Uprawniony z patentu: Brown Boveri u. Cie, Aktiengesellschaft, Man¬ nheim (Republika Federalna Niemiec) Wylacznik zabezpieczajacy przed pradami uszkodzeniowymi, przetezeniami i zwarciami Przedmiotem wynalazku jest wylacznik zabezpie¬ czajacy przed pradami uszkodzeniowymi, przete¬ zeniami i zwarciami zawierajacy jedno lub wielo- biegunowy wylacznik samoczynny instalacyjny ze stykami wylaczajacymi oraz czlon wyzwalajacy wylacznik pod wplywem pradów uszkodzemiowych.Znane sa wylaczniki zabezpieczajace przed pra¬ dami uszkodzeniowymi wykonane lacznie z samo¬ czynnym wylacznikiem instalacyjnym w postaci polaczonej elektrycznie i sprzezonej mechanicz¬ nie. W takim wylaczniku zabezpieczajacym me¬ chanizmy wylacznikowe róznych biegunów wylacz¬ nika sa pomiedzy soba sprzezone tak, ze wyzwo¬ lenie w jednym z biegunów samoczynnego wy¬ lacznika instalacyjnego powoduje zwolnienie za¬ padek pozostalego lub pozostalych biegunów. Po¬ dobnie przy wyzwoleniu wylacznika zabezpiecza¬ jacego przed pradami uszkodzeniowymi sprezyna zasobnika energii powoduje zwolnienie zapadek samoczynnnego wylacznika instalacyjnego.Czlony uruchamiajace samoczynnego wylacznika instalacyjnego i wylacznika zabezpieczajacego przed pradami uszkodzeniowymi sa sprzezone ze soba w ten sposób, ze wylaczenie samoczynnego wylacz¬ nika instalacyjnego moze nastapic jedynie równo¬ czesnie z wlaczeniem wylacznika zabezpieczajacego przed pradami uszkodzeniowymi.Takie sprzezenie wspólbiezne czlonów urucha¬ miajacych jest potrzebne, poniewaz jedynie w ten 20 sposób mozna zapewnic w wylaczniku skuteczna ochrone przeciw pradom uszkodzeniowym.Znane urzadzenie sprzegajace do zaleznego zwal¬ niania zapadek wylaczników samoczynnych sa wy¬ konywane w ten sposób, ze jezeli jeden z ele¬ mentów sprzegajacych któregokolwiek wylacznika samoczynnego przy wyzwoleniu mechanizmu wy¬ lacznika zmienia swe polozenie, na przyklad przez obrót walu wykonanego jako element sprzegajacy, obrót ten przenosi sie na waly wylaczników sa¬ siednich biegunów. Ten przebieg zwalniania zapa¬ dek w przypadku wylaczników, które moga przyj¬ mowac jedynie dwa stany wlaczenia i wylacze¬ nia, odbywa slie jedynie czesciowo. Niezbednym jest, aby zapadki mechanizmów wylaczajacych wy¬ lacznika zabezpieczajacego przed pradami uszko¬ dzeniowymi w pozycji „wylaczone" przyjmowaly natychmiast ponownie pozycje normalna, co u- mozliwia ponowne wlaczenie. Zwolnienie zapadek poprzez cbrót (zmiana polozenia) elementów sprze¬ gajacych nastepuje wówczas jedynie w pozycji „swobodnego wyzwolenia", tak dlugo, dopóki czlon uruchamiajacy utrzymuje sie w pozycji „wlaczo¬ ne".Na podstawie tych stwierdzen i przy uzyciu znanych urzadzen sprzegajacych czlony urucha¬ miajace róznych wylaczników samoczynnych przy wspólnym wykonaniu samoczynnych wylaczników instalacyjnych i wylaczników zabezpieczajacych przed pradami uszkodzeniowymi sa polaczone ze 83 34083 340 4 soba lub sprzezone tak, ze w kazdym przypadku przy wlaczeniu samoczynnego wylacznika instala¬ cyjnego zostaje wspólbieznie wlaczony wylacznik zabezpieczajacy przed pradami uszkodzeniowymi.Wylacznliki samoczynne stosowane w znanych urzadzeniach o dwu polozeniach spoczynkowych wyposazone sa w elementy sprzegajace, które w pozycji „wylaczono'' natychmiast