PL200035B1 - Wyzwalacz wyłącznika ochronnego i układ wyłącznika ochronnego - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest wyzwalacz zawiera- j acy podpart a obrotowo d zwigni e stykow a (7), przy czym wyzwalacz wy lacznika ochronnego jest uak- tywniany przez d zwigni e stykow a (7), gdy przekro- czy la ona z góry okre slone po lo zenie obrotowe w jej kierunku otwarcia. Wyzwalacz zawiera podparty przesuwnie na korpusie wylacznika ochronnego suwak (12), który jest przemieszczany przez d zwi- gni e stykow a (7), gdy d zwignia stykowa (7) podczas swojego obrotu przekroczy z góry okre slone po lo ze- nie, wskutek czego suwak (12) wprawia w ruch wa- hacz (5), który ma odcinek w kszta lcie pó lcylindra, który jest prowadzony z mo zliwo sci a po slizgu i obro- tu w zaokr aglonym zag lebieniu skrzynkowej podsta- wy wy lacznika ochronnego. Wyzwalacz mo ze by c sprzezony z drugim wy lacznikiem ochronnym celem jego równoleg lego otwarcia. Wyzwalacz mo ze by c korzystnie zespolony w uk lad wy lacznika ochronne- go z selektywnym cz lonem wyzwalaj acym. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wyzwalacz wyłącznika ochronnego i układ wyłącznika ochronnego z takim wyzwalaczem.

Znane są ze stanu techniki różne wyłączniki ochronne sterowane elektronicznie i elektromechanicznie, które stosuje się do zabezpieczenia dołączonych obwodów elektrycznych, żeby nie dopuścić do wystąpienia wysokich prądów (prądów zwarciowych) w tych obwodach.

Na przykład wykorzystuje się przeważnie wyłączniki ochronne o selektywnej charakterystyce wyzwolenia, co oznacza, że w przypadku połączonych szeregowo wyłączników ochronnych powinien zadziałać najpierw dalszy w kolejności wyłącznik, czyli wyzwolenie wyłącznika poprzedzającego powinno nastąpić dopiero wtedy, gdy dalszy wyłącznik nie zareagował na zwarcie. Taka selektywna charakterystyka wyzwolenia musi więc charakteryzować się pewnym opóźnieniem czasowym lub inercją, co w przypadku wyłączników sterowanych elektronicznie jest zrealizowane przez to, że wyłącznik zadziała dopiero po drugiej półfali prądu uszkodzeniowego, to znaczy gdy prąd ten trwa przynajmniej przez dwie połówki fali. W tym celu w wyłączniku ochronnym jest przewidziany selektywny elektroniczny człon wyzwalający (ETU), który może wyzwolić selektywnie (zwłocznie) wyłącznik ochronny.

W przypadku selektywnych wyłączników ochronnych może wystąpić problem polegający na tym, że bardzo duży prąd zwarciowy, który jest większy od prądu reakcji (na przykład > 5 kA), występuje tylko w jednej fazie przez jedną półfalę. Wówczas odpowiedni styk bez uaktywnienia selektywnego elektronicznego członu wyzwalającego jest wprowadzany bezpośrednio przez elektrodynamiczne odpychanie styków w tak zwane położenie nadzwrotne, to znaczy styk tej fazy jest otwarty. Selektywny człon wyzwalający nie zadziałał, ponieważ prąd uszkodzeniowy występował tylko przez jedną półfalę. W tym przypadku inne styki innych faz pozostają z reguły zamknięte, natomiast wyzwolony styk jest nadal otwarty. Dlatego taki wyzwalacz nie spełnia określonych norm IEC i UL, według których nie jest dopuszczalna praca przy zredukowanych fazach.

Znany jest ze stanu techniki inny przykład sterowanego elektromechanicznie wyłącznika ochronnego, w którym elektroniczny człon wyzwalający działa selektywnie, to znaczy z opóźnieniem czasowym. Ponadto w takim wyłączniku ochronnym wykorzystano mechaniczny układ naciskowy celem szybszego wyzwolenia. W razie szybkiego wyzwolenia powstaje między stykami łuk elektryczny, który powoduje szybki wzrost ciśnienia w obudowie mieszczącej styki. Ten wzrost ciśnienia uruchamia odłącznik, który wyłącza cały wyłącznik ochronny. Jednak układ naciskowy nie reaguje na średnie prądy uszkodzeniowe. Tak więc tego rodzaju wyłącznik ma lukę prądową, w której nie działa ani elektroniczny człon wyzwalający ani układ naciskowy, tak że również w tym przypadku nie są spełnione normy IEC i UL.

Reasumując należy stwierdzić, że wyzwalacze według stanu techniki odznaczają się niezadowalającą charakterystyką zadziałania, co może doprowadzić do uszkodzenia samego wyłącznika ochronnego a także poprzedzających go i dołączonych za nim urządzeń lub przewodów.

Celem wynalazku jest udostępnienie efektywnego wyzwalacza oraz układu wyłącznika ochronnego o ulepszonej charakterystyce wyzwalania i lepszym układzie mechanicznym.

Wyzwalacz wyłącznika ochronnego, zawierający podpartą obrotowo dźwignię stykową, przy czym wyzwalacz wyłącznika ochronnego jest uaktywniany przez dźwignię stykową, gdy przekroczyła ona z góry określone położenie obrotowe w jej kierunku otwarcia, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera podparty przesuwnie na korpusie wyłącznika ochronnego suwak, który jest przemieszczany przez dźwignię stykową, gdy dźwignia stykowa podczas swojego obrotu przekroczy z góry okreś lone położenie, wskutek czego suwak wprawia w ruch wahacz, który ma odcinek w kształcie półcylindra, który jest prowadzony z możliwością poślizgu i obrotu w zaokrąglonym zagłębieniu skrzynkowej podstawy wyłącznika ochronnego.

Korzystnie, suwak jest podparty przesuwnie na wyłączniku ochronnym.

