RU2814214C2 - Устройство защиты для электрической установки переменного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к устройствам защиты электрических установок переменного тока. Технический результат заключается в упрощении конструкции при обеспечении защиты от продолжительных сверхтоков. Устройство защиты имеет компактный элемент, содержащий магнитную спусковую катушку и катушку спускового реле, и электронную схему, соединенную с катушкой спускового реле. Упомянутая электронная схема содержит детектор продолжительного сверхтока и содержит цепь переключения, которые выполнены так, что в отсутствие упомянутого сигнала обнаружения цепь переключения соединяет катушку спускового реле с детектором продолжительного сверхтока, изолируя при этом катушку спускового реле от входных соединительных клемм устройства, и что в присутствии упомянутого сигнала обнаружения цепь переключения изолирует катушку спускового реле от детектора продолжительного сверхтока, затем соединяет катушку спускового реле с входными соединительными клеммами. 11 з.п. ф-лы, 16 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к устройствам защиты электрической установки переменного тока.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Из уровня техники, в частности, из французской патентной заявки 3046289, известны устройства защиты электрической установки переменного тока, показанные на фиг. 1-3 прилагаемых чертежей, на которых:

фиг. 1 - общий вид справа, сверху и спереди такого устройства защиты;

фиг. 2 - схематичный вид электрической схемы первого варианта выполнения известного устройства и механизма управления подвижными контактами этой электрической схемы; и

фиг. 3 - схематичный вид электрической схемы второго варианта выполнения известного устройства и механизма управления подвижными контактами этой электрической схемы.

Электрическое устройство 10, показанное на фиг. 1, имеет общую форму параллелепипеда.

Оно имеет две главные стороны, соответственно левую сторону 11 и правую сторону 12, и боковые стороны, проходящие от одной к другой из главных сторон 11 и 12, а именно - заднюю сторону 13, верхнюю сторону 14, переднюю сторону 15 и нижнюю сторону 16.

Задняя сторона 13 имеет вырез 17 для монтажа устройства 10 на стандартной опорной рейке с Ω-образным профилем (не показана).

В центральном положении примерно на половине своей длины передняя сторона 15 имеет выступ 18 с ручкой 19.

В данном случае устройство 10 является устройством модульного типа, то есть, кроме своей общей формы параллелепипеда, его ширина (расстояние между двумя главными сторонами 11 и 12) является кратной стандартному значению, известному под названием «модуль», которое составляет около 18 мм.

В данном случае устройство 10 имеет ширину одного модуля.

В соответствии с модульным форматом устройство 10 выполнено таким образом, чтобы принадлежать к ряду модульных устройств, расположенных бок о бок, будучи закрепленными задней стороной на расположенной горизонтально опорной рейке.

Верхняя сторона 14 имеет два входных отверстия 20 и 21, обеспечивающих доступ соответственно к соединительной клемме 22 и к соединительной клемме 23. Отверстие 20 и клемма 22 расположены слева. Отверстие 21 и клемма 23 расположены справа.

Точно так же, нижняя сторона 16 имеет два входных отверстия, а именно первое отверстие и второе отверстие, обеспечивающие доступ соответственно к соединительной клемме 26 и к соединительной клемме 27. Первое отверстие и клемма 26 расположены слева. Второе отверстие и клемма 27 расположены справа.

Каждая из соединительных клемм 22, 23, 26 и 27 выполнена с возможностью вставки в нее оголенного концевого участка электрического провода или зуба горизонтальной электрической шины в виде гребенки, шаг (промежуток между двумя последовательными зубьями) которой равен одному модулю.

В данном случае находящиеся вверху клеммы 22 и 23 предназначены для соединения с двумя полюсами сети распределения электроэнергии, тогда как находящиеся внизу клеммы 26 и 27 предназначены для соединения с цепью предохраняемой электрической установки.

Устройство 10 является дифференциальным выключателем (прерывателем цепи) с защищенным полюсом, то есть имеет электрическую цепь, выполняющую обнаружение короткого замыкания и сверхтока в проходной цепи защищенного полюса (функция выключателя) и выполняющую обнаружение разности величины тока, проходящего в проходной цепи защищенного полюса и в проходной цепи незащищенного полюса (функция дифференциального тока).

В данном случае находящиеся слева клемма 22 и клемма 26 предусмотрены для подлежащего защите полюса электрической установки, который является фазой, тогда как находящиеся справа клемма 23 и клемма 27 предусмотрены для незащищенного полюса электрической установки, который является нейтралью.

Цепь прохождения тока между находящимися слева клеммами 22 и 26 содержит последовательно соединенные магнитный спусковой элемент 30, неподвижный контакт 31, подвижный контакт 32, термический спусковой элемент 33 и обмотку 34, формирующую часть трансформатора 35 обнаружения дифференциальной неисправности.

Цепь прохождения тока между находящимися справа клеммами 23 и 27 содержит последовательно соединенные неподвижный контакт 36, подвижный контакт 37 и обмотку 38, формирующую часть трансформатора 35 обнаружения дифференциальной неисправности.

Кроме обмотки 34 проходной цепи между находящимися слева клеммами 22 и 26 и обмотки 38 проходной цепи между находящимися справа клеммами 23 и 27, образующих первичные обмотки, трансформатор 35 содержит вторичную обмотку 39 и кольцевой каркас (магнитопровод) 40, вокруг которого выполнены вторичная обмотка 39 и первичные обмотки 34 и 38.

Вторичная обмотка 39 трансформатора 35 соединена двумя электрическими проводниками 41 и 42 с электронной платой 43.

В данном случае магнитный спусковой элемент 30 является частью компактного элемента 44, дополнительно содержащего спусковое реле 45. Электронная плата 43 соединена, с одной стороны, двумя проводниками 28 и 29 соответственно с клеммой 22 и с клеммой 23 и, с другой стороны, двумя проводниками 46 и 47 со спусковым реле 45.

Для управления подвижными контактами 32 и 37 устройство 10 содержит механизм 50, обычно называемый замком.

Ручка 19, находящаяся снаружи устройства 10, позволяет воздействовать вручную на замок 50.

Магнитный спусковой элемент 30, термический спусковой элемент 33 и узел, образованный спусковым реле 45, соединенным с электронной платой 43, выполнены с возможностью воздействовать, в случае необходимости, на замок 50.

Замок 50 имеет два стабильных положения, соответственно положение разъединения, в котором оба подвижных контакта 32 и 37 находятся, каждый, на расстоянии от соответствующих неподвижных контактов 31 и 36, и положение включения, в котором каждый из двух подвижных контактов 32 и 37 опирается на соответствующие неподвижные контакты 31 и 36.

Ручка 19, выступающая от передней стороны 15, позволяет воздействовать вручную на замок 50, чтобы производить переход из положения разъединения в положение включения или наоборот.

Магнитный спусковой элемент 30, термический спусковой элемент 33 и спусковое реле 45 выполнены с возможностью воздействовать автоматически на замок 50, чтобы производить переход из положения включения в положение разъединения, когда появляются заранее определенные условия прохождения.

Магнитный спусковой элемент 30 действует на замок 50 в случае короткого замыкания, термический спусковой элемент 33 действует в случае продолжительного сверхтока, и спусковое реле 45 действует в случае дифференциальной неисправности.

