УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПОНИЖЕНИЯ НОМИНАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ ВЫКЛЮЧЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ПОСЛЕ УСТАНОВКИ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО УЗЛА Российский патент 1998 года по МПК H01H71/16 H01H71/74 H01H83/14 

Настоящее изобретение относится к устройству для предотвращения снижения номинальной мощности выключения автоматического выключателя после установки вспомогательного узла, такого, в частности, как устройство для дифференциальной защиты, при этом этот автоматический выключатель оборудован как минимум одним регулировочным винтом для выполнения первоначальной регулировки устройства для теплового отключения и для установления тепловой защиты автоматического выключателя в соответствии с его номинальной мощностью выключателя
В автоматическом выключателе тепловая защита против перегрузок установлена на заводе-изготовителе с учетом нагрева кабелей и рассеяния тепла самим оборудованием.

Это рассеяние тепла в соответствии с эффектом Джоуля связано с внутренним сопротивлением, и отвод тепла происходит с помощью наружных поверхностей, находящихся в контакте с окружающим воздухом, а также с помощью питающих кабелей. При установке вспомогательного узла, такого, например, как устройство для дифференциальной защиты, баланс теплообмена автоматического выключателя заметно изменяется в связи с уменьшением площади поверхностей, осуществляющих теплообмен с окружающим воздухом, изменением площади поперечного сечения отдельных участков проводников, отходящих и проходящих через вспомогательный узел, в связи с рассеянием тепла, присущим вспомогательному узлу, и ограничением отвода тепла силовыми питающими кабелями.

С учетом этих изменений теплового баланса автоматический выключатель размыкается до наступления момента перегрузки и обычно нуждается в понижении номинальной мощности выключения для того, чтобы продолжить обеспечивать защиту в запрограммированном режиме.

Для ослабления этого эффекта предлагаются различные решения, например увеличение площади поперечного сечения проводников вспомогательного узла, применение вентиляционных отверстий или установка тепловых экранов. Однако эти решения не вполне удовлетворительны, в особенности при их использовании на оборудовании высокой мощности.

В основу настоящего изобретения положена задача решения этой проблемы простым и эффективным способом как в автоматическом, так и в ручном режиме.

Для решения этой задачи предлагается устройство, являющееся предметом настоящего изобретения, для предотвращения снижения номинальной мощности выключения автоматического выключателя, которое согласно изобретению содержит средства для выполнения новой регулировки устройства теплового отключения при установке вспомогательного узла.

Согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения указанные средства приспособлены для выполнения новой регулировки устройства теплового отключения в ручном режиме.

В этом случае они предпочтительно содержат ручки для теплового регулирования, установленные на каждом полюсе автоматического выключателя.

Согласно второму варианту реализации настоящего изобретения указанные средства приспособлены для выполнения новой регулировки устройства теплового отключения в автоматическом режиме.

В этом случае они предпочтительно содержат по меньшей мере одно исполнительное устройство, надежно соединенное с вспомогательным узлом и приспособленное для воздействия на регулировочный стержень устройства теплового отключения автоматического выключателя.

Настоящее изобретение и его основные преимущества станут более очевидными после изучения описания предпочтительного варианта его реализации со ссылками на прилагаемые чертежи, приведенные в качестве не ограничивающих рамки изобретения примеров, на которых: фиг. 1 схематически изображает автоматический выключатель со вспомогательным узлом, оборудованный устройством, являющимся предметом настоящего изобретения; фиг. 2 - схематическое изображение первого варианта реализации устройства, являющегося предметом настоящего изобретения; фиг. 3 - схематическое изображение второго варианта реализации устройства, являющегося предметом настоящего изобретения; фиг. 4 - детальное изображение, иллюстрирующее первый вариант реализации устройства, являющегося предметом настоящего изобретения; фиг. 5 - детальное изображение, иллюстрирующее второй вариант реализации устройства, являющегося предметом настоящего изобретения; фиг. 6 - схематическое изображение автоматического выключателя, связанного с двумя вспомогательными узлами; на фиг. 7 и 8 представлен обычный автоматический выключатель, оборудованный регулировочными винтами устройства теплового выключения; на фиг. 9 и 10 проиллюстрирован вышеупомянутый автоматический выключатель, оборудованный ручками теплового регулирования, причем ручки, представляющие устройство, являющееся предметом настоящего изобретения, находятся в первом положении, до установки вспомогательного узла; на фиг. 11 и 12 проиллюстрирован выключатель, оборудованный ручками теплового регулирования, причем ручки, представляющие устройство, являющееся предметом настоящего изобретения, находятся во втором положении, после установки вспомогательного узла.