przyjmuja po¬ nownie polozenie wlaczenia, umozliwiajace zasko¬ czenie zaczepów. Zwolnienie zaczepów nastepuje je¬ dynie w pozycji „swobodnego wyzwolenia" tak, ze wszystkie elementy uruchamiajace sa polaczone lub sprzezone w sposób mechaniczny dla zapew¬ nienia otwarcia wszystkich styków i niedopuszcze¬ nia do zalaczenia ^jednobiegunowego samoczynne¬ go wylacznika instalacyjnego przy istniejacym za¬ grozeniu od zwarc tdo ziemi.Wada znanych urzadzen tego typu jest to, ze przy wspólnym przebiegu wlaczenia liczne funkcje mechanizmu wylaczajacego sa realizowane w scisle okreslonej kolejnosci w celu spelnienia warunku niezawodnosci pracy. Najpierw musi zatem zostac napieta sprezyna wyzwalacza dla pradów uszko¬ dzeniowych, a sam wyzwalacz powinien zostac do¬ prowadzony do stanu gotowosci do wyzwolenia, zanim styki samoczynnego wylacznika instalacyj¬ nego zostana zwarte. Jest to potrzebne, aby w przypadku zwarcia do ziemi nastepowalo natych¬ miast wylaczenie obwodu. Spelnienie tego warun¬ ku wymaga uzyskania dokladnego. dopasowania mechanizmów wylaczajacych wylacznika samo¬ czynnego co osiagalne jest jedynie za pomoca ele¬ mentów wykonywanych z duza dokladnoscia i przy zastosowaniu dodatkowej skomplikowanej regula¬ cji.Celem wynalazku jest opracowanie takiej kons¬ trukcji wylacznika, która umozliwilaby wyelimi¬ nowanie klopotliwego ustawienia i regulacji obu mechanizmów wylaczajacych, oraz wyeliminowa¬ nie wspólnego wlaczania samoczynnego wylacz¬ nika i czlonu pradu uszkodzeniowego.Cel wynalazku zostal osiagniety w ten sposób, ze w wylaczniku zabezpieczajacym wyposazonym w jedno lub wielobiegunowy wylacznik instalacyj¬ ny ze stykami wylaczajacymji oraz w czlon do wykrywania i wyzwalania wylacznika przy pra¬ dach uszkodzeniowych styki wylaczajace wszyst¬ kich nadzorowanych polaczen sa umieszczone w samoczynnym wylaczniku instalacyjnym.Czlon pradu uszkodzeniowego w mechanizmie wylaczajacym i sprezyna zasobnikowa ma wlasny dwupolozeniowy element wylaczajacy, przy czym jest on mechanicznie sprzezony z samoczynnym wylacznikiem instalacyjnym poprzez element sprze¬ gajacy w ten sposób, ze zwolnienie zapadki sa¬ moczynnego wylacznika instalacyjnego mozliwe jest jedynie w stanie gotowosci do wyzwolenia mecha¬ nizmu wyzwalajacego czlon pradu uszkodzeniowe¬ go. Element sprzegajacy w stanie gotowosci do wyzwolenia wyzwalacza czlonu pradu uszkodze¬ niowego umocowany jest wahliwie i w polozeniu wyzwolonym lub wylaczonym mechanizmu wyla¬ czajacego przesuwa sie do polozenia potrzebnego nika instalacyjnego za pomoca dzwigni przenosza¬ cej i sprezyny.Rozwiazanie to w przeciwienstwie do znanego stanu techniki nie stanowi samodzielnego wylacz¬ ni nika zabezpieczajacego dla pradów uszkodzenio¬ wych sprzezonego z samoczynnym wylacznikiem instalacyjnym lecz jedynie czlon pradu uszkodze¬ niowego do wyzwalania i zwalniania w przypadku wystapienia tego pradu zapadek wylacznika samo¬ czynnego za pomoca elementów sprzegajacych, sluzacych do tego celu. Urzadzenie to ma te za¬ lete, ze eliminuje koniecznosc obustronnego dostra¬ jania mechanizmów wylaczajacych.Dodatkowa zaleta tego urzadzenia jest mozli¬ wosc latwego uzyskania opóznienia otwarcia sty¬ ków wylacznika dla przewodu zerowego dzieki temu, ze przewód zerowy nie