SE458731B - Stroembrytare - Google Patents

Description

458 731 l0 2 maximispänningspotential som den kan klara. Korttids- överbelastningar på ett offentligt nät eller korttids- överbelastningar som skapas på konstgjord väg i test- laboratorier för simulering av möjliga korttidsöver- belastningar på offentliga nät erfordrar att dessa an- ordningar kan klara upp till 1500 Volt när de är utlösta.

Under detta utlösta tillstånd kommer i själva verket varje högspänning som uppträder över strömbrytaren att páföras belastningen i serie med lysdioden och resistorn, vilken utnyttjas som ett spänningsreducerande element.

Eftersom impedansen för lysdioden och resistorn typiskt är omkring 25000 ohm kommer hela den med korttidsöver- belastningen sammanhörande spänningen att uppträda över denna resistor under den halvperiod då lysdioden leder, eftersom impedansen är åtskilliga gånger större än den för belastningen.

Den i ovannämnda patent utnyttjade resistorns märk- data måste sålunda vara åtskilliga Watt p g a värmeav- ledningen i en omgivning med så gott som ingen ventilation och med avsaknad av värmeledningsbanor till strömbryt- arens utsida. Därtill kommer att resistorn måste ha tillräckligt stor längd för att klara den spännings- gradient som kommer att uppträda längs resistorns längd.

Till följd av utrymmesbegränsningarna för strömbrytaren är det absolut omöjligt att placera en sådan resistor inuti den och använda konventionella resistorer kommer att gå sönder p g a den höga temperaturen, ljusbâgs- bildning eller kombinationen av dessa båda faktorer.

Föreliggande uppfinning övervinner alla svårig- heter med känd teknik genom ástadkommandet av en ström- brytare, vilken kännetecknas av en indikatorkrets, vilken är parallellkopplad med insignalklämman och belastnings- klämman, seriekopplad med den andra fasta kontakten och utlösningsorganet och innefattar enflysdiod, vilken är seriekopplad med en kondensator, varvid lysdioden träder i funktion när ett överbelastningstillstånd av- kännes. _ 458 731 3 När strömbrytaren utlöser förflyttas en rörlig kontakt bort från en fast kontakt till följd av verksam- göríngen av ett termoelektriskt eller magnetiskt utlös~ ningselement. Denna förflyttning bryter kretsen mellan ett fasuttag och kretsbelastningen. Samtidigt ansluts kretsen som är parallellkopplad med huvudbrytaren och innefattar kondensatorn och lysdioden mellan fasuttaget och kretsbelastningen. Härvid tänds lysdioden och det gär lätt att bestämma vilken av ett flertal strömbrytare som har löst ut.

De ovan nämnda och andra ändamål, särdrag och för- delar med föreliggande uppfinning kommer att framgå klarare av den följande beskrivningen tagen tillsammans med de bifogade ritningarna. Fig l är en tvärsnittsvy av en konventionell strömbrytare, i vilken indikator- kretsen enligt föreliggande uppfinning ingår. Fig 2 är en tvärsnittsvy av en konventionell strömbrytare, i vilken indikatorkretsen enligt föreliggande uppfinning ingår och vilken visas efter det att strömbrytaren har löst ut.

Fig 3 är ett kretsschema för den i fig l visade kretsen i både TILL- och FRÅN-läge. Fig 4 är ett kretsschema för den i fig 2 visade strömbrytaren. Fig 5 är ett krets- schema för en magnetisk strömbrytare i både TILL- och FRÅN-läge. Fig 6 är det i fig S visade kretsschemat och visar förhållandena när strömbrytaren har löst ut.

En termoelektriskt aktiverad standardströmbrytare är, såsom visas i fig l och 2, anordnad i ett hus eller hölje 10 av lämpligt isolerande material. Kàpan eller framsidan på strömbrytaren har utelämnats på ritningarna för att strömbrytarens inre delar skall synas. Även om det inte har någon betydelse för denna speciella uppfinning kan det påpekas att höljet och kåpan typiskt _ är tillverkade av formad isolerande plast. Ett handtag 14 sträcker sig genom ett parti av huset l2. Handtaget l4 visas, såsom framgår i fig l, i TILL-läget medelst heldragna linjer och i FRÅN-läget l4' med streckade í linjer. Därtill kommer att fig 2 visar handtaget 14 i det utlösta läget. . i 458 731 4 En fast kontakt 16 är monterad på en fasuttagsklämma 18, vilken är anordnad att vara i kontakt med en kraft- ledning när strömbrytaren är insatt i en kopplingstavla, vilken ofta är anordnad på mörka eller dåligt upplysta platser. En rörlig kontakt 20 är monterad på en kontakt- bärare 22.

