PL213761B1 - Urzadzenie zaciskowe do ochrony przed przepieciami - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie zaciskowe do ochrony przed przepięciami, mające zastosowanie w ochronie instalacji elektrycznych lub sprzętu i urządzeń elektrycznych, obwodów lub sieci przesyłowych, przed zakłóceniami, ewentualnie chwilowymi zakłóceniami w ich zasilaniu elektrycznym, w postaci przepięć, spowodowanych zwłaszcza uderzeniem pioruna.

Urządzenia do ochrony sprzętu elektrycznego przed przepięciami są znane i powszechnie stosowane.

Takie urządzenia, czasami określane jako „urządzenia hamujące błyskawicę” lub „pogromcy przepięć”, służą umożliwieniu przepłynięcia prądów spowodowanych wyładowaniem atmosferycznym do ziemi oraz również ograniczeniu szczytów indukowanego przepięcia do poziomu wyznaczonego przez wytrzymałość sprzętu podłączonego za urządzeniami zabezpieczającymi.

Znane urządzenia hamujące błyskawice mogą bazować na różnych technologiach, w zależności od natury użytych aktywnych elementów chroniących.

W szczególności, w znanych urządzeniach hamujących błyskawice wykorzystuje się iskiernik, w którym aktywny element chroniący użyty w urządzeniu, posiada dwie elektrody, pomiędzy którymi tworzy się łuk, przez co następuje zwarcie w momencie, gdy przepięcie osiągnie zdefiniowany krytyczny poziom. Taki iskiernik urządzenia hamującego błyskawice ulega krytycznym awariom dwóch głównych typów.

W pierwszej krytycznej sytuacji, która występuje, gdy urządzenie hamujące błyskawice podłączone jest do jednej z chronionych faz oraz do ziemi, iskiernik może być poddawany zwarciom prądów o bardzo dużej wartości (kilkaset lub kilka tysięcy amperów), co może spowodować jego zniszczenie. Aby zapobiec takim zdarzeniom, urządzenie hamujące błyskawice posiada zintegrowany lub dołączony element przerywający (bezpiecznik lub przerywnik prądu), który, podczas uruchamiania, przerywa zwarcie prądu i w ten sposób utrzymuje integralność urządzenia.

W drugiej krytycznej sytuacji, która może wystąpić szczególnie, gdy urządzenie hamujące błyskawice połączone jest pomiędzy linią neutralną, a ziemią, urządzenie hamujące błyskawice może być poddane zwarciu prądów, które są relatywnie niskie (to znaczy np. w zakresie natężenia od kilku do 200 amperów), mogące prowadzić do jego zniszczenia. Taka sytuacja może wystąpić na przykład, gdy błyskawica powoduje łuk, który uderza w iskiernik, co z kolei wywołuje awarię w sieci napięcia (utrata fazy, sieć niezrównoważona), prowadzącą do powstawania prądu zwarcia na ciągłych podstawach, który nawet jeśli jest niski, jest niszczycielski, ponieważ w rezultacie powoduje podgrzanie iskiernika.

W celu rozwiązania problemów bezpieczeństwa związanych z tą drugą sytuacją, iskiernik urządzenia hamującego błyskawice, a w szczególności iskiernik urządzenia hamującego błyskawice do ochrony linii neutralnej, zaopatruje się w układ przerywacza termicznego.

Taki iskiernik urządzenia hamującego błyskawice zaopatrzony w układ przerywacza termicznego na ogół występuje w formie pakietu z dielektrycznego materiału z iskiernikiem przylutowanym do obwodu, który to pakiet zawiera nie tylko przerywacz, ale również układ połączenia, umożliwiający połączenie urządzenia hamującego błyskawicę z instalacją, która ma być chroniona. Przerywacz termiczny jako taki zawiera lut który, gdy zostanie osiągnięta zdefiniowana krytyczna temperatura, stopi się i otworzy obwód.

Pomimo, iż te znane urządzenia ogólnie są satysfakcjonujące, niemniej zawierają pewne wady.