На практике, магнитный спусковой элемент 30 образован катушкой, расположенной вокруг сердечника, управляющего ударником, действующим на замок 50 в случае короткого замыкания. Термический спусковой элемент 33 образован биметаллической пластинкой, деформирующейся в случае продолжительного сверхтока и действующей за счет своей деформации на замок 50. Спусковое реле 45, которое является частью того же компактного элемента 44, что и магнитный спусковой элемент 30, образован другой катушкой, расположенной вокруг этого же подвижного сердечника. Эта другая катушка получает питание от электронной платы 43, которая реагирует на напряжение, выдаваемое вторичной обмоткой 39 трансформатора 35 в случае разности между величиной тока, проходящего в обмотке 34, и величиной тока, проходящего в обмотке 38, то есть в случае дифференциальной неисправности. Когда спусковое реле 45 получает такое питание, оно перемещает подвижный сердечник, который управляет ударником, действующим на замок 50, чтобы произвести переход из положения включения в положение разъединения.

Вариант выполнения устройства 10, представленный на фиг. 3, похож на вариант, показанный на фиг. 2, если не считать того, что он не содержит термического спускового элемента 33, при этом для защиты от продолжительных сверхтоков используют трансформатор 202 измерения тока.

Трансформатор 202 содержит кольцевой каркас, окружающий проводящий элемент цепи прохождения тока между клеммами 22 и 26, и содержит обмотку 204 вокруг кольцевого каркаса 203.

Обмотка 204 соединена с электронной платой 43 двумя электрическими проводниками 205 и 206. Карта 43 реагирует не только на напряжение, выдаваемое обмоткой 39 трансформатора 35, но также на напряжение, выдаваемое обмоткой 204 трансформатора 202 измерения тока.

Как и термический спусковой элемент 33, трансформатор 202 расположен между подвижным контактом 32 и клеммой 26, но, в то время как термический спусковой элемент 33 расположен между подвижным контактом 32 и обмоткой 34, трансформатор 202 расположен между обмоткой 34 и клеммой 26.

В данном случае электронная плата 43 реагирует не только на напряжение, выдаваемое вторичной обмоткой 39 трансформатора 35, но также на напряжение, выдаваемое обмоткой 204 трансформатора 202.

В случае продолжительного сверхтока электронная плата 43 обеспечивает питание спускового реле 45, которое перемещает подвижный сердечник, управляющий ударником, действующим на замок 50 для запуска перехода из положения включения в положение разъединения.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение призвано предложить похожее, но более удобное и более экономичное в изготовлении устройство защиты электрической установки переменного тока.

Для этого изобретение предоставляет устройство защиты электрической установки переменного тока, имеющее первую входную соединительную клемму для первого электрического полюса, вторую входную соединительную клемму для второго электрического полюса, отличного от первого электрического полюса, и выходную соединительную клемму для первого электрического полюса, при этом каждая упомянутая соединительная клемма выполнена с возможностью вставки в нее оголенного концевого участка электрического провода или зуба горизонтальной электрической шины в виде гребенки; при этом упомянутое устройство содержит:

- первую цепь прохождения тока между первой входной соединительной клеммой и выходной соединительной клеммой, содержащую неподвижный контакт и подвижный контакт;

- механизм управления подвижным контактом, имеющий два стабильных положения: соответственно положение разъединения, в котором подвижный контакт находится на расстоянии от неподвижного контакта, и положение включения, в котором подвижный контакт опирается на неподвижный контакт;

- ручку для ручного воздействия на механизм управления, чтобы производить переход из положения разъединения в положение включения или из положения включения в положение разъединения;

- компактный элемент, включающий в себя магнитный спусковой элемент и спусковое реле, при этом упомянутый магнитный спусковой элемент образован магнитной спусковой катушкой, расположенной вокруг подвижного сердечника, управляющего ударником, действующим в случае короткого замыкания на механизм управления, и образующей участок первой цепи прохождения тока, при этом упомянутое спусковое реле образовано катушкой спускового реле, расположенной вокруг упомянутого подвижного сердечника, при этом магнитная спусковая катушка и катушка спускового реле расположены одна вокруг другой;

- электронную схему, соединенную с катушкой спускового реле, при этом упомянутая электронная схема выполнена с возможностью питать упомянутую катушку спускового реле, когда появляются заранее определенные условия прохождения тока, свидетельствующие о продолжительном сверхтоке;

отличающееся тем, что упомянутая электронная схема содержит детектор продолжительного сверхтока, выполненный с возможностью определять присутствие упомянутых условий прохождения тока на основании сигнала, присутствующего на концах упомянутой катушки спускового реле, и выдавать сигнал обнаружения, когда возникают упомянутые заранее определенные условия прохождения тока; и содержит цепь переключения, при этом упомянутый детектор продолжительного сверхтока и упомянутая цепь переключения выполнены так, что в отсутствие упомянутого сигнала обнаружения цепь переключения соединяет катушку спускового реле с детектором продолжительного сверхтока, изолируя при этом катушку спускового реле от каждой из упомянутых входных соединительных клемм, и что в присутствии упомянутого сигнала обнаружения цепь переключения изолирует катушку спускового реле от детектора продолжительного сверхтока, затем соединяет катушку спускового реле с каждой из упомянутых входных соединительных клемм.

Изобретение основано на наблюдении, что катушка спускового реле может служить для измерения тока, проходящего в магнитной спусковой катушке и, следовательно, в первой проходной цепи, и что эта функция измерения тока не препятствует использованию катушки спускового реле для перемещения ударника, входящего в состав компактного элемента, при условии, что перед питанием катушки спускового реле сетевым напряжением для перемещения ударника происходит изоляция катушки спускового реле от детектора продолжительного сверхтока, чтобы избежать повреждения этого детектора.

Сигнал, выдаваемый катушкой спускового реле, отображает ток, проходящий в магнитной спусковой катушке, поскольку магнитная спусковая катушка и катушка спускового реле расположены одна вокруг другой и, следовательно, взаимодействуют наподобие обмоток трансформатора, в том числе в отсутствие специального элемента соединения, такого как магнитный каркас, при этом связь между двумя катушками может происходить исключительно через окружающий воздух.

В отличие от известных устройств, в том числе от описанного выше устройства, заявленное устройство может обеспечивать защиту от продолжительных сверхтоков, не имея при этом ни термического спускового элемента, такого как биметаллическая пластинка, ни специального устройства измерения тока, такого как трансформатор измерения силы тока.

Таким образом, изготовление заявленного устройства является исключительно простым, удобным и экономичным.

Согласно предпочтительным отличительным признакам:

- детектор сверхтока выполнен при помощи аналого-цифрового преобразователя, блока вычисления и интерфейса, расположенного между упомянутой цепью переключения и преобразователем, при этом упомянутая цепь переключения соединяет интерфейс с двумя концами катушки спускового реле в отсутствие упомянутого сигнала обнаружения и изолирует интерфейс от двух концов катушки спускового реле в присутствии упомянутого сигнала обнаружения, при этом упомянутый интерфейс выполнен с возможностью выдавать во входной порт преобразователя аналоговый сигнал, используемый упомянутым преобразователем и соответствующий напряжению, присутствующему между двумя концами упомянутой катушки спускового реле;

- детектор сверхтока содержит в микроконтроллере: аналого-цифровой преобразователь, соединенный с упомянутым аналоговым портом и выполненный с возможностью выдавать цифровые значения, характеризующие аналоговый сигнал, выдаваемый упомянутым интерфейсом, блок вычисления, выполненный с возможностью выдавать, на основании упомянутых цифровых значений, характеризующих аналоговый сигнал, выдаваемый упомянутым интерфейсом, цифровые значения, характеризующие среднеквадратическое (эффективное) значение силы тока, проходящего в упомянутой магнитной спусковой катушке; и блок мониторинга среднеквадратического значения тока, проходящего в упомянутой магнитной спусковой катушке, выполненный с возможностью сравнивать упомянутые цифровые значения, характеризующие среднеквадратическое значение силы тока, с порогом силы тока и выдавать упомянутый сигнал обнаружения, если упомянутый порог силы тока превышен в течение заранее определенного времени;

