PL191301B1 - Aparatura łączeniowa ze wskaźnikiem stanu wyłącznika różnicowego - Google Patents

Abstract

1. Aparatura laczeniowa ze wskaznikiem stanu wylacznika róznicowego, zawierajaca po dwa na biegun oddzielne styki polaczone elektrycznie z para zacisków zlacza, mechanizm sterujacy styków skla- dajacy sie z uchwytu polaczonego za pomoca lacz- nika mechanicznego z elementem napedu styków, samoczynne urzadzenie wylaczajace zawierajace uklad wykrywajacy uszkodzenie elektryczne i elek- tromagnes, uklad wskaznikowy wskazujacy stan wy- laczenia aparatury laczeniowej zawierajacy wskaznik dwupolozeniowy, oraz element podtrzymujacy wskaz- nik w polozeniu aktywnym a przeciwdzialajacy ele- mentom powrotnym, znamienna tym, ze z uchwy- tem (2) jest mechanicznie polaczony suwak (3) prze- mieszczany ruchem postepowym miedzy poloze- niem spoczynkowym a polozeniem aktywnym i jest sprzezony ze wskaznikiem (5). PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest aparatura łączeniowa ze wskaźnikiem stanu wyłącznika różnicowego.

Znane są wyłączniki różnicowe lub przerywacze prądowe wyposażone w różnicowe wskaźniki uszkodzenia umożliwiające użytkownikowi wykrycie wystąpienia uszkodzenia izolacji w instalacji elektrycznej.

Niektóre znane wskaźniki uszkodzenia wyłączników automatycznych mają postać lampek sygnalizacyjnych (układów diod elektroluminescencyjnych lub podobnych wskaźników świetlnych) zasilanych ze źródła zasilania instalacji elektrycznej, która ma być zabezpieczona przez ten wyłącznik automatyczny. W takim przypadku nie ma możliwości zapewnienia optymalnego bezpieczeństwa użytkownikowi, gdyż informacja o uszkodzeniu różnicowym nie jest niezależna od stanu źródła zasilania.

W opisie patentowym EP 0 275 750 został ujawniony przerywacz mechaniczny. Różnicowy wyłącznik automatyczny zawiera transformator i przekaźnik współpracujące poprzez pręt wyzwalający z zaczepem blokującym mechanizmu, i z ryglem wskazującym dźwigni wskazującej uszkodzenie. Zastosowany przekaźnik jest zatrzaskowym magnetycznym przekaźnikiem dwustabilnym. Jednakże taki przełącznik jest stosunkowo kosztowny i do jego wykonania potrzeba wielu części składowych.

Z opisu patentowego US 4 382 270 znane są inne mechaniczne elementy wskazujące w postaci solenoidu, które jednak muszą być indywidualnie resetowane.

Aparatura łączeniowa ze wskaźnikiem stanu wyłącznika różnicowego, zawierająca po dwa na biegun oddzielne styki połączone elektrycznie z parą zacisków złącza, mechanizm sterujący stykami składający się z uchwytu połączonego za pomocą łącznika mechanicznego z elementem napędu styków, samoczynne urządzenie wyłączające zawierające układ wykrywający uszkodzenie elektryczne i elektromagnes, układ wskaźnikowy wskazujący stan wyłączenia aparatury łączeniowej zawierający dwupołożeniowy wskaźnik, oraz element podtrzymujący wskaźnik w położeniu aktywnym a przeciwdziałający elementom powrotnym, według wynalazku jest charakterystyczny tym, że z uchwytem jest mechanicznie połączony suwak przemieszczany ruchem postępowym między położeniem spoczynkowym a położeniem aktywnym i jest sprzężony ze wskaźnikiem.

Korzystnie, suwak ma schodek sprzężony z występem wskaźnika oraz ma sprężynę powrotną cofającą go do stabilnego położenia spoczynkowego.

Korzystnie, elektromagnes jest elektromagnesem z rdzeniem nurnikowym.

