PL198257B1 - Wyłącznik automatyczny z magnetycznym zespołem wyzwalającym - Google Patents

Abstract

1. Wy lacznik automatyczny z magnetycznym ze- spo lem wyzwalaj acym, w szczególno sci uruchamia- j acym co najmniej jeden zatrzaskowy mechanizm wyzwalaj acy wy lacznika w warunkach przeci azenia pr adowego, który to wy lacznik automatyczny zawiera co najmniej jedn a par e styków elektrycznych, za s magnetyczny zespó l wyzwalaj acy zawiera co naj- mniej jeden elektryczny tor pr adowy po laczony z elektrycznym systemem rozdzielczym, co najmniej jedno jarzmo magnetyczne umieszczone w s asiedz- twie elektrycznego toru pr adowego, co najmniej jedn a zwor e umieszczon a w s asiedztwie jarzma magnetycznego, przy czym zwora jest ruchoma w kierunku jarzma magnetycznego w warunkach przeci azenia pr adowego, znamienny tym, ze posia- da co najmniej jedn a sprz egaj aca si e ze zwor a (38) d zwigni e blokuj aca (56), obracaj ac a si e wokó l prze- gubu (52) pomi edzy po lo zeniem blokuj acym ruch zwory (38) w kierunku jarzma magnetycznego (30) i po lo zeniem zwalniaj acym zwor e (38). PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wyłącznik automatyczny z magnetycznym zespołem wyzwalającym, w szczególności wyłącznik automatyczny z pomocniczym magnetycznym zespołem wyzwalającym, a zwłaszcza, wyłącznik automatyczny z wrażliwym na ciśnienie magnetycznym mechanizmem wyzwalającym.

Znane są wyłączniki automatyczne, które typowo zapewniają ochronę przeciwko bardzo dużym prądom powstającym w czasie zwarć. Ten rodzaj ochrony zapewnia w wielu wyłącznikach automatycznych magnetyczny zespół wyzwalacza, który zwalnia mechanizm roboczy wyłącznika automatycznego, dla otwarcia głównych styków prądowych wyłącznika automatycznego w warunkach zwarcia.

Współczesne magnetyczne zespoły wyzwalające zawierają jarzmo magnetyczne (kowadło) umieszczone wokół taśmy przewodzącej prąd, zworę (dźwignie) przegubowo umieszczoną w pobliżu kowadła i sprężynę tak ułożoną, aby odciągać zworę od jarzma magnetycznego. Po wystąpieniu warunków zwarcia, bardzo duże prądy płyną przez tor prądowy. Zwiększony prąd powoduje wzrost pola magnetycznego w jarzmie magnetycznym. Pole magnetyczne działa szybko, przyciągając zworę do jarzma magnetycznego, przeciwko sile naciągu sprężyny. Gdy zwora przesuwa się do jarzma, koniec zwory styka się z dźwignią wyzwalającą, która jest połączona mechanicznie z mechanizmem roboczym wyłącznika automatycznego. Ruch dźwigni wyzwalającej zwalnia mechanizm roboczy, powodując, że główne styki prądowe otwierają się i przerywają przepływ prądu elektrycznego, zabezpieczając obwód.

We wszystkich wyłącznikach automatycznych, rozłączenie styków przerywających spowodowane zwarciem powoduje tworzenie się łuku elektrycznego pomiędzy rozłączanymi stykami. Łuk powoduje wytwarzanie stosunkowo wysokiego ciśnienia gazów, jak również jonizację cząstek powietrza w wyłączniku automatycznym. To wysokie ciśnienie gazów może spowodować uszkodzenie obudowy wyłącznika automatycznego. Dlatego gazy, muszą być usuwane z obudowy wyłącznika automatycznego. Ponadto, może wystąpić zakłócenie międzyfazowe jeżeli zmieszają się gazy łuku z różnych faz, i zakłócenie między fazą a ziemią (np. zakłócenie jednofazowe) może wystąpić jeżeli gazy stykają się z uziemioną obudową. Dla uniknięcia zakłóceń międzyfazowych lub między fazą a ziemią, gazy usuwane z różnych faz muszą być oddzielone od siebie i od uziemionej obudowy dopóki nie zniknie jonizacja.

Otwór wylotowy jest zazwyczaj stosowany dla usuwania takich gazów w wyłączniku automatycznym ze stykami obrotowymi. Każda faza (biegun) wykorzystuje dwie pary styków, dwa z tych styków obracają się wokół wspólnej osi ogólnie prostopadłej do toru prądowego pomiędzy stroną linii i stroną obciążenia wyłącznika automatycznego. Każdy zestaw styków w takim układzie wymaga otworu wylotowego dla usuwania gazów. Jeden z otworów wylotowych będzie po stronie linii i jeden z otworów wylotowych będzie po stronie obciążenia wyłącznika automatycznego. W konwencjonalnych zespołach, otwór wylotowy po stronie linii jest umieszczony w pobliżu góry wyłącznika automatycznego. Ponieważ gazy naturalnie płyną w kierunku tego otworu po stronie linii wyłącznika, otwór jest skuteczny. Po stronie obciążenia wyłącznika automatycznego, gazy utworzone w wyniku zwarcia naturalnie migrują do dolnego narożnika wyłącznika. Tak więc otwór wylotowy jest umieszczony w tym narożniku pod warunkiem, że jest wystarczająco dużo miejsca dla usunięcia gazów przez ten otwór.

