PL190921B1 - Wielobiegunowy wyłącznik niskonapięciowy - Google Patents

Abstract

1. Wielobiegunowy wylacznik niskonapieciowy majacy obudowe wykonana z materialu izolacyjnego, zawierajacy mechanizm sterujacy polaczony z wa- lem biegunowym podpartym na podporach sztywno zamocowanych do obudowy, liczne bieguny, z któ- rych kazdy ma przynajmniej jedna pare rozlaczal- nych czesci stykowych, przy czym przynajmniej jedna z tych czesci stykowych w kazdej parze, na- zywana ruchoma czescia stykowa, jest mechanicz- nie polaczona z walem biegunowym, przy czym wal biegunowy, mechanizm sterujacy i ruchoma czesc stykowa sa ruchome pomiedzy pozycja otwarta od- powiadajaca rozdzieleniu czesci stykowych kazdej pary i pozycja zamknieta odpowiadajaca kontaktowi pomiedzy czesciami stykowymi kazdej pary, a po- nadto obudowa wylacznika zawiera przedni prze- dzial, w którym znajduje sie mechanizm sterujacy oraz tylny przedzial, oddzielony od przedniego prze- dzialu scianka posrednia oraz podzielony sciankami dzialowymi na poszczególne przedzialy, a kazdy z poszczególnych przedzialów zawiera jeden z bie- gunów wylacznika, znamienny tym, ze os obrotu (79) walu biegunowego (78) jest umieszczona w tylnym przedziale (14) wylacznika (10). PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wielobiegunowy wyłącznik niskonapięciowy, pracujący przy dużych natężeniach prądu, posiadający wysoką wytrzymałość elektrodynamiczną.

Znane i stosowane dotychczas wyłączniki prądu o dużym natężeniu (na przykład z zakresu 630 do 6300A) w podstawowej aparaturze łączeniowej dla linii zasilających i doprowadzających w instalacjach wysokich mocy, były zbudowane z elementów zmontowanych na metalowej ramie, w związku z czym nadano im nazwę „otwartych” wyłączników obwodów elektroenergetycznych. Z czasem urządzenia tego typu zaczęły wykorzystywać część technologii stosowanych w wyłącznikach obwodów mniejszej mocy, nazywanych wyłącznikami z uformowaną obudową, cechujących się tym, że posiadają izolacyjne ochronne zamknięcie, zazwyczaj uformowane ze wzmocnionego poliestru, w którym znajdują się bieguny wraz z ich komorami gaszeniowymi, mechanizmem sterującym i urządzeniami wyłączającymi. Ochronne zamknięcie, przyczyniając się do zapewnienia odseparowania wyłączania oraz redukcji powstawania efektów ubocznych, oraz do integralnego rozdzielenia biegunów wraz z lepszą izolacją pomiędzy obwodami elektroenergetycznymi i elementami pomocniczymi, wpłynęło jednocześnie na zmniejszenie całkowitej wielkości urządzeń tego typu.

W dokumencie EP-A-0, 322, 321 przedstawiono wyłącznik, którego obudowa jest wykonana z zestawu obudowy pośredniej, pokrywy stanowiącej przedni panel wyłącznika, oraz z tylnego panelu. Przednia powierzchnia obudowy pośredniej dzieli obudowę na przedni przedział ograniczony przez tę powierzchnię i przez pokrywę, oraz tylny przedział przeznaczony do umieszczenia w nim biegunów i elektrycznie odizolowany od przedniego przedziału. W przednim przedziale jest umieszczony mechanizm sterujący pracujący na poprzecznym przesuwnym wale wspólnym dla wszystkich biegunów, nazywanym wałem biegunowym. Wał ten jest utrzymywany przez podpory zamocowane na przedniej powierzchni obudowy pośredniej. Tylny przedział jest podzielony przez izolacyjne ścianki działowe na poszczególne przedziały, w których znajdują się bieguny. Przednia ścianka komory pośredniej zawiera ponadto dla każdego bieguna szczelinę umożliwiającą dostęp do odpowiednich poszczególnych przedziałów. Każdy biegun posiada parę rozłączalnych styków, w której skład wchodzi styk nieruchomy i styk ruchomy, oraz zawiera komorę gaszeniową. Każdy ruchomy styk jest mechanicznie połączony z poprzecznym wałem za pomocą trzpienia łącznikowego przechodzącego przez przednią ściankę obudowy pośredniej przez odpowiednią szczelinę dostępu.