Korzystnie, wskaźnik jest zamocowany przegubowo wokół stałej osi. Pierwszy koniec wskaźnika jest sprzężony z suwakiem a drugi koniec wskaźnika jest sprzężony z rdzeniem nurnikowym elektromagnesu. Ponadto wskaźnik ma sprężynę powrotną.

Korzystnie, sprężyna powrotna układu wskaźnikowego jest zamocowana między suwakiem a obudową.

Korzystnie, uchwyt posiada czop napędowy do suwaka.

Korzystnie, pierwszy koniec wskaźnika, który jest sprzężony z suwakiem jest zaopatrzony we wskaźnik stanu współpracujący z okienkiem znajdującym się w obudowie.

Zaletą aparatury łączeniowej, według wynalazku, jest fakt, że wskaźnik stanu wyłącznika różnicowego działa niezależnie od źródła zasilania instalacji elektrycznej, zabezpieczanej przez ten wyłącznik. Jest on mechaniczny. Wynikiem takiego rozwiązania jest poprawienie bezpieczeństwa użytkownika. Rozdzielenie obwodu strony liniowej od obwodu strony roboczej jest gwarantowane w każdych warunkach. Informacja o uszkodzeniu jest pewna, niezależna od stanu źródła i zawsze przechowywana w pamięci komputera. Izolacja użytkownika jest gwarantowana.

Przedmiot wynalazku, w przykładach wykonania został zobrazowany na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wskaźnik stanu wyłącznika różnicowego w położeniu spoczynkowym, w częściowym przekroju wzdłużnym; fig. 2 - wskaźnik stanu z fig. 1 w położeniu wskazującym uszkodzenie, w częściowym przekroju wzdłużnym; fig. 3 - wyłącznik różnicowy ze wskaźnikiem stanu w położeniu spoczynkowym według fig. 1, w widoku perspektywicznym; fig. 4 -wyłącznik różnicowy ze wskaźnikiem stanu w położeniu wskazującym uszkodzenie według fig. 2, w widoku perspektywicznym; fig. 5 trzpień napędowy suwaka, w widoku perspektywicznym; fig. 6 - wskaźnik, w widoku perspektywicznym; fig. 7 - suwak, w widoku perspektywicznym; fig. 8 - sprężynę powrotną suwaka, w widoku perspektywicznym; fig. 9 - drugi przykład realizacji wskaźnika stanu wyłącznika różnicowego w położeniu spoczynkowym, w częściowym przekroju wzdłużnym; fig. 10 - drugi przykład realizacji wskaźnika stanu wyłącznika różnicowego w położeniu wskazującym uszkodzenie, w częściowym przekroju wzdłużnym; fig. 11 - drugi przykład realizacji wyłącznika różnicowego ze wskaźnikiem stanu w położeniu

PL 191 301 B1 wskazującym uszkodzenie według fig. 10, w widoku perspektywicznym; fig. 11a - drugi przykład realizacji wyłącznika różnicowego ze wskaźnikiem stanu w położeniu spoczynkowym według fig. 9, w widoku perspektywicznym; fig. 12 - trzpień napędowy suwaka stosowany w drugim przykładzie realizacji wyłącznika, w widoku perspektywicznym; fig. 13 - drugi przykład realizacji wskaźnika, w widoku perspektywicznym; fig. 14 - suwak stosowany w drugim przykładzie realizacji wyłącznika, w widoku perspektywicznym; fig. 15 - sprężynę powrotną suwaka stosowaną w drugim przykładzie realizacji wyłącznika, w widoku perspektywicznym, zaś fig. 16 przedstawia wnętrze aparatury łączeniowej wyposażonej we wskaźnik stanu wyłącznika różnicowego, według drugiego przykładu realizacji wynalazku, w widoku z góry.

Samoczynny wyłącznik różnicowy D jest umieszczony, jak pokazano na fig. 16 rysunku, w obudowie 1 mającej kształt równoległościanu, wykonanego z materiału izolacyjnego. Obudowa jest przystosowana do montażu na (nie pokazanej) szynie spełniającej wymagania DIN, przez zaciśnięcie. Samoczynny wyłącznik różnicowy D jest przewidziany do dołączania go do układu zasilania prądem przemiennym, za pomocą zacisków złącz znajdujących się w obudowie 1. Może on samoczynnie wyłączać, a zatem przerywać obwód elektryczny w przypadku wystąpienia jego przeciążenia, zwarcia lub wystąpienia uszkodzenia różnicowego.