jest usytuowany w wylaczniku pradów uszkodzeniowych lecz w sa¬ moczynnym wylaczniku instalacyjnym lub na kon¬ cu tego wylacznika przeciwleglym do czlonu pradu uszkodzeniowego.Zgodnie z wynalazkiem element sprzegajacy czlonu pradu uszkodzeniowego sluzy do zwolnie¬ nia zaczepu samodzielnego wylacznika instalacyj¬ nego, Przyjmuje on wymagane polozenie zarówno w pozycji swobodnego wyzwolenia, jak i w pozy¬ cji wylaczania wyzwalacza pradu uszkodzeniowe¬ go. Podczas ruchu zalaczajacego element wlacza¬ jacy czlonu pradu uszkodzeniowego pozostaje w pozycji swobodnego wyzwoleudia az do stanu go¬ towosci do wlaczenia tego czlonu. Terminem „swo¬ bodnego wyzwolenia" okresla sie tutaj wlasciwosc wylaczników wykluczajaca utrudnienie ruchu wy¬ zwalacza z przyczyn, zwiazanych z napedem. „Swo¬ bodne wyzwalanie" moze byc zapewnione w wy¬ niku zastosowania srodków mechanicznych.Urzadzenie wedlug wynalazku ma te zalete, ze nie wymaga wzajemnego pasowania elementów ruchomych, gdyz stosuje sie w nim elementy nie¬ zalezne.Funkcje zabezpieczajace, które w niewielkim stopniu sa spelnione w warunkach zalaczania sa¬ moczynnego wylacznika instalacyjnego w przy¬ padku, gdy urzadzenie wyzwalajace ukladu dla pradów uszkodzeniowych jest gotowe do zadzia¬ lania, w urzadzeniu wedlug wynalazku realizuje sie skutkiem podzialu elementów uruchamiaja¬ cych. Równiez przy recznym wylaczeniu czlonu dla pradów uszkodzeniowych bierze udzial element sprzegajacy wykorzystywany do zwolnienia zapadki tego czlonu, co powoduje, ze zapadki wszystkich mechanizmów wylaczajacych wylacznika samoczyn¬ nego wprowadza sie do pozycji zwolnienia za¬ padek tak, ze nastepuje wyzwolenie biegunów wy¬ lacznika, przy czym ponowne wlaczenie nie jest mozliwe, jesli czlon pradów uszkodzeniowych jest w pozycji wylaczenia.Wynalazek realizuje równiez w znany sposób zalete wystepujaca przy wylaczaniu przetezenio- wym, polegajaca na tym, ze element uruchamia¬ jacy wylacznik zabezpieczajacy dla pradów uszko¬ dzeniowych pozostaje w pozycji wlaczonej.Optymalne wykonanie wylacznika zabezpiecza¬ jacego wedlug wynalazku ma równiez te zalete, ze element sprzegajacy czlon dla pradów uizko- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 605 83 340 6 dzeniowych i samoczynny wylacznik (instalacyjny ustawia sie w stanie gotowosci do wyzwolenia me¬ chanizmu wyzwalajacego czlonu pradów uszkodze- ndowych, przy czym w pozycji wyzwolonej lub po wylaczeniu tego ostatniego przesuwa sie ona ru¬ chem wymuszonym pod wplywem dzialania dzwig¬ ni uruchamianej sprezyna. Tak wiec sprzezenie wspólbiezne istnieje tylko dla jednego kierunku dzialania, a mianowicie od czlonu pradów uszko- dzeniowych do samoczynnego wylacznika instala¬ cyjnego. W drugim kierunku sprzezenie nie dziala.Takie wykonanie zawiera stosunkowo niewiele elementów skladowych i jest proste.Przedmiot wynalazku zostal przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 ilustruje schemat funkcjonalny wylacznika zabezpieczajacego, fig. 2 — widok z góry wzdluz osi III—III na fig. 4 szczególnie korzystnego wy¬ konania mechanizmu wylaczajacego dla czlonu pra¬ du uszkodzeniowego, fig. 3 — przekrój urzadze¬ nia wedlug fig. 2 wzdluz osi I—I w pozycji wla¬ czonej, fig. 4 — zas przekrój urzadzenia wedlug fig. 2 wzdluz osi