- упомянутый микроконтроллер соединен также с элементом связи и выполнен с возможностью передавать в упомянутый элемент связи упомянутые цифровые значения, характеризующие среднеквадратическое значение силы тока, выдаваемые упомянутым блоком вычисления;

- элемент связи является элементом радиочастотной связи;

- упомянутая цепь переключения содержит:

- первый элемент переключения, содержащий соединительную точку управления и соединенный, с одной стороны, с первой входной соединительной клеммой и, с другой стороны, с первым концом катушки спускового реле, имеющий в отсутствие заранее определенного сигнала в упомянутой соединительной точке управления заблокированную конфигурацию, в которой он изолирует первый конец катушки спускового реле от первой входной соединительной клеммы, и имеющий в присутствии упомянутого заранее определенного сигнала в упомянутой соединительной точке управления проходную конфигурацию, в которой он соединяет первый конец катушки спускового реле с первой входной соединительной клеммой;

- второй элемент переключения, содержащий соединительную точку управления и соединенный, с одной стороны, с второй входной соединительной клеммой и, с другой стороны, с вторым концом упомянутой катушки спускового реле, имеющий в отсутствие заранее определенного сигнала в упомянутой соединительной точке управления заблокированную конфигурацию, в которой он изолирует второй конец катушки спускового реле от второй входной соединительной клеммы, и имеющий в присутствии упомянутого заранее определенного сигнала в упомянутой соединительной точке управления проходную конфигурацию, в которой он соединяет второй конец катушки спускового реле с второй входной соединительной клеммой;

- третий элемент переключения, содержащий соединительную точку управления и соединенный, с одной стороны, с первым концом катушки спускового реле и, с другой стороны, с детектором продолжительного сверхтока, имеющий в отсутствие заранее определенного сигнала в упомянутой соединительной точке управления проходную конфигурацию, в которой первый конец катушки спускового реле соединен с упомянутым детектором продолжительного сверхтока, и имеющий в присутствии упомянутого заранее определенного сигнала в упомянутой соединительной точке управления заблокированную конфигурацию, в которой первый конец катушки спускового реле изолирован от упомянутого детектора продолжительного сверхтока;

- четвертый элемент переключения, содержащий соединительную точку управления и соединенный, с одной стороны, с вторым концом катушки спускового реле и, с другой стороны, с детектором продолжительного сверхтока, имеющий в отсутствие заранее определенного сигнала в упомянутой соединительной точке управления проходную конфигурацию, в которой второй конец катушки спускового реле соединен с упомянутым детектором продолжительного сверхтока, и имеющий в присутствии упомянутого заранее определенного сигнала в упомянутой соединительной точке управления заблокированную конфигурацию, в которой второй конец катушки спускового реле изолирован от упомянутого детектора продолжительного сверхтока;

- упомянутый детектор продолжительного сверхтока выполнен с возможностью выдавать, по истечении заранее определенного времени после выдачи упомянутого сигнала обнаружения, сигнал приведения в действие, при этом упомянутая электронная схема выполнена с возможностью направлять упомянутый сигнал обнаружения в соединительную точку управления третьего элемента переключения и в соединительную точку управления четвертого элемента переключения и направлять упомянутый сигнал приведения в действие в соединительную точку управления первого элемента переключения и в соединительную точку управления второго элемента переключения;

- первый элемент переключения и второй элемент переключения содержат, каждый, транзистор и тиристор;

- третий элемент переключения и четвертый элемент переключения, содержат, каждый, транзистор;

- устройство защиты выполнено в модульном формате и имеет общую форму параллелепипеда с двумя главными сторонами: соответственно левой стороной и правой стороной, и с боковыми сторонами, проходящими от одной к другой из главных сторон, при этом его ширина, то есть расстояние между левой стороной и правой стороной, равна целому кратному заранее определенного расстояния, называемого модулем;

- соотношение между числом витков катушки спускового реле и числом витков магнитной спусковой катушки составляет от 100 до 500; и/или

- упомянутое устройство имеет вторую выходную соединительную клемму для второго электрического полюса, при этом упомянутая выходная соединительная клемма выполнена с возможностью вставки в нее оголенного концевого участка электрического провода или зуба горизонтальной электрической шины в виде гребенки; при этом упомянутое устройство содержит вторую цепь прохождения тока между второй входной соединительной клеммой и второй выходной соединительной клеммой.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение будет представлено ниже при помощи описания иллюстративных и не ограничительных примеров выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи.

Фиг. 1 (уже описана) - общий вид справа, сверху и спереди известного устройства защиты;

фиг. 2 (уже описана) - схематичный вид электрической схемы первого варианта выполнения известного устройства и механизма управления подвижными контактами этой электрической схемы;

фиг. 3 (уже описана) - схематичный вид электрической схемы второго варианта выполнения известного устройства и механизма управления подвижными контактами этой электрической схемы;

фиг. 4 - вид, аналогичный фиг. 2 и 3, электрической схемы заявленного электрического устройства и механизма управления подвижными контактами этой электрической схемы;

фиг. 5 - схематичный вид электронной схемы, входящей в состав электрической схемы, показанной на фиг. 4;

фиг. 6 - детальный вид первого элемента переключения и второго элемента переключения электронной схемы, показанной на фиг. 5;

фиг. 7 - детальный вид третьего элемента переключения и четвертого элемента переключения электронной схемы, показанной на фиг. 5;

фиг. 8 - детальный вид интерфейса, входящего в состав электронной схемы, показанной на фиг. 5;

фиг. 9 - блок-схема, иллюстрирующая работу блока мониторинга, применяемого в микроконтроллере, входящем в состав электронной схемы, показанной на фиг. 5;

фиг. 10 - вид в разборе компактного элемента и элемента механического и электрического соединения в составе этого устройства;

фиг. 11 - общий вид этого компактного элемента и этого элемента соединения;

фиг. 12 - вид вертикального поперечного сечения этого компактного элемента и этого элемента соединения;

фиг. 13 - фронтальный вид с левой стороны заявленного устройства, где снята левая крышка корпуса.

Фиг. 14 - вид, аналогичный фиг. 13, но с правой стороны.

Фиг. 15 - вид, аналогичный фиг. 4, версии электрической схемы заявленного электрического устройства и механизма управления подвижными контактами, входящего в состав этой электрической схемы.

Фиг. 16 - схематичный вид электронной схемы, входящей в состав электрической схемы, показанной на фиг. 15.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

В целом, устройство 100 защиты электрической установки переменного тока похоже на устройство 10, описанное со ссылками на фиг. 1 и 2, если не считать того, что оно не содержит термического спускового элемента 33 и не содержит трансформатора 35 обнаружения дифференциальной неисправности, электронная плата 43 заменена электронной схемой 43а, и электронная схема 43а соединена с первой цепью прохождения тока между подвижным контактом 32 и соединительной клеммой 26 через проводник 48 и соединена с второй цепью прохождения тока между подвижным контактом 37 и соединительной клеммой 27 через проводник 49.

С целью упрощения для устройства 100 сохранены те же цифровые обозначения элементов, подобных элементам устройства 10.

Устройство 100 содержит первую входную соединительную клемму 22 для первого электрического полюса, вторую входную соединительную клемму 23 для второго электрического полюса, отличного от первого электрического полюса, первую выходную соединительную клемму 26 для первого электрического полюса и вторую выходную соединительную клемму 27 для второго электрического полюса.