Pierwsza wada wynika z potrzeby użycia różnych materiałów lutujących, najpierw w celu zapewnienia lutu w układzie przerywacza termicznego, a dalej w celu zapewnienia innych połączeń lutowanych. Gdy osiągnięta jest krytyczna temperatura bezpieczeństwa, jedynie lut w układzie przerywacza termicznego powinien topnieć, co oznacza, że punkt topnienia tego lutu powinien być niższy niż punkt topnienia każdego innego lutu użytego w urządzeniu w celach montażu.

Takie wymaganie używania dwóch różnych materiałów lutujących, podczas procesu produkcyjnego prowadzi do ryzyka zamiany lutów, co z kolei może prowadzić do problemów bezpieczeństwa podczas użytkowania. Aby uniknąć podobnych problemów, producenci tych znanych urządzeń są zmuszeni do wprowadzania procedur nadzoru i weryfikacji w procesach produkcji, co skutkuje wzrostem ceny urządzeń hamujących błyskawice, nie dając równocześnie całkowitej gwarancji wyeliminowania ryzyka użycia w przerywaczach termicznych lutu montażowego zamiast specjalnego lutu przeznaczonego dla przerywacza.

PL 213 761 B1

Z opisu patentowego US 6.614.640 B2 i jego analogu PL 199074 B1 znany jest ochronnik przepięciowy z obudową, dwoma wyprowadzonymi z obudowy przyłączami prądowymi i co najmniej jednym, umieszczonym w obudowie, płytkowym warystorem z dwoma, usytuowanymi czołowo, punktami styku, z których każdy jest połączony w sposób przewodzący prąd elektryczny z jednym z obu przyłączy prądowych. Warystor zawiera niemetalizowaną część aktywną oraz dwa elastyczne elementy stykowe, dociskane do czołowych powierzchni części aktywnej, dla wytworzenia styku elektrycznego.

Warystor jest umieszczony pomiędzy, po jednej stronie, płytkowym elementem stykowym, połączonym elektrycznie z pierwszym zestykiem przyłącza prądowego za pomocą przewodzącej prąd sprężyny dociskowej, i, po drugiej stronie, płytkowym elementem przerywacza prądu, opartym na łożysku oporowym obudowy, połączonym elektrycznie i mechanicznie z drugim zestykiem przyłącza prądowego za pomocą centralnego, punktowego, względnie walcowo-kołowego, złącza topliwego, poprzez kołkowy element przerywacza prądu.

W przypadku przekroczenia temperatury krytycznej złącze topliwe otwiera się, a drugi zestyk przyłącza prądowego wraz z kołkowym elementem przerywacza prądu zostaje odsunięty od płytkowego elementu przerywacza, za pomocą drugiej sprężyny naciskowej. Aby zapewnić takie działanie urządzenia, co najmniej jeden zestyk przyłączy prądowych musi być podłączony elastycznie.

Konstrukcje tych znanych urządzeń chroniących przed skutkami przepięć powodują, że ich naprawa w celu powtórnego użycia jest bardzo trudna lub wręcz niemożliwa.

Celem wynalazku jest zaproponowanie nowego urządzenia zapewniającego ochronę sprzętu elektrycznego przed przepięciami, które to urządzenie jest szczególnie proste i niedrogie w projektowaniu i produkcji.

Kolejne cele wynalazku to opracowanie urządzenia, które jest łatwe i szybkie w montażu oraz może być w łatwy i szybki sposób naprawiane.

Następnym celem wynalazku jest zaproponowanie nowego urządzenia zapewniającego ochronę sprzętu elektrycznego przed przepięciami, które jest szczególnie małych rozmiarów.

Innym celem wynalazku jest opracowanie nowego urządzenia zapewniającego gwarantowany poziom bezpieczeństwa w użyciu.