II—II w pozycji wylaczonej.Na fig. 1 uwidocznione sa trzy jednobiegunowe wylaczniki samoczynne 1, z których kazdy jest wyposazony w mechanizm wylaczajacy 2, wyzwa- lacz przetezenlowy 3 i styk wylaczajacy 4 oraz wylacznik samoczynny 5 ze stykiem wylaczajacym 6 dla przewodu zerowego. Wymienione elementy konstrukcyjne wchodza w sklad samoczynnego wy¬ lacznika instalacyjnego.Czlony uruchamiajace 7 sa polaczone sztywno ze soba za pomoca obejmy 8. Zwolnienie zapadek mechanizmów wylaczajacych przenosi sie na sa¬ siednie mechanizmy za pomoca elementów sprze¬ gajacych 9, których kierunki dzialania zaznaczo¬ no strzalkami. Czlon dla pradu uszkodzeniowego 10 zawiera wyzwalacz pradu uszkodzeniowego 11, nie przedstawione na rysunku urzadzenia wykry¬ wania pradu uszkodzeniowego, na przyklad prze- kladnik sumy pradów, dalej mechanizm wylacza¬ jacy 12 ze sprezyna zasobnikowa i element uru¬ chamiajacy 13.W mechanizmie wylaczajacym 12 znajduje sie ele¬ ment sprzegajacy 14, którego zmiana polozenia na¬ stepujaca przy wyzwoleniu lub wylaczeniu czlonu pradu uszkodzeniowego 10 powoduje zwolnienie zapadki najblizszego wylacznika samoczynnego 1.Sprzezenie jest wykonane w ten sposób, ze zmia¬ na polozenia elementu sprzegajacego 14 oddzialy- wuje tylko za posrednictwem wylacznika pradu uszkodzeniowego 10 na najblizszy wylacznik sa¬ moczynny 1, lecz nie w kierunku odwrotnym (sprzezenie wolnobiezne). Osiaga sie przez to, ze przy zadzialaniu wyzwalacza 3 mechanizm wyla¬ czajacy 12 i czlon uruchamiajacy 13 pozostaja w pozycji wlaczonej tak, ze mozna stwierdzic, iz wy¬ laczenie nie nastapilo skutkiem pradu uszkodzenio¬ wego. Jak to opisano wyzej wyzwolenie mecha¬ nizmu wylaczajacego 12 w kazdym przypadku pro¬ wadzi do wyzwolenia wylacznika samoczynnego 1.Przyklad szczególnie korzystnego wykonania przedstawiony na fig. 12—4 zawiera mechanizm wylaczajacy 12, element wlaczajacy 13 i element sprzegajacy 14. Mechanizm wylaczajacy 12 jest umieszczony pomiedzy plytami prowadzacymi przednia 15 i tylna 16, polaczonymi ze soba nie przedstawionym na rysunku czopem i walem 17 elementu uruchamiajacego.W elemencie uruchamiajacym 13 jest osadzona przegubowo za pomoca trzpienia 18 plytka podwój¬ na 19 w ksztalcie litery „U'\ która jest prowa^ dzona poprzez ciegno drutowe 20 osadzone w ot¬ worze wzdluznym 21 dzwigni zapadkowej 22 (fig. 3). Wlaczenie mechanizmu wylaczajacego i zary¬ glowanie go w pozycji odpowiadajacej wlaczeniu ma miejsce przy obrocie elementu uruchamiaja¬ cego 13 w kierunku odwrotnym do ruchu wska¬ zówek zegara, przy czym koniec ciegna drutowe¬ go 20 przesuwa sie do wnetrza otworu wzdluz¬ nego 21 az element uruchamiajacy 13 i plytka podwójna 19 przekrocza polozenie wyprostowane (polozenie górnego martwego punktu). Przy wla¬ czaniu ciegno drutowe 20 wsuwa sie do otworu 21 tak, ze dzwignia przenoszaca 23 ulozyskowana w plytach prowadzacych, obracajac sie przeciwnie do wskazówek zegara, znajdzie sie w dolnym poloze¬ niu wedlug fig. 3, napinajac sprezyne 24, która przykladowo stanowi równoczesnie sprezyne przy¬ cisku kontrolnego i sprezyne zasobnika energii.Na dzwigni przenoszacej 23 znajduje sie ramie przechylne 26, z którym styka sie wysiegnik 27 elementu sprzegajacego 14 pozostajacy pod dzia¬ laniem sprezyny obrotowej 