ОДНОПОЛЮСНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ С НЕЙТРАЛЬНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЦЕПЬЮ Российский патент 1997 года по МПК H01H71/00 

Изобретение касается однополюсного выключателя с нейтральной дифференциальной цепью, заключенного в диэлектрический корпус, разделенных посредством разделительной стенки на две смежные части, содержащего:
первое отделение выключателя, содержащее фазовую цепь, имеющую стационарный фазовый контакт, подвижный фазовый контакт, магнитный и тепловой выключающий механизм с биметаллической полосой и обмоткой, нейтральную цепь, имеющую стандартный нейтральный контакт и подвижный нейтральный контакт, первую пару нейтральной стороны и нагрузочной стороны нейтральных терминалов и первый механизм для работы вручную посредством рычага управления и для автоматической работы посредством магнитного и теплового механизма выключения;
второе отделение дифференциальной защиты, содержащее дифференциальный трансформатор с магнитным кольцевым сердечником, несущим первичную фазовую обмотку, первичную нейтральную обмотку и вторичную измерительную обмотку, связанную с реле выключения, работающим совместно со вторым выключающим механизмом, механически соединенным с первым механизмом, с контрольной схемой с контрольным резистором и нажимной кнопкой, а также предусмотрены отверстия, расположенные в разделительной стенке для пропускания соединительных проводников, дающие возможность первичным фазовой и нейтральной обмоткам, соответственно, соединяться в фазовую и нейтральную цепи;
с линейной стороны фазовый и нейтральный терминалы, расположенные рядом друг с другом на одной из узких поверхностей корпуса;
и с нагруженной стороны фазовый и нейтральный терминалы, расположенные рядом друг с другом на противоположных сторонах корпуса.

Дифференциальный автоматический выключатель подобного типа известен из патента Франции А-2662017, принадлежащего заявителю. Отверстия для прохождения соединительных проводников первичной фазовой и нейтральной обмоток расположены на одной стороне кольцевого сердечника в зазоре между нагрузочной стороной фазового терминала и зоной выхода камеры гашения электрической дуги фазовой цепи. Четыре отверстия расположены в одной вертикальной плоскости имеют оси, перпендикулярные разделяющей стенке и расположены на малом расстоянии друг от друга. Столь ограниченные размеры не позволяют автоматизировать получение электрических соединений с помощью электрической сварки четырех соединительных проводников с концами первичных обмоток дифференциального трансформатора. Сварку этих соединений приходится выполнять вручную с добавлением оловянного припоя. Это приводит к проблемам производительности производства и электрической прочности, вызванных тем, что участки проводников различных потенциалов расположены вблизи друг от друга.

Задачей изобретения является улучшение диэлектрической сопротивляемости электрической прочности однополюсного выключателя с нейтральной дифференциальной цепью и обеспечение возможности электрического соединения дифференциального трансформатора с помощью автоматической сварочной машины.

В соответствии с изобретением задача решается тем, что кольцевой сердечник расположен между первой и второй парами соединительных проводников, так что соединение первичной фазовой и нейтральной обмоток выполняется либо линейной стороной или нагрузочной стороной, либо нагрузочной стороной и линейной стороной фазовой и нейтральной цепей, при этом два конца нейтральной схемы одновременно соединены либо с нагрузочной стороны либо с линейной стороны фазовым и нейтральным контактами.

Четыре соединительных проводника содержат выступающие контакты, выполненные из проводящего материала, расположенные нависающими над и простирающимися параллельно друг другу в направлении, перпендикулярном разделительной стенке, причем в конце каждого контакта предусмотрена выемка для позиционирования, в которую устанавливают соответствующий конец фазовой или нейтральной первичной обмотки. Такое устройство позволяет электродам сварочной машины проходить для автоматического соединения первичных обмоток к контактам. Диэлектрическая сопротивляемость улучшается, так как разность потенциала перемещается к любой стороне кольцевого сердечника.

В соответствии с изобретением первая пара соединительных проводников первичной фазовой обмотки электрически соединена с биметаллической полосой и фазовым терминалом линейной стороны. Вторая пара соединительных проводников первичной нейтральной обмотки электрически соединена с нейтральным терминалом нагрузочной стороны и стационарным нейтральным контактом. Электрическое соединение контрольной схемы выполнено во втором отделении с помощью выводного наконечника для соединения с рогом разрядника в соединении со стационарным фазовым контактом и пpоводником звена, связанным с соединительным проводником в соединении со стационарным нейтральным контактом.

