SI23041A - Prenapetostna zaĺ äśita s pokrivnim varovanjem kontaktov - Google Patents

Abstract

Predmetni izum razkriva prenapetostno zaščito s pokrivnim varovanjem kontaktov (14), ki prednostno vključuje dva ploščata varistorja (6a, 6b), dve ozemljitveni elektrodi in dve odklopni elektrodi (3a, 3b), ki sta električno pritrjeni na stranski ploskvi varistorjev (6a, 6b), delno izoliran odklopni kontakt (1), izolacijski pokrovček (2), vzmet (8), ki se nahaja na osi izolacijskega pokrovčka (9), izolacijsko pregrado (4) in vmesno izolacijsko pregrado (7), ter priključne sponke (10), ki dodatno preprečujeta preboje uhajavih tokov skozi zrak med elektrodo varistorja in odklopnim kontaktom. Naprava je zaprta v ohišju naprave (11) s pokrovom naprave (15). Opisana naprava učinkovito rešuje problema uničenja in gorenja prenapetostnih zaščit z vgrajenimi varistorji, zaradi nastanka električnega obloka.

Description

PRENAPETOSTNA ZAŠČITA S POKRIVNIM VAROVANJEM KONTAKTOV

Področje izuma

Izum se nanaša na zaščito pred uničenjem varistorja zaradi električnega obloka in električno termičnih preobremenitev, ki nastanejo zaradi previsokih napetosti na varistorju.

Ozadje izuma

Če so varistorji izpostavljeni previsokim napetostim, se lahko zaradi posledičnega toka iz omrežja pregrejejo in zagorijo. Običajno imajo vgrajeno termično zaščito, ki jih varuje pred pregrevanjem. Pri višjih priključnih napetostih, posebej, če so enosmerne, pa odklopna razdalja pogosto ne zadostuje, da bi preprečila nastajanje električnega obloka. Ne deluje tudi druga zaščita, saj, kljub hitremu naraščanju toka skozi varistor, varistor še nekaj časa ohranja določeno upornost. Zaradi tega varovalka ali tokovni odklopnik ne reagirate in ne prekineta toka skozi varistor, dokler ne narast do teke mere, da pride do gorenja celotne prenapetostne zaščite. Temperatura električnega obloka je nekaj tisoč stopinj Celzija, kar je dovolj, da zagorijo tiskana vezja, elektronske komponente in celotna naprava.

Stanje tehnike in tehnični problem

Po stanju tehnike je znanih več rešitve za zaščito pred nastankom električnega obloka. Ena od njih predvideva, da električni kontakt termične zaščite, po odklopu povežemo z ozemljitvijo in varovalka v napajalnem tokokrogu reagira in prekine tok skozi varistor. Taka rešitev ni zanesljiva, poleg tega je povezana z zamenjevanjem varovalk.

Druga poznana rešitev, temelji na povečevanju razdalje med telesom varistorja in odklopnim kontaktom. Toda pri 1000 V_Dc enosmerne napetosti 2 cm razdalja ne zadostuje, zato omenjena rešitev ni primerna za tehnične izvedbe prenapetostnih zaščit. Omenjeni in druge rešitve po stanju tehnika problemov povezanih z nastankom električnega obloka ne rešujejo na optimalen način, saj so le teoretične in v praksi ne delujejo ali pa so ekonomsko neupravičene. Predvsem ostaja nerešen problem preprečevanja uhajavih tokov preko katerih se električni oblok lahko vzpostavi in naraste do uničujoče velikosti.

Opis izuma

Izum, opisan v nadaljevanju, uspešno rešuje slabosti rešitev po stanju tehnike, predvsem s tem, da preprečuje nastanek električnega obloka pri prenapetostnih zaščitah, ki vključujejo, kot prenapetostni zaščitni element varistorje, z uporabo izolacijskega pokrovčka.

V trenutku, ko pride do kritičnega pregrevanja varistorja, se temperaturno občutljiv material na spoju odklopni kontakt - varistor stali in izolacijski pokrovček, na katerega pritiska napeta vzmet, se sunkovito zavrti okrog svoje osi in prekrije elektrodo varistorja ter tako prepreči nastanek električnega obloka.

Tehnična izvedba po izumu, prikazana na Sliki 4, je predvsem primerna za uporabo v zaščiti fotovoltaičnih sistemov, kjer odpoved varistorja in gorenje lahko povzroči veliko materialno škodo.

Nadaljnje prednosti in uporabnost izuma bodo postale še bolj jasne tudi povprečnemu strokovnjaku iz priloženih slik in opisov.

