PL188958B1

PL188958B1 - Wyłącznik automatyczny

Info

Publication number: PL188958B1
Application number: PL97323092A
Authority: PL
Inventors: Eric Suptitz; Henri Bellotto; Luc Weynachter; Patrice Allin
Original assignee: Schneider Electric Sa
Priority date: 1996-11-15
Filing date: 1997-11-13
Publication date: 2005-05-31
Also published as: DE69732171D1; OA10633A; NO974987L; US5877691A; TW358253B; PL323092A1; HU9702033D0; EA199700320A2; UA41450C2; EG21182A; HUP9702033A3; EA000997B1; NO314737B1; EP0843332A1; KR100475219B1; SG63768A1; ES2236787T3; FR2756095A1; CA2217835C; AR008694A1

Abstract

1. W ylacznik automatyczny, zaw ieraja- cy zespól w ylacznika autom atycznego pola- czony m echanicznie i elektrycznie z w y- m iennym m odulem przetw arzania, polaczony m echanicznie z wymiennym modulem kali- bracji polaczonym elektrycznie z modulem przetwarzania, oraz zawierajacy elementy komunikacji dolaczone do zewnetrznej m agi- strali telekom unikacyjnej, znam ienny tym , ze co najmniej jeden wym ienny m odul kom u- nikacyjny (4) jest polaczony, za pom oca m e- chanicznych elementów laczacych (33), z elem entami zespolu w ylacznika autom a- tycznego (1) reprezentujacym i jeg o stan, z m odulem przetwarzania (2) jest polaczony poprzez elektryczne lacze izolowane galwa- nicznie, zas z zew netrzna m agistrala teleko- m unikacyjna (12) jest polaczony za posrednic- twem ukladu wejscia-wyjscia (28). f i g 2 PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest wyłącznik automatyczny.

Znane wyłączniki automatyczne współpracują z różnymi typami elektronicznych wyłączników samoczynnych, które są wymienne ale są mocowane do wyłącznika automatycznego dopiero po zainstalowaniu tego ostatniego.

Celem wynalazku jest usprawnienie wymienności wyłączników samoczynnych tak, aby spełniał wymagania w zakresie podstawowego zabezpieczenia jak i rejestratora danych.

Wyłącznik automatyczny, zawierający zespół wyłącznika automatycznego połączony mechanicznie i elektrycznie z wymiennym modułem przetwarzania, połączony mechanicznie z wymiennym modułem kalibracji połączonym elektrycznie z modułem przetwarzania, oraz zawierający elementy komunikacji dołączone do zewnętrznej magistrali telekomunikacyjnej, według wynalazku charakteryzuje się tym, że co najmniej jeden wymienny moduł komunikacyjny jest połączony, za pomocą mechanicznych elementów łączących, z elementami zespołu wyłącznika automatycznego reprezentującymi jego stan, z modułem przetwarzania jest połączony poprzez elektryczne łącze izolowane galwanicznie, zaś z zewnętrzną magistralą telekomunikacyjną jest połączony za pośrednictwem układu wejścia-wyjścia.

Korzystnie, elektrycznym łączem izolowanym galwanicznie jest łącze optyczne.

Moduł komunikacyjny zawiera układ wskazań stanu wyłącznika automatycznego i licznik operacji, dołączone do zespołu wyłącznika automatycznego za pomocą mechanicznych elementów łączących. Moduł komunikacyjny zawiera także, dołączony do zespołu przetwarzania za pomocą łącza optycznego, podzespół zdalnych pomiarów i zdalnego ustawiania, złożony z interfejsu liniowego i dwóch sterowników połączonych dwukierunkowo z pamięcią RAM. Podzespół zdalnych pomiarów i zdalnego ustawiania jest dołączony także do zewnętrznej magistrali telekomunikacyjnej za pośrednictwem układu wejścia-wyjścia.

Moduł komunikacyjny zawiera ponadto układ sterowania wyłącznika automatycznego, który jest połączony z pomocniczymi urządzeniami sterującymi wyłącznika automatycznego poprzez łącze elektryczne, a do zewnętrznej magistrali telekomunikacyjnej jest dołączony za pośrednictwem układu wejścia-wyjścia.

Układ wejścia-wyjścia modułu komunikacyjnego jest złożony ze sterownika i interfejsu liniowego, które są dopasowane do typu zewnętrznej magistrali telekomunikacyjnej.

Korzystnie, mechanicznym elementem łączącym moduł komunikacyjny z elementami zespołu wyłącznika automatycznego reprezentującymi jego stan są, umieszczone w module komunikacyjnym, mikrołączniki z elementami sterującymi wystającymi z panelu modułu komunikacyjnego w kierunku zespołu wyłącznika automatycznego, a w zespole wyłącznika automatycznego elementem mechanicznym stykającym się z elementami wystającymi z modułu komunikacyjnego jest pręt ze sprężyną powrotną.