На фиг. 1 представлен перспективный вид схематической разводки однополюсного выключателя с нейтральной дифференциальной цепью в соответствии с изобретением; на фиг. 2 схематический вид нейтральной цепи выключателя по фиг. 1; на фиг. 3 схематический вид фазовой цепи схемы выключателя по фиг. 1; на фиг. 4 схематический вид второго отделения дифференциальной защиты; на фиг. 5 подробный перспективный вид второго отделения по фиг. 4; на фиг. 6 - увеличенное изображение контрольной схемы, связанной со вторым выключающим механизмом.

На фиг. 1-6 однополюсный выключатель 10 с нейтральной дифференциальной цепью заключен в диэлектрический корпус 12, разделенный с помощью средней разделительной стенки 14 на две смежные части, содержащие первое отделение 16 выключателя и второе отделение дифференциальной защиты 17 типа, описанного в патенте Франции 2662017.

Первое отделение схемы выключателя 16 содержит фазовую цепь 20 и нейтральную цепь 22, отделенные одна от другой перегородкой 24 и соединенные, соответственно, с первой парой фазовых терминалов 26, 28 и второй парой нейтральных терминалов 30, 32. Два терминала линейной стороны 26, 30 помещены рядом на одной узкой боковой поверхности 31 корпуса 12, в то время как два терминала нагрузочной стороны 28, 32 расположены рядом друг с другом на другой противоположной стороне 33 поверхности.

Фазовая цепь (фиг. 1 и 3) содержит подвижный контакт 34, соединенный электрически с терминалом линейной стороны 26 с помощью выключающего механизма с биметаллической полосой 35, а стационарный контакт 38 соединен с катушкой возбуждения 40 электромагнитного выключающего механизма 42. Первая камера гашения электрической дуги 44 расположена между электромагнитным выключающим механизмом 42 и задней пластиной корпуса 12 и содержит набор пластин деионизации дуги, возникающей между контактами 34, 38.

Нейтральная цепь 22 (фиг.1 и 2) снабжена стационарным контактом 48, соединенным электрически с помощью плетеной полосы 49 с терминалом 30 и второй камерой гашения электрической дуги 50. Нейтральная цепь 22 расположена слева от фазовой цепи 20 и не имеет магнитного и теплового выключающего механизма.

Два подвижных контакта 34, 48 приводятся в действие первым механизмом 52 с ручным управлением с помощью рычага 53 и автоматически управляется тепловым выключающим механизмом с биметаллической полосой 36 и электромагнитным выключающим механизмом 42 с катушкой 40. Первый механизм 52 может быть типа, описанного в патенте Франции 2616583.

Второе отделение 18 (фиг.1,4 и 5) расположено справа от первого отделения 16 и содержит дифференциальный трансформатор 54, имеющий вторичную обмотку 59, соединенную с выключающим реле 56, работающим совместно со вторым механизмом 58 с рычагом повторной установки 60. Второй механизм 58 соединен с первым механизмом 52 с помощью механических связей (не показано), дающих возможность разъединения схемы выключателя 10 по сигналу от реле 56 и непрерывную повторную установку второго механизма 58. Второй механизм 58 может быть типа, описанного в патенте Франции 2628262.

Дифференциальный трансформатор 54 содержит магнитный кольцевой сердечник 62, несущий фазовую первичную обмотку 64 и вторичную измерительную обмотку 59, а также нейтральную первичную обмотку 66. Замыкание на массу приводит к дисбалансу между первичными токами, текущими в первичных обмотках 64, 66, и гетерируется напряжение, возникающее на терминалах вторичной обмотки 59, возбуждающих выключающее реле 56.

Размещение двухфазной и нейтральной первичных обмоток 64, 66 во втором отделении дифференциальной защиты 18 требует, чтобы две пары соответствующих соединительных проводников 68, 70; 72, 74 (фиг.5) проходили горизонтально через среднюю стенку 14 через четыре соответствующих отверстия 76, 78; 80, 82 (фиг.4).

Нейтральная первичная обмотка 66 соединена последовательно с нейтральной цепью 22 путем прерывания соединения между стационарным нейтральным контактом 46 и нейтральным терминалом нагрузочной стороны 32 (фиг.1 и 2). Два отверстия 80, 82 соединительных проводников 72, 74 отделены друг от друга предварительно заданным зазором, причем оба расположены на одной стороне, значительно левее дифференциального трансформатора 54.