Każdy trzpień łączący jeden z ruchomych styków z poprzecznym wałem jest utworzony w taki sposób, że w pozycji zamkniętej styków oraz w płaszczyźnie prostego przekroju poprzecznego prostopadłego do osi obrotu wału, odległość pomiędzy prostą linią przechodzącą przez osie obrotu trzpienia łącznikowego i osią przegubu wału jest mała. Innymi słowy, przełożenie dźwigni wynikowych sił wywieranych przez styki na wał biegunowy jest niewielkie, co zapewnia, że trzpień łącznikowy, przenosząc duże siły elektrodynamiczne, wytwarza jedynie nie wielki moment obrotowy na poziomie wału. W statycznej równowadze w pozycji zamkniętej styków mechanizm sterujący wywiera na zespół moment obrotowy przeciwdziałający siłom elektrodynamicznym przenoszonym przez trzpienie łącznikowe. Ten moment obrotowy wytwarza jedynie niewielkie siły na poziomie mechanizmu sterującego. Ponadto, wypadkowa sił reakcji na poziomie podpór prowadzących wału jest bardzo duża i przeciwstawia się siłom przenoszonym przez trzon łącznikowy i mechanizm sterujący.

Taka struktura jest charakterystyczna dla wyłączników o dużej wytrzymałości elektrodynamicznej. Takie wyłączniki muszą z definicji, w celu uzyskania selektywnego w czasie ingerowania w instalację elektryczną, być w stanie wytrzymywać przepływ powstałych prądów zakłóceniowych, które powodują powstawanie dużych sił elektrodynamicznych dążących do rozdzielenia styków. Wzajemny układ wału biegunowego, trzpieni łącznikowych z ruchomymi stykami i trzpienia łącznikowego mechanizmu sterującego musi być taki, by wspomniane siły nie powodowały zwiększania rozdzielenia styków lub otwarcia mechanizmu sterującego. W tym przypadku, taki wybrany układ umożliwia, by wspomniane siły były przenoszone do obudowy za pośrednictwem podpór wału, tak że mechanizm sterujący nie jest poddawany działaniu zbyt dużych sił lub momentów obrotowych.

Jednakże, sposób prowadzenia wału biegunowego i przenoszenie sił do obudowy wyłącznika nie są w pełni satysfakcjonujące. Poprzeczny wał musi w rzeczywistości mieć takie wymiary, być tak umieszczony i tak utrzymywany, by jego odkształcanie było ograniczone i nie przeszkadzało jego działaniu. Ponadto, podpory wału biegunowego muszą być bardzo dobrze zabezpieczone w obudowie, ponieważ duże siły przenoszone przez nie dążą do oderwania ich od przedniej powierzchni pośredniej obudowy, do której są zamocowane. Usztywnienie zestawu wymusza zastosowanie kosztowPL 190 921 B1 nych i zajmujących miejsce dodatkowych części i podpór, oraz odpowiednich układów w obudowie. Montaż wyłącznika wymaga dużej liczby części, co wiąże się z dużym kosztem i złożonym mocowaniem. Struktura taka ogranicza ponadto możliwości miniaturyzacji wyłącznika.

Ponadto, liczne otwory do przechodzenia trzpieni łącznikowych pomiędzy wałem biegunowym i każdym z biegunów wpływają niekorzystnie na szczelność komór gaszenia. Łuk elektryczny i endotermiczne opary wytwarzane przez ten łuk na poziomie pewnych elementów ścianek działowych komory gaszeniowej, prowadzą do powstania nadciśnienia oraz strumienia gazu, który musi być skanalizowany w stronę otworów wylotowych wyposażonych w odpowiednie filtry. By nie zakrywać wlotu łuku do komory gaszeniowej, wskazane jest umieszenie otworów wylotowych na spodzie komór gaszeniowych. Obecność otworów do przechodzenia trzpieni łącznikowych, umieszczonych tuż ponad stykami przy wlotach do komór, w istotnym stopniu powstrzymuje przepływ gazu do otworów wylotowych. W efekcie możliwy jest niekontrolowany przepływ gazu przez przedni przedział i otwory w przedniej powierzchni bezpośrednio na zewnątrz, bez przechodzenia przez filtr ochronny.