Elektryczny system rozdzielczy może zawierać wiele wyłączników automatycznych, mianowicie wyłączników automatycznych umieszczonych bliżej źródła i wyłączników automatycznych umieszczonych dalej od źródła. Gdy wyłączniki automatyczne są połączone szeregowo, jest pożądane, aby zapewnić, że określone zakłócenie spowodowane przez warunki zwarcia spowoduje wyzwolenie najbliższego wyłącznika automatyczny. Taka selektywność umożliwia wyłączenie przez wyłącznik automatyczny umieszczony dalej od źródła, który jest połączony szeregowo z wyłącznikiem automatycznym umieszczonym bliżej źródła bez jednoczesnego wyłączenia przez wyłącznik automatyczny umieszczony bliżej źródła. W ten sposób, prąd dopływający do pomieszczenia w budynku może być wyłączony bez wyłączenia prądu w całym budynku. Jednakże, wyłącznik automatyczny umieszczony bliżej źródła musi także zapewnić odpowiednią ochronę dla wyłącznika automatycznego, gdy pracuje samodzielnie, bez selekcji zabezpieczeń. Jeżeli wyłącznik automatyczny umieszczony bliżej źródła wyłączy przy zbyt niskim progu prądowym nie ma selektywności z wyłącznikiem automatycznym umieszczonym dalej od źródła. Jeżeli wyłącznik automatyczny umieszczony bliżej źródła wyłączy przy zbyt wysokim progu prądowym, może nie zapewnić odpowiedniej ochrony dla wyłącznika automatycznego lub systemu elektrycznego. Ponadto, dowolny system wyzwalania musi także zapewnić ochronę dla

PL 198 257 B1 wyłącznika automatycznego i systemu w przypadku zakłócenia jednofazowego, np. gdy tylko jedna faza zostaje przeciążona. W systemie wielofazowym, zakłócenie jednofazowe zachodzi, gdy w jednym biegunie wystąpią zakłócenia wymagające otwarcia styków tego bieguna. Pozostałe bieguny nie są dotknięte zakłóceniem i dlatego ich styki pozostają zamknięte. Zakłócenie jednofazowe nie jest pożądane w zastosowaniach, gdzie występują elementy wielofazowe takie jak silnik trójfazowy. Dlatego, jest pożądane zapewnienie systemu wyzwalającego wyłącznika automatycznego, który będzie wyłączał wyłącznik automatyczny umieszczony bliżej źródła przy wstępnie określonym poziomie prądu zwarciowego, zapewniając ochronę wyłącznika automatycznego i systemu elektrycznego jeżeli wystąpi zakłócenie jednofazowe, a jednocześnie nie będzie powodował niepotrzebnych przerw w działaniu wyłącznika automatycznego.

Wyłącznik automatyczny z magnetycznym zespołem wyzwalającym, w szczególności uruchamiającym co najmniej jeden zatrzaskowy mechanizm wyzwalający wyłącznika w warunkach przeciążenia prądowego, który to wyłącznik automatyczny zawiera co najmniej jedna parę styków elektrycznych, zaś magnetyczny zespół wyzwalający zawiera co najmniej jeden elektryczny tor prądowy połączony z elektrycznym systemem rozdzielczym, co najmniej jedno jarzmo magnetyczne umieszczone w sąsiedztwie elektrycznego toru prądowego, co najmniej jedną zworę umieszczoną w sąsiedztwie jarzma magnetycznego, przy czym zwora jest ruchoma w kierunku jarzma magnetycznego w warunkach przeciążenia prądowego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że posiada co najmniej jedną sprzęgającą się ze zworą dźwignię blokującą, obracającą się wokół przegubu pomiędzy położeniem blokującym ruch zwory w kierunku jarzma magnetycznego i położeniem zwalniającym zworę.

Korzystnie, wyłącznik automatyczny ponadto zawiera sprężynę mającą koniec nieruchomy i ruchomy, przy czym utrzymujący dźwignię w położeniu powstrzymania zwory koniec ruchomy sprężyny jest przymocowany do dźwigni.

Korzystnie, jarzmo magnetyczne zawiera pierwsze i drugie ramię boczne, przy czym drugie ramię boczne ma szczelinę na jednym swoim końcu, a zwora ma ramię obrotowe na jednym końcu i ramię wykonawcze na przeciwnym końcu, które to ramię obrotowe jest częściowo ujęte w szczelinie.

Korzystnie, dźwignia blokująca zawiera pierwsze ramię blokujące ruch zwory w kierunku jarzma magnetycznego, biegnące od dźwigni blokującej, drugie ramię biegnące od dźwigni blokującej na przeciw pierwszego ramienia, łącznik mający koniec nieruchomy i ruchomy, przy czym koniec ruchomy jest przymocowany do drugiego ramienia obracającego dźwignię blokującą wokół przegubu.

Korzystnie, wyłącznik automatyczny ponadto zawiera dźwignię wyzwalającą współdziałającą z mechanizmem zatrzaskowym, przy czym dźwignia wyzwalająca jest umieszczona w sąsiedztwie zwory.

Korzystnie, para styków elektrycznych zawiera nieruchomy styk elektryczny połączony z elektrycznym torem prądowym i ruchomy styk umieszczony na przeciw nieruchomego styku oraz mechanizm zatrzaskowy do rozłączenia pary styków elektrycznych.

Korzystnie, wyłącznik automatyczny ponadto zawiera współdziałającą z mechanizmem zatrzaskowym dźwignię wyzwalającą, która to dźwignia wyzwalająca jest umieszczona w sąsiedztwie zwory.

Korzystnie, wyłącznik automatyczny ponadto zawiera sprężynę mającą koniec nieruchomy i ruchomy, przy czym utrzymujący dźwignię w położeniu powstrzymania zwory koniec ruchomy jest przymocowany do dźwigni blokującej.

Korzystnie, wyłącznik automatyczny zawiera jarzmo magnetyczne posiadające pierwsze i drugie ramię boczne, przy czym drugie ramię boczne ma szczelinę na jednym swoim końcu, oraz zworę, która ma ramię obrotowe na jednym końcu i ramię wykonawcze na przeciwnym końcu, zaś ramię obrotowe jest częściowo ujęte w tej szczelinie.

Korzystnie, wyłącznik automatyczny zawiera dźwignię blokującą zawierającą pierwsze ramię biegnące od dźwigni blokującej, drugie ramię biegnące od dźwigni na przeciw pierwszego ramienia i łącznik mający koniec nieruchomy i ruchomy, który to koniec ruchomy, obracający dźwignię blokującą wokół przegubu jest przymocowany do drugiego ramienia.

