PT80744B

PT80744B - Improved circuit breaker indicator

Info

Publication number: PT80744B
Application number: PT80744A
Authority: PT
Original assignee: Oscar Villa Masot
Priority date: 1984-09-25
Filing date: 1985-06-28
Publication date: 1986-11-12
Also published as: ATA251385A; GB8507873D0; CH668502A5; ZA856221B; NO853451L; IE56962B1; PT80744A; FI82997C; AU4769385A; FI853466A0; BE903295A; IE852176L; CA1232945A; SE458731B; IT1183521B; EG17230A; IN161315B; IL76318A0; IT8520145A0; KR860002852A

Description

DESCRIÇÃO DO INVENTO

Disjuntores convencionais são normaimente colocados em posição operativa, ou individualmente ou em grupos, com as unidades uma ao lado da outra· Estas unidades podem conter um manipulo que ee projecta do disjuntor ou vários interrupto res que eão providos dentro da caixa· Qualquer que seja a si tuação, provê-se o manipulo em duas posições de extremidade e uma posição intermediária· Quando o circuito de carga, dire£ taraente ligado ao disjuntor, 6 sobrecarregado, o circuito desengata-se, fazendo com que o manipulo de funcionamento mova da posição extrema ON (ligado) à posição intermediária, e ao mesmo tempo causando a interrupção da corrente conduzida ao circuito de carga. Quando uma pluralidade de tais disjuntores estão agrupados, como o são convencionalmente, á difícil assegurar-se de qual o disjuntor está com o manipulo ou o interruptor na posição de desengate» principalmente porque a maioria dos disjuntores estão localizados em caves ou em luga res similarmente mal iluminados. Alám disto» mesmo quando os disjuntores estão localizados em áreas bem iluminadas, á frequentemente difícil determinar qual o circuito que se desenga tou. Isto, logicamente, á importante desde que quando há uma

| sobrecarga e um circuito se desengata, tem que ser encontrado

e concertado antes de se restabelecer o disjuntor, movendo-se o manipulo ds funcionamento ou o interruptor para a posição extrema QFF (desligado) antes que se possa ser movida para a posição ON.

A patente E.U.A. 4 056 816 emitida a Raul Guim revela um disjuntor iluminado qus utiliza um díodo emissor de luz para indicar quando o disjuntor se desengatou. Coloca-se este díodo num circuito paralelo ao interruptor principal do disjuntor qus inclui uma resistência em sáris com o díodo emissor de luz. Entretanto uma dificuldade experimentada pelo dispositivo revelado na patente de Guim á o limite no potencial máximo de voltagem que pode resistir. Condições ds surto na rede pública ou aquelas criadas artificialmente por

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-3laboratórios para simular alterações possíveis na rede pública requerem que estes dispositivos resistam a voltagens de até 1 500 volte, quando desengatados· Quando desengatados, qualquer alta voltagem presente no disjuntor serâ aplicada à carga em série com o díodo emissor de luz e com a resistência que é usada como um elemento de redução de voltagem· Como a impedftncia do díodo emissor de luz e da resistência é tipicamente de cerca de 25 000 ohme, toda a voltagem de surto passa ré pela resistência durante o meio ciclo quando o díodo emissor de luz está conduzindo, desde que a impedftncia é várias vezes maior do que aquela da carga·

Assim sendo, a resistência usada na patente de Guim deverá ter uma potência nominal de vários watts devido à dissi pação de calor do mesmo num ambiente virtualmente sem ventila ção e devido à falta de caminhos de condução de calor para fo ra do di8juntar· Adicionalmente, a resistência deverá ter também comprimento suficiente para poder resistir ao gradiente de voltagem que estará presente ao longo do elemento de re 8istência· Devido a limitações espaciais do disjuntor, é absolutamente impossível colocar uma resistência com tais qua lidades dentro do mesmo, e as resistências convencionais que são usadas racharão devido à alta temperatura, centslhação ou a combinação de ambas·