Как показано на фиг. 1, вспомогательный узел 10, такой как, например, устройство для дифференциальной защиты, изображенное сбоку, предназначен для установки на автоматическом выключателе 11, также изображенном сбоку. Вспомогательный узел оборудован исполнительным механизмом 12, приспособленным для автоматического воздействия на приемный элемент 13, при этом этот приемный элемент 13 сконструирован таким образом, чтобы автоматически выполнять новую регулировку устройства теплового выключения на каждом из полюсов автоматического выключателя при установке вспомогательного узла на автоматический выключатель.

Исполнительный механизм 12 образован выступом, который хорошо виден на одной из боковых поверхностей вспомогательного узла, а приемный элемент 13 образован регулировочным стержнем теплового устройства, причем конец этого стержня обращен к окну 14, выполненному в боковой поверхности автоматического выключателя, совпадающему с указанным выступом, представляющим собой исполнительный механизм 12.

На фиг. 2 показан поперечный разрез многополюсного выключателя 11, приспособленного для установки вспомогательного угла 10, оборудованного исполнительным механизмом 12. Электрическое соединение осуществляется посредством проводников 15, выступающих в боковом направлении от основания вспомогательного узла и которые представляют собой ветви с коленчатым изгибом, допускающие соединение с полюсами автоматического выключателя.

Устройство теплового выключения 16 состоит из биометаллических полос 16a, 16b, 16c и 16d, связанных соответственно с каждым из полюсов автоматического включателя. Приемный элемент 13 образован регулировочным стержнем 17 с двумя уровнями, которые определяются наличием утолщений 17a, 17b, 17c и 17d, служащих кулачками для задания положения биметаллических 16a, 16b, 16c и 16d.

В исходном положении, соответствующем использованию автоматического выключателя без вспомогательного узла, биметаллические полосы занимают первое положение, которое называют нижним положением. В конечном положении, соответствующем использованию автоматического выключателя после установки вспомогательного узла, биметаллические полосы занимают второе положение, которое называют верхним положением и задаваемое утолщениями 17a, 17b, 17c и 17d.

Это второе положение учитывает новое распределение теплообмена, связанное с добавлением вспомогательного узла. Оно достигается за счет перемещения регулировочного стержня 17 в направлении, указанном стрелкой А, вызванного воздействием исполнительного механизма 12, вошедшего в окно 14, идентичное описанному со ссылкой на фиг. 1, и упирающегося в конец этого стержня.

Указанный стержень, кроме того, содержит несущий упор 18 и пружины 19 возврата. Когда происходит перемещение регулировочного стержня из первого во второе положение, пружина сжимается. Если вспомогательный узел снять, регулировочный стержень под воздействием пружины 19 возврата занимает исходное положение. В этом случае биметаллические полосы возвращаются в положение, которое называется нижним положением.

В этом варианте реализации все утолщения 17a, 17b, 17c и 17d имеют одинаковые размеры и соответственно одинаковую высоту. Таким образом, новая регулировка биметаллических полос при добавлении вспомогательного узла является одинаковой для всех полюсов автоматического выключателя.

В этом случае предполагается, что последствия добавления вспомогательного узла одинаковы для всех полюсов. На практике баланс теплообмена, связанный с добавлением вспомогательного узла, различен для разных полюсов. В действительности, если вспомогательный узел установлен с одной стороны выключателя, в наибольшей степени он воздействует на ближайший полюс.

Воздействие ослабевает по мере увеличения расстояния, на котором находятся полюсы от стенки автоматического выключателя, прилегающей к вспомогательному узлу. В предложенном ранее альтернативном варианте реализации, проиллюстрированном на фиг.3, этот факт учитывается.

Регулировочный стержень 27 включает в этом случае утолщения 27a, 27b, 27c и 27d, высота которых возрастает на фиг. в направлении слева направо. Таким образом, производится новая регулировка биметаллических полос 16a, 16b, 16c и 16d в зависимости от расстояния, на котором они располагаются от поверхности автоматического выключателя 11, прилегающей к вспомогательному узлу 10.

Как и в предыдущем случае, вспомогательный узел выполнен с исполнительным механизмом 12, который входит в окно 14, предусмотренное в боковой панели автоматического выключателя, будучи обращенным к концу регулировочного стержня 27. При таком варианте реализации достигается последовательное ступенчатое изменение новой регулировки биметаллических полос.

Воздействие регулировочного стержня на биметаллические полосы может осуществляться различными путями. На фиг. 4 иллюстрируется вариант реализации, согласно которому он воздействует на основание или нижнюю часть биметаллических полос.