Korzystnie, elementem sterującym mikrołącznik jest osłaniająca go elastyczna, napięta membrana z uszczelką.

188 958

Zespół wyłącznika automatycznego zawiera czujniki prądowe w postaci toroidów Rogowskiego, których wyjścia są dołączone do modułu przetwarzania. Na płycie czołowej wymiennego modułu kalibracji, dopasowanego do zespołu wyłącznika automatycznego, znajduje się wartość znamionowa prądu In .wyłącznika automatycznego.

Korzystnie, wyjścia czujników prądowych są połączone ze wzmacniaczem o zmiennym wzmocnieniu w module przetwarzania, a wejście G sterujące wzmacniacza o zmiennym wzmocnieniu jest dołączone do elementu kalibrującego w module kalibracji.

Moduł przetwarzania zawiera analogowy wykonawczy podzespół zabezpieczający, złożony z układu prostowniczego dołączonego do czujników prądowych, z układu porównującego wielkość prądu I doprowadzonego z czujników prądowych z maksymalną analogową wartością progową S, oraz z układu sumy logicznej OR. Przy tym moduł przetwarzania jest elektrycznie połączony z modułem dodatkowym zawierającym elementy ustawiania wartości progowej S dla konkretnego wyłącznika automatycznego. Moduł dodatkowy jest trwale zamocowany mechanicznie w zespole wyłącznika automatycznego i ma tabliczkę informującą o zdolności wyłączania wyłącznika automatycznego N, H, L.

Korzystnie, do zespołu wyłącznika automatycznego jest zamocowany interfejs zawierający otwory prowadzące, komplementarne do kołków prowadzących modułu kalibracji i modułu dodatkowego, odpowiednio.

Korzystnie, moduł kalibracji i moduł dodatkowy są zamocowane w interfejsie symetrycznie.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że funkcje komunikacyjne spełnia wymienny moduł komunikacyjny, inny niż moduł przetwarzania i moduł kalibracji. Umożliwia to przystosowanie wyłącznika automatycznego do różnych protokołów telekomunikacyjnych, bez konieczności stosowania różnych wariantów modułów przetwarzania. Ponadto, niezależność modułu komunikacyjnego i jego bezpośrednie dołączenie, za pomocą łącza mechanicznego, do elementów wyłącznika automatycznego reprezentujących jego stan, umożliwia niezależne wykonywanie przez moduł komunikacyjny pewnych funkcji. W szczególności funkcji wskazywania zaraz po fizycznym połączeniu z zespołem wyłącznika automatycznego, nawet pod nieobecność modułu przetwarzania.

Przedmiot wynalazku w przykładach realizacji jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie rozmieszczenie modułów tworzących wyłącznik automatyczny i połączenia mechaniczne między nimi; fig. 2 - połączenia elektryczne i optyczne między modułami wyłącznika automatycznego z fig. 1, na schemacie blokowym; fig. 3 wzajemne usytuowanie poszczególnych modułów jednego przykładu wykonania, w rzucie aksonometrycznym; fig. 4 - moduł komunikacyjny wyłącznika automatycznego, na schemacie blokowym; fig. 5 - połączenie mechaniczne między zespołem wyłącznika automatycznego a modułem komunikacyjnym, w położeniu otwartym; fig. 6 - połączenie mechaniczne między zespołem wyłącznika automatycznego a modułem komunikacyjnym, w położeniu, zamkniętym; fig. 7 - wzajemne usytuowanie interfejsu, modułu kalibracji i modułu dodatkowego wyłącznika automatycznego, w rzucie perspektywicznym; fig. 8 - wzajemne usytuowanie interfejsu, modułu kalibracji i modułu dodatkowego wyłącznika automatycznego, w widoku z góry, w rozłożeniu, zaś fig. 9 przedstawia moduł przetwarzania w połączeniu z modułem kalibracji i modułem dodatkowym wyłącznika automatycznego, na schemacie blokowym.

Przedstawiony na fig. 1 i fig. 2, wyłącznik automatyczny według wynalazku, składa się z zespołu wyłącznika automatycznego 1, modułu przetwarzania 2, modułu kalibracji 3 i modułu komunikacyjnego 4. .

Przepływ prądu przez przewody LI, L2 i L3 (fig. 2), które mają być zabezpieczone przez zespół wyłącznika automatycznego 1, może być przerwany przez przerywacze 5. Na każdym przewodzie LI, L2 i L3 jest umieszczony czujnik prądowy 6. Cewka 7 wyłącznika samoczynnego steruje otwieraniem przerywaczy 5. Sygnały wyjściowe czujników prądowych 6, tj. sygnały reprezentujące prądy płynące przez przewody LI, L2 i L3 są przekazywane do modułu przetwarzania 2, który jest połączony elektrycznie z zespołem wyłącznika automatycznego 1. Zespół wyłącznika automatycznego 1 może zawierać ponadto czujniki napięciowe 8 wysyłające do modułu przetwarzania 2 sygnały reprezentujące wartości napięć między przewodami

188 958

Ll, L2 i L3. Cewka 7 wyłącznika samoczynnego powoduje otwarcie przerywaczy 5, po otrzymaniu sygnału wyłączenia z modułu przetwarzania 2. Komplementarne styki elektryczne 9 i 10 (fig. 2), usytuowane w zespole wyłącznika automatycznego 1 i modułu przetwarzania 2, odpowiednio, zapewniają połączenie elektryczne modułu przetwarzania 2 z zespołem wyłącznika automatycznego 1, po ich mechanicznym połączeniu.