A presente invenção supera todas as dificuldades da invenção antecedente pois fornece um circuito de indicador iluminado para disjuntores convencionais que ofeneoe protecção contra voltagens de surto anormais quando desengatados por uma sobrecarga ou quando experimentados sob condições simuladas similares. Este circuito utiliza um elemento reactivo co mo um condensador que é colocado em série com o díodo emissor de luz· Este circuito indicador é ligado paralelamente com o interruptor principal do disjuntor· Quando disjuntor se desengata, um contacto móvel distancia-se de um contacto fixo devido à operação de um elemento de desengate termoelôctrico ou magnético· Este movimento abre o circuito entre um terminal de linha e a carga de circuito· Simultaneamente, o cir

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-4cuito, o qual 6 paralelo ao interruptor principal e que inclui o condensador e o díodo emissor de luz, 6 ligado entre o terminal da linha e a carga de circuito· Neste momento, o díodo emissor de luz ilumina-se e pode-se determinar facilmente qual dos vários disjuntores se desengatou·

0 acima referido e os outros objectivos, qualidades e vantagens da presente invenção tornar-se-ão mais evidentes com a seguinte descrição feita em combinação com os desenhos qus acompanham·

Fig· 1 á uma vista do corte transversal de um disjun tor convencional com o circuito indicador desta invenção;

Fig» 2 ê uma vista do corte transversal de um disjun tor convencional incorporando-se o circuito indicador da presente invenção depois do disjuntor se desengatar;

Fig· 3 é um diagrama do circuito mostrado na Fig· 1 em ambas as posiçães 0N e OFF}

Fig· 4 ô um diagrama do circuito do disjuntor mostra do na Fig· 2;

Fig* 5 6 um diagrama do circuito de um disjuntor magnético nas posiçães 0N e OFF; e

Fig· 6 é um diagrama de circuito da figura 5 depois do disjuntor se desengatar·

Como se ilustra nas Figs. 1 e 2, provê-se um disjuntor padrão activado termoelectricamente dentro de um envoltório ou caixa (lO) feita de material isolante adequado· A cobertura ou face do disjuntor â omitida dos desenhos para possibilitar que as suas partes interiores sejam ilustradas· Em bora não seja importante para esta invenção em particular, a caixa β cobertura sSo fabricados com um material plástico iso lants moldado· Um manipulo (14) estende-se por uma porção da cobertura (12). Como se ilustra na Fig· 1, o manipulo (14) é representado na posição 0N por linhas continuas e na posição OFF (14’) por linhas tracejadas. A Fig, 2 mostra o manipulo (14) na posição de desengate·

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-5Uri contacto fixo (16) 6 montado sobre um grampo de terminai de linha (18) o qual ó destinado a engatar uma barra de linha quando o disjuntor δ colocado dentro de um painel ds distribuição, frequentemente situado num lugar escuro ou mal iluminado· Um contacto móvel (20) á montado sobre um portador de contacto (22)·

Um braço de desengate (24) ó articulado sobre uma bossa (26) dentro da caixa (10) para articulação entre a posi. ção 0N ilustrada na Fig· 1 e a posição de desengate ilustrada na Fig· 2. Vê-se também uma mola de tensão do arranjo "sobre centro" (28) que tem uma extremidade ligada ao portador de contacto (22) e a outra extremidade ligada ao braço ds desengate (24)· 0 manipulo (14), o portador de contacto (22) e a

mola (28) formara um arranjo "sobre o centro" ou alavanca arti culada, que servem como mecanismo de accionamento que força o contacto móvel (20) em direcção ao contacto fixo (i6) quando a mola (28) está num lado do ponto pivô (30), como se ilustra na Fig· 1, e que força o contacto móvel (20) para a posição aberta quando a mola (26) está no outro lado do ponto pivô (30), como se mostra na Fig· 2·

Um parafuso ds ligação do terminal de carga (32) para ligar o disjuntor ao circuito de carga â situado dentro da caixa moldada (lO)· Este parafuso ê roscado a uma barra colectora (34), rebitado ou parafusado na caixa (10) em (36).