Биометаллическая полоса 30 укреплена на основании 31, которое состоит из U-образного элемента 32, на одной из ветвей которого, а именно ветви 32a, находится регулировочный винт 33, а другая ветвь которого, а именно ветвь 32b, связана с прямым действующим контактным рычажком 34 биметаллической полосы. Центральная часть U-образного элемента 32 закреплена на опоре 35, вращающейся на неподвижной оси 36, прочно соединенной с автоматическим выключателем.

Ветвь 37, прочно соединенная с этой опорой, с одной стороны нажимает на регулировочный стержень 38, а с другой стороны прижимается к этому стержню цилиндрической пружиной 39. Начальная регулировка положения биометаллической полосы выполняется посредством регулировочного винта 33, на который навинчены две гайки 40 и 41, расположенные со стороны ветви 32a U-образного элемента 32.

Конец этого винта упирается в другую ветвь 32b этого элемента. Настройка заключается в изменении расстояния между двумя ветвями. Она позволяет регулировать расстояние x между действующим контактным рычажком 34 и расцепляющим стержнем 42 в случае перегрева. Действие регулировочного стержня 38 заключается в воздействии на исходное разделяющее расстояние x путем вращения основания биметаллической полосы на оси 36.

На фиг. 5 проиллюстрирован другой рабочий вариант, согласно которому стержень в случае перегрева воздействует непосредственно на расцепляющий стержень 50, а не на биметаллическую полосу. В этой конструкции действующий контактный рычажок 51 биметаллической полосы надежно соединен с изогнутым основанием 52.

Регулировочный винт 53 позволяет регулировать первоначальное расстояние x 2, разделяющее конец действующего контактного рычажка и стержень 50, путем изменения угла изгиба, образованного изогнутым основанием 52, одна из сторон которого прочно закреплена на корпусе автоматического выключателя, а другая сторона свободна.

Регулировочный стержень 54 воздействует на положение стержня 50. При отсутствии вспомогательного узла этот стержень занимает положение, представленное сплошной линией, а расстояние, отделяющее действующий контактный рычажок от стержня, равно x 2.

После установки вспомогательного стержня происходит смещение регулировочного стержня и контактная площадка 55, идентичная описанным со ссылкой на фиг. 2 и 3, перемещают стержень 50 в положение, показанное пунктирной линией. В этом положении расстояние, отделяющее этот стержень от действующего контактного рычажка, изменяется и имеет значение x 1.

На фиг. 6 проиллюстрирован вариант исполнения, при котором автоматический выключатель 11 может быть соединен с двумя вспомогательными узлами 10a и 10b, которые оба имеют исполнительные устройства, соответственно 12a и 12b. При такой конструкции автоматический выключатель должен включать два регулировочных стержня, совместно осуществляющих новую настройку биметаллических полос с учетом новых условий баланса рассеяния тепла, вызванных вспомогательными узлами.

Все эти варианты реализации соответствуют новой установке биметаллических полос, которая выполняется автоматически в то время, когда оператор присоединяет к автоматическому выключателю один или два вспомогательных узла, закрепленных на боковых поверхностях этого автоматического выключателя. Эта автоматическая регулировка связана с взаимодействием устройства или устройств выключения и регулировочного стержня или стержней. Другие варианты реализации позволяют получить такие же результаты вручную.

Даты этой цели предлагаются различные варианты реализации. Как показано на фиг. 7 и 8, двухполюсный автоматический выключатель 60 оборудован, с помощью уже известного способа, регулировочными винтами 61. Регулировка может быть выполнена на заводе-изготовителе или в конце производственного процесса, или в центре формирования и отгрузки партии товара, или у официального дистрибьютера согласно правилам, которые известны и представлены изготовителем.

Винт воздействует главным образом, но не только, на основание или нижнюю часть биметаллической полосы. Регулировочный винт относится к винтам с потайной головкой и имеет полость 62, в которую можно вставлять ручку 63 для температурной калибровки вручную, представленную на фиг. 9 и 10. Ручка 63 снабжена выступом 64 с рифленой поверхностью, форма и размеры которого соответствуют полости 62 регулировочного винта 61 таким образом, что эта ручка может быть вставлена в указанный регулировочный винт.

Передняя часть 65 ручки имеет индикаторную отметку, например стрелку 66 (см. фиг 9), которая занимает исходное положение, такое например, как показанное на фиг. 9, если не установлено никакого вспомогательного узла, и конечное положение, полученное, например, путем поворота ручки на четверть оборота, как показано на фиг. 11, когда на автоматический выключатель 60 установлен вспомогательный узел 67.

Для защиты устройства от неумелого обращения ручка термической регулировки может быть полностью закрыта карточкой 68, представленной пунктирными линиями, чтобы не допустить пользования этой ручкой без разрешения. Этот тайник устраивается в конце полости, выполненной в каждом полюсе автоматического выключателя и обеспечивающей доступ к регулировочному винту 61 и к ручке термической регулировки 63.