Korzystnie, suwak ma w przybliżeniu kształt teowy z szeroką poziomą częścią i wąską pionową częścią i jest podparty na korpusie z możliwością przesuwu pionowego, przy czym część pionowa zazębia się z dźwignią stykową, a część pozioma zazębia się z wahaczem, gdy dźwignia stykowa przekroczy swoje z góry określone położenie obrotowe, tak że dźwignia stykowa powoduje pionowe przesunięcie suwaka i obrót wahacza, gdy dźwignia stykowa przekroczy swoje z góry określone położenie obrotowe.

PL 200 035 B1

Korzystnie, krawędzie wzdłużne półcylindra są zaokrąglone i stąd stanowią zaokrąglone odcinki współpracujące z poziomą częścią suwaka, a część półcylindra wystaje z korpusu na tyle, że może on być sprzężony z drugim wahaczem drugiego, umieszczonego obok wyłącznika ochronnego.

Korzystnie, na płaskiej powierzchni obwodowej półcylindra jest ukształtowany występ mieszczący kołek, który z kolei jest wpasowany w otwór korpusu dla podparcia obrotowego całego wahacza na korpusie.

Korzystnie, wahacz na czołowych zakończeniach półcylindra ma co najmniej jeden otwór nieprzelotowy do umieszczenia kołka, za pomocą którego wahacz może być sprzężony z wahaczem drugiego, umieszczonego obok wyłącznika ochronnego.

Korzystnie, suwak jest umieszczony tak, że jego pozioma część współpracuje pośrodku ze strefą zetknięcia dwóch sprzężonych ze sobą wahaczy, tak że suwak działa jednocześnie na dwa wahacze.

Korzystnie, wahacz zazębia się z podpartą obrotowo na korpusie dźwignią zabierakową wyłącznika ochronnego, która z kolei współpracuje z przerywaczem tego wyłącznika ochronnego, który jest połączony z dźwignią wałka napędowego wyłącznika ochronnego, która jest przeznaczona do odłączania odłącznika tego wyłącznika, tak że wahacz poprzez dźwignię zabierakową, przerywacz i dź wignię wał ka napę dowego doprowadza odłącznik w stan odłączenia, gdy dź wignia stykowa przekroczy swoje z góry określone położenie obrotowe.

Korzystnie, występ wahacza jest zaopatrzony w wycięcie umożliwiające współdziałanie z dźwignią zabierakową, a pierwsze zakończenie dźwigni zabierakowej ma haczykowy wypust, który wchodzi z dopasowaniem w wycięcie wahacza.

Korzystnie, wycięcie jest otwarte z jednej strony, tak że haczykowy wypust dźwigni zabierakowej zazębia się z wycięciem wahacza tylko w jednym kierunku obrotu dźwigni zabierakowej lub wahacza.

Korzystnie, dźwignia zabierakowa mieści w sobie na jej środkowym odcinku trzpień, który z kolei jest dopasowany do otworu w korpusie, dla podparcia obrotowego dźwigni zabierakowej na korpusie.

Korzystnie, przerywacz ma w zasadzie kształt ceowy z dwoma ramionami i podstawą, przy czym przerywacz na wolnych końcach swoich dwóch ramion jest umieszczony na odpowiednich pierwszych zakończeniach pary dźwigni wałka napędowego, z których każda jest podparta obrotowo w jej środkowej części na przeciwległych bokach wzdłużnych korpusu, a ramię przerywacza przylega do zderzaka przynajmniej jednej z dźwigni wałka napędowego, tak że ruch przerywacza względem dźwigni jest zablokowany w jednym kierunku, zaś z boku podstawy przerywacza są ukształtowane występy, które rozciągają się na zewnątrz równolegle do podstawy i przylegają do odpowiednich dźwigni wałka napędowego, tak że zablokowany jest również ruch przerywacza względem tych dźwigni w drugim kierunku.

Korzystnie, drugie zakończenie dźwigni zabierakowej ma kształt haka, który obejmuje przegubowo ze z góry określonym luzem jeden z występów przerywacza i w ten sposób zapewnia zazębienie dźwigni zabierakowej z przerywaczem, tak że obrót dźwigni zabierakowej powoduje ruch przerywacza i odwrotnie, ruch przerywacza powoduje obrót dźwigni zabierakowej.

Korzystnie, para dźwigni wałka napędowego poprzez drugie zakończenia tych dźwigni jest tak połączona przegubowo z korpusem wałka napędowego podtrzymującym dźwignię stykową, że obrót dźwigni wałka napędowego powoduje ruch korpusu wałka napędowego.

Korzystnie, ponadto fragment dźwigni stykowej zazębiający się z suwakiem ma wcięcie dopasowane do tego suwaka, tak że dźwignia stykowa przy zazębianiu z suwakiem wywiera możliwie najmniejszą siłę poprzeczną na suwak.

Korzystnie, ponadto korpus jest złożony z dwóch połówek, które są wykonane korzystnie z materiału izolacyjnego, a szczególnie korzystnie z tworzywa sztucznego.

Korzystnie, suwak jest wykonany z materiału niemagnetycznego, a szczególnie korzystnie z mosią dzu lub stali szlachetnej.

Korzystnie, wahacz jest wykonany z tworzywa sztucznego.

Korzystnie, obrotowe podparcia dźwigni zabierakowej albo wahacza na korpusie są zrealizowane poprzez jednoczęściowo ukształtowane czopy łożyskowe i odpowiednie otwory.

Układ wyłącznika ochronnego zawierający wyłącznik ochronny z wyzwalaczem, który ma podpartą obrotowo dźwignię stykową, przy czym wyzwalacz wyłącznika ochronnego jest uaktywniany przez dźwignię stykową, gdy przekroczyła ona z góry określone położenie obrotowe w jej kierunku otwarcia, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wyzwalacz zawiera podparty przesuwnie na korpusie wyłącznika ochronnego suwak, który jest przemieszczany przez dźwignię stykową, gdy dźwi4

PL 200 035 B1 gnia stykowa podczas swojego obrotu przekroczy z góry określone położenie, wskutek czego suwak wprawia w ruch wahacz, który ma odcinek w kształcie półcylindra, który jest prowadzony z możliwością poślizgu i obrotu w zaokrąglonym zagłębieniu skrzynkowej podstawy wyłącznika ochronnego, przy czym wyłącznik ochronny ponadto jest sprzężony z drugim wyłącznikiem ochronnym układu tak, że drugi wyłącznik jest uaktywniany wyzwalaczem.