Samoczynny wyłącznik różnicowy D zawiera element wskazujący M (fig. 1) uszkodzenie różnicowe i pozwalający użytkownikowi stwierdzić czy w jego instalacji elektrycznej występuje uszkodzenie izolacji, uszkodzenie związane z przeciążeniem, czy też ma miejsce zwarcie. Za pomocą elementu wskazującego M, użytkownik może natychmiast zlokalizować uszkodzenie izolacji, co wpływa na bezpieczeństwo użytkowników, które powinno być w sposób pewny zachowywane.

Aparatura łączeniowa zawiera po dwa na biegun oddzielne styki (nie pokazane) oraz mechanizm sterujący tymi stykami. Mechanizm ten składa się z uchwytu 2 połączonego, za pomocą łącznika mechanicznego, z elementem napędu styków. Do uruchomienia mechanizmu sterującego, który ma spowodować rozwarcie styków w przypadku automatycznego wyłączenia z powodu uszkodzenia, służy sprężyna uruchamiająca (nie pokazana). Samoczynne różnicowe urządzenie wyłączające zawiera transformator wykrywający prąd upływu i elektromagnes 11 współpracujący z ryglem blokującym łącznika mechanicznego mechanizmu sterującego. Elektromagnes 11 ma rdzeń nurnikowy 8, który przesuwa się w tulejce prowadzącej uformowanej w obudowie uzwojenia, od położenia spoczynkowego (fig. 1, fig. 3, fig. 9, fig. 11a) do położenia wskazującego uszkodzenie (fig. 2, fig. 4, fig. 10 i fig. 11), gdy przez uzwojenie płynie prąd. Po wyłączeniu, rdzeń 8 cofa się automatycznie do położenia spoczynkowego, pod wpływem działania sprężyny 10.

W przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 1 do fig. 8 element wskazujący M składa się ze wskaźnika 5, w postaci pręta, połączonego przegubowo wokół stałej osi 9 urządzenia. Jeden koniec wskaźnika 5 jest połączony z rdzeniem 8 elektromagnesu 11, zaś na drugim jego końcu jest umieszczony wskaźnik stanu 16 współpracujący z okienkiem 13 umieszczonym w górnej części obudowy 1. Wskaźnik 5 ma występ 14 współpracujący ze schodkiem 15 suwaka 3, który jest zamocowany wewnątrz obudowy 1 w sposób umożliwiający przesuwanie się suwaka 3 w kierunku równoległym do kierunku ruchu rdzenia 8. Przesunięciem suwaka 3 od położenia spoczynkowego, pokazanego na fig. 1, do położenia wskazującego uszkodzenie, pokazanego na fig. 2, steruje się za pomocą uchwytu 2. Do tego celu uchwyt 2 ma czop napędowy 4, umożliwiający poruszanie suwaka 3 podczas przesuwania uchwytu 2. Sprężyna 6, umieszczona pomiędzy suwakiem 3 a obudową 1, umożliwia powrót suwaka 3 do położenia spoczynkowego.

W drugim przykładzie wykonania, przedstawionym na fig. 9 do fig. 15, element wskazujący M ma te same człony, co opisany powyżej. Wskaźnik 5 jest połączony przegubowo wokół stałej osi 9, przy czym pierwszy koniec 5a wskaźnika 5 współpracuje z suwakiem 3 a drugi koniec 5b jest połączony z rdzeniem 8 elektromagnesu 11. Wskaźnik 5 jest napędzany przez rdzeń 8 w kierunku wyłączenia i przemieszcza się obrotowo odpowiednio do ruchu rdzenia, kiedy ten ostatni wraca do stanu wyjściowego. W tym przykładzie wykonania, element wskazujący M jest dodatkowo zaopatrzony w sprężynę powrotną 12 umożliwiającą ruch powrotny wskaźnika stanu 16 do położenia spoczynkowego po zwarciu styków.