Korzystnie, wyłącznik automatyczny ponadto zawiera drugi elektryczny tor prądowy połączony z elektrycznym systemem rozdzielczym, drugą rozłączającą się po wystąpieniu przeciążenia prądowego parę styków elektrycznych, która to drugą parę styków elektrycznych zawiera nieruchomy styk elektryczny połączony z drugim elektrycznym torem prądowym i ruchomy styk umieszczony na przeciw nieruchomego styku elektrycznego, drugie jarzmo magnetyczne umieszczone w sąsiedztwie drugiego elektrycznego toru prądowego, drugą zworę przegubowo umieszczoną w sąsiedztwie drugiego

PL 198 257 B1 jarzma magnetycznego, przy czym druga zwora jest ruchoma w kierunku jarzma magnetycznego, oraz ma dźwignię wyzwalającą umieszczoną w sąsiedztwie drugiej zwory i drugą dźwignię blokującą.

Korzystnie, wyłącznik automatyczny ponadto zawiera drugą sprężynę mającą koniec nieruchomy i ruchomy, przy czym utrzymujący dźwignię blokującą koniec ruchomy jest przymocowany do dźwigni blokującej do blokowania zwory.

Korzystnie, drugie jarzmo magnetyczne zawiera pierwsze i drugie ramię boczne, przy czym drugie ramię boczne ma szczelinę na jednym swoim końcu, a zwora ma ramię obrotowe na jednym końcu i ramię wykonawcze na przeciwnym końcu, które to ramię obrotowe jest częściowo ujęte w tej szczelinie.

Korzystnie, druga dźwignia blokująca zawiera pierwsze ramię powstrzymujące ruch zwory i biegnące od tej drugiej dźwigni blokującej w kierunku jarzma magnetycznego, drugie ramię biegnące od drugiej dźwigni blokującej na przeciw pierwszego ramienia, drugi łącznik mający koniec nieruchomy i ruchomy, przy czym obracający drugą dźwignię blokującą wokół przegubu koniec ruchomy jest przymocowany do drugiego ramienia.

Korzystnie, wyłącznik automatyczny ponadto zawiera izolującą elektrycznie połowę kasety, przejście dla wytworzonych gazów poniżej elektrycznego toru prądowego, konstrukcję wentylującą dopasowaną do izolującej elektrycznie połowy kasety z wlotem usuwanych gazów, połączoną w komunikacji gazowej z przejściem dla wytworzonych gazów, komorę utworzoną przy konstrukcji wentylującej dopasowanej z izolującą elektrycznie połową kasety, przy czym komora ma pierwszy otwór i drugi otwór, a dźwignia blokująca przechodzi przez pierwszy otwór, zaś drugi otwór pozwala na przepływ gazu pod ciśnieniem do komory, ponadto łącznik obracający dźwignię blokującą wokół przegubu i zwalniający zworę jest przegubowo zamontowany wewnątrz komory.

W przykładzie wykonania wynalazku, pomocniczy magnetyczny zespół wyzwalacza jest wprowadzony do toru prądowego, wykonanego przemysłowo wyłącznika automatycznego dla przerwania obwodu prądowego po wystąpieniu zwarcia. Rozłączenie styków w warunkach zwarcia powoduje powstanie gazu pod ciśnieniem, który jest usuwany z wyłącznika automatycznego. Magnetyczny zespół wyzwalacza wykorzystuje magnes w kształcie litery U (jarzmo magnetyczne) umieszczony wokół toru prądowego po stronie obciążenia, zworę, dźwignię wyzwalacza współpracującą z mechanizmem roboczym wyłącznika automatycznego, który zatrzaskuje się, a dźwignia jest tak ułożona, aby powstrzymywać ruch zwory w stronę jarzma magnetycznego i wyzwalanie zwory w odpowiedzi na wstępnie ustalony poziom ciśnienia gazu. W ten sposób wykonuje się pomocniczy magnetyczny zespół wyzwalacza do zastosowania w wyłącznikach automatycznych dla selektywnej ochrony zwarciowej w elektrycznym systemie rozdzielczym z wyłącznikami automatycznymi połączonymi szeregowo.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok z boku zespołu kasety wyłącznika automatycznego typu stosowanego w mechanizmie roboczym ze stykami obrotowym, fig. 2 - widok izometryczny zespołu magnesu, fig. 3 - widok perspektywiczny zespołu wyłącznika automatycznego z fig. 1, fig. 4 - rzut izometryczny obudowy wentylującej, fig. 5 - widok perspektywiczny z boku konstrukcji wentylującej, fig. 6 - wrażliwy na ciśnienie magnetyczny mechanizm wyzwalający.

Wyłącznik automatyczny z magnetycznym zespołem wyzwalającym w zalecanym przykładzie wykonania uwidoczniono na fig. 1, gdzie zespół 10 styków obrotowych wyłącznika automatycznego jest pokazany w połowie kasety 2 izolującej elektrycznie. Połowa kasety 2 izolującej elektrycznie jest połączona z podobną połowa kasety (nie pokazana) dla utworzenia kasety. Przeciwległe tory prądowe 11, 12 od strony sieci i od strony obciążenia są przystosowane do połączenia odpowiednio ze związanym elektrycznym systemem rozdzielczym i chronionym obwodem elektrycznym. Nieruchome styki elektryczne 24, 26 łączą się odpowiednio z torami prądowymi 11, 12 od strony sieci i od strony obciążenia, podczas, gdy ruchome styki elektryczne 23, 25 są przymocowane do końców ramion styków obrotowych 22, dla utworzenia połączenia ruchomego ze związanymi nieruchomymi stykami elektrycznymi 24, 26 dla umożliwienia przepływu prądu elektrycznego od toru prądowego 11 od strony sieci do toru prądowego 12 od strony obciążenia.