Moduł kalibracji 3 z zespołem wyłącznika automatycznego 1 jest połączony mechanicznie za pomocą dowolnych, odpowiednich elementów mocujących w osi mocowania Al (fig. 1). Nie ma między tymi modułami połączenia elektrycznego. Moduł kalibracji 3 jest natomiast połączony elektrycznie z modułem przetwarzania 2 (fig. 2) i dostarcza temu ostatniemu prezentację informacji o wartości znamionowej (prądu) wyłącznika automatycznego.

Moduł komunikacyjny 4 z zespołem wyłącznika automatycznego 1 jest połączony mechanicznie za pomocą dowolnych, odpowiednich elementów mocujących w osi mocowania A2 (fig. 1). Jest on fizycznie całkowicie niezależny od innych modułów i jest połączony z modułem przetwarzania 2 jedynie za pomocą łącza optycznego 11. Łącze to jest dwukierunkowe i jest złożone z komplementarnych optycznych nadbiomików umieszczonych w module przetwarzania 2 i w module komunikacyjnym 4.

Moduł komunikacyjny 4 jest dołączony do dwukierunkowej zewnętrznej magistrali telekomunikacyjnej 12. Może być on również połączony z pomocniczymi urządzeniami sterującymi 14 wyłącznikiem automatycznym poprzez łącze elektryczne 13. Takimi pomocniczymi urządzeniami sterującymi 14 zwykle są cewki otwierania i/lub zamykania usytuowane w zespole wyłącznika automatycznego 1.

Bezpośrednie połączenie elektryczne między modułem komunikacyjnym 4 a pomocniczymi urządzeniami sterującymi 14 umożliwia sterowanie wyłącznika automatycznego bez udziału modułu przetwarzania 2, za pomocą zewnętrznej magistrali telekomunikacyjnej 12, modułu komunikacyjnego 4, łącza elektrycznego 13 i pomocniczych urządzeń sterujących 14.

Ponadto, moduł komunikacyjny 4 jest połączony za pomocą mechanicznych elementów łączących 33 z tymi elementami zespołu wyłącznika automatycznego 1, które reprezentują stan wyłącznika automatycznego. Zatem, moduł komunikacyjny 4 może wskazywać stan wyłącznika automatycznego samodzielnie bez udziału modułu przetwarzania 2.

Moduł dodatkowy 15, jest elektrycznie połączony z modułem przetwarzania 2 (fig. 2).

Względne usytuowanie modułów wyłącznika automatycznego jest przedstawione schematycznie na fig. 1, a widok szczególnego wykonania wyłącznika rozmontowanego - na fig. 3. Moduł komunikacyjny 4 jest umieszczony między płytą 16 zespołu wyłącznika automatycznego 1 a płytą tylną 17 węższej części 18 modułu przetwarzania 2. Ustalenie łącza optycznego 11 między komplementarnymi nadbiomikami modułu komunikacyjnego 4 i modułu przetwarzania 2 realizuje się za pomocą komplementarnych elementów prowadzących 19 i 20, znajdujących się na module przetwarzania 2 i module komunikacyjnym 4 odpowiednio.

Płyta czołowa 21 modułu przetwarzania 2 stanowi widoczną powierzchnię wyłącznika automatycznego, po zamontowaniu go na zespole wyłącznika automatycznego 1. Moduł przetwarzania 2 spoczywa swoją szerszą dolną częścią 22 na podstawie, która jest uformowana, w korzystnym przykładzie wykonania, w interfejsie 23 (fig. 3). Do interfejsu 23 jest przymocowany moduł kalibracji 3 i moduł dodatkowy 15 (fig. 7). Podstawa, w ogólnym zarysie ma kształt wspornika, zawiera jedną zasadniczo płaską część, na której spoczywa dolna płyta czołowa 24 modułu przetwarzania 2 i drugą część, prostopadłą do pierwszej, przeznaczoną do mocowania do płyty 16 zespołu wyłącznika automatycznego 1, za pomocą występów mocujących 26. Druga część podstawy zawiera złącza elektryczne 9 i 25 przeznaczone do współpracy z odpowiednimi złączami modułu przetwarzania 2 tak, aby osiągnąć niezbędne połączenia elektryczne między modułem przetwarzania 21, modułem kalibracji 3, modułem dodatkowym 15 lub zespołem wyłącznika automatycznego 1, za pomocą interfejsu 23.