Каждая из соединительных клемм 22, 23, 26, 27 выполнена с возможностью вставки в нее оголенного концевого участка электрического провода или зуба горизонтальной электрической шины в виде гребенки.

Как показано на фиг. 4, устройство 100 содержит первую цепь прохождения тока между первой входной соединительной клеммой 22 и первой выходной соединительной клеммой 26.

Эта первая цепь прохождения тока содержит неподвижный контакт 31 и подвижный контакт 32.

Устройство 100 содержит также вторую цепь прохождения тока между второй входной соединительной клеммой 23 и второй выходной соединительной клеммой 27.

Эта вторая цепь прохождения тока содержит неподвижный контакт 36 и подвижный контакт 37.

Механизм 50 управления подвижным контактом 32 и подвижным контактом 37 имеет два стабильных положения: соответственно положение разъединения и положение включения.

В положении разъединения подвижный контакт 32 находится на расстоянии от неподвижного контакта 31, и подвижный контакт 37 находится на расстоянии от неподвижного контакта 36.

В положении включения подвижный контакт 32 опирается на неподвижный контакт 31, и подвижный контакт 37 опирается на неподвижный контакт 36.

Устройство 100 содержит ручку 19, выполненную с возможностью воздействовать вручную на механизм 50 управления с целью перехода из положения разъединения в положение включения или из положения включения в положение разъединения.

Устройство 100 защиты содержит компактный элемент 44.

Компактный элемент 44 включает в себя магнитный спусковой элемент 30 и спусковое реле 45.

Компактный элемент 44 выполнен с возможностью воздействовать на замок с целью перехода из положения включения в положение разъединения, когда возникает короткое замыкание или продолжительный сверхток.

Как показано на фиг. 10-14, магнитный спусковой элемент 30 образован магнитной спусковой катушкой 51, расположенной вокруг подвижного сердечника 103, управляющего ударником 102, действующим в случае короткого замыкания на механизм 50 управления.

Магнитная спусковая катушка 51 образует участок первой цепи прохождения тока. Магнитная спусковая катушка 51 находится между входной соединительной клеммой 22 и неподвижным контактом 31.

Спусковое реле 45 образовано катушкой 52 спускового реле, расположенной вокруг подвижного сердечника 103.

Катушка 52 спускового реле имеет первый конец 110 и второй конец 110а.

Магнитная спусковая катушка 51 и катушка 52 спускового реле расположены одна вокруг другой.

В данном случае магнитная спусковая катушка 51 расположена вокруг катушки 52 спускового реле.

Расположение двух обмоток, образованных катушкой 51 и катушкой 52, одна вокруг другой производит эффект трансформатора, то есть ток, проходящий в катушке 51, индуцирует ток в катушке 52 по причине электромагнитной связи двух катушек через воздух.

Коэффициент трансформации является соотношением между числом витков двух обмоток.

В данном случае существует две тысячи витков для обмотки катушки 52 спускового реле и пять витков для магнитной спусковой катушки 51, то есть коэффициент трансформации равен 400.

Предпочтительно, чтобы соотношение между числом витков катушки 52 спускового реле и числом витков магнитной спусковой катушки 51 находилось в пределах от 100 до 500.

Действительно, в этом интервале легко реализовать как число витков, при котором катушка спускового реле может выполнять одновременно свою роль датчика и свою роль привода, например, 1000-1500 витков, так и число витков, при котором магнитная спусковая катушка может выполнять одновременно свою роль возбуждения катушки спускового реле и свою роль привода, например, 3-10 витков.

Электронная схема 43а устройства 100 соединена с катушкой 52 спускового реле проводником 46 и проводником 47.

В частности, как показано на фиг. 6, проводник 46 соединен с концом 110, и проводник 47 соединен с концом 110а.

Электронная схема 43а выполнена с возможностью питания катушки 52 спускового реле, когда возникают заранее определенные условия прохождения тока, характеризующие продолжительный сверхток.

Как показано на фиг. 5, электронная схема 43а содержит детектор 60 продолжительного сверхтока и цепь 61 переключения.

Детектор 60 продолжительного сверхтока выполнен с возможностью определять наличие условий прохождения тока, характеризующих продолжительный сверхток, на основании сигнала на концах 110 и 110а катушки 52 спускового реле.

Кроме того, детектор 60 продолжительного сверхтока выполнен с возможностью выдавать сигнал обнаружения, когда присутствуют заранее определенные условия прохождения тока, то есть в случае продолжительного сверхтока, затем по истечении заранее определенного времени, начиная от выдачи сигнала обнаружения, выдавать также сигнал приведения в действие.

Детектор 60 продолжительного сверхтока и цепь 61 переключения выполнены так, что в отсутствие сигнала обнаружения цепь 61 переключения соединяет катушку 52 спускового реле с детектором 60 продолжительного сверхтока и в то же время изолирует катушку 52 спускового реле от каждой из входных соединительных клемм 22, 23.

В присутствии сигнала обнаружения цепь 61 переключения изолирует катушку 52 спускового реле от детектора 60 продолжительного сверхтока, затем, когда появляется сигнал приведения в действие, соединяет катушку 52 спускового реле с каждой из входных соединительных клемм 22 и 23.

Детектор 60 продолжительного сверхтока реализуют при помощи микроконтроллера 95 и интерфейса 70.

Интерфейс 70 расположен между цепью 61 переключения и входным аналоговым портом 67 микроконтроллера 95.

Цепь 61 переключения соединяет интерфейс 70 с двумя концами 110 и 110а катушки 52 спускового реле в отсутствие сигнала обнаружения и изолирует интерфейс 70 от двух концов 110 и 110а катушки 52 спускового реле в присутствии сигнала обнаружения.

Интерфейс 70 содержит две входных соединительных точки 74 и 75, которые цепь 61 переключения соединяет или не соединяет соответственно с концом 110 и с концом 110а катушки 52, и выходную соединительную точку 76, соединенную с входным аналоговым портом 67 микроконтроллера 95.

Как показано на фиг. 5, входная соединительная точка 75 соединена с контрольным полюсом части постоянного тока электронной схемы 43а. Таким образом, когда цепь 61 переключения соединяет входную соединительную точку 75 с концом 110а катушки 52, этот конец соответствует этому контрольному полюсу.

Интерфейс 70 выполнен с возможностью выдавать во входной аналоговый порт 67 аналоговый сигнал, используемый микроконтроллером 95 и соответствующий напряжению, присутствующему между двумя концами 110 и 110а катушки 52 спускового реле.

Как показано на фиг. 8, интерфейс 70 содержит усилитель 114, выход которого соединен с выходной соединительной точкой 76. Между входной соединительной точкой 74 и входом (+) усилителя 114 последовательно подключены два резистора 116 и 117. Между контрольным полюсом (которому соответствует входная соединительная точка 75) и входом (-) усилителя 114 находится резистор 118. Между входной соединительной точкой 75 и соединенными друг с другом сторонами резисторов 116 и 117 расположен конденсатор 115. Между выходом усилителя 114 и его входом (-) расположен резистор 119. Резисторы 120 и 121 соединены между собой. Вход (+) усилителя 114 соединен со сторонами соединенных между собой резисторов 120 и 121. Другие стороны резисторов 120 и 121 соединены соответственно с полюсом (+) и с контрольным полюсом питания электронной схемы 43а.

Резистор 116 и конденсатор 115 позволяют преобразовать в напряжение ток, проходящий в катушке 52, и производить фильтрацию нижних частот.