Wielobiegunowy wyłącznik niskonapięciowy, mający obudowę wykonaną z materiału izolacyjnego, zawierający mechanizm sterujący połączony z wałem biegunowym podpartym na podporach sztywno zamocowanych do obudowy, liczne bieguny, z których każdy ma przynajmniej jedną parę rozłączalnych części stykowych, przy czym przynajmniej jedna z tych części stykowych w każdej parze, nazywana ruchomą częścią stykową, jest mechanicznie połączona z wałem biegunowym, przy czym wał biegunowy, mechanizm sterujący i ruchoma część stykowa są ruchome pomiędzy pozycją otwartą odpowiadającą rozdzieleniu części stykowych każdej pary i pozycją zamkniętą odpowiadającą kontaktowi pomiędzy częściami stykowymi każdej pary, a ponadto obudowa wyłącznika zawiera przedni przedział, w którym znajduje się mechanizm sterujący oraz tylny przedział, oddzielony od przedniego przedziału ścianką pośrednią oraz podzielony ściankami działowymi na poszczególne przedziały, a każdy z poszczególnych przedziałów zawiera jeden z biegunów wyłącznika, według wynalazku charakteryzuje się tym, że oś obrotu wału biegunowego jest umieszczona w tylnym przedziale wyłącznika.

Korzystnym jest, że każda ze ścianek działowych stanowi podparcie przynajmniej dla jednej z podpór, a wał biegunowy przechodzi przez każdą ściankę działową na poziomie jednej z tych podpór.

Korzystnym jest, że każda ze ścianek działowych zawiera element działowy uformowany w pośredniej ściance, na krawędzi którego uformowany jest półcylindryczny sektor stanowiący część przyporządkowanej podpory.

Korzystnym jest, że pośrednia ścianka zawiera okno, przez które przechodzi trzpień transmisyjny pomiędzy wałem biegunowym i mechanizmem sterującym.

Korzystnym jest, że zewnętrzna powierzchnia wału biegunowego jest wykonana z elektrycznie izolującego materiału, korzystnie z termoutwardzalnego poliestrowego tworzywa sztucznego.

Korzystnym jest, że pomiędzy wałem biegunowym i każdą z ruchomych części stykowych jest umieszczony przynajmniej jeden trzpień łącznikowy, który to trzpień jest połączony z wałem biegunowym poprzez przegub, przy czym trzpień łącznikowy jest swobodnie przesuwny w kierunku równoległym do osi przegubu w pozycji zestawienia i trzpień łącznikowy jest nieruchomy w kierunku równoległym do osi przegubu w pozycji innej niż pozycja zestawienia.

W rozwiązaniu według wynalazku przezwyciężono niedogodności występujące w znanych ze stanu techniki rozwiązaniach, a zwłaszcza zwiększono sztywność mechanizmu wyłącznika o dużej wytrzymałości elektrodynamicznej, a wszystko to przy niskim koszcie.

W znanych urządzeniach, których wał biegunowy jest umieszczony w przednim przedziale, musi być zapewniona pewna minimalna odległość pomiędzy wałem biegunowym i ruchomymi stykami w pozycji otwartej. Połączenie pomiędzy ruchomymi stykami i wałem było w rzeczywistości realizowane poprzez pośrednią ściankę pomiędzy przednim przedziałem i tylnym przedziałem. Natomiast rozwiązanie według wynalazku umożliwia, by wspomniana odległość była znacznie zmniejszona, a nawet wyeliminowana, ponieważ pomiędzy wałem i częściami stykowymi nie są umieszczone żadne części. Całkowite rozmiary urządzenia mogą więc zostać zmniejszone.