Złącza elektryczne 9 i 25, łączące moduł przetwarzania 2 z podstawą, i elementy prowadzące 19 i 20 wykorzystywane są również do mechanicznego mocowania modułu przetwarzania 2 do zespołu wyłącznika automatycznego 1, po zamocowaniu do niego interfejsu 23 i modułu komunikacyjnego 4. Aby zapewnić dobrą stabilność mechaniczną, stosuje się dodatkowe elementy mocujące 27.

188 958

W korzystnym wykonaniu wyłącznika (fig. 3), połączenie elektryczne modułu komunikacyjnego 4 z zewnętrzną magistralą telekomunikacyjną 12 i pomocniczymi urządzeniami sterującymi 14 poprzez łącze elektryczne 13, jest realizowane za pomocą elementu łączącego w postaci układu wejścia/wyjścia 28, który jest umieszczony w górnej części modułu komunikacyjnego 4.

Moduł komunikacyjny 4 (fig. 4) jest dopasowany do zewnętrznej magistrali telekomunikacyjnej 12 określonego typu. Zawiera on interfejs liniowy 29 dołączony do zewnętrznej magistrali telekomunikacyjnej 12 i połączony, za pomocą łącza dwukierunkowego, ze sterownikiem 30. Zarówno interfejs liniowy 29 jak i sterownik 30 są dopasowane do typu wybranej magistrali telekomunikacyjnej 12, np. magistrali BatiBUS, FIP, JBUS, itd. Pozostałe podzespoły modułu komunikacyjnego 4 są standardowe.

Ponadto, moduł komunikacyjny 4 zawiera drugi sterownik 31, który stanowi interfejs komunikacyjny z jednostką przetwarzającą i jest dołączony do modułu przetwarzania 2 poprzez dwukierunkowe łącze optyczne 11. Optyczny nadbiomik modułu komunikacyjnego 4 znajduje się w drugim sterowniku 31. Oba sterowniki 30 i 31 dołączone są, za pomocą łącza dwukierunkowego, do pamięci o dostępie swobodnym RAM 32, która jest wspólna dla modułu komunikacyjnego 4 i modułu przetwarzania 2. W ten sposób, za pomocą modułu komunikacyjnego 4 i łącza optycznego 11, uzyskuje się łączność między magistralą telekomunikacyjną 12 a modułem przetwarzania 2. Dzięki temu jest możliwe czytanie i zapisywanie danych w module przetwarzania 2 i realizowanie zdalnego pomiaru (z modułu przetwarzania 2 do magistrali telekomunikacyjnej 12), zdalnego ustawiania (od magistrali telekomunikacyjnej 12 do modułu przetwarzania 2), wskazania przyczyny samoczynnego wyłączenia (od modułu przetwarzania 2 do magistrali telekomunikacyjnej 12), itd.

Moduł komunikacyjny 4 jest połączony również z tymi elementami zespołu wyłącznika automatycznego 1, które reprezentują stan wyłącznika automatycznego 1, za pomocą mechanicznego elementu łączącego 33 (fig. 4), który szczegółowo jest przedstawiony na fig. 5 i fig. 6. Umożliwia on uruchamianie zarówno układu wskazań stanu wyłącznika automatycznego 34, jak i licznika operacji 35, które są dołączone do sterownika 30. Dzięki temu możliwe jest przesyłanie wskazań stanu do magistrali telekomunikacyjnej 12.

Moduł komunikacyjny 4 zawiera ponadto układ sterowania wyłącznika automatycznego 36, którego wejście jest połączone z wyjściem sterownika 30, a wyjście jest połączone poprzez łącze elektryczne 13, z pomocniczymi urządzeniami sterującymi 14, co umożliwia zdalne sterowanie wyłącznika automatycznego.

Reasumując, moduł komunikacyjny 4 może realizować trzy niezależne funkcje, tzn. funkcje wskazywania (mechaniczne elementy łączące 33, układ wskazań stanu wyłącznika automatycznego 34, licznik operacji 35, interfejs liniowy 29, zewnętrzna magistrala telekomunikacyjna 12), funkcje sterowania wyłącznika automatycznego (zewnętrzna magistrala telekomunikacyjna 12, interfejs liniowy 29, sterownik 30, układ sterowania wyłącznika automatycznego 36, łącze elektryczne 13) oraz funkcje zdalnego pomiaru i ustawiania (łącze optyczne 11, drugi sterownik 31, pamięć o dostępie swobodnym RAM 32, sterownik 30, interfejs liniowy 29, zewnętrzna magistrala telekomunikacyjna 12). Struktura modułu komunikacyjnego 4 zapewnia niezależność wymienionych funkcji. Funkcje wskazywania i sterowania wyłącznika automatycznego moduł komunikacyjny 4 realizuje nawet przy braku modułu przetwarzania 2. Zasadnicze części modułu komunikacyjnego 4 są standardowe. Jedynie interfejs liniowy 29 i sterownik 30 są tak dobrane, aby były zgodne z typem zewnętrznej magistrali telekomunikacyjnej 12, do której użytkownik życzy sobie podłączyć wyłącznik automatyczny. Transformacja w module komunikacyjnym 4, przez interfejs liniowy 29 i sterownik 30, protokołu zgodnego z zewnętrzną magistralą telekomunikacyjną 12 do protokołu standardowego i odwrotnie, umożliwia adaptację wyłącznika automatycznego do różnych typów zewnętrznych magistrali telekomunikacyjnych, bez konieczności stosowania wielu modułów przetwarzania 2. Adaptacja ta może być przeprowadzona całkowicie przez użytkownika, który może zamocować moduł komunikacyjny 4 do wyłącznika automatycznego samodzielnie.