В соответствии с изобретением два находящихся одно над другим отверстия 76, 78 другой пары соединительных проводников 68, 70, связанных с первичной фазовой обмоткой 64, расположены справа от дифференциального трансформатора 54. Фазовая первичная обмотка 64 соединена с линейной стороной фазовой цепи 20, т. е. в части, расположенной между фазовыми контактами 34, 38 и фазовым терминалом линейной стороны 26. Нейтральная первичная обмотка 66 соединена с нагрузочной стороной нейтральной цепи 22, т.е. в части, расположенной между нейтральными контактами 46, 48 и нейтральным терминалом нагрузочной стороны 32.

Соединительный проводник 70, проходящий через нижнее отверстие 78, соединяется с основанием биметаллической полосы 36, а другой соединительный проводник, проходящий через верхнее отверстие 76, соединяется с контактной полосой терминала фазы линейной стороны 26.

Четыре соединительных проводника 68, 70; 72, 74 содержат выступающие контакты, выполненные из проводящего материала, выполненные нависающими над и простирающимися параллельно друг другу в направлении перпендикулярном стенке 14. В каждом контакте (фиг.5 и 6) предусмотрена позиционирующая выемка 84, в которую устанавливают соответствующий конец фазовой или нейтральной первичной обмотки 64, 66.

Две зоны прерывания фазовой цепи 20 и нейтральной цепи 22 для электрического соединения первичных обмоток 64, 66 расположены в различных местах на противоположных сторонах дифференциального трансформатора 54 и вблизи от противоположных поверхностей 31, 33 корпуса 12. Такое расположение облегчает автоматизацию электросварки концов первичных обмоток 64, 66 в выемке 84 контактов, а также улучшает диэлектрическую сопротивляемость выключателя 10.

Второй механизм 58 оборудован контрольным устройством 86 (фиг.6), размещенным во втором отделении 18, и имеющем нажимную кнопку 88, предназначенную для пуска в действие посредством скольжения между верхним положением выключателя и нажатым нижним положением. Резистор 90 вставлен в контрольную схему 92, соединенную между соединительным наконечником 94 фазовой цепи 20 и соединительным проводником 72 первичной нейтральной обмотки 66. Резистор 90 соединен последовательно с первым защитным переключателем 96, пускаемым в действие механизмом 58 и вторым контрольным переключателем 98, запускаемым нажимной кнопкой 88. Защитный переключатель 96 выполнен с помощью гибкого проводящего лезвия 100, находящегося в замкнутом положении на конце вывода резистора 90, когда механизм 58 находится в нагруженном состоянии. Контрольный переключатель 98 содержит нить 102 проводящей пружины, предназначенную для взаимодействия в нажатом положении нажимной кнопки 88 с проводником звена 104, соединенного электрически с соединительным проводником 72.

Соединение резистора 90 в схеме имеет место тогда, когда оба переключателя 96, 98 замкнуты, т.е. в нагруженном состоянии механизма 58 и в нажатом положении нажимной кнопки 88. Это приводит к тому, что контрольный ток в резисторе 90, который обнаруживается дифференциальным трансформатором 54, вызывает выключение второго механизма 58. Вращение поворотной пластины 106 механизма 58 приводит к автоматическому размыканию первого защитного переключателя 96, что ведет к прерыванию контрольного тока в резисторе 90, даже если нажимная кнопка 88 остается удерживаемой в нажатом положении.

Можно отметить, что электрическое соединение контрольной схемы 92 имеет место во втором отделении 18, а сбор контрольной информации выполняется на нагрузочной стороне из нейтрального и фазового контактов. Наконечник 94 соединяющий резистор 90 с фазовой цепью 20, проходит через среднюю стенку 14 и находится при потенциале верхнего рога разрядника 108 в связи со стационарным фазовым контактом 38. Другой конец контрольной схемы 92 образован звеном проводника 104, соединенным с соединительным проводником 72 в связи со стационарным нейтральным контактом 46. Такое соединение контрольной схемы 92 с фазовым контактом нагрузочной стороны и нейтральным контактом является необходимым для гарантии надежности работы дифференциальной цепи выключателя 10 при выполнении контроля и значительно препятствует фазовому потенциалу линейной стороны передаваться нейтральной цепи нагрузочной стороны, когда нажимная кнопка задействована в нажатом положении.