Резисторы 117, 120 и 121 обеспечивают поляризацию усилителя 114.

Резисторы 118 и 119 позволяют фиксировать коэффициент усиления усилителя 114.

Детектор 60 продолжительного сверхтока содержит в микроконтроллере 95 преобразователь 71, блок 72 вычисления и блок 73 мониторинга.

Преобразователь 71 соединен с аналоговым портом 67 микроконтроллера 95 и выполнен с возможностью выдавать цифровые значения, характеризующие аналоговый сигнал, выдаваемый интерфейсом 70.

Блок 72 вычисления выполнен с возможностью выдавать, на основании цифровых значений, характеризующих аналоговый сигнал, выдаваемый интерфейсом 70, цифровые значения, характеризующие среднеквадратическое значение силы тока, проходящего в магнитной спусковой катушке 51.

На практике, блок 72 вычисления применяют при помощи известного метода вычисления среднеквадратического значения синусоидального сигнала и посредством калибровки.

Как показано на фиг. 9, блок 73 мониторинга среднеквадратического значения тока, проходящего в магнитной спусковой катушке 51, выполнен с возможностью сравнивать цифровые значения, характеризующие среднеквадратическое значение I силы тока с порогом силы тока "порог I", и, если этот порог оказывается превышенным в течение заранее определенного времени "порог t", выдавать сигнал обнаружения.

Блок 73 мониторинга в данном случае соответствует французскому стандарту NF C15-100, в большой степени приведенному в соответствие с европейским стандартом HD 384, который описывает время срабатывания выключателей, но в этих выключателях применена технология биметаллической пластинки.

Если цифровые значения, характеризующие среднеквадратическое значение I силы тока, меньше или равны 1,13 порога силы тока в течение менее одного часа, блок 73 мониторинга не должен выдавать сигнал обнаружения.

Если цифровые значения, характеризующие среднеквадратическое значение I силы тока, превышают или равны 1,45 порога силы тока, блок 73 мониторинга должен выдать сигнал обнаружения менее чем за один час.

В качестве варианта блок 73 мониторинга отвечает только одному критерию, например, когда цифровые значения, характеризующие среднеквадратическое значение I силы тока, равны 1,2 порога силы тока, блок 73 мониторинга выдает сигнал обнаружения в течение нескольких миллисекунд, что обеспечивает срабатывание устройства.

Сигнал обнаружения, выдаваемый блоком 73 мониторинга, поступает на порт 68 микроконтроллера 95.

По истечении заранее определенного времени после начала выдачи сигнала обнаружения блок 73 мониторинга выдает также сигнал приведения в действие, поступающий на порт 69 микроконтроллера 95.

Это заранее определенное время зависит от используемых компонентов и от времени их реакции и составляет от 1 мс до 10мс.

Микроконтроллер 95 содержит также порт 66, на который поступают цифровые значения, выдаваемые блоком 72 вычисления.

Порт 66 соединен с элементом 96 связи, в данном случае радиочастотной связи, в который поступают цифровые значения, вырабатываемые блоком 72 вычисления, а именно цифровые значения, характеризующие среднеквадратическое значение силы тока, проходящего в магнитной спусковой катушке 51, то есть тока, проходящего в электрической установке или в участке электрической установки, находящемся между выходными клеммами 26 и 27 устройства 100.

Элемент 96 радиочастотной связи обеспечивает дистанционное отслеживание, например, при помощи мобильного приложения, этого тока или вытекающих из него значений, в частности, потребления электроэнергии установки или участка установки, находящегося между выходными клеммами 26 и 27 устройства 100. Например, устройство 100 сообщается с шлюзом, который позволяет найти информацию о потреблении тока на облаке, к которому имеет доступ мобильное приложение.

В качестве варианта элемент 96 радиочастотной связи заменен другим элементом связи, например, проводной или инфракрасной связи, при этом устройство 100 оснащено соответствующим портом.

Цепь 61 переключения содержит первый элемент 79 переключения, второй элемент 80 переключения, третий элемент 81 переключения и четвертый элемент 82 переключения.

Первый элемент 79 переключения содержит соединительную точку 87 управления, первую соединительную точку 83, соединенную проводником 48 и дорожками электронной схемы 43а с выходной соединительной клеммой 26, и вторую соединительную точку 84, соединенную проводником 46 и дорожками электронной схемы 43а с первым концом 110 катушки 52 спускового реле (фиг. 6).

В отсутствие заранее определенного сигнала в соединительной точке 87 управления первый элемент 79 переключения имеет заблокированную конфигурацию, в которой он изолирует первый конец 110 катушки 52 спускового реле от выходной соединительной клеммы 26.

Соединительная точка 87 управления соединена дорожками электронной схемы 43а с портом 69 микроконтроллера 95, на котором присутствует или не присутствует сигнал приведения в действие.

В присутствии заранее определенного сигнала в соединительной точке 87 управления, в данном случае сигнала приведения в действие, первый элемент 79 переключения имеет проходную конфигурацию, в которой он соединяет первый конец 110 катушки 52 спускового реле с выходной соединительной клеммой 26.

В заблокированной конфигурации первая соединительная точка 83 изолирована от второй соединительной точки 84, а в проходной конфигурации первая соединительная точка 83 соединена со второй соединительной точкой 84.

Как показано на фиг. 6, первый элемент 79 переключения содержит транзистор 97 и тиристор 98.

Соединительная точка 87 управления соединена с базой транзистора 97, коллектор которого соединен с полюсом (+) питания электронной схемы 43а и эмиттер которого соединен с одной стороной первого резистора и второго резистора, при этом другая сторона первого резистора соединена с контрольным полюсом питания, а другая сторона второго резистора соединена с управляющим электродом тиристора 98, анод которого соединен с первой соединительной точкой 83 и катод которого соединен с второй соединительной точкой 84.

В отсутствие сигнала приведения в действие в соединительной точке 87 транзистор 97 заблокирован, как и тиристор 98.

В присутствии сигнала приведения в действие в соединительной точке 87 транзистор 97 является проводящим между своим коллектором и своим эмиттером, что приводит к появлению сигнала на управляющем электроде тиристора 98, который становится проводящим между своим анодом и своим катодом.

Второй элемент 80 переключения содержит соединительную точку 88 управления, первую соединительную точку 85, соединенную проводником 49 и дорожками электронной схемы 43а со второй выходной соединительной клеммой 27, и вторую соединительную точку 86, соединенную проводником 47 и дорожками электронной схемы 43а со вторым концом 110а катушки 52 спускового реле (фиг. 6).

В отсутствие заранее определенного сигнала в соединительной точке 88 управления второй элемент 80 переключения имеет заблокированную конфигурацию, в которой он изолирует второй конец 110а катушки 52 спускового реле от выходной соединительной клеммы 27.

Соединительная точка 88 управления соединена дорожками электронной схемы 43а с портом 69 микроконтроллера 95, на котором присутствует или не присутствует сигнал приведения в действие.

В присутствии заранее определенного сигнала в соединительной точке 88 управления, в данном случае сигнала приведения в действие, второй элемент 80 переключения имеет проходную конфигурацию, в которой он соединяет второй конец 110а катушки 52 спускового реле с выходной соединительной клеммой 27.

В заблокированной конфигурации первая соединительная точка 85 изолирована от второй соединительной точки 86, а в проходной конфигурации первая соединительная точка 85 соединена со второй соединительной точкой 86.

Как показано на фиг. 6, второй элемент 80 переключения питания содержит транзистор 97 и тиристор 98.