Wirnik 19 w zespole 10 styków obrotowych wyłącznika automatycznego pośredniczy pomiędzy torem prądowym 11 od strony sieci i torem prądowym 12 od strony obciążenia i związanymi komorami łukowymi 13, 14. Komory łukowe 13, 14 są podobne do opisanych w amerykańskim opisie patentowym nr 4,375,021 zatytułowanym „Zespół do szybkiego gaszenia łuku elektrycznego w samoczynnych urządzeniach wyłączających takich jak elektryczne wyłączniki automatyczne”. Ruchome ramię 22 styku jest umieszczone pomiędzy dwoma połówkami kołowego wirnika 19. Ruchome ramię 22 styku

PL 198 257 B1 zawiera pierwszy i drugi ruchomy styk 25, 23, które są umieszczone na przeciw pierwszego i drugiego nieruchomego styku elektrycznego 26, 24. Ruchome ramię 22 styku porusza się zgodnie z wirnikiem 19, który z kolei jest połączony z mechanizmem roboczym wyłącznika automatycznego (nie pokazany) za pomocą wydłużonego kołka (nie pokazany) i zespołu łączącego (nie pokazany) dla poruszania ruchomych styków elektrycznych 23, 25 pomiędzy położeniem ZAMKNIĘTYM, pokazanym liniami kreskowanymi, i położenie OTWARTYM pokazanym liniami ciągłymi na fig. 1. Po wystąpieniu przeciążenia prądowego w czasie zwarcia, pary styków elektrycznych 23, 24, 25, 26 są rozdzielane. Gdy pary styków elektrycznych 23, 24, 25, 26 są rozdzielane, łuk elektryczny pojawią się pomiędzy tymi parami styków elektrycznych 23, 24, 25, 26. Te łuki są chłodzone i gaszone w komorach łukowych 13, 14, co zapobiega uszkodzeniu zespołu 10 wyłącznika automatycznego.

Zespół magnesu 40 jest przymocowany po stronie obciążenia zespołu 10 wyłącznika automatycznego przez umieszczenie jarzma magnetycznego 30 na górnej powierzchni 12B toru prądowego 12 od strony obciążenia. Obudowa kasety izoluje górną część zespołu magnesu 40. Izolator 45 obejmuje stronę dolną i boki jarzma magnetycznego 30, dla ochrony jarzma magnetycznego 30 i toru prądowego 12 od strony obciążenia przed zetknięciem się. Ponadto, izolator 45 jest przymocowany do górnej powierzchni 12B toru prądowego 12 od strony obciążenia przez dwa uformowane pręty (nie pokazane). Uformowane pręty biegną na zewnątrz od dolnej powierzchni izolatora 45 i przechodzą przez odpowiednie otwory (nie pokazane) w torze prądowym 12 od strony obciążenia. Jarzmo magnetyczne 30 jest więc położone w pobliżu toru prądowego 12 od strony obciążenia.

Mechanizm zatrzaskowy 46 (zatrzask) jest tak zamontowany, że obraca się na osi umieszczonej w mechanizmie roboczym wyłącznika automatycznego (nie pokazany). Dźwignia wyzwalająca 28 ma pierwszy koniec 42 umieszczony w pobliżu mechanizmu zatrzaskowego 46 i drugi koniec 44 umieszczony w pobliżu zespołu magnesu 40. Po wystąpieniu zwarcia, zwora 38 jest przyciągana do jarzma magnetycznego 30 ze względu na pole magnetyczne utworzone wokół jarzma magnetycznego 30. To przyciąganie powoduje, że zwora 38 styka się z drugim końcem 44 dźwigni wyzwalającej 28. Dźwignia wyzwalająca 28 obraca się następnie w kierunku przeciw ruchowi wskazówek zegara powodując, że pierwszy koniec 42 dźwigni wyzwalającej 28 styka się z mechanizmem zatrzaskowym 46. Mechanizm zatrzaskowy 46 uaktywnia mechanizm roboczy wyłącznika automatycznego (nie pokazany), który powoduje, że ruchome styki elektryczne 23, 25 odłączają się od nieruchomych styków elektrycznych 24, 26. Innymi słowy, ruch mechanizmu zatrzaskowego 46 spowodowany przez dźwignię wyzwalającą 28 powoduje wyłączenie przez wyłącznik automatyczny. Konstrukcja i działanie mechanizmu roboczego wyłącznika automatycznego są typowe, znane ze stanu techniki.

Dźwignia wyzwalająca 28 jest przegubowo zamontowana na zewnętrznej powierzchni połowy kasety (nie pokazana) na przeciw połowy kasety 2. Dźwignia wyzwalająca 28 zawiera pierwszy formowany kołek 50, biegnący promieniowo na zewnątrz od dźwigni wyzwalającej wzdłuż osi 51 i wchodzący przez otwór (nie pokazany) w połowie kasety (nie pokazana) na przeciw połowy kasety 2. Także, dźwignia wyzwalająca 28 obraca się wokół pierwszego formowanego kołka 50. Należy zauważyć że jeżeli dźwignia wyzwalająca 28 ma być użyta także w drugim biegunie wyłącznika automatycznego, to ta dźwignia wyzwalająca 28 także zawiera drugi formowany kołek 50 biegnący promieniowo do wewnątrz od dźwigni wyzwalającej 28, na przeciw pierwszego formowanego kołka. Drugi formowany kołek 50 jest wprowadzany przez odpowiedni otwór w zewnętrznej połowie kasety dla odpowiedniego bieguna.

Odnosząc się do fig. 2, zespół magnesu 40 jest pokazany bardziej szczegółowo. Jarzmo magnetyczne 30 zawiera pierwsze ramię boczne 32 i drugie ramię boczne 34 zawierające szczelinę 36 zwory. Zwora 38 jest umieszczona na jarzmie magnetycznym 30, przez wprowadzenie ramienia obrotowego 43, ukształtowanego na jednym końcu zwory 38, w szczelinę 36 zwory. Ramię wykonawcze 41, ukształtowane na przeciwnym końcu zwory 38 biegnie za ramieniem bocznym 32. Ramię wykonawcze 31 zwory ma górną powierzchnię 32. Ramię wykonawcze 41 biegnie przez połowę kasety (nie pokazana) i jest umieszczone w pobliżu drugiego końca 44 dźwigni wyzwalającej 28 (fig. 1).

