УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ Российский патент 2010 года по МПК H01T4/06 H01T1/12 

Настоящее изобретение относится к устройству для защиты низковольтных электроустановок от перенапряжений, содержащему основание с контактными зажимами для фазных проводов (L1, L2, L3) и для заземляющего, соответственно нулевого (нейтрального) проводов (РЕ, N), а также по меньшей мере один элемент защиты от перенапряжений, включающий в себя расположенный в корпусе разрядник, прежде всего грозоразрядник (молниеотвод) и/или разрядник защиты от перенапряжений, причем основание устройства имеет по меньшей мере один контакт для телесигнализации, имеющий выключатель и предназначенный для передачи по линии связи сигнала о состоянии по меньшей мере одного элемента защиты от перенапряжений, и в предпочтительном исполнении основание устройства защиты от перенапряжений имеет соединенные с контактными зажимами штепсельные контакты, выполненные прежде всего в виде штепсельных гнезд, а элемент защиты от перенапряжений - соответствующие им штепсельные контакты, выполненные прежде всего в виде штырей, что позволяет вставлять элемент защиты от перенапряжений в основание устройства.

Электрические, и прежде всего, электронные измерительные, управляющие, регулирующие и коммутируемые цепи, в первую очередь телекоммуникационные устройства и установки, чувствительны к воздействию переходных перенапряжений, которые могут возникать вследствие прежде всего воздействия атмосферных разрядов, но также и вследствие манипуляций по переключению или коротких замыканий в сетях энергоснабжения. Эта чувствительность возрастает по мере увеличения доли электронных компонентов, прежде всего транзисторов и тиристоров; переходные перенапряжения представляют значительную опасность прежде всего для интегральных схем, доля которых в указанных устройствах и установках все более увеличивается.

Электрические цепи обычно функционируют безотказно при напряжении, на которое они рассчитаны, т.е. при номинальном напряжении (как правило, соответствующем напряжению в электрической сети). Сбои в работе подобных цепей имеют место в случае воздействия перенапряжений на них. Перенапряжениями считаются все напряжения, величина которых превышает верхнюю границу допуска на номинальное напряжение. К перенапряжениям относятся также переходные или кратковременные перенапряжения, которые могут возникать вследствие воздействия атмосферных разрядов, но также и вследствие манипуляций по переключению или коротких замыканий в сетях энергоснабжения и которые могут воздействовать на электрические контуры через гальваническую, индуктивную или емкостную связь. С целью защитить от перенапряжений электрические или электронные контуры, прежде всего измерительные, управляющие, регулирующие и коммутируемые цепи, прежде всего также телекоммуникационные устройства и установки, где бы они при этом ни использовались, разработаны элементы защиты от перенапряжений, известные уже более двадцати лет.

Необходимые устройства для защиты электропитания установок и приборов относятся к различным ступеням защиты в зависимости от выбора разрядника(-ов) и от ожидаемого влияния условий окружающей среды. При этом устройства защиты от перенапряжений, относимые к отдельным ступеням защиты, различаются в принципе по величине импульсной пропускной способности разрядника и по обеспечиваемому уровню защиты от перенапряжений.

При этом первая ступень защиты (тип 1) обычно образуется с помощью грозоразрядника или молниеотвода, который как самое мощное устройство защиты от перегрузки устанавливается в центральной сети энергоснабжения здания. Наиболее важной частью подобного грозоразрядника или молниеотвода является искровой разрядник или промежуток с по меньшей мере двумя электродами, при этом при зажигании искрового разрядника или промежутка между обоими электродами возникает электрическая дуга.

Вторая ступень защиты (тип 2) обычно образуется с помощью разрядника защиты от перенапряжений на базе варистора. Эта ступень защиты дополнительно ограничивает имеющееся остаточное напряжение на грозоразряднике или молниеотводе. В зависимости от степени опасности возможных перенапряжений для защищаемой установки, соответственно для защищаемого здания в отдельном случае может оказаться достаточным использовать лишь вторую ступень защиты, т.е. разрядник защиты от перенапряжений.

Помимо этого существуют также ждущие грозоразрядники или молниеотводы, реализующие принцип "активного регулирования расхода энергии" (Active Energy Control, AEC) и представляющие собой комбинацию из грозоразрядника или молниеотвода и разрядника защиты от перенапряжений. В подобном комбинированном разряднике грозоразрядники или молниеотводы и разрядники защиты от перенапряжений можно подключать непосредственно параллельно друг другу. Преимущество такого подключения проявляется в том случае, когда грозоразрядники или молниеотводы и разрядники защиты от перенапряжений нельзя установить отдельно друг от друга в разных местах.