Korzystny przykład wykonania mechanicznych elementów łączących 33 przedstawiają fig. 5 i fig. 6. Połączenie mechaniczne uzyskiwane jest za pośrednictwem mikrołączników 37,

188 958 z których na fig. 5 i fig. 6 przedstawiony jest tylko jeden, w przekroju poprzecznym. Ma on postać przycisku zamocowanego na płytce drukowanej 38. W przedstawionym przykładzie wykonania modułu komunikacyjnego 4 nie wciśnięte położenie mikrołącznika 37 (fig.5) reprezentuje stan otwarcia przerywaczy wyłącznika automatycznego, natomiast wciśnięte położenie (fig. 6) reprezentuje stan zamknięcia przerywaczy. Trzonek 39 biegunów wyłącznika automatycznego, połączony z przerywaczami 5, uruchamia mikrołączniki 37 za pośrednictwem małego pręta 40 ze sprężyną powrotną. Elastyczna membrana 41 stanowi obudowę mikrołącznika 37. Ma ona uszczelkę 42 tworzącą trwałe uszczelnienie obudowy modułu komunikacyjnego 4 wokół otworu, w który została wprowadzona elastyczna membrana 41. Przenosi ona ruch pręta 40 do mikrołączników 37, przy zachowaniu uszczelnienia wewnątrz modułu komunikacyjnego 4. Uniemożliwia to wejście do modułu komunikacyjnego 4 zanieczyszczeń od gazów wyłączeniowych pochodzących z zespołu wyłącznika automatycznego 1.

Siła wytwarzana przez pręt 40, a działająca na mikrołączniki 37 może być zmienna. Niektóre mikrołączniki działające w podobny sposób jak w zespole wyłącznika automatycznego 1, poprzez system prętów ze sprężynami powrotnymi, umożliwiają wskazanie różnych stanów mechanicznych wyłącznika automatycznego. Jest możliwe wskazywanie nie tylko stanów otwarcia/zamknięcia wyłącznika automatycznego, ale również stanów naładowania/rozładowania mechanizmu operacyjnego wyłącznika automatycznego. Możliwe jest wskazanie faktu, że otwarcie wyłącznika zostało spowodowane wykryciem błędu przez moduł przetwarzania 2, lub wskazanie stanu części blokującej. Wszystkie te stany mechaniczne wyłącznika automatycznego są niezależnie przekazywane do modułu komunikacyjnego 4, w któ rym są przekształcane w sygnały elektryczne i mogą być sygnalizowane zarówno lokalnie, jak i zdalnie za pośrednictwem zewnętrznej magistrali telekomunikacyjnej 12.

Zastosowanie mechanicznych elementów łączących 33 między zespołem wyłącznika automatycznego 1 i modułem komunikacyjnym 4 oprócz umożliwienia realizacji funkcji wskazywania pozwala na ograniczenie niezależnego okablowania zespołu przetwarzania 2.

Na fig. 7 i fig. 8 przedstawiono korzystny przykład wykonania podstawy zawierającej interfejs 23, moduł kalibracji 3 i moduł dodatkowy 15. Moduł kalibracji 3 mocowany jest do podstawy w sposób umożliwiający jego wymianę. Dla ułatwienia mocowania, moduł kalibracji 3 i interfejs 23 zawierają komplementarne elementy prowadzące. Korzystne jest również, gdy zawierają one elementy korygujące błędy prowadzenia.

Przedstawione na fig. 8, elementy prowadzące stanowią: kołek prowadzący 43, stabilnie zamocowany w module kalibracji 3, i odpowiadający mu otwór prowadzący 44 w interfejsie 23. Mocowanie modułu kalibracji 3 może być przeprowadzone za pomocą dowolnych elementów umożliwiających łatwe mocowanie i wyjmowanie, dostępne dla użytkownika po usunięciu modułu przetwarzania 2. Elementami mocującymi mogą być np. wkręty, które są przedstawione w postaci osi mocowania Al (fig. 7 i fig. 8).