Соединительная точка 88 управления соединена с базой транзистора 97, коллектор которого соединен с полюсом (+) питания электронной схемы 43а и эмиттер которого соединен с одной стороной первого резистора и второго резистора, при этом другая сторона первого резистора соединена с контрольным полюсом питания, и другая сторона второго резистора соединена с управляющим электродом тиристора 98, анод которого соединен с первой соединительной точкой 85 и катод которого соединен с второй соединительной точкой 86.

В отсутствие сигнала приведения в действие в соединительной точке 88 транзистор 97 заблокирован, как и тиристор 98.

В присутствии сигнала приведения в действие в соединительной точке 88 транзистор 97 является проводящим между своим коллектором и своим эмиттером, что приводит к появлению сигнала на управляющем электроде тиристора 98, который становится проводящим между своим анодом и своим катодом.

Переход тиристоров 96 в пропускающее состояние приводит к подаче сетевого напряжения на концы катушки 52 спускового реле, ударник 102 начинает перемещаться, замок 50 отводит подвижные контакты 32 и 37 от неподвижных контактов 31 и 36, что одновременно приводит к изоляции катушки 52 спускового реле от сети.

Третий элемент 81 переключения содержит соединительную точку 93 управления, первую соединительную точку 89, соединенную проводником 46 и дорожками электронной схемы 43а с первым концом 110 катушки 52 спускового реле, и вторую соединительную точку 90, соединенную дорожками электронной схемы 43а со входной соединительной точкой 74 интерфейса 70.

В отсутствие заранее определенного сигнала в соединительной точке 93 управления третий элемент 81 переключения занимает проходную конфигурацию, в которой первый конец 110 катушки 52 спускового реле соединен с детектором 60 продолжительного сверхтока, в данном случае с входной соединительной точкой 74.

Соединительная точка 93 управления соединена дорожками электронной схемы 43а с портом 68 микроконтроллера 95, на котором присутствует или не присутствует сигнал обнаружения.

В присутствии заранее определенного сигнала в соединительной точке 93 управления, в данном случае сигнала обнаружения, третий элемент 81 переключения имеет заблокированную конфигурацию, в которой первый конец 110 катушки 52 спускового реле изолирован от детектора 60 продолжительного сверхтока.

В проходной конфигурации первая соединительная точка 89 соединена со второй соединительной точкой 90, а в заблокированной конфигурации первая соединительная точка 89 изолирована от второй соединительной точки 90.

Как показано на фиг. 7, третий элемент 81 переключения содержит транзистор 99.

Соединительная точка 93 управления соединена с одной стороной первого резистора, а также с одной стороной второго резистора, при этом другая сторона первого резистора соединена с контрольным полюсом питания, а другая сторона второго резистора соединена с базой транзистора 99. Соединительная точка 89 соединена с коллектором транзистора 99, и соединительная точка 90 соединена с эмиттером транзистора 99.

В отсутствие сигнала обнаружения в соединительной точке 93 транзистор 99 является проводящим, при этом отсутствие сигнала обнаружения является верхним уровнем напряжения в соединительной точке 93.

В присутствии сигнала обнаружения в соединительной точке 93 транзистор 99 является заблокированным, при этом присутствие сигнала обнаружения является нижним уровнем напряжения в соединительной точке 93.

Четвертый элемент 82 переключения содержит соединительную точку 94 управления, первую соединительную точку 91, соединенную проводником 47 и дорожками электронной схемы 43а со вторым концом 110а катушки 52 спускового реле, и вторую соединительную точку 92, соединенную дорожками электронной схемы 43а с входной соединительной точкой 75 интерфейса 70.

В отсутствие заранее определенного сигнала в соединительной точке 94 управления четвертый элемент 82 переключения имеет проходную конфигурацию, в которой второй конец 110а катушки 52 спускового реле соединен с детектором 60 продолжительного сверхтока, в данном случае с входной соединительной точкой 75.

Соединительная точка 94 управления соединена дорожками электронной схемы 43а с портом 68 микроконтроллера 95, на котором присутствует или не присутствует сигнал обнаружения.

В присутствии заранее определенного сигнала в соединительной точке 94 управления, в данном случае сигнала обнаружения, четвертый элемент 82 переключения имеет заблокированную конфигурацию, в которой второй конец 110а катушки 52 спускового реле изолирован от детектора 60 продолжительного сверхтока.

В проходной конфигурации первая соединительная точка 91 соединена со второй соединительной точкой 92, а в заблокированной конфигурации первая соединительная точка 91 изолирована от второй соединительной точки 92.

Как показано на фиг. 7, четвертый элемент 82 переключения содержит транзистор 99.

Соединительная точка 94 управления соединена с одной стороной первого резистора, а также с одной стороной второго резистора, при этом другая сторона первого резистора соединена с контрольным полюсом питания, а другая сторона второго резистора соединена с базой транзистора 99. Соединительная точка 91 соединена с коллектором транзистора 99, и соединительная точка 92 соединена с эмиттером транзистора 99.

В отсутствие сигнала обнаружения в соединительной точке 94 транзистор 99 является проводящим.

В присутствии сигнала обнаружения в соединительной точке 94 транзистор 99 является заблокированным.

Как показано на фиг. 10-12, кроме магнитной спусковой катушки 51, катушки 52 спускового реле, ударника 102 и подвижного сердечника 103, компактный элемент 44 содержит бобину 101, направляющую 107, пружину 108, изолирующую оболочку 111 и соединительные штыри 125 и 125а, выполняющие в данном случае роль проводников 46 и 47.

Катушка 52 спускового реле намотана вокруг бобины 101 из изолирующего пластического материала, которая имеет общую трубчатую форму с фланцем на конце, который показан внизу на чертежах, при этом фланец выполнен в сочетании с гнездами, каждое из которых предусмотрено для одного из концов катушки 52 и одного из штырей 125 и 125а.

Изолирующая оболочка 111 расположена между магнитной спусковой катушкой 51 и катушкой 52 спускового реле.

Сердечник 103, ударник 102, пружина 108 и направляющая 107 установлены во внутреннем пространстве бобины 101.

Сердечник 103 имеет общую цилиндрическую форму. Гнездо 104 выполнено в одном из его концевых участков. Сердечник 103 установлен с возможностью перемещения скольжением в бобине 101.

Направляющая 107 неподвижно установлена в бобине 101 на одном из ее концов. В направляющей 107 выполнено сквозное отверстие 113.

Ударник 102 образован корпусом 106 в виде стержня и головкой 105, находящейся на конце стержня и выполненной в виде буртика.

Гнездо 104 выполнено с возможностью размещения в нем головки 105 ударника 102. Отверстие 113 направляющей 107 выполнено с возможностью вставки в него стержня 106.

Пружина 108 расположена вокруг стержня 106 ударника 102.

Соединительный штырь 125 расположен между концом 110 катушки 52 спускового реле и электронной схемой 43а (см., в частности, фиг. 13). Точно так же, соединительный штырь 125а расположен между концом 110а катушки 52 спускового реле и электронной схемой 43а.

Элемент 112 механического и электрического соединения, который выполнен из относительно жесткого проводящего материала, служит для монтажа компактного элемента 44 на корпусе устройства 100 и для осуществления электрического соединения между магнитной спусковой катушкой 51 и неподвижным контактом 31.

В случае отсутствия какого-либо нарушения (продолжительного сверхтока или короткого замыкания) сердечник 103 удерживается пружиной 108 на расстоянии от направляющей 107.