Odnosząc się do fig. 3, pokazana konstrukcja wentylująca 70 jest zamontowana na zewnętrznej powierzchni połowy kasety 2, dla systemu trójfazowego. Konstrukcja wentylująca 70 jest zamontowana na połowie kasety 2, za pomocą członu łączącego 72. Konstrukcja wentylująca 70 zawiera pierwszy bok 120 i drugi bok 122. Pierwszy bok 120 zawiera zagłębiony rozgałęziony tor lub przejście 76.

Jak przedstawiono dźwignia wyzwalająca 28 jest umieszczona pomiędzy dwoma kasetami. Drugi koniec 44 dźwigni wyzwalającej 28 zawiera skierowane na zewnątrz żeberko 48. Ramię wykonawcze 41 pierwszego bieguna 130 jest w pobliżu drugiego końca 44, ramię wykonawcze (nie poka6

PL 198 257 B1 zane) drugiego bieguna 132 jest także w pobliżu drugiego końca 44. Żeberko 48 rozdziela ramię wykonawcze 41 pierwszego bieguna 130 i ramię wykonawcze (nie pokazane) drugiego bieguna 132.

Konsekwentnie, w systemie trójfazowym, ramię wykonawcze (nie pokazane) trzeciego bieguna 134 działałoby na drugą dźwignię wyzwalającą 28. Mechanizm zatrzaskowy 46 działa w powiązaniu z każdą dźwignią wyzwalającą 28. W ten sposób, podczas zwarcia w dowolnej fazie (biegunie) elektrycznego systemu rozdzielczego, odpowiednia dźwignia wyzwalająca 28 uaktywni mechanizm zatrzaskowy 46 powodując otwarcie wszystkich faz wyłącznika automatycznego. To pozwala uniknąć warunków pracy jednofazowej, gdy otwierają się tylko styki jednej fazy wielofazowego systemu, podczas gdy styki pozostałych biegunów pozostają zamknięte. Magnetyczna blokująca dźwignia (dźwignia) 56 i sprężyna 72 dla pierwszego bieguna 130 są pokazane i będą omówione w odniesieniu do fig. 5.

Odnosząc się do fig. 3 i 4, gdzie fig. 4 przedstawia obudowę wentylującą 110 zawierającą pierwszą połowę 104 i drugą połowę 106. Zewnętrzna w stosunku do pierwszej połowy 104 jest zagłębionym rozgałęzionym torem lub przejściem 76. Konstrukcja wentylująca 70 jest połączona z obudową wentylującą 110 przez połączenie pierwszej połowy 104 obudowy wentylującej 110 z pierwszym bokiem 120 konstrukcji wentylującej 70. Po połączeniu rozgałęziony tor lub przejście 76 obudowy wentylującej 110 współpracuje z rozgałęzionym torem konstrukcji wentylującej dla utworzenia zamkniętego przelotu dla wytworzonych gazów. Po połączeniu konstrukcji wentylującej 70 z obudową wentylującą 110 są także utworzone wlot 94 i wylot 98. Gazy łuku, po opuszczeniu kasety, wpływają do wlotu 94 i są wyprowadzane do przejścia 76 dla wytworzonych gazów. Gazy łuku na koniec opuszczają wyłącznik automatyczny przez wylot 98.

Obudowa wentylująca 110 obejmuje dostępny w handlu transformator prądowy (nie pokazany), dla dostarczenia mocy dla elementów elektronicznych znajdujących się w wyłączniku automatycznym, co jest znane ze stanu techniki. Otwór 100 jest utworzony przez pierwszy i drugi bok 104, 106 obudowy wentylującej 110. Otwór 100 umożliwia przejście toru prądowego od strony obciążenia (nie pokazany) dla połączenia z torem prądowym 12 od strony obciążenia (fig. 1).

Obudowa wentylująca 110 i konstrukcja wentylująca 70 są podobne do opisanych w amerykańskim zgłoszeniu patentowym nr 09/225,988 zatytułowanym „Układ wentylujący wyłącznika automatycznego”, który jest tu wymieniony tytułem referencji.

Odnosząc się do fig. 5, pierwszy bok 120 konstrukcji wentylującej 70 jest pokazany dokładniej. Konstrukcja wentylująca 70 zawiera otwór 62 w członie łączącym 73. Komora 64 jest utworzona w konstrukcji wentylującej 70, gdy człon łączący 73 jest przymocowany do połowy kasety 2 (fig. 3). Otwór 62 ma połączenie gazowe z komorą 64 i przejście 76 dla wytworzonego gazu. Tak więc, otwór 62 stanowi przejście dla gazów łuku wpływających do komory 64 z przejścia 76 dla wytworzonego gazu. Komora 64 ma ścianę zewnętrzną 80, która znajduje się w pobliżu członu łączącego 73. Komora 64 także zawiera otwór 60 w ścianie zewnętrznej 80. Każda kaseta w wielobiegunowym wyłączniku automatyczny zawiera oddzielną komorę 64.

Należy zauważyć, że aby umieścić wiele faz w wyłączniku automatycznym, konstrukcja wentylująca 70 jest korzystnie umieszczona na każdym boku obudowy wentylującej 110. Dlatego, jeżeli konstrukcja wentylująca 70 jest zastosowana pomiędzy dwoma obudowami wentylującymi 110, powyżej omówione elementy będą umieszczone z obu stron tej konstrukcji wentylującej 70. Jeżeli konstrukcja wentylująca 70 jest zastosowana na ostatniej obudowie wentylującej 110 wielobiegunowego wyłącznika automatycznego, elementy omówione powyżej będą umieszczone tylko z jednej strony konstrukcji wentylującej 70.