W drugiej wersji ukł ad wyłącznika ochronnego z selektywnym członem wyzwalają cym ETU, zawierający wyłącznik ochronny z wyzwalaczem, który ma podpartą obrotowo dźwignię stykową, przy czym wyzwalacz wyłącznika ochronnego jest uaktywniany przez dźwignię stykową, gdy przekroczyła ona z góry określone położenie obrotowe w jej kierunku otwarcia, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wyzwalacz zawiera podparty przesuwnie na korpusie wyłącznika ochronnego suwak, który jest przemieszczany przez dźwignię stykową, gdy dźwignia stykowa podczas swojego obrotu przekroczy z góry określone położenie, wskutek czego suwak wprawia w ruch wahacz, który ma odcinek w kształcie półcylindra, który jest prowadzony z możliwością poślizgu i obrotu w zaokrąglonym zagłębieniu skrzynkowej podstawy wyłącznika ochronnego, przy czym selektywny człon ETU doprowadza dźwignię stykową przy selektywnym wyzwoleniu w pozycję obrotową, która w kierunku otwarcia znajduje się przed określonym położeniem obrotowym.

W pierwszym ujęciu rozwiązania według wynalazku przewiduje się wyzwalacz wyłącznika ochronnego z ułożyskowaną obrotowo dźwignią stykową, który może być uaktywniany tą dźwignią, gdy przekroczy ona z góry określone położenie obrotowe, dzięki czemu wyzwalacz ten reaguje bardziej niezawodnie w porównaniu z wyzwalaczami według stanu techniki, gdyż jest on sprzężony kinematycznie z dźwignią stykową.

W wyniku tego, ż e wyzwalacz ma podparty przesuwnie na korpusie wyłącznika suwak, który jest poruszany dźwignią stykową, gdy dźwignia ta podczas obrotu przekroczy z góry określone położenie, suwak porusza wahacz podparty obrotowo na korpusie.

Wymienione powyżej korzystne cechy pozwalają zrealizować wyzwalacz w prosty i efektywny sposób.

Osiągnięcie określonego powyżej celu w dalszym ujęciu przewiduje układ wyłącznika ochronnego z wyzwalaczem według wynalazku zgodnego z pierwszym ujęciem, który ponadto jest sprzężony z drugim wyłącznikiem ochronnym ukł adu wyłącznika tak, ż e ten drugi wyłącznik moż e być uaktywniony tym wyzwalaczem. W układzie tym po wyzwoleniu w jednej fazie następuje niezawodnie równoległe przerwanie innych faz. Tak więc eliminuje się skutecznie pracę ze zredukowaną liczbą faz. Poza tym sprzężenie kilku umieszczonych obok siebie wyłączników ochronnych następuje poprzez sam wyzwalacz, a więc korzystnie nie są potrzebne inne elementy konstrukcyjne.

W trzecim uję ciu osią gnię cie okreś lonego powyż ej celu realizuje się przez ukł ad z wyłącznikiem ochronnym z wyzwalaczem według pierwszego ujęcia oraz z selektywnym członem wyzwalającym, przy czym człon ten doprowadza dźwignię stykową wyłącznika ochronnego przy selektywnym wyzwoleniu w pozycję obrotową, która w kierunku otwarcia znajduje się przed określonym położeniem obrotowym. Układ ten ma selektywną charakterystykę wyzwolenia i wykorzystuje ponadto zalety wyzwalacza według wynalazku umożliwiającego szybkie i niezawodne wyzwolenie.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony i objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zasadnicze części przykładu wykonania wyzwalacza według wynalazku, a w szczególności ich rozmieszczenie w zespole wyłącznika ochronnego, w widoku perspektywicznym, fig. 2 - zasadnicze części przykładu wykonania wyzwalacza według wynalazku, a w szczególności ich rozmieszczenie w zespole wyłącznika ochronnego, w widoku perspektywicznym, fig. 3 - zasadnicze części przykładu wykonania wyzwalacza według wynalazku, a w szczególności ich rozmieszczenie w zespole wyłącznika ochronnego, w widoku perspektywicznym, fig. 4 - zasadnicze części przykładu wykonania wyzwalacza według wynalazku, a w szczególności ich rozmieszczenie w zespole wyłącznika ochronnego, w widoku perspektywicznym, a fig. 5 - skrzynkową podstawę wyłącznika ochronnego, która mieści zespół wyłącznika ochronnego z wyzwalaczem według wynalazku.

Figura 1 ukazuje w widoku perspektywicznym zasadnicze części stanowiącego przykład wykonania wyzwalacza według wynalazku, a w szczególności ich rozmieszczenie w zespole 1 wyłącznika ochronnego. Zespół 1 ma korpus 13, na którym są umieszczone odłącznik 2 i wyzwalacz według niniejszego wynalazku. Wyzwalacz ten składa się w zasadzie z suwaka 12, wahacza 5, dźwigni zabierakowej 3, przerywacza 4 i pary dźwigni 10, 10' wałka napędowego.

Korpus 13 ma różne miejsca ułożyskowania dźwigni zabierakowej 3 i wahacza 5. Ogólnie biorąc ułożyskowanie w korpusie 13 oznacza w poniższym opisie to, że w korpusie tym są ukształtowane

PL 200 035 B1 kołki, czopy łożyskowe, otwory łożyskowe i tak dalej. Korpus 13 jest wytworzony z materiału izolacyjnego, korzystnie z tworzywa sztucznego. Ponadto korpus 13 jest złączony z dwóch połówek i zawiera wnękę, w której mieszczą się częściowo pokazane na fig. 2 elementy elektryczne wyłącznika ochronnego.

Jak można zauważyć na fig. 2, w tym przykładzie wykonania na korpusie 13 jest umieszczony obrotowo wyłącznikowy wałek napędowy 6, który według fig. 2 może obracać się w kierunku ruchu wskazówek zegara i w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.