Um membro engatador que reage ao calor (38) 6 ligado electricamente ao contacto móvel (22) por um condutor flexível (40) tipicamente feito de fio torcido ds cobre· Este mecanismo que reage ao calor (38) ê geralmente um elemento termostático bimetâlíco que tem a forma de gancho, tendo pelo mg nos duas camadas de metal que possuem diferentes coeficientes de expansão térmica, de tal forma que o elemento se curva ao ser exposto a temperatura elevada· Uma das extremidades do condutor flexivel (40) é directamente ligada a uma das extremidades do membro bimetálico (38) e a sua outra extremidade á ligada ao portador de contacto (22)· A outra extremidade do membro bimetálico 6 ligada através da barra colectora (34) ao parafuso de carga terminal (32)·

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Provê-se um díodo emissor de luz (50) num circuito paralelo ao interruptor principal do disjuntor, situado entra o grampo de terminal de linha (18) e o parafuso ds terminal ds carga (32)· Um condutor isolado β ligado numa das extremi dades à face posterior do grampo de terminal de linha (ΐβ) e na outra extremidade ao condensador limitador de corrente (44)· 0 condensador (44) é por sua vez ligado através de um

condutor (46) a um lado (48) do díodo emissor de luz (50)· Es, te díodo é escareado no canto da caixa (12) de tal forma que é proeminentemente visível· 0 outro lado do díodo emissor ds luz (50) é ligado pelo condutor (52) ao braço (54) que tem 0 contacto (56) sobra ele· 0 contacto (56) fornece uma conexão eléctrica ao braço de desengate (24) quando 0 braço for desen gatado à posição 24*, como se ilustra na Fig· 2· A corrente então passa através do braço de desengate (24*) ao portador de contacto (22) mostrado na posição (22*)· A corrente movs-se então do portador da contacto (22) através do condutor (40) ao elemento bimetálico (38) e assim sendo pela barra colsctora (34) ao parafuso de terminal de carga (32) à qual a carga é normalmente ligada.

Como jé se sabe pela invenção antecedente, o disjuntor opera da maneira habitual para abrir e fechar os contactas e também para desengate sob uma condição da sobrecarga.

Embora não seja absolutamente necessário para a presente invenção, a construção de disjuntor convencional 6 mostrada na Patente E«U.A. 3 930 211* Por exemplo, durante condiçães normais, o membro que tem a forma de um gancho situado na extremidade do membro que reage ao calor (38) mantém 0 bra ço ds desengate numa posição distante do contacto (56). Entretanto, quando sujeito a uma condição ds sobrecarga, 0 membro responsivo ao calor (38) curva-sa para 0 lado externo devido à sua natureza bimetálica, soltando 0 braço de desengata (24) para contactar □ contacto (56).

As Figs· 5 a 6 ilustram diagramas do funcionamento de um disjuntor magnético que é similar ao disjuntor termoeléctrico ilustrado nas Figuras 1-4 sm vários aspectos· Conesquentements, os mesmos números de referência usados nas

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-7Figs» 1-4 serão usados nas Figs· 5 e 6· Nesta situação, provê-se uma armadura (ou induzido) (60) que se extende por uma bobina magnética (62)· Esta armadura β esta bobina magnética substituem o braço de desengate (24) e o elemento engatador bimetâlico (38) ilustrados nas Figs. 1-4. A armadura (60) também liga electricamente o portador de contacto (22) ao con tacto (64) depois do circuito de carga ser desengatado. A ar madura (60) então completa o circuito pelo contacto (56) ao elemento de ligação (52) e o díodo emissor de luz (50). Quan do se detecta uma sobrecarga, a armadura (60) puxa o portador de contacto (22) para que ele mova seu contacto (20) em direc ção oposta ao contacto fixo (16) s move o contacto (64) à posição que completa o circuito com o contacto (56), como se ilustra na Fig. 6. Este movimento faz com que o circuito da barra de linha (18) passe pelo elemento de ligação (42) pelo condensador (44) ao condutor (46) β o díodo emissor de luz (50). Consequentemente, o díodo emissor de luz (50) ê activa do e permanece iluminado· 0 caminho do circuito então continua pela armadura (60), pelo portador de contacto (22) e pela bobina magnética (62) e elemento de ligação (66), ao parafuso da terminal de carga (32)·