Odnosząc się do fig. 6, pokazany jest wrażliwy na ciśnienie magnetyczny mechanizm zwalniający wyzwalacza 59 (magnetyczny zespół wyzwalacza). Magnetyczna dźwignia blokująca 56 zawiera pierwsze ramię 54 i drugie ramię 58. Magnetyczna dźwignia blokująca 56 obraca się wokół przegubu 52 umieszczonego w pobliżu pierwszego ramienia 54. Przegub 52 jest umieszczony na zewnątrz połowy kasety (nie pokazana), która jest dopasowana do połowy kasety 2 (fig. 3). Pierwsze ramię 54 jest umieszczone powyżej górnej powierzchni 82 ramienia wykonawczego 41, aby uniemożliwić ruch ramienia wykonawczego 41 w stronę jarzma magnetycznego 30. Drugie ramię 58 biegnie przez otwór 68 konstrukcji wentylującej 70 do komory 64. Łącznik 68 jest umieszczony w komorze 64. Łącznik 68 jest przegubowo zamontowane na jednym końcu pręta 66. Na przeciwnym końcu, łącznik 68 ślizgowo styka się z drugim ramieniem 58. Sprężyna 72 ma koniec ruchomy przymocowany do dźwigni blokującej 56 i koniec nieruchomy przymocowany na zewnątrz do połowy kasety (nie pokazana), która jest

PL 198 257 B1 dopasowana do połowy kasety 2 (fig. 3). Sprężyna 72 utrzymuje pierwsze ramię 54 magnetycznej dźwigni blokującej 56 powyżej górnej powierzchni 82 ramienia wykonawczego 41.

Chociaż wrażliwy na ciśnienie magnetyczny mechanizm zwalniający wyzwalacza 59 jest pokazany na fig. 6, dla jednego bieguna, jest zrozumiałe, że oddzielny wrażliwy na ciśnienie mechanizm dźwigni wyzwalającej zawierający jarzmo magnetyczne 30, ramię wykonawcze 41, magnetyczną dźwignię blokującą 56 i łącznik 68, może być umieszczony dla każdego bieguna w obudowie wyłącznika automatycznego mającego wiele biegunów.

Odnosząc się do fig. 1,2, 3, 4, 5 i 6, wyłącznik automatyczny z wrażliwym na ciśnienie magnetycznym mechanizmem zwalniającym wyzwalacza 59 działa jak następuje. Podczas zwarcia ramię 22 styku jest otwierane na skutek działania sił magnetycznych na ruchome i nieruchome styki elektryczne 24, 26, 23, 25. Gdy ramię 22 styku jest otwierane i ruchome styki elektryczne 23, 25 są oddzielane od nieruchomych styków elektrycznych 24, 26, łuk plazmowy tworzony jest pomiędzy nieruchomymi i ruchomymi stykami elektrycznymi 24, 26, 23, 25. Ten łuk wytwarza łuk gazów o stosunkowo wysokim ciśnieniu, który opuszcza komorę łukową 14 i wpływa do przejścia 76, dla wytworzonych gazów z wlotu 94. Gaz pod ciśnieniem wpływa z komory 64 przez otwór 62. Wielki prąd płynący przez tor prądowy 12 od strony obciążenia także indukuje pole magnetyczne wokół jarzma magnetycznego 30.

W pewnym zakresie, gdy określona wartość prądu jest przekroczona, siła magnetyczna generowana przez jarzmo magnetyczne 30 jest wystarczająca dla przyciągnięcia zwory 38. Jednakże, ze względu na umieszczenie magnetycznej dźwigni blokującej 56, ramię wykonawcze 41 nie może wykonać ruchu w stronę jarzma magnetycznego 30.

Ogólnie, poziom ciśnienia wytworzonego w komorze 64 jest proporcjonalny do poziomu prądu zwarcia. Dlatego, gdy ciśnienie wewnątrz komory 64 osiągnie wstępnie ustalony poziom odpowiadający określonemu poziomowi prądu zwarcia, przy którym jest pożądane wyzwolenie wyłącznika automatycznego, łącznik 68 obraca się przeciw ruchowi wskazówek zegara wokół pręta 66 w odpowiedzi na zwiększone ciśnienie w komorze 64. Ruch łącznika 68 powoduje, że magnetyczna dźwignia blokująca 56 obraca się przeciw ruchowi wskazówek zegara wokół przegubu 52. Tak więc, pierwsze ramię 54 nie jest już umieszczone nad górną powierzchnia 82 ramienia wykonawczego 41. Gdy ramię wykonawcze 41 jest zwolnione, zwora 38 może przesunąć się pionowo w górę w stronę jarzma magnetycznego 30. Zwora 38 porusza się w odpowiedzi na pole magnetyczne wokół jarzma magnetycznego 30 spowodowane przez przepływ zbyt dużego prądu. Ramię wykonawcze 41 styka się następnie z drugim końcem 44 dźwigni wyzwalającej 28. Dźwignia wyzwalająca 28 obraca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara wokół pręta 50, aby zwolnić mechanizm zatrzaskowy 46 powodując, że wszystkie fazy wyłącznika automatycznego są rozłączane w odpowiedzi na stan zwarcia.

Wrażliwy na ciśnienie magnetyczny mechanizm zwalniający wyzwalacza 59 może być skonfigurowany dla zastosowania w wyłączniku automatycznym mającym wiele kaset. Każdy biegun lub faza lub wyłącznik automatyczny wykorzystuje wrażliwy na ciśnienie magnetyczny mechanizm zwalniający wyzwalacza 59, który współpracuje z odpowiednią komorą 64 odpowiedniej strony konstrukcji wentylującej 70. Gdy wystąpi silne zwarcie, najbardziej obciążony biegun wyłączy na skutek wzrostu ciśnienia w komorze 64. Dlatego, ponieważ każdy biegun wykorzystuje wrażliwy na ciśnienie magnetyczny mechanizm zwalniający wyzwalacza 59, wyłączenie jednego bieguna spowoduje, że wszystkie bieguny wyłącznika automatycznego zostaną otwarte. To, zabezpiecza przed pracą w warunkach jednofazowych.