Wałek napędowy 6 składa się w zasadzie z ukształtowanego w przybliżeniu cylindrycznie, izolującego korpusu 9 wałka napędowego i z ułożyskowanej na nim obrotowo, elektrycznie przewodzącej dźwigni stykowej 7 z dwoma stykami 11, które są umieszczone promieniowo zewnętrznie względem korpusu 9 wałka napędowego. Styki 11 mogą współpracować z dwoma (nie pokazanymi na rysunku) stałymi stykami wyłącznika ochronnego. Gdy wyłącznik ochronny jest zamknięty, wałek napędowy 6 jest obrócony o około 90° w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu wskazówek zegara w stosunku do położenia ukazanego na fig. 2, tak że styki 11 przylegają do odpowiednich styków stałych. Tak więc oba styki stałe są połączone elektrycznie poprzez styki 11, przy czym prąd odłączany wyłącznikiem ochronnym może zatem płynąć przez dźwignię stykową 7. Poza tym na fig. 2 widać, że każdemu stykowi 11 jest przyporządkowana komora 8 gasząca łuk elektryczny. Komory 8 są wyposażone w odpowiednie blachy (blachy typu Dione), które są umieszczone w komorach w zasadzie równolegle do siebie i są oznaczone przez 81 na fig. 2. Komory te mają gasić łuk elektryczny, który powstaje przy oddzielaniu styków 11 od styków stałych.

Trzeba przy tym zauważyć, że dźwignia stykowa 7 wałka napędowego 6 może być obrócona w kierunku ruchu wskazówek zegara wedł ug fig. 2 wzglę dem korpusu wał ka napę dowego 9 wbrew sile działania (nie pokazanych na rysunku) sprężyn. Inaczej mówiąc ruchome styki 11 dźwigni stykowej 7 są naprężone względem styków stałych w kierunku zamknięcia. Ma to znaczenie dla funkcjonowania wyłącznika ochronnego polegające na tym, że po wystąpieniu bardzo dużych wartości szczytowych prądu może nastąpić rozłączenie styków bezpośrednio poprzez odpychanie elektrodynamiczne, co zostanie objaśnione dalej.

Odłącznik 2 i wyzwalacz są połączone czynnie poprzez dźwignie 10, 10' wałka napędowego i inne nie pokazane na fig. 1 części konstrukcyjne. Uruchomienie odłącznika 2 przerywa chroniony obwód elektryczny. Poza tym odłącznik 2 ma (nie pokazany na rysunku) mechanizm, za pomocą którego można z powrotem zamknąć otwarte styki, gdyby nastąpiło odłączenie lub wyzwolenie wyłącznika ochronnego i usunięto przyczynę tego wyzwolenia.

Niżej objaśnia się w odniesieniu do figur 1, 2 i 4 rysunku elementy konstrukcyjne wyzwalacza według wynalazku.

Suwak 12 jest wykonany z materiału niemagnetycznego, takiego jak na przykład mosiądz lub stal szlachetna, i ma w przybliżeniu kształt teowy. Górna wąska pionowa część teowego suwaka 12 jest podparta przesuwnie na korpusie 13 tak, że dolna szeroka pozioma część suwaka 12 wystaje w przybliżeniu po przeką tnej w dół z korpusu 13. Suwak 12 jest usytuowany tak, ż e dź wignia stykowa 7 po przekroczeniu określonego położenia obrotowego zazębia się z górną pionową częścią suwaka 12, w wyniku czego suwak 12 swoją dolną poziomą częścią napiera w przybliżeniu stycznie na zaokrągloną część wahacza 5, jak to można zauważyć na fig. 4. W ten sposób obrót dźwigni stykowej 7 w kierunku ruchu wskazówek zegara według fig. 4 może spowodować przesunięcie suwaka 12 w lewo w dół, w wyniku czego wahacz 5 jest popychany w kierunku ruchu wskazówek zegara. Jak to uwidoczniono na fig. 2, suwak 12 lub wahacz 5 są ponadto umieszczone tak, że dolna pozioma część suwaka 12 działa na środku na strefę stykową wahacza 5 i wahacza 5' drugiego umieszczonego obok wyłącznika ochronnego. W ten sposób jeden suwak 12 działa jednocześnie na dwa wahacze 5, 5', dzięki czemu na przykład w trójbiegunowym wyłączniku ochronnym potrzebne są tylko dwa wahacze 5, 5'. Według fig. 2 zarówno przed, jak i za przedstawionym wyłącznikiem ochronnym może być umieszczony następny wyłącznik ochronny, który może być sprzężony odpowiednio z jednym z dwóch ukazanych wahaczy 5, 5'. Natomiast w przypadku czterobiegunowego wyłącznika ochronnego potrzebne są trzy wahacze (nie pokazane na rysunku).

Ponadto jak wynika z fig. 2 i fig. 4, część dźwigni stykowej 7, która zazębia się z górną pionową częścią suwaka 12, ma wcięcie 20 dopasowane do suwaka 12, tak że dźwignia stykowa 7 przy zetknięciu się z suwakiem 12 wywiera na ten suwak możliwie małą siłę poprzeczną. W ten sposób zminimalizowane jest tarcie suwaka 12 przy ślizganiu się po korpusie 13.