Очевидно, что эта ручка термической регулировки может быть отделена от регулировочного винта. В этом случае она воздействует на биметаллическую полосу в зоне, отличной от зоны деформации, на которую воздействует регулировочный винт.

Например, в случае, если регулировочный винт воздействует на биметаллическую полосу, регулировочная ручка может воздействовать или на ее прямую действующую ветвь, или на стержень расщепления, такой как описанный со ссылкой на фиг. 5, положение которого изменяется посредством указанной ручки.

Использование: в области электротехники, а именно в устройствах для предотвращения снижения номинальной мощности выключения автоматического выключателя после установки вспомогательного узла, такого как устройство дифференциальной защиты. Существо изобретения заключается в том, что устройство включает средства для выполнения регулировки устройства теплового выключения автоматического выключателя 11 при установке вспомогательного узла 10. Эти средства содержат, в автоматическом варианте, регулировочный стержень 17, состоящий из приемника 13, взаимодействующего с исполнительным механизмом 12, прочно соединенным со вспомогательным узлом. Регулировочный стержень имеет утолщения 17a, 17b, 17c, 17d, которые воздействуют на биметаллические полосы 16a, 16b, 16c, 16d устройств теплового выключения на каждом полюсе автоматического выключателя. Устройство позволяет учитывать изменение баланса теплообмена автоматического выключателя, которое происходит при установке вспомогательного узла. 15 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Устройство для предотвращения снижения номинальной мощности выключения автоматического выключателя после установки вспомогательного узла, в частности, блока дифференциальной защиты, содержащее по меньшей мере один регулировочный винт для выполнения первоначальной регулировки механизма теплового отключения и для установки тепловой защиты автоматического выключателя в соответствии с его номинальной мощностью выключения, отличающееся тем, что снабжено средствами для выполнения дополнительной регулировки механизма теплового отключения при установке вспомогательного узла в ручном или автоматическом режимах. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанные средства для выполнения дополнительной регулировки механизма теплового отключения при установке вспомогательного узла в ручном режиме выполнены в виде по меньей мере одной ручки термической регулировки, установленной на полюсе автоматического выключателя и предназначенной для воздействия на работу составляющего элемента механизма теплового отключения на полюсе автоматического выключателя, при этом число ручек соответствует количеству полюсов. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что составляющий элемент механизма теплового отключения представляет собой биметаллическую полосу. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что составляющий элемент механизма теплового отключения представляет собой стержень механизма свободного расцепления, связанный с биметаллической полосой. 5. Устройство по любому из пп.2 - 4, отличающееся тем, что указанная ручка термической регулировки установлена в первом положении, соответствующем указанной начальной уставке механизма теплового отключения с возможностью перевода во второе положение, соответствующее указанной новой уставке механизма теплового отключения. 6. Устройство по любому из пп.2 - 4, отличающееся тем, что указанная ручка термической регулировки выполнена вращающейся, причем ее перемещение из первого во второе положение соответствует заданному угловому перемещению. 7. Устройство по п.2, отличающееся тем, что указанная ручка термической регулировки помещена в гнездо, выполненное на поверхности автоматического выключателя. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что указанное гнездо снабжено карточкой для маскировки ручки термической регулировки для предотвращения несанкционированного доступа к ней. 9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанные средства для выполнения дополнительной регулировки в автоматическом режиме выполнены в виде по меньшей мере одного исполнительного механизма, прочно связанного с вспомогательным узлом и предназначенного для воздействия на приемную часть, прочно связанную с автоматическим выключателем. 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что указанный исполнительный механизм образован выступом на боковой панели вспомогательного узла. 11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что указанная приемная часть образована регулировочным стержнем устройства теплового выключения, один конец которого выполнен обращенным к окну, выполненному в боковой панели автоматического выключателя и сопрягаемому с указанным исполнительным механизмом. 12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что регулировочный стержень содержит утолщения для воздействия по принципу кулачка на положение компонента устройства теплового выключения, соответствующее каждому полюсу автоматического выключателя. 13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что утолщения регулировочного стержня приспособлены для воздействия соответственно на биметаллические полосы устройства теплового выключения на каждом полюсе автоматического выключателя. 14. Устройство по п.12, отличающееся тем, что утолщения регулировочного стержня приспособлены для воздействия соответственно на стержень механизма расцепления, связанный с биметаллической полосой каждого полюса автоматического выключателя. 15. Устройство по п.12, отличающееся тем, что указанные утолщения имеют одинаковую высоту. 16. Устройство по п.12, отличающееся тем, что указанные утолщения имеют разную высоту.