Układ taki umożliwia również, by siły elektrodynamiczne wywierane na styki były przejmowane przez obudowę, bez powodowania powstawania dużych odkształceń części pośrednich. Możliwe staje się umieszczenie podpór wsporczych w tylnym przedziale. Jeśli podpory mają być zamocowane przynajmniej częściowo do ścianki pośredniej, możliwe jest zapewnienie części mocujących pracujących na ściskanie, a nie na odrywanie, w odpowiedzi na siły elektrodynamiczne wywierane na ruchome części stykowe.

PL 190 921 B1

Poza tym, układ taki umożliwia wyeliminowanie otworów do przechodzenia trzpieni łącznikowych pomiędzy wałem biegunowym i każdą z ruchomych części stykowych. Skażenie przedniego przedziału jest w związku z tym zmniejszone, a przepływ gazów do otworów wylotowych w podstawie komory gaszeniowej jest ulepszony.

Montaż zestawu jest łatwiejszy dzięki temu, że nie ma potrzeby dopasowywania połączenia pomiędzy wałem biegunowym i każdym trzpieniem łącznikowym do otworów w ściance pośredniej.

Każda ze ścianek działowych korzystnie utrzymuje jedno ze wspomnianych podpór, a wał biegunowy przechodzi przez każdą ściankę na poziomie jednej z podpór. Układ taki pozwala na zastosowanie większej liczby podpór, które mogą być regularnie rozmieszone wzdłuż wału biegunowego, bez zwiększania całkowitego rozmiaru zestawu. Alternatywnie, możliwe jest również zapewnienie, by podpory były rozmieszczone pomiędzy ściankami działowymi komór, na autonomicznych wspornikach. Korzystnie, każda ze ścianek działowych zawiera element działowy uformowany w ramach ścianki pośredniej, na krawędzi którego uformowany jest półcylindryczny sektor stanowiący część odpowiedniej podpory. Otrzymywany jest więc wielofunkcyjny element, który ułatwia montaż zestawu i przyczynia się do zmniejszenia kosztów wytwarzania.

Zewnętrzna powierzchnia wału biegunowego, wykonana z elektrycznie izolującego materiału, a zwłaszcza z termoutwardzalnego poliestrowego tworzywa sztucznego, pozwala na uzyskanie izolacji elektrycznej pomiędzy biegunami, jak również z mechanizmem sterującym. Materiał termoutwardzalny posiada własność dobrej wytrzymałości dielektrycznej po wyłączeniu. W praktyce, wał może być wykonany z masowego materiału termoutwardzalnego. Alternatywnie, wał może posiadać metalowy korpus pokryty materiałem izolacyjnym.

Wyłącznik korzystnie posiada przynajmniej jeden trzpień łącznikowy pomiędzy wałem biegunowym i każdą z ruchomych części stykowych, połączony z wałem biegunowym przegubem, w taki sposób, że w określonym względnym położeniu wału i trzpienia, nazywanym pozycją zestawienia, trzpień jest swobodnie przesuwny w kierunku równoległym do osi przegubu, a gdy trzpień po wpasowaniu zostanie wysunięty z pozycji wpasowania, powstaje połączenie zapobiegające ruchowi postępowemu trzpienia w kierunku równoległym do osi przegubu, przy czym pozycja zestawienia jest taka, że w stanie roboczym wał biegunowy i trzpień nigdy nie zajmują takiego położenia.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wyłącznik w widoku perspektywicznym, odcięty na poziomie bieguna, fig. 2 - wał biegunowy i część obudowy wyłącznika, w rozłożeniu, fig. 3 - wyłącznik z fig. 1 w pozycji zamkniętej, w przekroju poprzecznym, fig. 4 - wyłącznik z fig. 1 w pozycji otwartej, w przekroju poprzecznym fig. 5 - wał biegunowy i trzpień łącznikowy do łączenia z jednym z biegunów w położeniu poprzedzającym pozycję zestawienia, w widoku perspektywicznym, fig. 6 - wał biegunowy i trzpień łącznikowy do łączenia z jednym z biegunów w pozycji zestawienia, w widoku perspektywicznym, fig. 7 - wał biegunowy na którym wpasowany jest trzpień łącznikowy, w ustalonym wzajemnym położeniu, gdy wyłącznik jest otwarty, w widoku perspektywicznym, a fig. 8 przedstawia widok perspektywiczny wału biegunowego na którym wpasowany jest trzpień łącznikowy, w ustalonym wzajemnym położeniu, gdy wyłącznik jest zamknięty, w widoku perspektywicznym.