PL 200 035 B1

Usytuowany poza wałkiem napędowym 6 wyłącznika wahacz 5 jest wykonany korzystnie z tworzywa sztucznego i ma w zasadzie kształt półcylindra, który jest osadzony ślizgowo w pokazanym na fig. 5 zaokrąglonym zagłębieniu 14 podstawy skrzynkowej 21. Jak to jest pokazane na fig. 2, krawędzie wzdłużne tego półcylindra są zaokrąglone, wskutek czego są zdefiniowane zaokrąglone odcinki do współpracy z suwakiem 12. Według fig. 3 na górnej płaskiej powierzchni obwodowej półcylindra jest ukształtowany występ 5a. W tym przykładzie wykonania występ 5a wahacza 5 jest ponadto zaopatrzony w kołek 18, za pośrednictwem którego wahacz 5 jest dodatkowo podparty obrotowo na korpusie 13. Tak więc wahacz 5 jest prowadzony stabilnie zarówno przez kołek 18, jak i zaokrąglone zagłębienie 14 na podstawie skrzynkowej 21 i w zasadzie nie ulega odkształceniu pod działaniem sił zewnętrznych, takich jak na przykład siła wywierana przez suwak 12. Należy zauważyć, że występ 5a wahacza 5 nie jest umieszczony pośrodku na płaskiej powierzchni obwodowej półcylindra, lecz jest przemieszczony w kierunku wzdłużnym wahacza 5. Inaczej mówiąc, wahacz 5 ma kształt asymetryczny, przy czym część półcylindra wystaje z korpusu 13 na taką odległość, że może być on sprzężony z wahaczem 5' umieszczonego obok wyłącznika ochronnego, jak to można zauważyć na fig. 2. W tym celu wahacze 5, 5' mają na swoich powierzchniach bocznych dwa widoczne na fig. 1 do fig. 4 otwory nieprzelotowe 19, w które można wetknąć (nie pokazane na rysunku) kołki. Pozwala to sprzęgnąć łatwo wahacz 5 z wahaczem 5' umieszczonego obok wyłącznika ochronnego, który zadziała równolegle także wtedy, gdy prąd uszkodzeniowy występuje tylko na pierwszym wyłączniku ochronnym. Niżej opisano przebieg wyzwalania wyłącznika ochronnego.

Jak to pokazano na fig. 1, dźwignia zabierakowa 3 ma w zasadzie kształt litery L i zazębia się z wahaczem 5.

Dokładniej mówiąc dolne pierwsze zakończenie dźwigni zabierakowej 3 ma skierowany w dół haczykowy wypust 3a, który wchodzi z dopasowaniem w widoczne na fig. 3 wycięcie 5b na występie 5a wahacza 5. Na fig. 3 widać też, że wycięcie 5b jest otwarte z prawej strony. W ten sposób dźwignia zabierakowa 3 łączy się czynnie z wahaczem 5 tylko w jednym kierunku, mianowicie gdy dźwignia zabierakowa 3 obraca się w kierunku ruchu wskazówek zegara według fig. 3.

Ukazany na fig. 1 przerywacz 4 ma kształt w zasadzie ceowy z dwoma ramionami 4a i podstawą 4b. Przerywacz 4 górnymi wolnymi końcami swoich dwóch ramion 4a jest założony na górne pierwsze zakończenia pary dźwigni 10, 10' wałka napędowego. Dźwignie te mają wydłużony kształt i na swoich środkowych odcinkach są podparte obrotowo wokół wspólnej osi na przeciwległych bokach wzdłużnych korpusu 13, natomiast dolne dwa zakończenia odpowiednich dźwigni 10, 10' są połączone przegubowo z ukazanym na fig. 2 wyłącznikowym wałkiem napędowym 6 wyłącznika. Przy tym dźwignie 10, 10' są umieszczone tak, że obrót dźwigni 10, 10' powoduje obrócenie wałka napędowego 6.

Tylne ramię 4a przerywacza 4 przylega ponadto do zderzaka 17 dźwigni 10, 10'. Tak więc zablokowany jest ruch przerywacza 4 w lewo według fig. 1 względem dźwigni wałka napędowego 10, 10'. Z boku podstawy 4b przerywacza 4 są ukształ towane wystę py 4c, 4c' które rozcią gają się na zewną trz równolegle do podstawy 4b i przylegają do odpowiednich dźwigni 10, 10'. Tak więc zablokowany jest również ruch przerywacza 4 w prawo według fig. 1 względem dźwigni 10, 10'. W efekcie przerywacz 4 jest połączony sztywno z dźwigniami 10, 10' poprzez zderzak 17 i boczne występy 4c, 4c'.

Jeden z bocznych występów 4c przerywacza 4 zazębia się ponadto z dźwignią zabierakową 3. Dokładniej mówiąc górne drugie zakończenie 3b mającej kształt litery L dźwigni zabierakowej 3 ma kształt haka, który obejmuje przegubowo z określonym luzem występ 4c przerywacza 4 i przez to zapewnia zazębienie dźwigni zabierakowej 3 z przerywaczem 4. Poza tym dźwignia zabierakowa 3 na swoim środkowym odcinku jest tak ułożyskowana obrotowo na korpusie 13, że obrót dźwigni zabierakowej 3 w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu wskazówek zegara według fig. 1 powoduje ruch przerywacza 4 w lewo. I odwrotnie, ruch przerywacza 4 w prawo powoduje obrót dźwigni zabierakowej 3 w kierunku zgodnym z kierunkiem ruchu wskazówek zegara. Jednak wzajemne ruchy wzglę dne przerywacza 4 lub też dźwigni zabierakowej 3 są opóźniane przez luz, który jest przewidziany przy zazębieniu górnego zakończenia 3b dźwigni zabierakowej 3 z przerywaczem 4.

W tym przykł adzie wykonania obrotowe podparcie dź wigni zabierakowej 3 na korpusie 13 jest zrealizowane przez trzpień 16, który jest wpasowany w odpowiednie otwory dźwigni zabierakowej 3 i korpusu 13.

Poniżej objaśnione jest na podstawie fig. 1 i fig. 2 działanie wyzwalacza przy czym zakłada się najpierw, że styki są zamknięte, to znaczy, że styki 11 przylegają do odpowiednich styków stałych. Gdy przez fazę wyłącznika płynie przynajmniej przez jedną półfalę prąd o bardzo dużej wartości