W pierwszym przykładzie wykonania, przedstawionym na fig. 1 i fig. 3, samoczynny wyłącznik różnicowy D znajduje się w położeniu spoczynkowym, jest zaryglowany. Wskaźnik stanu 16 nie jest widoczny w okienku 13. Jest on utrzymywany w tym położeniu przez element 7 powstrzymywany przez rdzeń 8 układu wyłącznika różnicowego. Gdy wystąpi uszkodzenie, dzięki sile oddziaływania wyłączającego rdzenia 8 (strzałka A na fig. 2), wskaźnik 5 ze wskaźnikiem stanu 16 obrócą się wokół

PL 191 301 B1 stałej osi 9. Zwolniony od blokady ze strony wyłącznika samoczynnego uchwyt 2, za pomocą trzpienia napędowego 4, spowoduje przesunięcie suwaka 3, który przesuwając się z lewa na prawo (strzałka B) rygluje występ 14 wskaźnika stanu 16 w schodku 15 suwaka 3. Wskaźnik stanu 16 ustawia się w położeniu „widocznym” (fig. 2i fig. 4).

Podczas resetowania urządzenia, sprężyna 10 elektromagnesu 11 popycha rdzeń nurnikowy 8 do tyłu i w ten sposób przestawia wyłącznik różnicowy w pozycję pracy. Sprężyna powrotna 6 popycha suwak 3 do tyłu, a zatem odryglowuje wskaźnik stanu 16. Urządzenie znajduje się wtedy w położeniu pracy i jest w stanie spełniać swoją rolę.

W drugim przykładzie wykonania, przedstawionym na fig. 9, samoczynny wyłącznik różnicowy D znajduje się w położeniu spoczynkowym, jest zaryglowany. Wskaźnik stanu 16 nie jest widoczny w okienku 13. Gdy wystąpi uszkodzenie (fig. 10 i fig. 11), dzięki działaniu siły wyłączającej rdzenia 8 (strzałka A na fig. 10), wskaźnik 5 i z nim wskaźnik stanu 16 obrócą się wokół stałej osi 9. Zwolniony od blokady ze strony wyłącznika samoczynnego uchwyt 2, za pomocą trzpienia napędowego 4, powoduje przesunięcie suwaka 3, który przesuwając się z lewa na prawo (strzałka B) rygluje występ 14 wskaźnika stanu 16 w schodku 15 suwaka 3. Wskaźnik stanu 16 ustawia się w położeniu „widocznym” (fig. 10).

Inaczej niż w pierwszym przykładzie realizacji, rdzeń 8 nie powraca do swojego położenia początkowego, gdy tylko samoczynny wyłącznik zostanie włączony, co jest możliwe dzięki temu, że wskaźnik 5 może poruszać się w tym kierunku obracając się względem rdzenia 8.

Podczas resetowania (lub wyłączania) urządzenia, sprężyna powrotna 6 popycha suwak 3 do tyłu i odblokowuje wskaźnik stanu 16. Sprężyna powrotna 12 powoduje wtedy powrót wskaźnika stanu 16 do położenia „niewidocznego”. Urządzenie znajduje się w położeniu pracy, umożliwiającym mu wypełnianie postawionych zadań.

Wskazanie jest kasowane przez prostą czynność wyłączenia wyłącznika automatycznego przez użytkownika.

Nacisk wywierany na różnicowy przekaźnik wyzwalający jest mały, zatem nie zmniejsza niezawodności zabezpieczenia. Siła napędowa elementu wskazującego jest mała i niewielkie są siły tarcia.

Powrót wyłącznika różnicowego i resetowanie funkcji do stanu początkowego są niezależne od inicjalizacji wskazania. Mechaniczne powiązania operacyjne pomiędzy członem różnicowym, układem do samoczynnego wyłączania i członem wskazywania uszkodzenia różnicowego są wykonane w ten sposób, że ich inicjalizacje są niezależne od siebie.