Nawiązując do fig. 1-3, wielobiegunowy niskonapięciowy wyłącznik 10 o dużej wytrzymałości elektrodynamicznej jest rozmieszczony w uformowanej obudowie posiadającej przedni przedział 12 i tylny przedział 14. Przedni przedział 12 jest ograniczony przednim panelem 16, bocznymi panelami 18 uformowanymi w przedniej powierzchni i ścianką pośrednią oddzielającą go od tylnego przedziału. Przedział ten zawiera otwory w przednim panelu, przez które przechodzi przegubowy uchwyt 22 do wykonywania zerowania mechanizmu sterującego 24 wyłącznika, przycisk do zamykania i przycisk do otwierania. Mechanizm sterujący 24 jest umieszczony w przednim przedziale 12.

Tylny przedział 14 jest ograniczony pośrednią ścianką 20, tylną płytą 26 tworzącą tylny panel oraz bocznymi panelami 28, których część jest uformowana w tylnej płycie, a druga część jest uformowana w pośredniej ściance. Tylna płyta 26 utrzymuje zaciski łącznikowe 30 do łączenia wyłącznika 10 z zewnętrznym układem elektrycznym. Tylna płyta 26 i ścianka pośrednia 20 są do siebie przymocowane za pomocą śrub mocujących 32, posiadających takie wymiary, by mogły wytrzymywać duże naprężenie ścinające. Okno 34, dobrze widoczne zwłaszcza na fig. 2, jest umieszczone w ściance pośredniej 20 i umożliwia komunikację pomiędzy przednim przedziałem 12 i tylnym przedziałem 14. Tylny przedział 14 jest podzielony na poszczególne przedziały 36 ściankami działowymi 38. Każda ścianka działowa 38 posiada dwie boczne części umieszczone po każdej ze stron części środkowej. Każda boczna część zawiera element działowy 40 uformowany w tylnej płycie oraz element dziaPL 190 921 B1 łowy 42 uformowany w ściance pośredniej, przy czym elementy działowe 40, 42 są połączone w zestawionej jednostce. Część środkowa zawiera element działowy 44 uformowany w tylnej płycie o większej wysokości niż sąsiednie boczne elementy 40. Element działowy 44 posiada żebra 46 współpracujące, w pozycji zestawienia, z odpowiadającymi im rowkami 48 bocznych elementów działowych trwale przytwierdzonych do ścianki pośredniej 20. Element ścianki środkowej 44 tylnej płyty zawiera łagodnie półcylindryczną powierzchnię 50. Ścianka pośrednia 20 zawiera uzupełniający element ścianki działowej 52 o mniejszej wysokości, który również zawiera łagodnie półcylindryczną powierzchnię stanowiącą półcylindryczny sektor 54, skierowany w stronę elementu trwale przytwierdzonego do tylnej płyty.

Bieguny 56 wyłącznika są umieszczone w każdym z indywidualnych przedziałów 36. Każdy biegun 56 zawiera komorę gaszeniową 58 i rozłączalne elementy stykowe. Do elementów stykowych należy stacjonarna część stykowa 60 elektrycznie połączona z zaciskiem łącznikowym 30 wyłącznika, przechodzącym przez tylną płytę 26 obudowy izolacyjnej, oraz ruchoma część stykowa 61. Ruchoma część stykowa jest wyposażona w liczne palce stykowe 62 równolegle zamontowane przegubowo na pierwszej poprzecznej osi 64 utrzymywanej w korpusie 66. Podstawa każdego palca jest połączona elastycznym przewodem 68 uformowanym z oplecionego pasa z drugim zaciskiem łącznikowym 30 wyłącznika. Każdy palec stykowy 62 posiada pole stykowe 70 współpracujące z polem stykowym 72 nieruchomej części stykowej 60 w pozycji zamkniętej przedstawionej na fig. 3. Korpus 66 ma kształt litery U” (patrz fig. 5). Jego koniec umieszczony w pobliżu drugiego zacisku łącznikowego jest wyposażony w oś 74 umieszczoną w podporze przytwierdzonej do obudowy izolacyjnej, tak by umożliwiać obrót korpusu 66 pomiędzy położeniem zamkniętym bieguna 56, pokazanym na fig. 3, i położeniem otwartym, pokazanym na fig. 4. Stykowa sprężyna dociskowa 76 jest umieszczona w wycięciu w korpusie 66 i wymusza obrót palców stykowych 62 w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara wokół pierwszej osi 64.