Cele te zostały osiągnięte w urządzeniu zaciskowym do ochrony przed przepięciami, zawierającym jednostkę zabezpieczającą, posiadającą co najmniej pierwszy i drugi biegun, które to bieguny są elektrycznie przyłączone do chronionego sprzętu poprzez układ łączenia, zawierający płytkowe elementy stykowe oraz układ przerywacza termicznego, funkcjonalnie połączony ze wspomnianą jednostką zabezpieczającą. Urządzenie według wynalazku posiada układ funkcjonalnego sprzęgania, zawierający pierwszy element oprawy podtrzymujący pierwszy biegun jednostki zabezpieczającej oraz drugi element oprawy podtrzymujący drugi biegun jednostki zabezpieczającej, przy czym pierwszy element oprawy posiada część dociskową typu zaciskowego.

Korzystnie, jednostka zabezpieczająca, układ łączenia, układ przerywacza termicznego oraz układ funkcjonalnego sprzęgania tworzą pakiet o postaci wkładki, wyposażonej w dwa łączniki w formie połączeniowych trzpieni i przystosowanej do połączenia z panelem elektrycznym instalacji, która ma być chroniona.

Jednostka zabezpieczająca zawiera co najmniej jeden nieliniowy komponent elektryczny, na przykład warystor, diodę Zenera, a korzystnie iskiernik.

Korzystnie, układ łączenia zawiera pierwszy łącznik, którego część dociskową stanowi płytkowa sprężyna o przekroju poprzecznym w kształcie litery „U”, przy czym jedno z ramion tej sprężyny płytkowej podtrzymuje pierwszy łącznik układu łączenia, podczas gdy drugie ramię tej sprężyny płytkowej podtrzymuje pierwszy biegun jednostki zabezpieczającej. Korzystnie, pierwszy łącznik układu łączenia jest elektrycznie połączony z pierwszym elementem oprawy, który wykonany jest z pierwszego materiału przewodzącego elektrycznie oraz drugi łącznik układu łączenia, połączony elektrycznie z drugim elementem oprawy, który wykonany jest z drugiego materiału przewodzącego elektrycznie.

W korzystnym rozwiązaniu według wynalazku, drugi element oprawy i drugi łącznik stanowią jednolitą jednoczęściową konstrukcję. Korzystne jest też, gdy drugi materiał przewodzący elektryczność ma lepsze przewodnictwo cieplne niż pierwszy materiał przewodzący, natomiast pierwszy materiał przewodzący elektryczność posiada lepszą charakterystykę sprężystości niż pierwszy materiał przewodzący.

Układ łączenia zawiera trzeci łącznik, przy czym łączniki pierwszy i trzeci są połączone elektrycznie z chronionym sprzętem, natomiast układ przerywacza termicznego posiada zamkniętą konfi4

PL 213 761 B1 gurację, w której jest zapewniony elektryczny kontakt pomiędzy drugim i trzecim łącznikiem lub otwartą konfigurację, w której ten kontakt elektryczny pomiędzy drugim i trzecim łącznikiem jest przerwany.

Zgodnie z korzystnym rozwiązaniem według wynalazku, drugi element oprawy zawiera część do przenoszenia ciepła oddawanego przez jednostkę zabezpieczającą do przerywacza termicznego, która posiada powierzchnię stykową o wymiarach wystarczających na pokrycie powierzchni drugiego bieguna jednostki zabezpieczającej.

Korzystnie, układ przerywacza termicznego jest termicznie połączony z drugim łącznikiem i/lub z drugim elementem oprawy.

Korzystnie też, układ przerywacza termicznego posiada suwak zamontowany ślizgowo w kierunku osiowym pomiędzy pierwszym lub powrotnym położeniem, które jest zgodne z przerwaniem połączenia elektrycznego pomiędzy jednostką zabezpieczającą, a chronionym sprzętem, i drugim położeniem, w którym suwak ustala połączenie elektryczne pomiędzy drugim, a trzecim łącznikiem, przy czym ten suwak jest utrzymywany w drugim położeniu za pomocą materiału łatwo topliwego.