Когда появляется неисправность, поток, создаваемый катушкой 51 или катушкой 52, действует на сердечник 103, перемещая его скольжением в отверстии 113 с преодолением усилия пружины 108 в сторону направляющей 107, что приводит к перемещению ударника 102, стержень 106 которого выступает и действует на механизм 50 управления.

При прекращении потока пружина 108, сердечник 103 и ударник 102 возвращаются в свое первоначальное положение, показанное на фиг. 12.

Как показано на фиг. 13 и 14, компактный элемент 44 и замок 50 расположены сверху на изолирующей перегородке 109. Эта перегородка 109 предусмотрена между проходной цепью защищенного полюса (между клеммами 22 и 26) и цепью незащищенного полюса (между клеммами 23 и 27).

В варианте, показанном на фиг. 15, устройство 100 дополнительно содержит трансформатор 35 обнаружения дифференциальной неисправности, электронная схема 43а заменена электронной схемой 43d, и, кроме того, узел, образованный спусковым реле 45, соединенным с электронной схемой 43d, выполнен с возможностью воздействовать на замок 50 не только в случае продолжительного сверхтока, но также в случае дифференциальной неисправности.

В этом варианте цепь прохождения тока между клеммами 22 и 26 содержит последовательно установленные магнитный спусковой элемент 30, неподвижный контакт 31, подвижный контакт 32 и обмотку 34, являющуюся частью трансформатора 35, а цепь прохождения тока между клеммами 23 и 27 содержит последовательно установленные неподвижный контакт 36, подвижный контакт 37 и обмотку 38, являющуюся частью трансформатора 35 обнаружения дифференциальной неисправности.

Кроме обмотки 34 и обмотки 38, трансформатор 35 содержит вторичную обмотку 39 и кольцевой каркас 40, вокруг которого выполнены вторичная обмотка 39 и первичные обмотки 34 и 38.

Вторичная обмотка 39 соединена двумя проводниками 41, 42 с электронной схемой 43d, которая обрабатывает сигнал дифференциальной неисправности, выдаваемый трансформатором 35 в дополнение к сигналу, характеризующему силу тока и выдаваемому катушкой 52.

В целом, электронная схема 43d похожа на электронную схему 43а, если не считать того, что детектор 60 продолжительного сверхтока заменен узлом, образованным интерфейсом 70, преобразователем 71, блоком 72 вычисления, блоком 73 мониторинга, причем этот узел служит для определения среднеквадратического значения силы тока, проходящего в магнитной спусковой катушке 51, и того, что она дополнительно содержит интерфейс 63 переключения, который выдает сигналы, на которые реагирует цепь 61 переключения.

Интерфейс 63 переключения содержит две соединительные точки 170 и 171, соответственно соединенные проводниками 42 и 41 со вторичной обмоткой 39 трансформатора 35, и две выходные соединительные точки 168 и 169, каждая из которых соединена с цепью 61 переключения.

В частности, выходная соединительная точка 168 соединена с соединительными точками 93 и 94 управления соответственно третьего элемента 81 переключения и четвертого элемента 82 переключения; и выходная соединительная точка 169 соединена с соединительными точками 87 и 88 управления соответственно первого элемента 79 переключения и второго элемента 80 переключения.

Когда трансформатор 35 выдает сигнал дифференциальной неисправности на проводники 41 и 42, интерфейс 63 выдает в ответ сигнал обнаружения, передаваемый в третий элемент 81 переключения и в четвертый элемент 82 переключения, затем выдает сигнал приведения в действие, передаваемый в первый элемент 79 переключения и во второй элемент 80 переключения.

В непоказанных на фигурах вариантах:

- катушка 52 спускового реле расположена вокруг магнитной спусковой катушки 51, а не наоборот;

- цепь переключения выполнена иначе, чем в варианте выполнения, показанном на фиг. 6 и 7, например, с оптронами, а не с транзисторами и тиристорами;

- детектор продолжительного сверхтока выполнен иначе, чем в варианте выполнения, показанном на фиг. 5, 8 и 9, например, он является полностью аналоговым;

- сигнал приведения в действие, производимый по истечении заранее определенного времени после выдачи упомянутого сигнала обнаружения, выдается не детектором продолжительного сверхтока, а, например, цепью переключения, похожей на цепь 61, но выполненной с возможностью приема только сигнала обнаружения;

- цепь прохождения тока защищенного полюса находится справа, а не слева, тогда как цепь прохождения тока незащищенного полюса находится слева, а не справа; и/или

- устройство защиты не содержит второй выходной соединительной клеммы 27 для второго электрического полюса и, следовательно, не содержит второй цепи прохождения тока между клеммами 23 и 27.

В непоказанных вариантах устройство защиты имеет другую ширину и/или другое число полюсов, например, является четырехполюсным устройством шириной в четыре модуля, содержащим четыре клеммы в верхней части и четыре клеммы в нижней части.

В целом, изобретение не ограничено описанными и показанными на фигурах примерами.

Claims (22)

1. Устройство защиты для электрической установки переменного тока, имеющее первую входную соединительную клемму (22) для первого электрического полюса, вторую входную соединительную клемму (23) для второго электрического полюса, отличного от первого электрического полюса, и выходную соединительную клемму (26) для первого электрического полюса, при этом каждая упомянутая соединительная клемма (22, 23, 26) выполнена с возможностью вставки в нее оголенного концевого участка электрического провода или зуба горизонтальной электрической шины в виде гребенки; при этом упомянутое устройство содержит:

- первую цепь прохождения тока между первой входной соединительной клеммой (22) и выходной соединительной клеммой (26), содержащую неподвижный контакт (31) и подвижный контакт (32);

- механизм (50) управления подвижным контактом (32), имеющий два стабильных положения: соответственно положение разъединения, в котором подвижный контакт (32) находится на расстоянии от неподвижного контакта (31), и положение включения, в котором подвижный контакт (32) опирается на неподвижный контакт (31);

- ручку (19) для ручного воздействия на механизм (50) управления, чтобы производить переход из положения разъединения в положение включения или из положения включения в положение разъединения;

- компактный элемент (44), содержащий магнитный спусковой элемент (30) и спусковое реле (45), при этом упомянутый магнитный спусковой элемент (30) образован магнитной спусковой катушкой, расположенной вокруг подвижного сердечника, управляющего ударником, действующим в случае короткого замыкания на механизм (50) управления, и образующей участок первой цепи прохождения тока, при этом упомянутое спусковое реле (45) образовано катушкой спускового реле, расположенной вокруг упомянутого подвижного сердечника, при этом магнитная спусковая катушка и катушка спускового реле расположены одна вокруг другой;

- электронную схему, соединенную с катушкой спускового реле, при этом упомянутая электронная схема выполнена с возможностью питать упомянутую катушку спускового реле, когда возникают заранее определенные условия прохождения тока, свидетельствующие о продолжительном сверхтоке;

отличающееся тем, что упомянутая электронная схема (43а; 43d) содержит детектор (60) продолжительного сверхтока, выполненный с возможностью определять присутствие упомянутых условий прохождения тока на основании сигнала, присутствующего на концах (110, 110а) упомянутой катушки (52) спускового реле, и вырабатывать сигнал обнаружения, когда появляются упомянутые заранее определенные условия прохождения тока; и содержит цепь (61) переключения, при этом упомянутый детектор (60) продолжительного сверхтока и упомянутая цепь (61) переключения выполнены так, что в отсутствие упомянутого сигнала обнаружения цепь переключения соединяет катушку (52) спускового реле с детектором (60) продолжительного сверхтока, изолируя при этом катушку (52) спускового реле от каждой из упомянутых входных соединительных клемм (22,23), и что в присутствии упомянутого сигнала обнаружения цепь (61) переключения изолирует катушку (52) спускового реле от детектора (60) продолжительного сверхтока, затем соединяет катушку (52) спускового реле с каждой из упомянутых входных соединительных клемм (22,23).