Podobnie jest mocowany moduł dodatkowy 15 do interfejsu 23. W tym przypadku elementem prowadzącym zamocowanym w module dodatkowym 15 jest kołek prowadzący 45 i odpowiadający mu otwór prowadzący 46 w interfejsie 23. Mocowanie modułu dodatkowego 15 do interfejsu 23 przeprowadzone jest u producenta. Moduł dodatkowy 15 nie może być wymontowywany przez użytkownika, a elementy mocujące muszą być odpowiednio dobrane. Przykładowo, moduł dodatkowy 15 może być zamocowany do interfejsu 23, a następnie do zespołu wyłącznika automatycznego 1, przez zaciśnięcie. Takie zamocowanie pozwala na rozmontowanie u producenta, jeżeli jest to niezbędne.

Moduł kalibracji 3 i moduł dodatkowy 15 współpracują ściśle z modułem przetwarzania 2 (fig. 9). Czujnikami prądowymi 6 (z fig. 2) są w tym przypadku toroidy Rogowskiego, które dostarczają sygnały reprezentujące pochodną prądu w funkcji czasu. Sygnały te są całkowane w module przetwarzania 2 przez układ całkujący 47, który może być typu RC, a którego sygnały wyjściowe reprezentują prądy w przewodach, które mają być chronione. Sygnały wyjściowe z układu całkującego 47 są doprowadzone do multipleksera 48, wzmacniacza o zmiennym wzmocnieniu 49, następnie do przetwornika analogowo-cyfrowego 50 i do mikroprocesora 51. Gdy czujnikami prądowymi 6 są toroidy Rogowskiego, zasilanie jest zwykle niewystarczające dla zasilania modułu przetwarzania 2. Wtedy dodaje się do zespołu wyłącznika automatycznego 1 czujniki prądowe z rdzeniem żelaznym 52, dołączone do zasilacza 53

188 958 modułu przetwarzania 2, który wytwarza dwa napięcia zasilające VI i V2, w stosunku do ziemi. Napięcie zasilające VI jest przewidziane dla zasilania układów elektronicznych modułu przetwarzania 2, podczas gdy napięcie V2, wyższe od VI, jest przewidziane do zasilania cewki 7 wyłącznika samoczynnego podczas wyłączenia samoczynnego.

Zastosowane jako czujniki prądowe 6 toroidy Rogowskiego są identyczne bez względu na to, jakie są wartości znamionowe wyłącznika automatycznego. W znanych wyłącznikach automatycznych używających tego typu wyłączników, o wartości znamionowej decyduje wyłącznik samoczynny. Zatem, dla różnych wartości znamionowych wyłączników automatycznych muszą być zapewnione różne wyłączniki samoczynne. Moduł kalibracji 3 umożliwia uniknięcie stosowania różnych modułów przetwarzania 2 dla różnych wartości znamionowych wyłącznika automatycznego. W module kalibracji 3 możliwa jest regulacja wzmocnienia wzmacniacza o zmiennym wzmocnieniu 49 odpowiednio do wartości znamionowej wybranej przez użytkownika. Moduł przetwarzania 2 automatycznie uwzględnia wybraną wartość znamionową, przy realizacji funkcji zabezpieczenia i/lub pomiaru.

W przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 9, moduł kalibracji 3 zawiera opornik Rl, który jest włączony między ziemię, a wejście G sterujące wzmacniacza o zmiennym wzmocnieniu 49. Wejście G jest dołączone do źródła napięcia VI poprzez opornik R2. Opornik Rl i R2 tworzą dzielnik mostkowy, a wartość opornika Rl w module kalibracji 3 decyduje o wartości wzmocnienia wzmacniacza o zmiennym wzmocnieniu 49, odpowiadającej wartości znamionowej In wyłącznika automatycznego. Jest ona wskazywana na płycie czołowej 54 modułu kalibracji 3 (fig. 7). Wskaźniki te pozostają widoczne na płycie czołowej 54 po zamocowaniu modułu przetwarzania 2 do interfejsu 23. Użytkownik ma możliwość przeprowadzenia zmiany wartości znamionowej In. W tym celu, musi odłączyć moduł przetwarzania 2 i zastąpić stary moduł kalibracji 3 nowym, posiadającym wymaganą wartość znamionową In. Nowa wartość, widoczna na płycie czołowej 54, będzie automatycznie uwzględniona przez moduł przetwarzania 2, gdy ten ostatni zostanie ponownie zamocowany.

Moduł dodatkowy 15 jest przeznaczony dla dostarczania do modułu przetwarzania 2 poziomu progu chwilowego maksimum analogowego, lub poziomu natychmiastowego zabezpieczenia linii wyłącznika automatycznego. Poziom ten jest niezależny ani od rodzaju modułu przetwarzania 2, ani od wartości znamionowej wyłącznika automatycznego. Poziom ten zależy jedynie od typu wyłącznika automatycznego w tym sensie, że ten ostatni musi mieć wytrzymałość elektrodynamiczną wyłącznika automatycznego. Poziom ten, związany z wyłącznikiem automatycznym, jest np. ustalany za pomocą elementów ustawiania wartości progowej R3, R4, znajdujących się w module dodatkowym 15.