Zastosowanie okienka z przezroczystego materiału zabezpiecza urządzenia przed interwencją z zewnątrz. Ani kurz ani inne zanieczyszczenia nie mogą dostać się do wnętrza urządzenia. Nie jest też możliwe żadne zewnętrzne oddziaływanie na wskaźnik stanu ani na przekaźnik wyzwalający.

Należy zauważyć, że mocowanie mechanizmu jest wykonane bardzo prosto, za pomocą stosownych urządzeń. Jedno urządzenie umożliwia utrzymanie sprężyny wskaźnika stanu w stabilnym położeniu podczas montażu, a drugie urządzenie umożliwia automatyczne ustawienie sprężyny w położeniu roboczym, podczas mocowania pokrywy członu różnicowego. Inne urządzenie umożliwia zamocowanie sprężyny suwaka podczas jego instalacji w aparaturze.

W obu wariantach wykonania wynalazku element wskazujący jest samoresetujący. Przy tym, w przypadku pierwszego wariantu wykonania samoresetowanie odbywa się za pomocą sprężyny elektromagnesu, zaś w przypadku drugiego wariantu wykonania - za pomocą sprężyny zamocowanej do wskaźnika.

Wynalazek może być stosowany w dowolnej aparaturze łączeniowej układów zasilania ze źródłem pomocniczym lub w innych urządzeniach wymagających elementów wskazujących uszkodzenie elektryczne.

Urządzenie według wynalazku jest najbardziej przydatne gdy ma elektromagnes z rdzeniem nurnikowym, a więc o działaniu chwilowym. Może ono także być zastosowane, w aparaturze łączeniowej wykorzystującej magnetyczny przekaźnik blokujący.

Claims (7)

1. Aparatura łączeniowa ze wskaźnikiem stanu wyłącznika różnicowego, zawierająca po dwa na biegun oddzielne styki połączone elektrycznie z parą zacisków złącza, mechanizm sterujący styków składający się z uchwytu połączonego za pomocą łącznika mechanicznego z elementem napędu styków, samoczynne urządzenie wyłączające zawierające układ wykrywający uszkodzenie elektryczne i elektromagnes, układ wskaźnikowy wskazujący stan wyłączenia aparatury łączeniowej zawierający wskaźnik dwupołożeniowy, oraz element podtrzymujący wskaźnik w położeniu aktywnym a przeciwdziałający elementom powrotnym, znamienna tym, że z uchwytem (2) jest mechanicznie połączony suwak (3) przemieszczany ruchem postępowym między położeniem spoczynkowym a położeniem aktywnym i jest sprzężony ze wskaźnikiem (5).

2. Aparatura według zastrz. 1, znamienna tym, że suwak (3) ma schodek (15) sprzężony z występem (14) wskaźnika (5) oraz ma sprężynę powrotną (6) cofającą go do stabilnego położenia spoczynkowego.

3. Aparatura według zastrz. 1, znamienna tym, że elektromagnes (11) jest elektromagnesem z rdzeniem nurnikowym (8).

4. Aparatura według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że wskaźnik (5) jest zamocowany przegubowo wokół stałej osi (9), przy tym pierwszy koniec (5a) wskaźnika (5) jest sprzężony z suwakiem (3) a drugi koniec (5b) wskaźnika (5) jest sprzężony z rdzeniem nurnikowym (8) elektromagnesu (11), ponadto wskaźnik (5) ma sprężynę powrotną (12).

5. Aparatura według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że sprężyna powrotna (6) układu wskaźnikowego (M) jest zamocowana między suwakiem (3) a obudową (1).

6. Aparatura według zastrz. 1, znamienna tym, że uchwyt (2) posiada czop napędowy (4) do przesuwania suwaka (3).

7. Aparatura według zastrz. 1, znamienna tym, że pierwszy koniec (5a) wskaźnika (5), który jest sprzężony z suwakiem (3) jest zaopatrzony we wskaźnik stanu (16) współpracujący z okienkiem (13) znajdującym się w obudowie (1).