Układ przerywacza termicznego zawiera sprężynę do przesuwania suwaka w kierunku osiowym w stronę pierwszego położenia.

Ogólna istota wynalazku dotyczy zastąpienia lutowanego połączenia elementów urządzenia „zimnym” montażem, realizowanym przez zastosowanie siły ściskania, która stosowana jest bezpośrednio na jednostkę zabezpieczającą. Jedyny lut, jaki może być obecny w urządzeniu według wynalazku, związany jest z układem przerywacza termicznego. Obecność lutu jednego rodzaju daje możliwość ograniczenia ryzyka pomyłki podczas procesu produkcji, co powoduje, że urządzenie zgodne z wynalazkiem jest dobrej jakości i osiągane przy mniejszych kosztach. Zastosowany układ sprzęgania umożliwia użytkownikowi dowolnie oraz w prosty i szybki sposób, łączenie i rozłączanie jednostki zabezpieczającej i układu łączenia. Takie techniczne rozwiązanie daje możliwość łatwej naprawy urządzenia w przypadku awarii jednostki zabezpieczającej, ponieważ wynalazek umożliwia zastąpienie zużytej jednostki natychmiast i bez użycia specjalnych narzędzi (takich jak lutownica).

Przedmiot wynalazku jest bliżej wyjaśniony na podstawie przykładu wykonania zilustrowanego na schematycznym rysunku, którego Fig. 1 przedstawia urządzenie zaciskowe do ochrony przed przepięciami w przekroju podłużnym, Fig. 2 ilustruje przekrój poprzeczny obrazujący czynność montażu urządzenia przedstawionego na Fig. 1, a Fig. 3 ukazuje wykres oraz częściowy przekrój podłużny, obrazujący budowę przerywacza termicznego dopasowanego do urządzenia przedstawionego na Fig. 1 i 2.

Fig. 1 pokazuje urządzenie 1, chroniące sprzęt elektryczny przed przepięciami, a w szczególności przed chwilowymi przepięciami.

Określenie „sprzęt elektryczny” oznacza tu dowolny rodzaj urządzenia, przyrząd, instalację, sieć, obwód elektryczny, lub obwód telekomunikacyjny, które mogą być narażone na zmienność zasilania elektrycznego w zakresie napięcia, a w szczególności przepięcia spowodowanego wyładowaniem atmosferycznym.

Urządzenie 1 zgodnie z wynalazkiem, chroniące przed przepięciami, stanowi urządzenie hamujące błyskawicę.

Zgodnie z wynalazkiem, urządzenie 1 zawiera jednostkę zabezpieczającą 2. W sposób konwencjonalny jednostka zabezpieczająca 2 zawiera pierwszy biegun 2A oraz drugi biegun 2B, które to bieguny są elektrycznie połączone z chronionym sprzętem (nie pokazanym), poprzez układ połączenia 3. Jednostka zabezpieczająca 2 w opisywanym przykładzie wykonania zawiera iskrownik 2C, zalecany szczególnie dla ochrony linii neutralnej, to znaczy połączenia pomiędzy linią neutralną a ziemią.

Wynalazek nie jest ograniczony do jednego szczególnego rodzaju komponentu.

Iskrownik 2C ma formę pojedynczego cylindrycznego pakietu, posiadającego dwie równoległe płaskie powierzchnie 20A, 20B, odpowiednio utrzymujące pierwszy i drugi biegun 2A, 2B, oraz boczną osłonę rozmieszczoną pomiędzy tymi płaskimi powierzchniami.

Układ łączenia 3 tworzą elementy łącznika, umożliwiające jednostce zabezpieczającej 2, utworzonej przez iskrownik 2C, elektryczne połączenie z instalacją, która ma być chroniona.

Zgodnie z wynalazkiem, urządzenie chroniące 1 zawiera również układ przerywacza termicznego 4, funkcjonalnie połączony z jednostką zabezpieczającą 2 w celu przerwania połączenia elektrycznego pomiędzy tą jednostką 2, a chronionym sprzętem w momencie, gdy temperatura jednostki 2 osiągnie zdefiniowaną wartość krytyczną, powyżej której ciepło wydzielane przez jednostkę zabezpieczającą 2 powoduje niebezpieczeństwo zniszczenia lub podpalenia otaczających elementów.