Zasadniczym elementem układu analogowego, realizującego funkcję samowyłączenia w module przetwarzania 2, jest układ porównujący 56. Układ ten porównuje wartość progową S z sygnałem I pochodzącym z układu prostowniczego 55, do którego dołączone są wyjścia układu całkującego 47. Sygnały wyjściowe układu całkującego 47 reprezentują prądy w przewodach, które mają być chronione.

Jeżeli mikroprocesor 51 wykryje uszkodzenie w przewodach ochranianych, generuje sygnał wyłączenia. W przypadku awarii chwilowej, jest ona wykryta przez układ porównujący 56, który wytwarza sygnał wyłączenia. Sygnały wyłączenia, pochodzące albo z mikroprocesora 51, albo z układu porównującego 56, są kierowane poprzez układ sumy logicznej OR 57 do elektrody sterującej wyłącznika elektronicznego. W przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 9, wyłącznik ten stanowi tyrystor T, którego elektroda sterująca jest dołączona do wyjścia układu sumy logicznej OR 57. Jego źródło jest uziemione, a dren jest połączony szeregowo z diodą D spolaryzowaną zaporowo w stosunku do napięcia V2. Dren tyrystora T i źródło napięcia V2 są dołączone do końcówek wyjściowych 58 modułu przetwarzania 2 dołączonych do zespołu wyłącznika automatycznego 1, jak również do zasilania cewki 7, wyłącznika samoczynnego.

Wartość progową S otrzymuje się z dzielnika napięcia złożonego z dwóch oporników R5 i R6 włączonych szeregowo między napięcie VI a ziemię. Elementy ustawiania wartości progowej R3 i R4 modułu dodatkowego 15 połączone są równolegle z opornikiem R5, definiując w ten sposób próg S. Próg ten może być łatwo zmieniany. Przez eliminację jednego z oporników R3 lub R4, próg zmniejsza się. Dysponując dwoma opornikami R3 i R4 w module dodatkowym 15, łatwo jest uzyskać cztery różne wartości progu S.

188 958

Moduł kalibracji 3 i moduł dodatkowy 15 mogą zawierać dodatkowo większą liczbę oporników dla zwiększenia liczby możliwych do ustawienia pośrednich wartości progów S lub wzmocnień wzmacniacza o zmiennym wzmocnieniu 49. Jest również możliwe połączenie dwóch lub większej liczby oporników w szereg, a nie równolegle, w module dodatkowym 15 i zwarcie po trzebnych oporników.

Moduł dodatkowy 15 ma tabliczkę 59 (fig. 7) ze wskazaniem informacji o zdolności wyłączania wyłącznika automatycznego. Ta zdolność wyłączania, reprezentująca poziom natychmiastowego zabezpieczenia linii, jest zwykle wyrażona za po mocą kodu. W przykładzie wykonania z fig. 7 normalna zdolność wyłączania jest przedstawiona za pomocą litery N. Wyższa zdolność wyłączania może być przedstawiona za pomocą litery H, a bardzo wysoka zdolność wyłączania - za pomocą litery L.

Moduł kalibracji 3 i moduł dodatkowy 15 są zamocowane w interfejsie 23 symetrycznie (fig. 7 i fig. 8).

Użycie interfejsu 23 dołączonego do zespołu wyłącznika automatycznego 1, podtrzymującego moduł dodatkowy 15 i moduł kalibracji 3, zapewnia wymienność modułów przetwarzania 2.

Użycie modułów umożliwia różnicowanie wersji tych samych wyłączników automatycznych, które może być przeprowadzane w etapie końcowym, i umożliwia w prosty sposób spełnienie wymagań użytkowników.

Połączenie między modułem komunikacyjnym 4 i modułem przetwarzania 2, w przykładach wykonania, dotyczy łącza optycznego 11. Jednakże, połączenie to może być wykonane za pomocą dowolnego typu elektrycznego łącza izolowanego galwanicznie, w szczególności za pomocą łącza typu indukcyjnego.

FIG.3

188 958

FIG 7

188 958

FIG.8

188 958

rui ιη^;