PL 200 035 B1 szczytowej (na przykład > 5 kA), to odpowiednie styki 11 tej fazy odchodzą od styków stałych bezpośrednio przez odpychanie elektrodynamiczne. Odpychanie to odbywa się na zasadzie wzajemnego oddziaływania pól elektromagnetycznych wokół przewodu elektrycznego usytuowanego równolegle do dźwigni stykowej 7 i wokół dźwigni stykowej 7, gdy styki 11 przylegają do styków stałych. W trakcie przepływu prądu przez wyłącznik ochronny przez dwa równoległe przewody (przewód elektryczny i dź wignię stykową 7) pł ynie prą d w przeciwnym kierunku. Wokół tych przewodów powstają jednakowo ukierunkowane pola elektromagnetyczne, które się odpychają. Gdy prąd zwiększa się, pola elektromagnetyczne są tak silne, że obracają one dźwignię stykową 7 w kierunku ruchu wskazówek zegara względem korpusu wałka napędowego 9, pokonując siłę działania sprężyn zamykających, lub też odpychają styki 11 od styków stałych. W przypadku tych prądów o wysokich wartościach szczytowych siły pól elektromagnetycznych są tak duże, że odpowiednia dźwignia stykowa 7 przekracza swoje określone położenie obrotowe zajmując pozycję według fig. 4. Po obróceniu się, w rezultacie tych szczytowych wartości prądu, dźwigni stykowej 7 poza to z góry określone położenie zazębia się ona z suwakiem 12, jak to ukazano na fig. 4. Dalszy obrót dźwigni stykowej 7 w kierunku ruchu wskazówek zegara powoduje przemieszczenie suwaka 12 w lewo w dół według fig. 4 i popchnięcie wahacza 5 w kierunku ruchu wskazówek zegara.

Gdy wyłącznik ochronny jest sprzężony z innymi umieszczonymi obok wyłącznikami ochronnymi poprzez odpowiednie wahacze 5, 5', wówczas zadziałają równolegle także te dodatkowe wyłączniki, jak to opisano poniżej.

W trakcie takiego wyzwalania ukształ towane u góry na wahaczu 5 wycię cie 5b przemieszcza się w prawo według fig. 3 i pociąga wypust 3a dźwigni zabierakowej 3, która jest zazębiona z wycięciem 5b. W wyniku tego cała dźwignia zabierakowa 3 obraca się w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu wskazówek zegara i oddziałuje na ukazany na fig. 1 przerywacz 4, który przemieszcza się w lewo według fig. 1. Powoduje to uruchomienie dźwigni 10, 10' wałka napędowego, które wprowadzają w stan odłączenia korpus 9 wałka napędowego i odłącznik 2 wyłącznika ochronnego.

Chociaż nie widać tego na figurach rysunku, to przerywacz 4 lub dźwignie 10, 10' wałka napędowego w stanie zamkniętym są na ogół ustalone (nie pokazanym na rysunku) ustalaczem i są naprężone w kierunku otwarcia (nie pokazanym na rysunku) naprężaczem. W tym przypadku w procesie wyzwalania dźwignia zabierakowa 3 otwiera tylko ustalacz, w związku z czym dźwignie 10, 10' pod działaniem naprężacza naciskają korpus 9 wałka napędowego i odłącznik 2.

Jak to opisano powyżej, dźwignia zabierakowa 3 służy do zwalniania przerywacza 4. Jednak zadaniem dźwigni zabierakowej 3 jest też cofnięcie wahacza 5 w jego pozycję początkową, gdy następuje ponowne zamknięcie wyłącznika ochronnego odłącznikiem 2. Podczas przemieszczania odłącznika 2 w kierunku zamknięcia przerywacz 4 porusza się w prawo według fig. 1. Ponieważ dźwignia zabierakowa 3 na swoim górnym drugim zakończeniu 3b jest ukształtowana w postaci haka, który obejmuje jeden z bocznych występów 4c przerywacza 4, więc dźwignia zabierakowa 3 obraca się w kierunku ruchu wskazówek zegara wedł ug fig. 1 i popycha wahacz 5 w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu wskazówek zegara. W ten sposób wahacz 5 jest cofany znów w jego pierwotne położenie.

Należy zauważyć, że suwak 12 jest naciskany dźwignią stykową 7 tylko wtedy, gdy dźwignia ta obróciła się poza określone położenie, to znaczy gdy wystąpił prąd o bardzo dużej wartości szczytowej. Jednak gdy następuje ręczne otwarcie wałka napędowego 6 przez odłącznik 2 (normalne otwarcie), to dźwignia stykowa 7 z reguły nie wchodzi w swoje uprzednio określone położenie obrotowe, a wię c nie jest naciskany suwak 12. Tak wię c w takim wyłączniku ochronnym istnieje nadal moż liwość ręcznego odłączania poszczególnych faz, przy czym nie są niepotrzebnie odłączane ewentualnie sprzężone wyłączniki ochronne.

Opisany powyżej wyzwalacz może być korzystnie użyty w wyłączniku ochronnym z selektywnym członem wyzwalającym. Selektywny człon wyzwalający działa na ogół wówczas, gdy prąd uszkodzeniowy występuje przynajmniej przez dwie półfale, przy czym prąd uszkodzeniowy potrzebny do selektywnego wyzwalania może być mniejszy niż wspomniane wcześniej bardzo wysokie wartości szczytowe powodujące zadziałanie zgodnego z wynalazkiem wyzwalacza. Selektywnym członem wyzwalającym jest na ogół tak zwany elektroniczny wyzwalacz ETU, który wyznacza ilość półfal i inicjuje selektywne wyzwalanie.

Tak zbudowany wyłącznik ochronny jest korzystnie uaktywniany przez zgodny z wynalazkiem wyzwalacz także wtedy, gdy prąd o bardzo wysokiej wartości szczytowej występuje tylko przez jedną połówkę fali, jak to opisano wyżej. Poza tym istnieje możliwość przerwania innych faz równolegle

PL 200 035 B1 z tym przebiegiem wyzwalania. Tak wię c tego rodzaju wyłącznik ochronny charakteryzuje się bardziej niezawodnym działaniem.

Wynalazek nie ogranicza się do wyżej opisanego przykładu wykonania. W szczególności opisane w tym przykładzie elementy konstrukcyjne nie są ograniczone opisaną tu konkretną geometrią, lecz mogą być wykonane inaczej, nie wychodząc poza zakres wynalazku.

Na przykład można sobie wyobrazić, że do sprzężenia wahaczy 5, 5' umieszczonych obok siebie wyłączników ochronnych zamiast otworów nieprzelotowych 19 wykorzystuje się dowolne człony zazębiające się na zasadzie połączenia siłowego lub kształtowego.