PL 213 761 B1

Układ przerywacza termicznego 4 jest tak rozmieszczony względem jednostki zabezpiecz ającej 2, że jest wrażliwy na wydzielane przez nią ciepło i w momencie przegrzania jest zdolny do przerwania strumienia prądu. Urządzenie 1 zawiera również układ funkcjonalnego sprzęgania 5, służący do sprzężenia jednostki zabezpieczającej 2 z układem łączenia 3. Układ funkcjonalnego sprzęgania 5 zapewnia połączenie elektryczne pomiędzy każdym z biegunów 2A i 2B oraz układem łączenia 3, który to układ 3 przeznaczony jest do włączenia w instalację elektryczną np. pomiędzy linią neutralną a ziemią.

Wszystkie z wyżej opisanych elementów, to jest jednostka zabezpieczająca 2, układ łączenia 3, układ przerywacza termicznego 4 oraz układ funkcjonalnego sprzęgania 5 zmontowane są w pakiecie 1A z materiału izolacyjnego tak, aby utworzyć jednostkowy jednoczęściowy podzespół.

Układ funkcjonalnego sprzęgania 5 służy nie tylko dla zapewnienia połączenia termicznego pomiędzy jednostką zabezpieczającą 2, a układem łączenia 3, ale również do utrzymania tej jednostki 2 w pakiecie 1A.

Zgodnie z ważną cechą wynalazku, układ sprzęgania 5 przeznaczony jest do zastosowania siły ściskania na jednostkę zabezpieczającą 2, aby zapewnić połączenie elektryczne pomiędzy biegunami 2A i 2B oraz układem łączenia 3.

Budowa układu sprzęgania 5 umożliwia zastosowanie ściskania lub ograniczonego naprężenia jednostki zabezpieczającej 2, które służy wejściu jednostki zabezpieczającej 2 w elektryczny kontakt z układem łączenia 3. Umożliwia również utrzymanie jednostki zabezpieczającej 2 w przewidzianym miejscu względem układu łączenia 3 oraz pakietu 1A. Układ sprzęgania 5 zawiera pierwszy element oprawy 5A rozmieszczony tak, że podtrzymuje pierwszy biegun 2A oraz drugi element oprawy 5B rozmieszczony tak, że podtrzymuje drugi biegun 2B. Pierwszy i drugi element oprawy 5A, 5B współpracują, wywierając nacisk na jednostkę zabezpieczającą 2, wzdłuż osi X-X' przechodzącej przez bieguny 2A, 2B.

W przykładzie pokazanym na rysunku, pierwszy i drugi element oprawy 5A, 5B wywierają siły identycznych wielkości, ale przeciwnych kierunków na poszczególne powierzchnie 20A, 20B utrzymujące bieguny 2A, 2B iskiernika 2C tak, że iskiernik jest utrzymany w miejscu i w kontakcie elektrycznym z układem łączenia 3.

Układ łączenia 3 zawiera pierwszy łącznik 3A połączony elektrycznie z pierwszym elementem oprawy 5A, który wykonany jest przynajmniej w części z pierwszego materiału przewodzącego elektryczność, oraz drugi łącznik 3B połączony elektrycznie z drugim elementem oprawy 5B, który wykonany jest przynajmniej w części z drugiego materiału przewodzącego elektryczność.

Drugi element oprawy 5B oraz drugi łącznik 3B wykonane są jako wspólna, pojedyncza część 5B przenosząca ciepło.

Zgodnie z wynalazkiem, wariantowo można także wykonać jako pojedynczą część połączenie pierwszego elementu oprawy 5A oraz pierwszego łącznika 3A.