Komora gaszeniowa 58 zawiera stos płyt dejonizujących łuk elektryczny, wyciąganych gdy ma miejsce rozdzielenie biegunów, oraz również otwory do odprowadzania gazów gaszeniowych.

Wał biegunowy 78 jest umieszczony pomiędzy półcylindrycznymi sektorami 50, 54, które w pozycji zestawienia tworzą ciasne podpory utrzymujące wał biegunowy 78 w rotacji wokół jego osi obrotu 79.

Wał biegunowy 8 jest uformowany z termoutwardzalnego poliestru. Każdy z korpusów 66 jest sprzężony z wałem biegunowym 78 za pośrednictwem pary równoległych transmisyjnych trzpieni 80, które obracają się wokół geometrycznej osi, która jest tożsama z osią 64. Każdy trzpień 80 jest połączony z wałem biegunowym 78 za pośrednictwem przegubu 81.

Mechanizm sterujący 24 zawiera urządzenie zamykające i otwierające zbiornik energii. Mechanizm ten jest znany, należy jedynie zauważyć, że urządzenie otwierające zawiera urządzenie przerzutnikowe zawierające dwa trzpienie 82, 84, połączone przegubowo osią przegubu 86, przy czym dolny trzpień transmisyjny 82 jest mechanicznie sprzężony z wałem biegunowym 78 osią przegubu 88 pracującą we współpracy z ramieniem 90 sztywno zamontowanym na wale biegunowym 78. Sprężyna otwierająca 92 jest zamocowana pomiędzy osią 88 i nieruchomym czopem mocującym. Na fig. 3 pokazano, że w pozycji zamkniętej okno 34 znajdujące się w ścianie pośredniej 20 służy do umożliwiania przechodzenia na wylot dolnego trzpienia transmisyjnego 82 i sprężyny otwierającej 92. W pozycji zamkniętej, dźwigniowe działanie trzpieni 80 na wał biegunowy 78 jest znacznie mniejsze niż trzpienia transmisyjnego 82. Innymi słowy, odległość pomiędzy osią obrotu 79 wału biegunowego 78 i płaszczyzną zawierającą osie 64, 81 przegubów trzpieni 80 jest mniejsza niż odległość pomiędzy osią obrotu 79 wału biegunowego 78 i płaszczyzną zawierającą osie 86, 88 przegubów dolnego trzpienia transmisyjnego 82. W praktyce, stosunek pomiędzy tymi dwiema odległościami wynosi mniej niż 0,3.

W pozycji zamkniętej, jak przedstawiono na fig. 3, dla każdego bieguna 56 pola stykowe 70 palców stykowych 62 napierają na pole stykowe 72 nieruchomej części stykowej 60. Docisk przy stykaniu się jest zapewniany przez urządzenie sprężynowe 76, które umożliwia kompensację wszelkich możliwych luzów mechanizmu lub zużycia pół stykowych 70, 72. Siły elektrodynamiczne wywierane na palce stykowe 62 są przenoszone do poziomu korpusu 66 przez powierzchnie nośne sprężyn 76 i przez oś 64, oraz powodują powstanie pewnego momentu wokół osi obrotu 74 korpusu 66, zmierzającego do obrócenia korpusu 66 w kierunku rozdzielenia styków. Moment ten jest kompensowany przez przeciwny moment wywierany przez trzpienie 80 na korpus 66 na poziomie ich odpowiedniej osi obrotu 64. W równowadze dynamicznej, trzpienie 80 są więc poddawane na poziomie ich połączenia przegubowego 64, łączącego je z korpusem 66, działaniu siły skierowanej w stronę ich przegubu 81 łączącego je z wałem biegunowym 78. Siła ta, przenoszona przez przegub 81, wytwarza pewien mo6