Ponadto, gdy wyłączniki automatyczne są połączone szeregowo, na przykład, wyłącznik automatyczny umieszczony bliżej źródła połączony szeregowo z wyłącznikiem automatycznym umieszczonym dalej od źródła, wrażliwy na ciśnienie magnetyczny mechanizm zwalniający wyzwalacza 59 zapewnia selektywność pomiędzy dwoma wyłącznikami automatycznymi o różnych nastawionych wartościach, przy płynącym przez nie takim samym prądzie zwarcia. Selektywność zapewnia, że wyłączy wyłącznik automatyczny bliższy miejsca zwarcia. Przy niedużym przeciążeniu prądowym, jest pożądane, aby ze względu na selektywność nie mógł wyłączyć wyłącznik automatyczny umieszczony bliżej źródła, umożliwiając wyłączenie wyłącznikowi automatycznemu umieszczonemu dalej od źródła. Selektywność jest także potrzebna, gdy zakłócenie w elektrycznym systemie rozdzielczym zachodzi najbliżej wyłącznika automatycznego umieszczonego bliżej źródła. Na przykład, jeżeli większe jarzmo magnetyczne 30 nie może być zastosowane w wyłączniku automatycznym umieszczonym bliżej źródła dla uniemożliwienia nasycenia przy zbyt małym przeciążeniu prądowym, to ruch zwory 38 musi być uniemożliwiony zanim nie wystąpi wstępnie ustalony duży prąd zwarcia. Przy takim wstępnie usta8

PL 198 257 B1 lonym dużym prądzie zwarcia, ruch zwory musi być wyzwolony, tak aby wybrany wyłącznik automatyczny mógł wyłączyć.

Ponieważ poziom ciśnienia w komorze 64 jest proporcjonalny do wielkości przeciążenia prądowego, czułość wrażliwego na ciśnienie magnetycznego mechanizmu zwalniającego wyzwalacza 59 w każdej kasecie może być ustalona niezależnie na dowolną pożądaną wartość. To ustalenie może być uzyskane przez zmianę wielkości lub położenia otworu 62, wielkości lub kształtu magnetycznej dźwigni 56 blokującej, lub zmianę siły wytwarzanej przez sprężynę 72. W tym przypadku, czułość na ciśnienie mechanizmu blokującego wyłączenie stosowanego w wyłączniku automatycznym umieszczonym bliżej źródła jest ustawiona na niższym poziomie niż w wyłączniku automatycznym umieszczonym dalej od źródła, aby uniemożliwić wyłącznikowi automatycznemu umieszczonemu bliżej źródła wyłączenie przy mniejszym prądzie zwarcia w elektrycznym systemie rozdzielczym.

Chociaż wynalazek został opisany w odniesieniu do korzystnego przykładu wykonania, jest zrozumiałe dla fachowców, że mogą tu być wprowadzone zmiany, a odpowiednie elementy mogą być zamienione odpowiednimi równoważnikami bez wychodzenia z zakresu wynalazku. Ponadto wiele zmian może być wprowadzonych dla dostosowania do określonej sytuacji lub materiału, przy realizacji wynalazku bez wychodzenia z jego zasadniczego zakresu. Dlatego wynalazek nie jest ograniczony do określonego ujawnionego przykładu wykonania traktowanego jako najlepszy przykład realizacji wynalazku, ale wynalazek obejmuje wszystkie przykłady wykonania znajdujące się w zakresie objętym załączonymi zastrzeżeniami.

Claims (15)

1. Wyłącznik automatyczny z magnetycznym zespołem wyzwalającym, w szczególności uruchamiającym co najmniej jeden zatrzaskowy mechanizm wyzwalający wyłącznika w warunkach przeciążenia prądowego, który to wyłącznik automatyczny zawiera co najmniej jedną parę styków elektrycznych, zaś magnetyczny zespół wyzwalający zawiera co najmniej jeden elektryczny tor prądowy połączony z elektrycznym systemem rozdzielczym, co najmniej jedno jarzmo magnetyczne umieszczone w sąsiedztwie elektrycznego toru prądowego, co najmniej jedną zworę umieszczoną w sąsiedztwie jarzma magnetycznego, przy czym zwora jest ruchoma w kierunku jarzma magnetycznego w warunkach przeciążenia prądowego, znamienny tym, że posiada co najmniej jedną sprzęgającą się ze zworą (38) dźwignię blokującą (56), obracającą się wokół przegubu (52) pomiędzy położeniem blokującym ruch zwory (38) w kierunku jarzma magnetycznego (30) i położeniem zwalniającym zworę (38).

2. NWyłącznikautomatycznywedług zastrz. 1, znamienny t^i^, że ponadto zawiera sprężynę (72) mającą koniec nieruchomy i ruchomy, przy czym utrzymujący dźwignię (56) w położeniu powstrzymania zwory (38) koniec ruchomy sprężyny (72) jest przymocowany do dźwigni (56).

3. Wyłącznik automatyczny według zastrz. 1, znamienny tym, że jarzmo magnetyczne (30) zawiera pierwsze i drugie ramię boczne (32, 34), przy czym drugie ramię boczne (34) ma szczelinę (36) na jednym swoim końcu, a zwora (38) ma ramię obrotowe (43) na jednym końcu i ramię wykonawcze (41) na przeciwnym końcu, które to ramię obrotowe (43) jest częściowo ujęte w szczelinie (36).

4. Wyłącznik automatyczny według zastrz. 1, znamienny tym, że d^^wi^nń^ blokująca (56) zawiera pierwsze ramię (54) blokujące ruch zwory (38) w kierunku jarzma magnetycznego (30), biegnące od dźwigni blokującej (56), drugie ramię (58) biegnące od dźwigni blokującej (56) na przeciw pierwszego ramienia (54), łącznik (68) mający koniec nieruchomy i ruchomy, przy czym koniec ruchomy jest przymocowany do drugiego ramienia (58) obracającego dźwignię blokującą (56) wokół przegubu (52).