2. Устройство защиты по п. 1, отличающееся тем, что детектор (60) продолжительного сверхтока реализован посредством аналого-цифрового преобразователя (71), блока (72) вычисления и интерфейса (70), расположенного между упомянутой цепью (61) переключения и преобразователем (71), при этом упомянутая цепь (61) переключения соединяет интерфейс (70) с двумя концами (110, 110а) катушки (52) спускового реле в отсутствие упомянутого сигнала обнаружения и изолирует интерфейс (70) от двух концов (110, 110а) катушки (52) спускового реле в присутствии упомянутого сигнала обнаружения, при этом упомянутый интерфейс (70) выполнен с возможностью выдавать во входной порт преобразователя (71) аналоговый сигнал, используемый упомянутым преобразователем (71) и соответствующий напряжению, присутствующему между двумя концами (110, 110а) упомянутой катушки (52) спускового реле.

3. Устройство защиты по п. 2, отличающееся тем, что детектор (60) продолжительного сверхтока содержит в микроконтроллере (95): аналого-цифровой преобразователь (71), соединенный с упомянутым аналоговым портом (67) и выполненный с возможностью вырабатывать цифровые значения, характеризующие аналоговый сигнал, выдаваемый упомянутым интерфейсом (70), блок (72) вычисления, выполненный с возможностью вырабатывать, на основании упомянутых цифровых значений, характеризующих аналоговый сигнал, выдаваемый упомянутым интерфейсом (70), цифровые значения, характеризующие среднеквадратическое значение силы тока, проходящего в упомянутой магнитной спусковой катушке (51); и блок (73) мониторинга среднеквадратического значения тока, проходящего в упомянутой магнитной спусковой катушке (51), выполненный с возможностью сравнивать упомянутые цифровые значения, характеризующие среднеквадратическое значение силы тока, с порогом силы тока и вырабатывать упомянутый сигнал обнаружения, если упомянутый порог силы тока превышен в течение заранее определенного времени.

4. Устройство защиты по п. 3, отличающееся тем, что упомянутый микроконтроллер (95) соединен также с элементом (96) связи и выполнен с возможностью передавать в упомянутый элемент (96) связи упомянутые цифровые значения, характеризующие среднеквадратическое значение силы тока и выдаваемые упомянутым блоком (72) вычисления.

5. Устройство защиты по п. 4, отличающееся тем, что элемент (96) связи является элементом радиочастотной связи.

6. Устройство защиты по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что упомянутая цепь (61) переключения содержит:

- первый элемент (79) переключения, содержащий соединительную точку (87) управления и соединенный с первой входной соединительной клеммой (22) и с первым концом (110) катушки (52) спускового реле, имеющий в отсутствие заранее определенного сигнала в упомянутой соединительной точке (87) управления заблокированную конфигурацию, в которой он изолирует первый конец (110) катушки (52) спускового реле от первой входной соединительной клеммы (22), и имеющий в присутствии упомянутого заранее определенного сигнала в упомянутой соединительной точке (87) управления проходную конфигурацию, в которой он соединяет первый конец (110) катушки (52) спускового реле с первой входной соединительной клеммой (22);

- второй элемент (80) переключения, содержащий соединительную точку (88) управления и соединенный со второй входной соединительной клеммой (23) и со вторым концом (110а) упомянутой катушки (52) спускового реле, имеющий в отсутствие заранее определенного сигнала в упомянутой соединительной точке (88) управления заблокированную конфигурацию, в которой он изолирует второй конец (110а) катушки (52) спускового реле от второй входной соединительной клеммы (23), и имеющий в присутствии упомянутого заранее определенного сигнала в упомянутой соединительной точке (88) управления проходную конфигурацию, в которой он соединяет второй конец (110а) катушки (52) спускового реле со второй входной соединительной клеммой (23);

- третий элемент (81) переключения, содержащий соединительную точку (93) управления и соединенный с первым концом (110) катушки (52) спускового реле и с детектором (60) продолжительного сверхтока, имеющий в отсутствие заранее определенного сигнала в упомянутой соединительной точке (93) управления проходную конфигурацию, в которой первый конец (110) катушки (52) спускового реле соединен с упомянутым детектором (60) продолжительного сверхтока, и имеющий в присутствии упомянутого заранее определенного сигнала в упомянутой соединительной точке (93) управления заблокированную конфигурацию, в которой первый конец (110) катушки (52) спускового реле изолирован от упомянутого детектора (60) продолжительного сверхтока;

- четвертый элемент (82) переключения, содержащий соединительную точку (94) управления и соединенный со вторым концом (110а) катушки (52) спускового реле и с детектором (60) продолжительного сверхтока, имеющий в отсутствие заранее определенного сигнала в упомянутой соединительной точке (94) управления проходную конфигурацию, в которой второй конец (110а) катушки (52) спускового реле соединен с упомянутым детектором (60) продолжительного сверхтока, и имеющий в присутствии упомянутого заранее определенного сигнала в упомянутой соединительной точке (94) управления заблокированную конфигурацию, в которой второй конец (110а) катушки (52) спускового реле изолирован от упомянутого детектора (60) продолжительного сверхтока.

7. Устройство защиты по п. 6, отличающееся тем, что упомянутый детектор (60) продолжительного сверхтока выполнен с возможностью вырабатывать, по истечении заранее определенного времени после выработки упомянутого сигнала обнаружения, сигнал приведения в действие, при этом упомянутая электронная схема (43а; 43d) выполнена с возможностью направлять упомянутый сигнал обнаружения в соединительную точку (93) управления третьего элемента (81) переключения и в соединительную точку (94) управления четвертого элемента (82) переключения и направлять упомянутый сигнал приведения в действие в соединительную точку (87) управления первого элемента (79) переключения и в соединительную точку (88) управления второго элемента (80) переключения.

8. Устройство защиты по любому из пп. 6 или 7, отличающееся тем, что каждый из первого элемента (79) переключения и второго элемента (80) переключения содержит транзистор (97) и тиристор (98).

9. Устройство защиты по любому из пп. 6 или 7, отличающееся тем, что каждый из третьего элемента (81) переключения и четвертого элемента (82) переключения содержит транзистор (99).

10. Устройство защиты по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что выполнено в модульном формате и имеет общую форму параллелепипеда с двумя главными сторонами (11, 12): соответственно левой стороной (11) и правой стороной (12), и с боковыми сторонами, проходящими от одной к другой из главных сторон, при этом его ширина, то есть расстояние между левой стороной (11) и правой стороной (12), равна целому кратному заранее определенного расстояния, называемого модулем.

11. Устройство защиты по любому из пп. 1-10, отличающееся тем, что соотношение между числом витков катушки (52) спускового реле и числом витков магнитной спусковой катушки (51) составляет от 100 до 500.

12. Устройство защиты по любому из пп. 1-11, отличающееся тем, что упомянутое устройство имеет вторую выходную соединительную клемму (27) для второго электрического полюса, при этом упомянутая выходная соединительная клемма (27) выполнена с возможностью вставки в нее оголенного концевого участка электрического провода или зуба горизонтальной электрической шины в виде гребенки; при этом упомянутое устройство содержит вторую цепь прохождения тока между второй входной соединительной клеммой (23) и второй выходной соединительной клеммой (27).

Images