PL69121Y1 - Urządzenie zabezpieczające - Google Patents

Description

Opis wzoru

Przedmiotem wzoru użytkowego jest urządzenie zabezpieczające umieszczone w obudowie zaopatrzonej w drzwi inspekcyjne. Wzór użytkowy znajduje zastosowanie w przypadku obudowy urządzeń elektrycznych w szczególności w układach zasilania pojazdów szynowych.

System zabezpieczeń urządzeń wymagających absolutnej pewności co do niewystępowania wewnątrz urządzenia napięć stanowiących zagrożenie dla zdrowia i życia osób podczas serwisowania.

Serwisowanie urządzeń elektrycznych wykorzystujących napięcia i prądy stanowiące zagrożenie dla życia człowieka wymaga zabezpieczeń pozwalających na bezpieczną pracę. Zasady projektowania takich urządzeń zostały określone w szczególności przez Międzynarodowy Związek Kolei UIC poprzez wydanie obowiązujących zaleceń projektowych, przykładowo w karcie UIC 550 - ‘Urządzenia elektryczne do zasilania w energię dla wagonów typu pasażerskiego’. Urządzenia elektryczne stosowane w kolejnictwie muszą być zaopatrzone w środki bezpieczeństwa dla współpracowników przy pracach na urządzeniach wysokiego napięcia.

Przykładowo wszystkie odbiorniki wagonu muszą móc być pewnie odłączane od głównego przewodu wysokiego napięcia zasilania pociągu przez uruchomienie urządzenia rozdzielczego uziemienia. Miejsce rozdzielenia między głównym przewodem wysokiego napięcia zasilania pociągu i urządzeniem wysokiego napięcia musi być widoczne. Urządzenie wysokiego napięcia odłączone od głównego przewodu wysokiego napięcia zasilania pociągu jest przyłączone automatycznie do masy po otwarciu urządzenia rozdzielczego i uziemiającego. Jeżeli istnieją kondensatory, to wówczas powinny one być również samoczynnie uziemione. Uziemienie tych kondensatorów jest wystarczające, jeżeli jest będzie mechanicznie zapewnione, że nieuziemiona część urządzenia nie może pozostać pod napięciem.

Ponadto wyłączenie spod napięcia instalacji wysokiego napięcia wagonu musi być możliwe również jeżeli główny przewód wysokiego napięcia zasilania pociągu pozostaje pod napięciem. Skrzynie z przyrządami posiadające elementy konstrukcyjne wysokiego napięcia, które są otwierane bez narzędzi, powinny się otwierać tylko jeśli urządzenie zostało odłączone od głównego przewodu wysokiego napięcia zasilania pociągu, i odwrotnie, napięcie powinno znów powtórnie powstawać po zamknięciu skrzyni z przyrządami. Przed otwarciem urządzenia rozdzielczego i uziemiającego obwody sterownicze należy samoczynnie przerwać, przez to obciążenie zostanie odłączone. Jeżeli obciążenie przez styczniki nie jest odcięte w wyniku błędu (na przykład styki zostały zespawane) to należy przewidzieć dodatkowe sposoby zabezpieczenia. Mogą one być zrealizowane jednym z następujących sposobów: • urządzenie rozdzielcze i uziemiające musi również posiadać możliwość rozłączania obciążenia; • w wyjątkowych sytuacjach łuk elektryczny spowodowany przez otwarcie urządzenia rozdzielczego i uziemiającego musi powodować roztopienie bezpiecznika; • powinna istnieć możliwość otwierania urządzenia rozdzielczego i uziemiającego.

Co więcej, połączenia elektrycznych przewodów do urządzenia rozdzielczego i uziemiającego muszą być tak zaprojektowane, aby byto wykluczone fałszywe połączenie. Urządzenie rozdzielcze i uziemiające musi być ryglowane w położeniu odciętym przy pomocy kłódek przez pracownika pracującego przy instalacji. Przed przystąpieniem do prac w urządzeniu wysokiego napięcia należy się wielostronnie upewnić co do nieobecności napięcia. Urządzenie i linie wewnętrzne należy uziemić.

Znane są systemy zabezpieczające szafy elektryczne w formie odłącznika odcinające przepływ prądu w urządzeniu poprzez otwarcie drzwi.

Znane jest rozwiązanie z dokumentu US2820868, gdzie do odłączania bezpiecznika wykorzystuje się drzwi urządzenia. Otwarcie drzwi powoduje uzbrojenie mechanizmu odłączania, dzięki czemu ponowne zamknięcie drzwi powoduje odłączenie bezpiecznika od systemu i bezpieczną jego wymianę. Takie rozwiązanie skupia się na samym odłączeniu bezpiecznika do serwisowania, a nie zapewnieniu bezpieczeństwa w dostępie do innych komponentów urządzenia.