28.Fig. 4 przedstawia analogiczne polozenie dzwigni przenoszacej 23 i elementu sprzegajacego 14 w po¬ zycji, w której nastepuje zwolnienie zapadki sa¬ moczynnego wylacznika instalacyjnego. Eig. 3 przedstawia wylacznik w pozycji w której zapadka samoczynnego wylacznika instalacyjnego nie jest podniesiona 1 moze nastapic wlaczenie.Wyzwolenie mechanizmu wylaczajacego nastepu¬ je wskutek zadzialania mechanizmu wyzwalaja¬ cego pradu uszkodzeniowego, którego to mechani¬ zmu wal obrotowy 29 zostal przedstawiony na ry¬ sunku. Wal obrotowy 29 odciaga w tym przypadku ramie 31 zapadki 32 za posrednictwem dzwigni obrotowej 30. Zapadka 32 jest ulozyskowana po¬ miedzy plytami prowadzacymi 15 i 16 w lozys¬ kach 33 i tworzy wraz z dzwignia zapadki 22 blo¬ kade 34. Przy obrocie walu 29 blokada 34 zostaje podniesiona, dzwignia zapadki 22 odchyla sie zgod¬ nie ze wskazówkami zegara wokól punktu obrotu, który pokrywa sie ze srodkiem elementu sprze¬ gajacego. Ciegno drutowe 20 staje sie przez to swobodne i dzwignia przenoszaca 23 odchyla sie pod dzialaniem sprezyny 24 z polozenia wedlug fig. 3 do polozenia wedlug fig. 4. Wysiegnik 2.1 elementu sprzegajacego 14, obraca sie ku dolowi, a wiec przeciwnie do ruchu wskazówek zegara i przyjmuje polozenie potrzebne do zwolnienia za¬ padki wylacznika samoczynnego (fig. 4).Jak wynika z rysunku element sprzegajacy 14 moze przyjmowac polozenie zarówno dla wylacza¬ nia mechanizmu wylaczajacego jak na fig. 4, jak i dla swobodnego wyzwolenia. Przyjmuje on po¬ czatkowo przy wlaczaniu polozenie wedlug fig. 3, a po jego zakonczeniu natychmiast przechodzi do polozenia gotowosci do wyzwolenia, poniewaz blo- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 607 83 340 8 kacia 34 moze byc przez wyzwalacz pradu uszko¬ dzeniowego podniesiona równiez w czasie ruchu wlaczenicwego mechanizmu wylaczajacego.Polozenie pierwotne mechanizmu wylaczajacego po wyzwoleniu jest powodowane sprezyna 35, która odciaga element uruchamiajacy 13 do polozenia wedlug fig. 4, jesli zapadka jest podniesiona i skut¬ kiem obrotu dzwigni zapadkowej 22 znika siila utrzymujaca polozenie, w górnym martwym punk¬ cie, przegubu kolankowego utworzonego z elemen¬ tu uruchamiajacego 13 i plytki podwójnej 19. Przy takim ruchu obrotowym elementu uruchamiajace¬ go 13 dzwignia zapadki 22 i zapadka 32 zostaja odciagniete z powrotem do pozycji potrzebnej do ponownego zablokowania za pomoca plytki pod^ wójnej 19 li konca ciegna drutowego 20. Ramie 31 zapadki 32 obraca przy tym dzwignie obrotowa 30 w kierunku ruchu wskazówek zegara, tak ze poprzez wal 29 kotwica nie przedstawionego na rysunku wyzwalacza d]a pradu uszkodzeniowego przyjmuje polozenie gotowosci do wyzwolenia.Koncentryczne ulozyskowanie elementu sprzega¬ jacego 14 z jednej, i dzwigni zapadkowej 22 z drugiej strony jest wykonane jako otwory z wy¬ winietymi obrzezami blaszanymi 36 w obu ply¬ tach prowadzacych 15 i 16, przy czym element sprzegajacy 14 jest osadzony w powstalych otwo¬ rach jako cs, a dzwignia zapadkowa na wysta¬ jacych obrzezach zewnetrznych. Ulozyskowanie zapadki 32 oraz dzwigni przenoszacej 23 jest wy¬ konane w zinany sposób przez uksztaltowane na elementach czopy blaszane wchodzace w odpo¬ wiednie otwory w plytach prowadzacych 15 i 16. PL