PL 190 921 B1 ment wokół osi obrotu 79 wału biegunowego 78. To samo zjawisko występuje dla każdego z biegunów. Moment wytwarzany przez dolny trzpień transmisyjny 82 otwierającego urządzenia przerzutnikowego jest przeciwstawiony sumie momentów sił wywieranych przez wszystkie trzpienie 80 i przez sprężynę otwierającą na wał biegunowy 78. W pozycji zestawienia, dzięki wzajemnie przyporządkowanemu rozmieszczeniu względnemu trzpienia 80, trzpienia transmisyjnego 82 i wału biegunowego 78, to znaczy dzięki małemu przełożeniu dźwigni trzpieni 80 w porównaniu z przełożeniem dźwigni trzpienia transmisyjnego 82, wypadkowa na poziomie trzpienia transmisyjnego 82 pozostaje względnie niewielka. W tym punkcie można zaobserwować własności wyłącznika o dużej wytrzymałości elektrodynamicznej, ponieważ siły elektrodynamiczne na częściach stykowych generują jedynie ograniczone naciski na mechanizm sterujący, tak że może on się im przeciwstawić. W równowadze, wał biegunowy 78 wywiera nacisk na poziomie podpór wsporczych, wypadkową którego jest siła reakcji przeciwstawiająca się sumie sił wywieranych przez trzpienie 80 i trzpień transmisyjny 82. Te względnie duże siły są wywierane głównie na półcylindryczny sektor 54 uformowany w pośredniej ściance 20.

Gdy ma miejsce otwieranie wyłącznika, trzpień transmisyjny 82 zatrzymuje przebiegającą niezgodnie z kierunkiem wskazówek zegara rotację wału biegunowego. Rotacja ta, generowana wspólnie przez sprężynę otwierającą 92 i wypadkową sił elektrodynamicznych na poziomie przegubów 81 trzpieni 80 i wału biegunowego 78, przesuwa wszystkie korpusy 66 do pozycji otwartej pokazanej na fig. 4. W tej pozycji, wykorbienie 90 wału biegunowego 78 lekko wystaje z okna 34.

Na figurze 5 do 8 przedstawiono sposób przegubowego montażu połączenia pomiędzy wałem biegunowym 78 i trzpieniami łącznikowymi 80 z korpusem 66. Wał biegunowy 78 zawiera, dla każdego bieguna, ramię 94 utrzymujące dwa współosiowe przeguby 81, ustawione mimośrodowo względem osi obrotu 79 wału biegunowego 78. Każdy z przegubów 81 jest umieszczony na czopie 98 na bocznej powierzchni 100 ramienia. Występ 102 wystający poza czop 98 ogranicza rowek 104.

Każdy trzpień 80 zawiera, po stronie przeznaczonej do współpracy z wałem biegunowym 78 cylindryczny otwór 108, który ma za zadanie stanowienie podpory dla jednego z przegubów 81, oraz płaską część 110. W czasie montażu, trzpień 80 jest ustawiany w taki sposób, że płaska część 110 jest równoległa do spodniej krawędzi występu 100, we względnym położeniu montażu pokazanym na fig. 6. Jest wówczas możliwe wstawienie przegubów 81 do otworów 108 w pozycji zestawienia, zespół złożony z trzpieni 80 i wału biegunowego 78 jest umieszczony w obudowie, w której oscyluje pomiędzy dwiema skrajnymi pozycjami: pozycją odpowiadającą rozwarciu styków pokazaną na fig. 7 i pozycją odpowiadającą zamknięciu styków pokazaną na fig. 8. W obu tych pozycjach, jak i we wszystkich pozycjach pośrednich, trzpienie 80 działają we współpracy z odpowiadającymi im rowkami 104 wału biegunowego 78, które tworzą prowadnicę zapobiegającą jakiemukolwiek ruchowi trzpieni 80 w kierunku równoległym do osi przegubu 81. Jest więc otrzymywane proste przymusowe połączenie, które nie wymaga zastosowania żadnej pośredniej części.