Znane jest rozwiązanie z dokumentu US3655926, w którym otwarcie drzwi powoduje zamknięcie obwodu odcinającego prąd do szaf pracujących pod wysokim napięciem. Przedstawione urządzenie oparte jest na dwuramiennej dźwigni poruszanej przez drzwi, gdzie jedno ramię zawiera układ bezpieczeństwa odcinający prąd. W dokumencie US3991291 przedstawiony jest system zabezpieczający oparty na uchwycie zamontowanym na zewnątrz drzwi urządzenia kontrolujący pracę wyłącznika elektrycznego umieszczonego wewnątrz urządzenia. Takie rozwiązanie pozwala na izolację wyłącznika elektrycznego od czynników środowiskowych i pracę w niesprzyjających warunkach.

Urządzenie przedstawione w dokumencie US4612424 oprócz umieszczenia uchwytu kontrolującego pracę wyłącznika dodatkowo uniemożliwia otwarcie drzwi jeśli wyłącznik nie został wyłączony. Urządzenie ma postać trzonka i uchwytu blokującego drzwi, które można wyciągnąć po wyłączeniu wyłącznika.

Rozwiązanie przedstawione w dokumencie US6373004 przedstawia sposób na umieszczenie dźwigni do przełączenia wyłącznika, która może być usunięta z uchwytu przytrzymującego tylko po otwarciu drzwi urządzenia.

Znane jest rozwiązanie z dokumentu US5298701, gdzie otwarcie obudowy wysoko prądowego przełącznika możliwe jest tylko po uprzednim włożeniu wtyczki do gniazda na obudowie urządzenia. Dodatkowy uchwyt umieszczony na obudowie pozwala wtedy na otwarcie urządzenia.

Znane jest rozwiązanie z dokumentu US5880420, w którym przedstawiony jest włącznik połączony z mechanizmem blokującym odłączanym poprzez umieszczenie odpowiedniej wtyczki w gnieździe. W dokumencie US6700081 przedstawiony jest blok bezpieczników z obrotowym operatorem odłączającym uruchamianym przed otwarciem drzwi szafy elektrycznej. Zmniejsza to niebezpieczeństwo pracy urządzeń elektrycznych po otwarciu drzwi szafy elektrycznej.

Istotą wzoru użytkowego jest urządzenie zabezpieczające umieszczone w obudowie zaopatrzonej w drzwi, i zawierające bezpiecznik włączony pomiędzy źródło zasilania, a urządzenie odbiorcze za pomocą osłoniętych styków układu głównego, oraz przełącznik główny włączony pomiędzy bezpiecznik a urządzenie odbiorcze. Urządzenie zabezpieczające według wzoru użytkowego charakteryzuje się tym, że bezpiecznik jest zamocowany na drzwiach obudowy poprzez zespół dwóch elektrycznych styków, przy czym wewnątrz obudowy na wysokości styków znajdują się dwa osłonięte styki układu głównego.

Urządzenie według wzoru użytkowego cechuje prostota konstrukcji oraz niezawodność działania. Brak dodatkowych elementów ruchomych zapewnia praktyczna bezawaryjność układu odłączającego bezpiecznik.

Przedmiot wzoru użytkowego został bliżej przedstawiony w korzystnym przykładzie wykonania na rysunku, na którym:

Fig. 1 przedstawia obudowę urządzenia w widoku perspektywicznym;

Fig. 2A i 2B przedstawiają różne położenia uchwytu przełącznika;

Fig. 3 przedstawia obudowę urządzenia z otwartymi drzwiami w widoku perspektywicznym;

Fig. 4 przedstawia sposób zamontowania bezpiecznika do drzwi obudowy urządzenia.

Na Fig. 1 została przedstawiona obudowa 1 urządzenia elektrycznego takiego jak rozdzielnica wysokiego napięcia, z zamkniętymi drzwiami inspekcyjnymi 2 i uchwytem przełącznika 3.

Urządzeniem elektrycznym zamkniętym w obudowie 1 może być rozdzielnica wysokiego napięcia z układem uziemienia stosowana w pojazdach szynowych, w szczególności w wagonach pasażerskich. Obudowa 1 musi chronić zawarte w niej urządzenia przed czynnikami środowiskowymi, jak również przed dostępem osób niepowołanych.