Em funcionamento, o manipulo (14) acciona o portador de contaoto (22) para realizar ou interromper o circuito pelo contacto (16) e terminal de barra colectora (18). Quando uma sobrecarga é sentida no circuito ilustrado nas Figs· 1-4, o circuito do contacto (16) ao contacto (20) do portador de con tacto é interrompido peio movimento do membro bimetâlico (38) e o movimento do braço de desengate (24) à posição (24*)· Es. te movimento completa um circuito do condutor (52) pelo braço portador de contacto (54) a contacto (56) completando desta forma o circuito paralelo incluindo o díodo emissor de luz (50) que permanece acesso até qus o manipulo (14) ê accionado para rsligar o disjuntor· Similarmente, uma sobrecarga é se_n tida pelo disjuntor magnético ilustrado nasFigs.5 e 6, o circuito de carga é interrompido pela bobina (62) deslocando a armadura (60) interrompendo o circuito de carga entra o contacto fixo (16) e o contacto móvel do portador (20). Este deslocamento completa o circuito entre o contacto da armadu63 702

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-8ra (64) β o contacto do díodo (56) para activar o díodo emissor de luz e fazer com que o mesmo permaneça iluminado atá que o manipulo (14) seja accionado para fechar o disjuntor.

Utilizando ambos os disjuntores - o operado termoelectricamente ilustrado nas Figs· 1-4 e o magnético ilustrado nas Figs. 5 s 6, quando uma sobrecarga ê sentida, o conda# sador reactivo limitador de corrente (44) terâ geralmente uma impedância muitas vezes maior que a impedância da carga. Assim sendo, a maior parte da voltagem de corrente alternada (AC) suprida pela barra de linha será aplicada sobre o circui to indicador paralelo provido com o condensador (44). Como um condensador e não uma resistência s utilizado como o dispç> sitivo limitador ds corrente, o problema ds geração de calor é inexistente. Adicionalmente, o condensador especifico deve rá ter uma alta voltagem de ruptura dieléctrica como fornecem os condensadores de cerâmica.

Naturalmente podem-se efectuar várias mudanças e modificações nas concretizações da invenção ilustradas acima, sem apartar-se do conceito inventivo desta invenção. Por exemplo, é óbvio qus não se deve deduzir que seja necessário utilizar somente o disjuntor ilustrado e descrito acima e qus vários disjuntores construídos e operados de maneira similar

| podem ser utilizados com o circuito indicador paralelo. Além

disto, embora esteja indicado que se utiliza um díodo emissor de luz como meio de iluminação do circuito indicador, outros dispositivos de iluminação como cristais líquidos ou meios de indicação electroforáticos poderiam ser empregados. Adicionalmente, embora esta invenção tenha sido descrita com relação a somente um disjuntor, uma série ds disjuntores colocados um ao lado do outro, com dispositivos de iluminação associados individualmente com cada disjuntor podaria ser utiliza do.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1 - Indicador ds disjuntor em que este se encontra com um primeiro contacto fixo, ligado a um terminal de entrada, um contacto móvel provido sobre um braço de contacto móvel entre uma posição fechada, contactando directamente o msn cianado primeiro contacto fixo e uma posição aberta distante do mencionado primeiro contacto fixo, um terminal de carga li gado a uma carga através do mencionado primeiro contacto fixo e o mencionado contacto móvel durante funcionamento normal e desligado do citado primeiro contacto fixo durante o funciona mento de sobrecarga, meios de detecção para detectar a presejn ça de uma condição de sobrecarga através do disjuntor, s um meio de desengate sensível ao movimento do citado meio de detecção, o citado meio de desengate agindo paca contactar um segundo contacto fixo quando o citado meio de detecção detectar uma condição de sobrecarga, caracterizado pelo facto de um circuito de indicador se encontrar ligado em paralelo com o citado terminal de entrada e o citado terminal de carga e em série com o citado segundo contacto fixo e o citado meio de desengate, o referido circuito indicador incluindo um dispositivo de iluminação ligado em série a um dispositivo limitador ds corrente reactiva, em que o citado dispositivo ds iluminação funciona quando se detscta uma condição de sobrecarga.
2 - Indicador de disjuntor de acordo com a reivindicação 1, no qual o referido dispositivo limitador de corrente reactiva â um condensador·
3 - Indicador de disjuntor de acordo com a reivindicação 1, no qual o referido dispositivo de iluminação é um díodo emissor de luz·
4 - Indicador ds disjuntor ds acordo com a reivindicação 2, no qual o referido dispositivo de iluminação ê um díodo emissor ds luz.