En utlösningsarm 24 är svängbart förbunden med en vårta 56 i höljet 10 och anordnad att svänga mellan det i fig 1 visade TILL-läget och det i fig 2 visade utlösta läget. En bistabil dragfjäders 28 ena ände är ansluten till kontaktbäraren 22 och dess andra ände är ansluten till utlösningsarmen 24. Handtaget 14, kontakt- bäraren 22 och fjädern 28 bildar ett bistabilt arrange- mang, eller en vippa, vilken tjänstgör som manövermekanism och är anordnad att tvinga den rörliga kontakten 20 mot den fasta kontakten 16, såsom visas i fig l, när fjädern 28 befinner sig pà en sida om en pivotpunkt 30 och att tvinga den rörliga kontakten 20 till brytläget, såsom visas i fig 2, när fjädern 26 befinner sig på andra sidan om pivotpunkten 30.

En belastningsuttagsskruv 32 för anslutning av strömbrytaren till en belastningskrets är placerad inuti det formade höljet 10. Denna skruv är gängad genom en samlingsskena 34, vilken är nitad eller skruvad i höljet vid 36.

Ett värmekänsligt làselement 38 är elektriskt an- slutet till den rörliga kontakten 22 med hjälp av en böjlig ledare 40, vilket typiskt innefattar en tvinnad koppartråd. Detta värmekänsliga element 38 är i allmänhet ett krokformat bimetalliskt termostatelement med åtmin- stone två metallskikt som har olika värmeutvidgnings- koefficient, så att elementet böjer sig när det utsätts för en ökad temperatur. Den böjliga ledarens 40 ena ände är direkt fäst vid det bimetalliska elementets 38 ena ände och dess andra ände är ansluten till kontakt- bäraren 22. Det bimetalliska elementets andra ände är anslutet via samlingsskenan 34 till belastningsuttags- 458 731 skruven 32.

En lysdiod 50 är anordnad i en med strömbrytarens huvudbrytare parallellkopplade krets, vilken är anordnad mellan fasuttagsklämman 18 och belastningsuttagsskruven 32. En isolerad ledare 42 är vid sin ena ände ansluten till fasuttagsklämmans 18 baksida och vid sin andra ände till en strömbegränsande kondensator 44. Kondensatorn 44 är i sin tur ansluten via en ledare 46 till lysdiodens 50 ena sida. Denna diod är försänkt i höljet l2 så att den är ordentligt synlig. Lysdiodens 50 andra sida är via en ledare 52 ansluten till en arm 54, vilken uppbär en kontakt 56. Kontakten 56 åstadkommer en elektrisk koppling till utlösningsarmen 24 när armen har lösts ut till läget 24', såsom visas i fig 2. Strömmen passerar då genom utlösningsarmen 24' till kontaktbäraren 22, vilken visas i läge 22'. Strömmen flyter därefter från kontaktbäraren 22 genom ledaren 40 till det bimetalliska elementet 38 och sålunda genom samlingsskenan 34 till belastningsuttagsskruven 32, till vilken belastningen normalt är ansluten.

Strömbrytaren tjänar på brukligt sätt inom teknik- området till att öppna och sluta kontakter och också till att lösa ut vid överbelastningstillstànd. Även om det inte är ett absolut krav på föreliggande uppfinning må det påpekas att en konventionell strömbrytarkonstruk- tion visas i det amerikanska patentet nummer 3 930 211.

Under normala förhållanden häller exempelvis det krok- liknande elementet i det värmekänsliga elementets 38 ände utlösningsarmen 24 i ett läge skilt från kontakten 56. När det värmekänsliga elementet 38 utsätts för ett överbelastningstillstånd böjer det sig emellertid utåt till följd av sin bimetalliska natur, varvid utlösnings- armen 24 frigöres för kontakt med kontakten 56.

