er naturligvis ikke begrenset til det foran beskrevne og på tegningen viste utførelseseksempel.

Tvert imot er oppfinnelsen ment å innbefatte alle tekniske ekvivalenter og kombinasjoner, alt innenfor oppfinnelsens ramme.

Claims (14)

1. Drivinnretning for en elektrisk anordning, i et isolerende hus og med et par av en stasjonær og en bevegbar kontakt, hvilken bevegbare kontakt kan aktiveres enten manuelt med en arm som er dreibart montert mellom en lukket og en åpen kontaktstilling, eller automatisk, i tilfelle av en elektrisk feil, hvilken innretning innbefatter en mekanisme for manuell åpning og automatisk åpning av kontaktene i tilfelle av en elektrisk feil, og for lukking av kontaktene og holding av dem i den lukkede stilling, hvilken mekanisme har kommunikasjon med periferisk tilbehør,karakterisert vedat den innbefatter, opptatt i det nevnte hus, en første mekanisme (4), her benevnt kraftmekanismen, for manuell åpning og lukking av kontaktene (1, 2) og holding av dem i den lukkede stilling, og en andre mekanisme (5) atskilt fra den første, her benevnt driv- og indikeringsmekanismen, hvilken andre mekanisme (5) bestemmer automatisk åpning av kontaktene (1, 2) og kommuniserer med det nevnte periferiske tilbehør (8), hvor den første mekanismen (4) innbefatter en bæreinnretning (3) for den bevegbare kontakt (2), montert dreibart mellom de nevne to stillinger og forbundet med armen (6) ved hjelp av en overføringsinnretning (9) med dannelse av en brytbar mekanisk forbindelse mellom bæreinnretningen (3) og armen (6) og hvor den andre mekanismen (5) innbefatter en utløserinnretning (14) som styres av en utløser for derved å bevirke automatisk åpning av kontaktene (1,2) uavhengig av armen (6), og ved en returinnretning for tilbakeføring av utløserinnretningen (14) til en spent stilling, hvorved det muliggjøres en automatisk gjeninnstilling av driv- og indikeringsmekanismen (5).

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert vedat de nevnte periferiske tilbehør (8) innbefatter minst én utløser-hjelpeinnretning og/eller en innretning for indikering av tilstandene til kontaktene (1, 2) i anordningen (I).

3. Innretning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert vedat de nevnte to mekanismer (4, 5) er kinematisk forbundne på en slik måte at når lukking av kontaktene (1,2) gjennomføres av en operatør eller fjernstyrt, blir de to mekanismene (4, 5) påvirket samtidig med armen (6) , for derved å overføre informasjon vedrørende anordningens (I) åpne eller lukkede tilstand til indikerings-tilbehøret.

4. Innretning ifølge et av kravene 1-3, karakterisert vedat de nevnte to mekanismer (4, 5) er kinematisk forbundne på en slik måte at automatisk åpning av kontaktene (1,2) ved utløsing av driv- og indikeringsmekanismen (5), skjer med armen (6) i den lukkede stilling.

5. Innretning ifølge krav 1, karakterisert vedat den nevnte overgangsinnretningen (9) innbefatter en kneleddmekanisme (10, 11) som ved én av endene er svingbart forbundet med armen (6), og er låst i en stilling svarende til en lukket tilstand av kontaktene (1,2) ved hjelp av et mekanisk låsesystem (12).

6. Innretning ifølge krav 1, karakterisert vedat den nevnte utløserinnretningen (14) kan bevirke at den foran nevnte mekaniske forbindelse brytes i tilfelle av en elektrisk feil.

7. Innretning ifølge krav 1 eller 6, karakterisert vedat den nevnte utløserinnretning (14) innbefatter et elektromagnetisk relé (16).

8. Innretning ifølge krav 1, karakterisert vedat den andre mekanismen (5) innbefatter en dreibar stang (13) som påvirkes av den nevnte utløserinnretning (14) og frigjør en dreibar plate (15) som samvirker med det foran nevnte låsesystem (12).

9. Innretning ifølge krav 8, karakterisert vedat den nevnte platen (15) har en del (15a) utformet for samvirke med det tilbehør som indikerer anordningens (I) tilstand.

10. Innretning ifølge krav 8 eller 9, karakterisert vedat stangen (13) har en del (13a) utformet for samvirke med utløsertilbehøret.

11. Innretning ifølge et av kravene 2-10, karakterisert vedat utløsertilbehøret innbefatter tilbehør i form av såkalt undervoltspennings- eller shuntfrigjørere.

12. Innretning ifølge et av kravene 2-11, karakterisert vedat indikeringstilbehøret innbefatter tilbehør som indikerer en feil og kontaktenes åpne eller lukkede tilstand.

13. Innretning ifølge et av de foregående krav, karakterisert vedat styreaksene er innrettet med aksene til hjelpeutstyr som vanlig for andre elektriske styringer og/eller beskyttelser og/eller elektriske fordelingsanordninger.

14. Differensialbryter med en drivinnretning ifølge et av kravene 1-13.