Kratek opis slik

V nadaljevanju bo predmetni izum opisan s pomočjo priloženih slik, ki prikazujejo:

Slika 1 Stranski pogled na prenapetostno zaščito s pokrivnim varovanjem kontaktov

Slika 2 Notranjo zgradbo prenapetostne zaščite s pokrivnim varovanjem kontaktov

Slika 3 Pritrditev vzmeti na izolacijski pokrovček

Slika 4 Prenapetostna zaščita po izumu

Slika 5 Povezava odklopnega kontakta in odklopnih elektrod varistorja

Podroben opis izuma

Prenapetostna zaščita s pokrivnim varovanjem kontaktov 14, kot je prikazana na Sliki 1, prednostno vključuje dva varistorja 6a in 6b (lahko pa tudi več), ki sta ploščate oblike, imata po dve stranski ploskvi, dve ozemljitveni elektrodi (nista prikazani) in dve odklopni elektrodi 3a in 3b, ki sta električno pritrjeni na omenjeni stranski ploskvi varistorjev 6a in 6b, odklopni kontakt 1, zavarovan s termično krčljivo cevjo (božirko) 5, ki ima visoko električno izolativnost, izolacijski pokrovček 2, vzmet 8, os izolacijskega pokrovčka 9, izolacijsko pregrado 4 in vmesno izolacijsko pregrado 7, priključne sponke 10 in pokrov 15 ( Slika 4).

Varistorja 6a in 6b sta vzdolžno nameščena v ohišje prenapetostne zaščite 11.

Odklopni elektrodi 3a in 3b sta oblikovani tako, da njuna zunanja robova tečeta ob robu telesa varistorjev 6a in ob robu varistorja 6b in ne segata preko njegovih stranskih robov in spodnjih robov varistorjev 6a in 6b, na zgornji strani teles varistorjev 6a in 6b sta odklopni elektrodi 3a in 3b oblikovani v vrat, ki sega v zgornjo ravnino (Slika 5) in na vratu odklopnih elektrod 3a in 3b sta oblikovani kontaktni površini, ki sta pravokotni na ravnini elektrod 3a in 3b tako, da na površino, ki jo tvorita staknjeni kontaktni površini, lahko prilotamo odklopni kontakt 1, ki je v zgornjem delu razcepljen v dva kraka v spodnjem delu pa je prepognjen in zavihan navzgor tako, da spodnji del kontakta 1 sega pod mesto kjer se kontakt 1 razcepi v dva kraka, odklopni kontakt 1 pa je povezan na fazo.

Izolacijski pokrovček 2 , ki ima v preseku prednostno obliko krožnega izseka, je vrtljiv okoli osi 9, ki je vstavljena v simetrični odprtini v vratovih elektrod 3a in 3b, ki sta paralelna in se stikata in je širši kot je širina paralelno staknjenih vratov elektrod 3. Izolacijski pokrovček 2 ima vstavljeno vzmet 8, ki je pozicionirana na osi 9 kot je to prikazano na Sliki 3 in je z enim koncem fiksirana v notranjosti izolacijskega pokrovčka 2 in z drugim koncem oprta na vrat odklopne elektrode 3b in drži izolacijski pokrovček 2 v končni poziciji, v kateri izolacijski pokrovček 2 pokriva paralelno nameščena vratova odklopnih elektrod 3a in 3b, ki sta staknjeni tako, da se kontaktni površini stikata in oblikujeta kontaktno ploskev.

• «

Varistorja 6a in 6b sta postavljena v ohišje prenapetostne zaščite 11 prednostno v paru tako, da sta njuni elektrodi 3a in 3b in njuna vratova paralelna in se kontaktni površini stikata, ter oblikujeta kontaktno ploskev na katero s temperaturno občutljivim materialom (trdo spajko) pritrdimo odklopni kontakt 1. V ohišje prenapetostne zaščite 11 lahko v splošnem namestimo poljubno število varistorjev, prednostno parov varistorjev. V primeru, ko ima naprava več varistorjev ali več parov varistorjev, ima tudi ustrezno število pripadajočih priključnih elektrod varistorjev (3a,3b), odklopnih kontaktov (1) in izolacijskih pokrovčkov (2) z vključenimi vzmetmi (8).

V delovnem režimu prenapetostne zaščite 14 je odklopni kontakt 1 pritrjen s temperaturo občutljivim materialom (trdo spajko) na kontaktno ploskev tako, da se vratova paralelnih odklopnih elektrod 3a in 3b stikata, vzmet 8 je napeta, izolacijski pokrovček pa je v izhodiščni poziciji, oprt na odklopni kontakt 1, kot je to prikazano na Sliki 2, ki preprečuje, da bi se vzmet 8 sprožila in zavrtela izolacijski pokrovček 1 v končno pozicijo.