5. Wyłącznik automatyczny według zastrz. 1, znamienny tym, że ponadto zawiera dźwignię wyzwalającą (28) współdziałającą z mechanizmem zatrzaskowym (46), przy czym dźwignia wyzwalająca (28) jest umieszczona w sąsiedztwie zwory (38).

6. Wyłącznik automatyczny według zastrz. 1, znamienny tym, że para styków elektrycznych (25, 26) zawiera nieruchomy styk elektryczny połączony z elektrycznym torem prądowym (12) i ruchomy styk umieszczony naprzeciw nieruchomego styku (25) oraz mechanizm zatrzaskowy (46) do rozłączenia pary styków elektrycznych (25, 26).

7. \Wy<ą^cznik według zas^z. 6, znamienny t^r^, że ponadto ζ^χ^ϊ^ί^^ współdziałającą z mechanizmem zatrzaskowym (46) dźwignię wyzwalającą (28), która to dźwignia wyzwalająca (28) jest umieszczona w sąsiedztwie zwory (38).

PL 198 257 B1

8. Wyłącznik automatyczny według zastrz. 6, znamienny tym, że ponadto zawiera sprężynę (72) mającą koniec nieruchomy i ruchomy, przy czym utrzymujący dźwignię (56) w położeniu powstrzymania zwory (38) koniec ruchomy jest przymocowany do dźwigni blokującej (56).

9. Wyłącznik automatyczny według zasSrz. 6, ζι^^ι^ϊ^ι^ι^^ tym, że jarzmo magnetyczne (30) posiadające pierwsze i drugie ramię boczne (32, 34), przy czym drugie ramię boczne (34) ma szczelinę (36) na jednym swoim końcu, oraz zworę (38), która ma ramię obrotowe (43) na jednym końcu i ramię wykonawcze (41) na przeciwnym końcu, zaś ramię obrotowe (43) jest częściowo ujęte w tej szczelinie (36).

10. Wyłącznik automatyczny według zassic 6, znamienny tym, że zawiera dźwignię blokującą j56) zawierającą pierwsze ramię (54) biegnące od dźwigni blokującej (56), drugie ramię (58) biegnące od dźwigni (56) na przeciw pierwszego ramienia (54) i łącznik (68) mający koniec nieruchomy i ruchomy, który to koniec ruchomy, obracający dźwignię blokującą (56) wokół przegubu (52) jest przymocowany do drugiego ramienia (58).

11. Wyłącznik automatyczny według zas^z. 1, znamienny tym, że ponadto ζ^\^Ι^ί^^ drugi elektryczny tor prądowy (12) połączony z elektrycznym systemem rozdzielczym, drugą rozłączającą się po wystąpieniu przeciążenia prądowego parę styków elektrycznych (25, 26), która to druga para styków elektrycznych (25, 26) zawiera nieruchomy styk elektryczny połączony z drugim elektrycznym torem prądowym (12) i ruchomy styk umieszczony na przeciw nieruchomego styku elektrycznego (26), drugie jarzmo magnetyczne (30) umieszczone w sąsiedztwie drugiego elektrycznego toru prądowego (12), drugą zworę (38) przegubowo umieszczoną w sąsiedztwie drugiego jarzma magnetycznego (30), przy czym druga zwora (30) jest ruchoma w kierunku jarzma magnetycznego (30), oraz ma dźwignię wyzwalającą (28) umieszczoną w sąsiedztwie drugiej zwory (38) i drugą dźwignię blokującą (56).

12. Wyłącznik automatyczny według zastrz. 11, znamienny tym, że ponadto zawiera drugą sprężynę (72) mającą koniec nieruchomy i ruchomy, przy czym utrzymujący dźwignię blokującą (56) koniec ruchomy jest przymocowany do dźwigni blokującej (56) do blokowania zwory (38).

13. Wyłącznik automatyczny według zas-trz. 11, znamienny tym, że drugie jarzmo ne (30) zawiera pierwsze i drugie ramię boczne (32, 34), przy czym drugie ramię boczne (34) ma szczelinę (36) na jednym swoim końcu, a zwora (38) ma ramię obrotowe (43) na jednym końcu i ramię wykonawcze (41) na przeciwnym końcu, które to ramię obrotowe (43) jest częściowo ujęte w tej szczelinie (36).

14. Wyłącznik automatyczny według z^^srr^. 11, znamienny t^m, że druga dźwignia blokutąca (56) zawiera pierwsze ramię (54) powstrzymujące ruch zwory (38) i biegnące od tej drugiej dźwigni blokującej (56) w kierunku jarzma magnetycznego (30), drugie ramię (58) biegnące od drugiej dźwigni blokującej (56) na przeciw pierwszego ramienia (54), drugi łącznik (68) mający koniec nieruchomy i ruchomy, przy czym obracający drugą dźwignię blokującą (56) wokół przegubu (52) koniec ruchomy jest przymocowany do drugiego ramienia (58).

15. Wyłącznik automatyczny według zastrz. 1 albo 10 albo 14, znarnienny tyi, że ponadto zawiera izolującą elektrycznie połowę kasety (2), przejście (76) dla wytworzonych gazów poniżej elektrycznego toru prądowego (12), konstrukcję wentylującą (70) dopasowaną do izolującej elektrycznie połowy kasety (2) z wlotem (94) usuwanych gazów, połączoną w komunikacji gazowej z przejściem (76) dla wytworzonych gazów, komorę (64) utworzoną przy konstrukcji wentylującej (70) dopasowanej z izolującą elektrycznie połową kasety (2), przy czym komora (64) ma pierwszy otwór (60) i drugi otwór (62), a dźwignia blokująca (56) przechodzi przez pierwszy otwór (60), zaś drugi otwór (62) pozwala na przepływ gazu pod ciśnieniem do komory (64), ponadto łącznik (68) obracający dźwignię blokującą (56) wokół przegubu (52) i zwalniający zworę (38) jest przegubowo zamontowany wewnątrz komory (64).