Układ przerywacza termicznego 4 jest termicznie i przewodząco połączony, do drugiego łącznika 3B i/lub do drugiego elementu oprawy 5B. Innymi słowy, drugi łącznik 3B i/lub drugi element oprawy 5B służą do przesyłania informacji o temperaturze z jednostki zabezpieczającej 2 do układu przerywacza termicznego 4.

Pierwszy element oprawy 5A jest przeznaczony do generowania właściwego ściskania na jednostkę 2, podczas gdy drugi element oprawy 5B jest przeznaczony do optymalizowania transmisji jakiegokolwiek ciepła, które wytworzone przez jednostkę 2 jest przesyłane do układu przerywacza termicznego 4.

W związku z tym, pierwszy element oprawy 50A zawiera część dociskową 50A w formie zacisku o postaci elastycznego elementu posiadającego zdolność deformacji, która służy, pod wpływem nacisku, wytwarzaniu naciskowej siły oddziaływania. Część dociskowa 50A ma formę płaskiej sprężyny o przekroju poprzecznym w kształcie litery „U”, której jedno z ramion 6 podtrzymuje pierwszy łącznik 3A, podczas gdy drugie ramię 7 podtrzymuje pierwszy biegun 2A. Ramiona 6_oraz 7 są połączone przez mostek 51.

Pierwszy materiał użyty do wykonania części dociskowej 50A został wybrany spośród stopów miedzi tak, aby zawierał dobrą charakterystykę elastyczności.

Drugi element oprawy 5B, zawiera część 50B przenoszącą ciepło wydzielane przez jednostkę zabezpieczającą 2 do układu przerywacza termicznego 4. Część 50B przenosząca ciepło tworzy również część styku dla jednostki zabezpieczającej 2, w taki sposób, że jednostka 2 jest naciskana wzdłuż osi „X-X” przez część dociskową 50A, przeciwnie do miejsca styku części 50B, podczas gdy ta

PL 213 761 B1 część styku korzystnie pozostaje sztywna. Powierzchnia stykowa 8 części 50B przenoszącej ciepło przedstawia obszar możliwie duży, ograniczony rozmiarem projektowanego urządzenia 1, tak by zoptymalizować transfer ciepła poprzez przewodzenie pomiędzy jednostką zabezpieczającą 2 i powierzchnią stykową 8.

W omawianym przykładzie wykonania, powierzchnia stykowa 8 posiada wymiary wystarczające do całkowitego pokrycia powierzchni 20B jednostki 2 stanowiącej biegun 2B.

W celu optymalizowania wyżej wspomnianego przenikania ciepła, drugim materiałem użytym do stworzenia powierzchni stykowej 8 części 50B przenoszącej ciepło była czysta miedź.

Układ łączenia 3 zawiera również trzeci łącznik 3C, który wraz z pierwszym łącznikiem 3A jest przeznaczony do elektrycznego połączenia z chronionym sprzętem.

Układ przerywacza termicznego 4 posiada możliwość przejścia od zamkniętej konfiguracji (pokazanej na rysunkach), w której zapewnia połączenie elektryczne pomiędzy drugim i trzecim łącznikiem 3B, 3C do otwartej konfiguracji, w której kontakt elektryczny pomiędzy drugim i trzecim łącznikiem 3B, 3C jest przerwany.

W tym celu, układ przerywacza termicznego 4 zawiera sztywny suwak 4A, przesuwany elastycznie w kierunku osiowym pomiędzy pierwszą lub powrotną pozycją odpowiednią do przerwania połączenia elektrycznego pomiędzy jednostką zabezpieczającą 2 i chronionym sprzętem, a drugą pozycją, w której suwak 4A tworzy kontakt elektryczny pomiędzy drugim i trzecim łącznikiem 3B, 3C. Suwak 4A jest umocowany stacjonarnie w drugiej pozycji przez łatwo topliwy materiał 4B, rodzaju lutu.