Ponadto wahacz 5 nie ogranicza się do opisanego tu kształtu asymetrycznego. Można na przykład wyobrazić sobie, że dla trójbiegunowego wyłącznika ochronnego są przewidziane trzy wahacze, które mają odpowiednio dopasowany kształt. Na przykład może być wykorzystany symetryczny wahacz, który jest podparty obrotowo tylko na jednym kołku i tak dalej.

Możliwe jest też jednoczęściowe ukształtowanie dźwigni stykowej 7 suwaka 12 albo suwaka 12 i wahacza 5. Tak samo w postaci jednej części mogą występować przerywacz 4 i dźwignia 10, 10' wałka napędowego. Dzięki temu redukuje się ilość elementów konstrukcyjnych.

Ponadto obrotowe podparcia dźwigni zabierakowej 3 i wahacza 5 na korpusie 13 nie ograniczają się do trzpieni 16 lub kołków 18, lecz mogą być one zrealizowane także poprzez jednoczęściowe ukształtowane czopy łożyskowe i odpowiednie otwory.

Wynalazek nie ogranicza się do wyłącznika ochronnego, lecz może być zastosowany także do innych łączników sterujących prądem elektrycznym.

Wyzwalacz wyłącznika ochronnego z ułożyskowaną obrotowo dźwignią stykową 7 jest poruszany tą dźwignią, gdy przekroczy ona określone położenie obrotowe. Wyzwalacz może być sprzężony z drugim wyłącznikiem ochronnym celem jego równoległego przerwania. Wyzwalacz może być korzystnie zespolony z selektywnym członem wyzwalającym w układzie wyłącznika ochronnego.

Claims (21)

1. Wyzwalacz wyłącznika ochronnego, zawierający podpartą obrotowo dźwignię stykową, przy czym wyzwalacz wyłącznika ochronnego jest uaktywniany przez dźwignię stykową, gdy przekroczyła ona z góry określone położenie obrotowe w jej kierunku otwarcia, znamienny tym, że zawiera podparty przesuwnie na korpusie (13) wyłącznika ochronnego suwak (12), który jest przemieszczany przez dźwignię stykową (7), gdy dźwignia stykowa (7) podczas swojego obrotu przekroczy z góry określone położenie, wskutek czego suwak (12) wprawia w ruch wahacz (5), który ma odcinek w kształcie półcylindra, który jest prowadzony z możliwością poślizgu i obrotu w zaokrąglonym zagłębieniu (14) skrzynkowej podstawy (21) wyłącznika ochronnego.

2. Wyzwalacz według zastrz. 1, znamienny tym, że suwak (12) jest podparty przesuwnie na wyłączniku ochronnym.

3. Wyzwalacz według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że suwak (12) ma w przybliżeniu kształt teowy z szeroką poziomą częścią i wąską pionową częścią i jest podparty na korpusie (13) z możliwością przesuwu pionowego, przy czym część pionowa zazębia się z dźwignią stykową (7), a część pozioma zazębia się z wahaczem (5), gdy dźwignia stykowa (7) przekroczy swoje z góry określone położenie obrotowe, tak że dźwignia stykowa (7) powoduje pionowe przesunięcie suwaka (12) i obrót wahacza (5), gdy dźwignia stykowa (7) przekroczy swoje z góry określone położenie obrotowe.

4. Wyzwalacz według zastrz. 1, znamienny tym, że krawędzie wzdłużne półcylindra są zaokrąglone i stąd stanowią zaokrąglone odcinki współpracujące z poziomą częścią suwaka (12), a część półcylindra wystaje z korpusu (13) na tyle, że może on być sprzężony z drugim wahaczem (5') drugiego, umieszczonego obok wyłącznika ochronnego.

5. Wyzwalacz według zastrz. 4, znamienny tym, że na płaskiej powierzchni obwodowej półcylindra jest ukształtowany występ (5a) mieszczący kołek (18), który z kolei jest wpasowany w otwór korpusu (13) dla podparcia obrotowego całego wahacza (5) na korpusie (13).

6. Wyzwalacz według zastrz. 1, znamienny tym, że wahacz (5) na czołowych zakończeniach półcylindra ma co najmniej jeden otwór nieprzelotowy (19) do umieszczenia kołka, za pomocą którego wahacz (5) może być sprzężony z wahaczem (5') drugiego, umieszczonego obok wyłącznika ochronnego.

PL 200 035 B1

7. Wyzwalacz według zastrz. 1, znamienny tym, że suwak (12) jest umieszczony tak, że jego pozioma część współpracuje pośrodku ze strefą zetknięcia dwóch sprzężonych ze sobą wahaczy (5, 5'), tak że suwak (12) działa jednocześnie na dwa wahacze (5, 5').

8. Wyzwalacz według zastrz. 1, znamienny tym, że wahacz (5) zazębia się z podpartą obrotowo na korpusie (13) dźwignią zabierakową (3) wyłącznika ochronnego, która z kolei współpracuje z przerywaczem (4) tego wyłącznika ochronnego, który jest połączony z dźwignią (10) wałka napędowego wyłącznika ochronnego, która jest przeznaczona do odłączania odłącznika (2) tego wyłącznika, tak że wahacz (5) poprzez dźwignię zabierakową (3), przerywacz (4) i dźwignię (10) wałka napędowego doprowadza odłącznik (2) w stan odłączenia, gdy dźwignia stykowa (7) przekroczy swoje z góry określone położenie obrotowe.

9. Wyzwalacz według zastrz. 5 albo 8, znamienny tym, że występ (5a) wahacza (5) jest zaopatrzony w wycięcie (5b) umożliwiające współdziałanie z dźwignią zabierakową (3), a pierwsze zakończenie dźwigni zabierakowej (3) ma haczykowy wypust (3a), który wchodzi z dopasowaniem w wycię cie (5b) wahacza (5).

10. Wyzwalacz według zastrz. 9, znamienny tym, że wycięcie (5b) jest otwarte z jednej strony, tak że haczykowy wypust (3a) dźwigni zabierakowej (3) zazębia się z wycięciem (5b) wahacza (5) tylko w jednym kierunku obrotu dźwigni zabierakowej (3) lub wahacza (5).