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-105 - Indicador de disjuntor de acordo com a reivindicação 1, sm que o referido meio de detecção é um elemento bimetálico activado tsrmicamente.
6 - Indicador de disjuntor de acordo com a reivindicação 2, em que o referido meio de detecção é um elemento bimetálico activado tsrmicamente·
7 - Indicador de disjuntor de acordo com a reivindicação 3, em que o referido meio ds detecção 6 um elemento bimetálico activado tsrmicamente·
8 - Indicador de disjuntor de acordo com a reivindicação 1, em que o referido meio de detecção é activado magneticamente·
9 - Indicador de disjuntor de acordo com a reivindicação 2, em que o referido meio de detecção ô activado magneticamente·
10 - Indicador de disjuntor de acordo com a reivindi. cação 3, em que o referido meio de detecção 6 activado magneticamente·
11 - Disjuntor compreendendo: um primeiro contacto fixo,

um terminal ds entrada ligado ao referido primeiro contacto fixo»

um contacto móvel provido sobre um braço de contacto, móvel entre uma posição fechada contactando directamente o ci tado primeiro contacto fixo e uma posição aberta distante do referido primeiro contacto fixo;

um terminal de carga ligado a uma carga atravós do referido primeiro contacto fixo e do citado contacto móvel durante funcionamento normal e desligado do mencionado prime,i ro contacto fixo durante operação de sobrecarga;

meio de detecção para detectar a presença de uma condição de sobrecarga pelo disjuntor, o referido meio de detecção ligado ao citado terminal de carga.

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meio de desengate sensível ao movimento do referido meio de detecção, para mover o referido contacto móvel do re ferido primeiro contacto fixo;

um segundo contacto fixo, contactado pelo referido meio de desengate depois do referido meio de detecção detectar a presença de uma condição de sobrecarga; e

um circuito indicador, em paralelo com o referido terminal de entrada e o referido terminal de carga e em série com o referido segundo contacto fixo e o referido meio

t de desengate, o mencionado circuito indicador abrangendo um

dispositivo ds iluminação e um dispositivo limitador de circuito reactivo ligado em série com o referido dispositivo de iluminação;

em que o referido dispositivo de iluminação funciona quando se detecta uma condição de sobrecarga·
12 - Disjuntor de acordo com a reivindicação 11, em que o referido dispositivo limitador de corrente reactiva 6 um condensador·
13 - Disjuntor de acordo com a reivindicação 11, em que o referido dispositivo de iluminação é um díodo emissor

I de luz·
14 - Disjuntor de acordo com a reivindicação 12, em que o referido dispositivo de iluminação ê um diodo emissor de luz·
15 - Disjuntor de acordo com a reivindicação 11, em que o referido meio de detecção é um elemento bimetâlico activado termicamente.
16 - Disjuntor ds acordo com a reivindicação 12, em que o referido meio de detecção é um elemento bimetâlico activado termicamente.
17 - Disjuntor de acordo com a reivindicação 13, em que o referido meio de detecção ê um elemento bimetâlico ac63 702

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tivado termicamente*
18 - Disjuntor ds acordo com a reivindicação 11, em que o referido meio de detecção 6 activado magneticamente·
19 - Disjuntor de acordo com a reivindicação 12, em que o referido meio de detecção ê activado magneticamente·
20 - Disjuntor de acordo com a reivindicação 13, em que o referido meio de detecção ô activado magneticamente*