Obudowa ma kształt bryły z otworem serwisowym/inspekcyjnym, który jest zamykany drzwiami zaopatrzonymi w rygiel sprzężony z przełącznikiem 3. Drzwi 2 otwierają się na zewnątrz obudowy 1. Uchwyt przełącznika 3 znajduje się w na zewnątrz obudowy i jest usytuowany tak, aby w jednej pozycji (zamkniętej) sprzężony z nim rygiel blokował otwarcie drzwi 2, a w drugiej pozycji (otwartej) umożliwiał otwarcie drzwi 2, tak jak to pokazano na Fig. 2A (pozycja blokująca otwarcie drzwi) oraz tak jak to ukazano na Fig. 2B (pozycja umożliwiająca otwarcie drzwi). W stanie normalnej pracy drzwi 2 są zamknięte, styki uziemienia są otwarte i istnieje możliwość sterowania stykami stycznika głównego w celu załączenia lub odłączenia napięcia zasilania. W celu przeprowadzenia czynności serwisowych należy odłączyć układ zasilania oraz uziemić układ odbiorczy. Dopiero po tych czynnościach można otworzyć drzwi inspekcyjne, umożliwiając dostęp serwisowy do wnętrza obudowy. Obudowa według wzoru użytkowego wymusza taką kolejność czynności tj. nie można otworzyć drzwi bez odłączenia układu zasilania i uziemienia układu odbiorczego. W przypadku awarii stycznika głównego, zanim możliwe będzie otworzenie drzwi serwisowych, nastąpi wymuszone zadziałanie bezpiecznika i odłączenie układu zasilania,.

Konstrukcja obudowy oraz układ odłącznika wymuszają bowiem właściwą kolejność czynności. W celu uzyskania dostępu do wnętrza obudowy należy przekręcić uchwyt 3 wraz ze sprzężonym z nim ryglem z pozycji ‘zamknięte’ (odziemione) do pozycji ‘otwarte’ (uziemione). Sztywne mechaniczne

połączenie uchwytu 3 z zespołem uziemienia oraz ze stykami pomocniczymi zespołu uziemienia sterującymi stycznikiem głównym, powoduje odłączenie układu odbiornika od zasilania a następnie uziemienie układu odbiornika poprzez zespół uziemienia. Stycznik pomocniczy układu uziemienia jest połączony tak, aby przy przełączeniu uchwytu 3 układ sterowania stycznika głównego odłączył układ główny od zasilania. Dźwignia uziemiacza w położeniu uziemionym powoduje zwolnienie rygla drzwi obudowy i odblokowanie dostępu do wnętrza obudowy. Dodatkowo sygnalizacja rozłączenia układu następuje po otworzeniu drzwi obudowy. Ponieważ bezpiecznik jest zamontowany na drzwiach obudowy, ich otwarcie powoduje mechaniczne wysunięcie obu styków bezpiecznika z osłoniętych gniazd, co potwierdza rozłączenie obwodu głównego. W sytuacji gdy styki obwodu głównego stycznika, mimo przełączenia układu sterowania stycznika wymuszającego jego otwarcie (stycznik normalnie otwarty - zanik napięcia sterującego powoduje rozwarcie styków obwodu głównego stycznika), pozostają zwarte na przykład w wyniku ich zespawa-nia, przełączenie uchwytu 3 w pozycję otwartą (układ uziemiony) spowoduje uziemienie układu głównego (będącego w dalszym ciągu pod napięciem) i zadziałanie bezpiecznika w układzie głównym. Zadziałanie bezpiecznika obwodu głównego spowoduje odłączenie napięcia zasilania przy próbie otworzenia drzwi obudowy w sytuacji awarii stycznika obwodu głównego. Figura 3 przedstawia drzwi 2 obudowy urządzenia 1 otwarte na zewnątrz pokazujące sposób zamontowania bezpiecznika 4. We wnętrzu obudowy widoczny jest przełącznik 6 sterowany uchwytem przełącznika 3 oraz gniazda połączeń elektrycznych do bezpiecznika 5. Na figurze 4 został przedstawiony sposób zamontowania bezpiecznika 4 do drzwi 2. Bezpiecznik 4 połączony jest mechanicznie i elektrycznie ze stykami 7. Całość połączona jest poprzez elementy izolacyjne 8 do ramki 9 zamontowanej do drzwi 2. Ramka 9 tworzy dodatkową przestrzeń pomiędzy drzwiami 2, a układem bezpiecznika 4 wraz z elektrycznymi stykami 7. Elementy łączące ramkę 9, elementy łączenia 8 oraz styki 7 są odizolowane od drzwi.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie ochronne Urządzenie zabezpieczające umieszczone w obudowie zaopatrzonej w drzwi (2), i zawierające bezpiecznik (4) włączony pomiędzy źródło zasilania a urządzenie odbiorcze za pomocą osłoniętych styków (5) układu głównego, oraz przełącznik główny włączony pomiędzy bezpiecznik, a urządzenie odbiorcze, znamienne tym, że: bezpiecznik (4) jest zamocowany na drzwiach (2) obudowy (1) poprzez zespół dwóch elektrycznych styków (7), przy czym wewnątrz obudowy (1) na wysokości styków (7) znajdują się dwa osłonięte styki układu głównego (5).