Jak przedstawiono schematycznie na rysunku Fig. 3, suwak 4A przesuwa się elastycznie w kierunku osiowym pod wpływem sprężyny 9. Suwak 4A posiada również listwę 4C do zgarniania lutu 4B, gdy suwak 4A wraca z jego drugiej pozycji do pierwszej pozycji, tak by wyeliminować jakąkolwiek pozostałość płynnego lutu, który może utworzyć niepożądane połączenie pomiędzy drugim, a trzecim łącznikiem 3B i 3C.

Poniżej przedstawiono skrócony opis sposobu przygotowania i użycia urządzenia zgodnie z wynalazkiem.

Podczas przygotowania urządzenia zaciskowego 1 do ochrony przed przepięciami według wynalazku, jednostka zabezpieczająca 2, w tym przykładzie utworzona przez iskiernik 2C, jest umieszczona siłą pomiędzy część dociskową 50A oraz powierzchnię stykową 8 części 50B przenoszącej ciepło. Podczas tego etapu umieszczania, pierwsza płaska powierzchnia 20A iskiernika 2C pcha drugie ramię 7 części dociskowej 50A w kierunku pierwszego ramienia 6. W reakcji, ramię 7 wywiera siłę na tę powierzchnię 20A, a siła ta jest wystarczająca, by zapewnić odpowiednie połączenie elektryczne pomiędzy iskiernikiem 2C oraz częścią dociskową 50A. Podczas etapu umieszczania, druga płaska powierzchnia 20B płasko przywiera do powierzchni stykowej 8 części 50B przenoszącej ciepło. To przywieranie na dużej powierzchni służy do wzmożenia transmisji ciepła pomiędzy jednostką zabezpieczającą 2, a powierzchnią stykową 8 części 50B.

Na koniec etapu umieszczania, iskiernik 2C jest wciskany w swoje miejsce. Czynność wciskania prowadzi równocześnie do powstania połączenia elektrycznego z iskiernikiem 2C, w celu utrzymania go w miejscu, oraz utworzenia połączenia termicznego. Pakiet 1A jest wówczas zamknięty tak, że tworzy jednostkową wkładkę wyposażoną w dwie łączące nóżki utworzone przez pierwszy i trzeci łącznik 3A, 3C. Ta wkładka jest wówczas podłączona do panelu elektrycznego chronionej instalacji, np. pomiędzy linią neutralną, a fazą.

W przypadku gdy iskiernik 2C nagrzewa się anormalnie, to ciepło jest przenoszone przez przewodzenie do lutu 4B poprzez powierzchnię stykową 8 części 50B przeznaczonej specjalnie do tego celu. Lut 4B topi się, wypuszczając przez to suwak 4A, który wraca do swojego położenia powrotnego pod wpływem sprężyny 9. Kontakt elektryczny pomiędzy instalacją, a iskiernikiem 2C jest przerwany, przez to również zatrzymując ogrzewanie iskiernika i unikając w ten sposób jakiegokolwiek ryzyka zapalenia. Wycofany z użytku iskiernik 2C może być łatwo wymieniony na nowy. W tym celu wymagane jest jedynie otwarcie pakietu 1A, ręczne usunięcie starego iskiernika, oraz umieszczenie nowego iskiernika pomiędzy częścią dociskową 50A, a powierzchnią stykową 8 części 50B przenoszącej ciepło.

Wynalazek nie jest ograniczony do opisanego układu przerywacza termicznego. Jako alternatywa, układ przerywacza termicznego może zawierać pasek bimetalowy zamiast środka łatwo topliwego dla utrzymania suwaka 4A w drugiej pozycji. Odchylenie paska bimetalowego wskutek osiągnięcia temperatury krytycznej uwalnia suwak 4A.