11. Wyzwalacz według zastrz. 8, znamienny tym, że dźwignia zabierakową (3) mieści w sobie na jej środkowym odcinku trzpień (16), który z kolei jest dopasowany do otworu w korpusie (13), dla podparcia obrotowego dźwigni zabierakowej (3) na korpusie (13).

12. Wyzwalacz według zastrz. 8, znamienny tym, że przerywacz (4) ma w zasadzie kształt ceowy z dwoma ramionami (4a) i podstawą (4b), przy czym przerywacz (4) na wolnych końcach swoich dwóch ramion (4a) jest umieszczony na odpowiednich pierwszych zakończeniach pary dźwigni (10, 10') wałka napędowego, z których każda jest podparta obrotowo w jej środkowej części na przeciwległych bokach wzdłużnych korpusu (13), a ramię (4a) przerywacza (4) przylega do zderzaka (17) przynajmniej jednej z dźwigni (10, 10') wałka napędowego, tak że ruch przerywacza (4) względem dźwigni (10, 10') jest zablokowany w jednym kierunku, zaś z boku podstawy (4b) przerywacza (4) są ukształtowane występy (4c, 4c'), które rozciągają się na zewnątrz równolegle do podstawy (4b) i przylegają do odpowiednich dźwigni (10, 10') wałka napędowego, tak że zablokowany jest również ruch przerywacza (4) względem tych dźwigni (10, 10') w drugim kierunku.

13. Wyzwalacz według zastrz. 11 albo 12, znamienny tym, że drugie zakończenie (3b) dźwigni zabierakowej (3) ma kształt haka, który obejmuje przegubowo ze z góry określonym luzem jeden z występów (4c) przerywacza (4) i w ten sposób zapewnia zazębienie dźwigni zabierakowej (3) z przerywaczem (4), tak że obrót dźwigni zabierakowej (3) powoduje ruch przerywacza (4) i odwrotnie, ruch przerywacza (4) powoduje obrót dźwigni zabierakowej (3).

14. Wyzwalacz według zastrz. 12, znamienny tym, że para dźwigni (10, 10') wałka napędowego poprzez drugie zakończenia tych dźwigni (10, 10') jest tak połączona przegubowo z korpusem (9) wałka napędowego podtrzymującym dźwignię stykową (7), że obrót dźwigni wałka napędowego (10, 10') powoduje ruch korpusu wałka napędowego (9).

15. Wyzwalacz według zastrz. 3, znamienny tym, że ponadto fragment dźwigni stykowej (7) zazębiający się z suwakiem (12) ma wcięcie (20) dopasowane do tego suwaka (12), tak że dźwignia stykowa (7) przy zazębianiu z suwakiem (12) wywiera możliwie najmniejszą siłę poprzeczną na suwak (12).

16. Wyzwalacz według zastrz. 1, znamienny tym, że ponadto korpus (13) jest złożony z dwóch połówek, które są wykonane korzystnie z materiału izolacyjnego, a szczególnie korzystnie z tworzywa sztucznego.

17. Wyzwalacz według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że suwak (12) jest wykonany z materiału niemagnetycznego, a szczególnie korzystnie z mosiądzu lub stali szlachetnej.

18. Wyzwalacz według zastrz. 1, znamienny tym, że wahacz (5) jest wykonany z tworzywa sztucznego.

19. Wyzwalacz według zastrz. 1 albo 2 albo 9, znamienny tym, że obrotowe podparcia dźwigni zabierakowej (3) albo wahacza (5) na korpusie (13) są zrealizowane poprzez jednoczęściowo ukształtowane czopy łożyskowe i odpowiednie otwory.

20. Układ wyłącznika ochronnego zawierający wyłącznik ochronny z wyzwalaczem, który ma podpartą obrotowo dźwignię stykową, przy czym wyzwalacz wyłącznika ochronnego jest uaktywniany przez dźwignię stykową, gdy przekroczyła ona z góry określone położenie obrotowe w jej kierunku otwarcia, znamienny tym, że wyzwalacz zawiera podparty przesuwnie na korpusie (13) wyłącz10

PL 200 035 B1 nika ochronnego suwak (12), który jest przemieszczany przez dźwignię stykową (7), gdy dźwignia stykowa (7) podczas swojego obrotu przekroczy z góry określone położenie, wskutek czego suwak (12) wprawia w ruch wahacz (5), który ma odcinek w kształcie półcylindra, który jest prowadzony z możliwością poślizgu i obrotu w zaokrąglonym zagłębieniu (14) skrzynkowej podstawy (21) wyłącznika ochronnego, przy czym wyłącznik ochronny ponadto jest sprzężony z drugim wyłącznikiem ochronnym układu tak, że drugi wyłącznik jest uaktywniany wyzwalaczem (3, 4, 5, 10, 12).

21. Układ wyłącznika ochronnego z selektywnym członem wyzwalającym ETU, zawierający wyłącznik ochronny z wyzwalaczem, który ma podpartą obrotowo dźwignię stykową, przy czym wyzwalacz wyłącznika ochronnego jest uaktywniany przez dźwignię stykową, gdy przekroczyła ona z góry określone położenie obrotowe w jej kierunku otwarcia, znamienny tym, że wyzwalacz zawiera podparty przesuwnie na korpusie (13) wyłącznika ochronnego suwak (12), który jest przemieszczany przez dźwignię stykową (7), gdy dźwignia stykowa (7) podczas swojego obrotu przekroczy z góry określone położenie, wskutek czego suwak (12) wprawia w ruch wahacz (5), który ma odcinek w kształcie półcylindra, który jest prowadzony z możliwością poślizgu i obrotu w zaokrąglonym zagłębieniu (14) skrzynkowej podstawy (21) wyłącznika ochronnego, przy czym selektywny człon ETU doprowadza dźwignię stykową (7) przy selektywnym wyzwoleniu w pozycję obrotową, która w kierunku otwarcia znajduje się przed określonym położeniem obrotowym.