Естественно, что возможно реверсирование электрических соединений линейной стороны и нагрузочной стороны первичных обмоток 64, 66. Фазовая первичная обмотка 64 тогда соединяется с нагрузочной стороны фазовыми контактами 34, 38, а нейтральная первичная обмотка 66 с линейной стороны нейтральных контактов 46, 48.

В соответствии с альтернативным вариантом воплощения изобретения, два конца контрольной схемы 92, вместо соединения с нагрузочной стороной (фиг. 6) может быть одновременно соединены с фазовыми контактами 34, 38 и нейтральными контактами 46, 48 линейной стороны.

Использование: электротехника, в частности электрические выключатели. Сущность изобретения: однополюсный выключатель с нейтральной дифференциальной цепью содержит дифференциальный трансформатор с кольцевым сердечником, расположенным между первой парой соединительных проводников, фазовой первичной обмотки и второй парой соединительных проводников, нейтральной первичной обмотки. Соединение фазовой первичной обмотки выполняется фазовой цепью линейной стороны, в то время как соединение нейтральной первичной обмотки выполняется нейтральной цепью нагруженной стороны. Два конца контрольной схемы соединены одновременно с фазовыми контактами нагрузочной стороны и нейтральными контактами. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Однополюсный выключатель с нейтральной дифференциальной цепью, размещенный в диэлектрическом корпусе, разделенном разделительной стенкой на две смежные части и содержащий первое отделение выключателя, содержащее фазовую цепь, имеющую неподвижный фазовый контакт, подвижный фазовый контакт, электромагнитный механизм с катушкой и тепловой выключающий механизм с биметаллической полосой, нейтральную цепь, имеющую неподвижный нейтральный контакт и подвижный нейтральный контакт, первую пару фазовых выводов линейной стороны и нагрузочной стороны, вторую пару нейтральных выводов линейной стороны и нагрузочной стороны и первый механизм с ручным управлением посредством рычага управления и с автоматической работой посредством электромагнитного и теплового механизмов выключения, второе отделение дифференциальной защиты, содержащее дифференциальный трансформатор с магнитным кольцевым сердечником, несущим первичную фазовую обмотку, первичную нейтральную обмотку и вторичную измерительную обмотку, связанную с выключающим реле, взаимодействующим с вторым выключающим механизмом, механически связанным с первым механизмом, и блоком контроля, содержащим резистор и нажимную кнопку, а также в разделительной стенке выполнены отверстия для пропускания соединительных проводников, предназначенных для соединения первичной фазовой и нейтральной обмоток соответственно в фазовую и нейтральную цепи, с линейной стороны фазовый и нейтральный выводы расположены рядом на одной из узких поверхностей корпуса, с нагрузочной стороны фазовый и нейтральный выводы расположены рядом на противоположной стороне корпуса, отличающийся тем, что кольцевой сердечник расположен между первой парой соединительных проводников, проходящих через соответствующие отверстия в разделительной стенке, причем соединения первичных фазовой и нейтральной обмоток выполнены соответственно или с линейной и нагрузочной сторон, или с нагрузочной и линейной сторон фазовой и нейтральной цепей, при этом два конца контрольного блока соединены соответственно одновременно или с нагрузочной, или с линейной стороны посредством фазовых и нейтральных контактов. 2. Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что в дифференциальной цепи четыре соединительных проводника, содержат выступающие контакты, выполненные из проводящего материала, расположенные нависающими над или простирающимися параллельно друг другу в направлении, перпендикулярном разделительной стенке, причем на конце каждого контакта выполнена выемка, в которой устанавливается соответствующий конец первичной фазовой или нейтральной обмотки. 3. Выключатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что в дифференциальной цепи первая пара соединительных проводников первичной фазовой обмотки электрически соединена с биметаллической полосой и с линейной стороны с фазовым выводом, а вторая пара соединительных проводников первичной нейтральной обмотки электрически соединена с нагрузочной стороны с нейтральным выводом и неподвижным нейтральным контактом. 4. Выключатель по п. 3, отличающийся тем, что в дифференциальной цепи электрическое соединение контрольного блока выполнено во втором отделении посредством выводного наконечника, предназначенного для соединения резистора с рогом разрядника, связанным с неподвижным фазовым контактом и звеном проводника, соединенным с соединительным проводником, связанным с неподвижным нейтральным контактом.