Wynalazek naturalnie nie ogranicza się do przedstawionego powyżej przykładu. Oś przegubowa trzpieni 80 na korpusach 66 nie musi być tą samą osią co oś przegubowa palców 62. Ponadto, dla każdego bieguna może być przeznaczony tylko jeden trzpień 80. Poza tym, mogą być zapewnione pewne rozwiązania dla zwiększenia szczelności na poziomie podpór przechodzących przez ścianki działowe. Podpora może mieć profil zygzakowy z centralnym pierścieniowym rowkiem współpracującym z komplementarnym elementem na wale. Mogą być również zapewnione dodatkowe podpory na poziomie zewnętrznych bocznych ścian obudowy. Wyłącznik opisany w powyższym przykładzie zawiera mechanizm do przechowywania energii. Jednakże zakres wynalazku obejmuje dowolnego typu mechanizm sterujący wałem biegunowym. Opisany mechanizm może być zastąpiony dowolnym znanym mechanizmem, nie zależnie czy jest to mechanizm z zerowaniem ręcznym, czy sterowany silnikiem.

Claims (6)

1. Wielobiegunowy wyłąccnikniskonapięciowymający obudowę wykonaną z materiału izolacyjnego, zawierający mechanizm sterujący połączony z wałem biegunowym podpartym na podporach sztywno zamocowanych do obudowy, liczne bieguny, z których każdy ma przynajmniej jedną parę rozłączalnych części stykowych, przy czym przynajmniej jedna z tych części stykowych w każdej parze, nazywana ruchomą częścią stykową, jest mechanicznie połączona z wałem biegunowym, przy czym wał biegunowy, mechanizm sterujący i ruchoma część stykowa są ruchome pomiędzy pozycją

PL 190 921 B1 otwartą odpowiadającą rozdzieleniu części stykowych każdej pary i pozycją zamkniętą odpowiadającą kontaktowi pomiędzy częściami stykowymi każdej pary, a ponadto obudowa wyłącznika zawiera przedni przedział, w którym znajduje się mechanizm sterujący oraz tylny przedział, oddzielony od przedniego przedziału ścianką pośrednią oraz podzielony ściankami działowymi na poszczególne przedziały, a każdy z poszczególnych przedziałów zawiera jeden z biegunów wyłącznika, znamienny tym, że oś obrotu (79) wału biegunowego (78) jest umieszczona w tylnym przedziale (14) wyłącznika (10).

2. Wyłącznik według zastrz. 1, znamienny tym. że każda ze ścianek działowych (38) ssanowi podparcie przynajmniej dla jednej z podpór, a wał biegunowy (78) przechodzi przez każdą ściankę działową (38) na poziomie jednej z tych podpór.

3. WyŁącznik według zas^z. 2, znamienny tym, że każda ze ścćanek dziatowych (38) zawiera element działowy (52) uformowany w pośredniej ściance (20), na krawędzi którego uformowany jest półcylindryczny sektor (54) stanowiący część przyporządkowanej podpory.

4. Włącznik według zas^z. 3, znamienny tym, że pc^^r^^c^rnsa ścćanka (20) zawiera okno (34), przez które przechodzi trzpień transmisyjny (82) pomiędzy wałem biegunowym (78) i mechanizmem sterującym (24).

5. Włącznik według 4, znamienny tym, że zewr^^na powieezchnia wału biegunowego (78) jest wykonana z elektrycznie izolującego materiału, korzystnie z termoutwardzalnego poliestrowego tworzywa sztucznego.

6. Włącznik według zas^z. 5, znamienny tym, że pomiędzy w^t^m biegunowym (78) i każdą z ruchomych części stykowych (61) jest umieszczony przynajmniej jeden trzpień łącznikowy (80), który to trzpień (80) jest połączony z wałem biegunowym (78) poprzez przegub (81), przy czym trzpień łącznikowy (80) jest swobodnie przesuwny w kierunku równoległym do osi przegubu (81) w pozycji zestawienia i trzpień łącznikowy (80) jest nieruchomy w kierunku równoległym do osi przegubu (81) w pozycji innej niż pozycja zestawienia.