Pig 5 och 6 visar kretsscheman för en magnetisk strömbrytare, vilken i många avseende är lik den i fig l-4 visade termoelektriska strömbrytaren. Följaktligen används i fig 5 och 6 samma hänvisningsnummer som i 458 751 6 fig l-4. Ett ankare 60 sträcker sig i detta fall genom en magnetspole 62. Detta ankare och denna magnetiska spole ersätter utlösningsarmen 24 och det bimetalliska làselementet 38 som visas vid fig l-4. Ankaret 60 an- sluter också kontaktbäraren 22 elektriskt till en kontakt 64 efter utlösningen. Ankaret 60 fullständigar då kretsen via kontakten 56 till anslutningsdonet 52 och lysdioden 50. När en överbelastning avkännes påverkar ankaret 60 kontaktbäraren 22 till att förflytta sin kontakt bort från den fasta kontakten 16 och förflytta kon- takten 64 till det i fig 6 visade läget där den sluter kretsen med kontakten 56. Denna förflyttning medför att kretsen från kraftledningen l8 passerar genom anslutninge- donet 42 via kondensatorn 44 till ledaren 46 och lysdioden 50. Lysdioden 50 aktiveras följaktligen och förblir tänd. Kretsbanan fortsätter därefter via ankaret 60, kontaktbäraren 22, magnetspolen 62 och anslutningsdonet 66 till belastningsuttagsskruven 32- Vid drift påverkar handtaget 14 kontaktbäraren 22 till att sluta och bryta kretsen genom kontakten 16 och kraftledningsuttaget 18. När en överbelastning avkänns i den i fíg l-4 visade kretsen bryts kretsen från kon- takten 16 till kontaktbärarens kontakt 20 av det bi- metalliska elementets 38 rörelse och utlösningsarmen 24 förflyttas till läget 24'. Denna förflyttning full- ständigar en krets frán ledaren 52 via den kontaktbärande armen 54 och kontakten 56, varigenom ett slutande erhålles av parallellkretsen, som innefattar lysdioden 50, vilken förblir tänd tills handtaget l4 manövreras vid återin- kopplingen av strömbrytaren. När en överbelastning av- kännes av den i fig 5 och 6 visade magnetiska ström- brytaren bryts på samma sätt belastningskretsen genom att spolen 62 förflyttar ankaret 60, varvid belastnings- kretsen mellan den fasta kontakten 16 och den rörliga kontakten 20 bryts. Denna förflyttning medför att kretsen mellan ankarkontakten 64 och diodkontakten 56 sluts, varvid lysdioden aktiveras och hålls tänd tills handtaget 458 731 7 14 påverkas vid slutande av strömbrytaren.

I det fall då både den i fig l-4 termoelektriskt manövrerade strömbrytaren och den i fig 5 och 6 visade magnetiska strömbrytaren utnyttjas har i allmänhet, när en överbelastning avkännes, den reaktiva strömbe- gränsande kondensatorn 44 en impedans som är många gånger större än belastningens impedans. Av detta skäl kommer huvuddelen av den av kraftledningen matade växelspänningen att anbringas över den med kondensatorn 44 försedda, parallella indikatorkretsen. Eftersom en kondensator och inte en resistor användes som strömbegränsande anordning föreligger inget värmealstringsproblem. Därtill kommer att den speciella kondensatorn måste ha en hög dielektrisk överslagsspänning, såsom erbjudes av keramiska konden- satorer.

Många ändringar och modifieringar i de ovan beskrivna utföringsformerna av uppfinningen kan naturligtvis göras utan att man avviker från uppfinningens omfattning.

Det är exempelvis uppenbart att strömbrytaren som används tillsammans med den parallella indikatorkretsen inte skall anses vara begränsad till den ovan beskrivna och visade strömbrytaren, utan olika, på liknande sätt konstruerade och manövrerade strömbrytare kan utnyttjas. Även om uppfinningen har beskrivits med avseende på en enskild strömbrytare omfattar den vidare även en serie av sida vid sida anordnade strömbrytare med upp- lysningsanordningar som är förknippade med var och en av strömbrytarna.

Claims (5)

458 10 15 20 25 30 731 PATENTKRAV

1. l. Strömbrytare med en första fast kontakt (16), vilken är ansluten till en insignalklämma (18), en rörlig kontakt (20). vilken är anordnad på en kontaktarm (22), vilken är rörlig mellan ett slutet läge i vilket den befinner sig i direkt kontakt med den första fasta kon- takten och ett brutet läge i vilket den är skild från den första fasta kontakten, en belastningsklämma (32), vilken är ansluten till en belastning via den första fasta kontakten och den rörliga kontakten under normal drift och vilken är bortkopplad från den första fasta kontakten under överbelastningstillstånd, avkännings- organ (38: 62), som är anordnade att avkänna närvaron av ett överbelastningstillstánd över strömbrytaren och som är anslutna till en belastningsklämma, ett utlösningsor- gan (24; 60), vilket är känsligt för avkänningsorganens rörelse och vilket bringas i kontakt med en andra fast kontakt (56) när avkänningsorganen avkänner ett över- belastningstillstånd, k ä n n e t e c k n a d av en indikatorkrets, vilken är parallellkopplad med insig- nalklämman (18) och belastningsklämman (32), seriekopplad med den andra fasta kontakten (56) och utlösningsorganet (24; 60) och innefattar en lysdiod (50), vilken är serie- kopplad med en kondensator (44), varvid lysdioden träder i funktion när ett överbelastningstillstànd avkännes.

2. Strömbrytare enligt krav 1, k ä n n e t e c k - av att lysdioden (50) är seriekopplad med en enda kondensator. n a d

3. Strömbrytare enligt krav 2, k ä n n e t e c k - av att indikatorkretsen innefattar en enda lys- diod (50). n a d

4. Strömbrytare enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att avkänningsorganen är ett termiskt aktiverat bimetalliskt element (38). 458 731 9

5. Strömbrytare enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d ras magnetiskt. av att avkänningsorganen aktive-