Pri pregrevanju varistorja 6, se pri kritični, vnaprej določeni temperaturi, stali temperaturno občutljiv material, odklopni kontakt 1 se, zaradi vzmetnih lastnosti, sunkovito pomakne nazaj in sprosti izolacijski pokrovček 2, ki se zavrti, zaradi delovanja vzmeti in prekrije nastavka elektrod 3a in 3b paralelnih varistorjev 6a in 6b. Z odklopom odklopnega kontakta 1 je prekinjen tokokrog, ki se sklepa preko varistorjev 6a in 6b, varistorja 6a in 6b se ne pregrevata več, nova pozicija izolacijskega pokrovčka 2 prekine zračna povezave med elektrodama 3a in 3b in odklopnim kontaktom 1 in prepreči nastanek električnega obloka.

Zaradi visokih napetosti, ki se pojavijo na varistorju, lahko pride do preboja skozi zrak, zato je v prenapetostni zaščiti po predmetnem izumu vgrajenih več zaščit pred prebojem skozi zrak. Telo odklopnega kontakta 1 je delno prekrito z visoko izolativno termično krčljivo cevjo 5, pred njim je nameščena prožna izolacijska pregrada 4, ki zapira zračno pot med izolacijskim kontaktom 1 in elektrodama 3a in 3b in preprečuje preboje skozi zrak in nastanek električnega obloka. Med prekati v ohišju prenapetostna zaščite 1, v katere so nameščeni varistorji, so postavljene izolacijska pregrade 7.

• ·

Rešitev po izumu učinkovito rešuje problem uničenja in gorenja prenapetostnih zaščit, ki imajo vgrajene varistorje, zaradi nastanka električnega obloka s tem, da se ob kritičnem segrevanju varistorja izklopi napajanje, elektroda varistorja se po odklopu odklopnega kontakta prekrije z izolacijskim pokrovčkom, s tem pa je preprečen nastanek obloka. Predmetni izum vključuje tudi druge ukrepe za preprečevanje električnega obloka, omenjeno izolacijsko pregrado 4, ki dodatno preprečuje preboje uhajavih tokov skozi zrak od elektrod varistorja 3a, 3b na odklopni kontakt 1, omenjeno vmesno izolacijsko pregrado 7 in termično krčljivo cev z visoko električno izolativnostjo 5 na odklopnem kontaktu varistorja 1.

Predmetni izum je opisan tako, da vsebuje mnoge specifičnosti, ki pa njegove širine ne omejujejo izuma ampak služijo zgolj kot ponazoritev izvedb naprave. Zahtevani obseg varstva pa je definiran s priloženimi patentnimi zahtevki.

Claims (7)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Prenapetostna zaščita s pokrivnim varovanjem kontaktov, ki vključuje en ali več parov varistorjev (6a, 6b), pripadajoče priključne elektrode varistorjev (3a, 3b), odklopne kontakte (1), izolacijske pokrovčke (2) z vključenimi vzmetmi (8), ohišje naprave (11), pokrov naprave (15), značilna po tem, daje vsak izolacijski pokrovček (2) vrtljiv okrog svoje osi (9) in ima dva stabilna položaja, in da v enem od stabilnih položajev prekrije priključne elektrode varistorjev (3a, 3b).
2. 2. Prenapetostna zaščita po zahtevku 1, značilna po tem, da ima izolacijski pokrovček (2) v preseku obliko krožnega izseka.
3. 3. Prenapetostna zaščita po zahtevku 2, značilna po tem, daje ob oklopnem kontaktu (1) nameščena izolacijska pregrada (4) paralelna z izolacijskim pokrovčkom (1), ki prepreči električni oblok.
4. 4. Prenapetostna zaščita po zahtevku 3, značilna po tem, daje priključni kontakt (1) s temperaturno občutljivim materialom pritrjen kontaktni ploskvi elektrod varistorjev (3a,3b).
5. 5. Prenapetostna zaščita po zahtevku 4, značilna po tem, da temperaturno občutljiv material taljiva kovinska zlitina.
6. 6. Prenapetostna zaščita po zahtevku 5, značilna po tem, daje odklopni kontakt (1) delno prekrit s krčljivo cevjo (5), ki ima visoko izolativnost.
7. 7. Prenapetostna zaščita po zahtevku 6, značilna po tem, da so med prekati v ohišju prenapetostne zaščite (11) nameščene vmesne izolacijske pregrade (7).