Claims (14)

1. Urządzenie zaciskowe do ochrony przed przepięciami, zawierające:

- jednostkę zabezpieczającą, posiadającą co najmniej pierwszy i drugi biegun, które to bieguny są elektrycznie przyłączone do chronionego sprzętu poprzez układ łączenia, posiadający płytkowe elementy stykowe;

- układ przerywacza termicznego funkcjonalnie połączony ze wspomnianą jednostką zabezpieczającą,

- układ funkcjonalnego sprzęgania posiadający pierwszy element oprawy podtrzymujący pierwszy biegun jednostki zabezpieczającej oraz drugi element oprawy podtrzymujący drugi biegun jednostki zabezpieczającej, znamienne tym, że pierwszy element oprawy (5A) posiada część dociskową (50A) typu zaciskowego.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że jednostka zabezpieczająca (2), układ łączenia (3), układ przerywacza termicznego (4) oraz układ funkcjonalnego sprzęgania (5) tworzą pakiet (1A) o postaci wkładki wyposażonej w dwa łączniki (3A, 3C) w formie połączeniowych trzpieni.

3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że jednostka zabezpieczająca (2) zawiera iskiernik (2C).

4. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że układ łączenia (3) zawiera pierwszy łącznik (3A), którego część dociskową (50A) stanowi płytkowa sprężyna o przekroju poprzecznym w kształcie litery „U”, przy czym jedno z ramion (6) tej sprężyny płytkowej podtrzymuje pierwszy łącznik (3A) podczas gdy drugie ramię (7) tej sprężyny płytkowej podtrzymuje pierwszy biegun (2A).

5. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że układ łączenia (3) zawiera pierwszy łącznik (3A) elektrycznie połączony z pierwszym elementem oprawy (5A), który wykonany jest z pierwszego materiału przewodzącego elektrycznie oraz drugi łącznik (3B) połączony elektrycznie z drugim elementem oprawy (5B), który wykonany jest z drugiego materiału przewodzącego elektrycznie.

6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że drugi element oprawy (5B) i drugi łącznik (3B) stanowią jednolitą jednoczęściową konstrukcję (50B).

7. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że drugi materiał przewodzący elektryczność ma lepsze przewodnictwo cieplne niż pierwszy materiał przewodzący, natomiast pierwszy materiał przewodzący elektryczność posiada lepszą charakterystykę sprężystości niż pierwszy materiał przewodzący.

8. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że układ łączenia (3) zawiera trzeci łącznik (3C), przy czym łączniki pierwszy i trzeci (3A, 3C) są połączone elektrycznie z chronionym sprzętem.

9. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że drugi element oprawy (5B) zawiera część (50B) przenoszącą ciepło oddawane przez jednostkę zabezpieczającą (2) do przerywacza termicznego (4).

10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że część (50B) przenosząca ciepło oddawane przez jednostkę zabezpieczającą (2) do przerywacza termicznego (4) posiada powierzchnię stykową (8) o wymiarach wystarczających na pokrycie powierzchni (20B) jednostki zabezpieczającej (2) podtrzymującej jej drugi biegun (2B).

11. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że układ przerywacza termicznego (4) posiada zamkniętą konfigurację, w której zapewniony jest elektryczny kontakt pomiędzy drugim i trzecim łącznikiem (3B, 3C) oraz otwartą konfigurację, w której ten kontakt elektryczny pomiędzy drugim i trzecim łącznikiem (3B, 3C) jest przerwany.

12. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że układ przerywacza termicznego (4) jest termicznie połączony z drugim łącznikiem (3B) i/lub z drugim elementem oprawy (5B).

13. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że układ przerywacza termicznego (4) posiada suwak (4A) zamontowany ślizgowo w kierunku osiowym pomiędzy pierwszym lub powrotnym położeniem, które jest zgodne z przerwaniem połączenia elektrycznego pomiędzy jednostką zabezpieczającą (2), a chronionym sprzętem, i drugim położeniem, w którym suwak (4A) ustala połączenie elektryczne pomiędzy drugim, a trzecim łącznikiem (3B, 3C), przy czym ten suwak jest utrzymywany w drugim położeniu za pomocą materiału łatwo topliwego (4B).

14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że układ przerywacza termicznego (4) zawiera sprężynę (9) do przesuwania suwaka (4A) w kierunku osiowym w stronę pierwszego położenia.