188 958

FIG.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Wyłącznik automatyczny, zawierający zespół wyłącznika automatycznego połączony mechanicznie i elektrycznie z wymiennym modułem przetwarzania, połączony mechanicznie z wymiennym modułem kalibracji połączonym elektrycznie z modułem przetwarzania, oraz zawierający elementy komunikacji dołączone do zewnętrznej magistrali telekomunikacyjnej, znamienny tym, że co najmniej jeden wymienny moduł komunikacyjny (4) jest połączony, za pomocą mechanicznych elementów łączących (33), z elementami zespołu wyłącznika automatycznego (1) reprezentującymi jego stan, z modułem przetwarzania (2) jest połączony poprzez elektryczne łącze izolowane galwanicznie, zaś z zewnętrzną magistralą telekomunikacyjną (12) jest połączony za pośrednictwem układu wejścia-wyjścia (28).
2. Wyłącznik według zastrz. 1, znamienny tym, że elektrycznym łączem izolowanym galwanicznie jest łącze optyczne (11).
3. Wyłącznik według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że moduł komunikacyjny (4) zawiera układ wskazań stanu (34) wyłącznika automatycznego i licznik operacji (35), dołączone do zespołu wyłącznika automatycznego (1) za pomocą mechanicznych elementów łączących (33), a także zawiera dołączony do zespołu przetwarzania (2) za pomocą łącza optycznego (11) podzespół zdalnych pomiarów i zdalnego ustawiania, złożony z interfejsu liniowego (29) i dwóch sterowników (30) i (31) połączonych dwukierunkowo z pamięcią RAM (32), przy czym podzespół zdalnych pomiarów i zdalnego ustawiania jest dołączony także do zewnętrznej magistrali telekomunikacyjnej (12) za pośrednictwem układu wejściawyjścia (28).
4. Wyłącznik według zastrz. 1, znamienny tym, że moduł komunikacyjny (4) zawiera ponadto układ sterowania (36) wyłącznika automatycznego, który jest połączony z pomocniczymi urządzeniami sterującymi (14) wyłącznika automatycznego poprzez łącze elektryczne (13), a do zewnętrznej magistrali telekomunikacyjnej (12) jest dołączony za pośrednictwem układu wejścia-wyjścia (28).
5. Wyłącznik według zastrz. 1, znamienny tym, że układ wejścia-wyjścia (28) modułu komunikacyjnego (4) jest złożony ze sterownika (30) i interfejsu liniowego (29), które są dopasowane do typu zewnętrznej magistrali telekomunikacyjnej (12).
6. Wyłącznik według zastrz. 1, znamienny tym, że mechanicznym elementem łączącym (33) moduł komunikacyjny (4) z elementami zespołu wyłącznika automatycznego (1) reprezentującymi jego stan są umieszczone w module komunikacyjnym (4), mikrołączniki (37) z elementami sterującymi wystającymi z panelu modułu komunikacyjnego (4) w kierunku zespołu wy łącznika automatycznego (1), a w zespole wyłącznika automatycznego (1) elementem mechanicznym stykającym się z elementem wystającym z modułu komunikacyjnego (4) jest pręt (40) ze sprężyną powrotną.
7. Wyłącznik według zastrz. 6, znamienny tym, że elementem sterującym mikrołączniki (37) jest osłaniająca je elastyczna, napięta membrana (41) z uszczelką (42).
8. Wyłącznik według zastrz. 1, znamienny tym, że zespół wyłącznika automatycznego (1) zawiera czujniki prądowe (6) w postaci toroidów Rogowskiego, których wyjścia są dołączone do modułu przetwarzania (2), a na płycie czołowej (54) wymiennego modułu kalibracji (3) dopasowanego do zespołu wyłącznika automatycznego (1) znajduje się wartość znamionowa prądu In wyłącznika automatycznego.
9. Wyłącznik według zastrz. 8, znamienny tym, że wyjścia czujników prądowych (6) są połączone ze wzmacniaczem o zmiennym wzmocnieniu (49) modułu przetwarzania (2), a wejście regulujące wzmocnienie (G) wzmacniacza o zmiennym wzmocnieniu (49) jest dołączone do elementu kalibrującego (Rl) w module kalibracji (3).
10. Wyłącznik wedhig zastrz. 1, rnamienny tym, że moduł przetwarzania 0i) zawiera analogowy wykonawczy podzespół zabezpieczający, złożony z układu prostowniczego (55),

188 958 dołączonego do czujników prądowych (6), z układu porównującego (56) wielkość prądu I doprowadzonego z czujników prądowych (6) z maksymalną analogową wartością progową S, oraz z układu sumy logicznej OR (57), przy czym moduł przetwarzania (2) jest elektrycznie połączony z modułem dodatkowym (15) zawierającym elementy ustawiania (R3, R4) wartości progowej S dla konkretnego wyłącznika automatycznego, zaś moduł dodatkowy (15) jest trwale zamocowany mechanicznie w zespole wyłącznika automatycznego (1) i ma tabliczkę (59) informującą o zdolności wyłączania wyłącznika automatycz nego N, H, L.
11. Wyłącznik według zastrz. 10, znamienny tym, że do zespołu wyłącznika automatycznego (1) jest zamocowany interfejs (23) zawierający otwory prowadzące (44) i (46), komplementarne do kołków prowadzących (43) i (45) modułu kalibracji (13) i modułu dodatkowego (15), odpowiednio.
12. Wyłącznik według zastrz. 11, znamienny tym, że moduł kalibracji (3) i moduł dodatkowy (15) są zamocowane w interfejsie (23) symetrycznie.