Согласно настоящему изобретению описанные выше конструкции следует обозначать в целом как разрядники, не ограничивая объем изобретения разрядниками какого-либо одного специального типа. Подобный разрядник являет собой существенную часть элемента защиты от перенапряжений, при этом элемент защиты от перенапряжений имеет по меньшей мере также корпус, предназначенный для размещения в нем разрядника.

Известные устройства защиты от перенапряжений для подсоединения к электрическим линиям имеют основание, которое можно установить, например, на несущей направляющей (шине). Для установки подобного устройства защиты от перенапряжений, предназначенного для защиты, например, фазных проводов L1, L2, L3, а также нейтрального или нулевого провода N, а при необходимости и заземляющего провода РЕ, на основании известных устройств защиты от перенапряжений предусмотрены соответствующие контактные зажимы для фазных проводов и для заземляющего, соответственно нейтрального или нулевого проводов. Основание устройства защиты от перенапряжений (публикация "Überspannungsschutz" фирмы Phoenix Contact, TRABTECH, 2002, стр.24 и 25, включенная в настоящее описание в качестве ссылки) имеет несимметричную схему подключений. В известном устройстве защиты от перенапряжений, в котором основание имеет примерно U-образную форму, на одном плече этой формы расположены контактные зажимы для фазных проводов и для нейтрального или нулевого провода, а на другом контактном плече формы или полке расположена контактная клемма для заземляющего провода.

В известном устройстве защиты от перенапряжений для обеспечения простого создания механических и электрических контактов между нижней частью устройства и соответствующим элементом защиты от перенапряжений элементы защиты от перенапряжений выполнены в виде "защитной штепсельной коробки", т.е. основание устройства защиты от перенапряжений имеет штепсельные гнезда, соединенные с контактными зажимами, а элемент защиты от перенапряжений имеет соответствующие контактные штырьки, благодаря чему элемент защиты от перенапряжений может вставляться в основание устройства защиты от перенапряжений. Кроме того, известное устройство защиты от перенапряжений имеет еще один переключающий контакт в качестве сигнализатора для передачи по линии связи сигнала о состоянии по меньшей мере одного элемента защиты от перенапряжений, при этом для этого в основании устройства защиты от перенапряжений предусмотрен выключатель, а на элементе защиты от перенапряжений предусмотрен исполнительный элемент.

Установка и монтаж вставных элементов защиты от перенапряжений в известное устройство защиты от перенапряжений отличаются исключительной простотой и быстротой благодаря тому, что эти элементы выполнены вставными, как следует из их названия. При этом с помощью контакта для телесигнализации обеспечивается комфортабельный дистанционный контроль состояния устройства защиты от перенапряжений. Кроме того, может оказаться, однако, желательным иметь возможность определять состояние, соответственно статус элемента защиты от перенапряжений непосредственно на месте его эксплуатации. Однако при этом проблема заключается в том, что прежде всего элементы защиты от перенапряжений, выполненные в виде "защитной штепсельной коробки", имеют в корпусе лишь ограниченное монтажное пространство.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача усовершенствовать устройство защиты от перенапряжений указанного в начале описания типа, которое отличалось бы простотой и удобством его обслуживания.

Указанная задача в отношении устройства защиты от перенапряжений указанного в начале описания типа решается прежде всего и в основном благодаря тому, что элемент защиты от перенапряжений снабжен визуальным индикатором состояния, а также благодаря тому, что срабатывание визуального индикатора состояния и выключателя контакта телесигнализации предусмотрено от общей для них механической системы управления.

Благодаря тому, что элемент защиты от перенапряжений, соответственно отдельные элементы защиты от перенапряжений, имеет, соответственно имеют, по одному визуальному индикатору состояния, состояние, соответственно статус каждого отдельного устройства защиты от перенапряжений демонстрируется непосредственно на месте его эксплуатации. Это упрощает как монтаж отдельных устройств защиты от перенапряжений, так и обслуживание, соответственно замену дефектных устройств защиты от перенапряжений, поскольку их состояние демонстрируется с помощью как телесигнализации на центральном диспетчерском посту дистанционного управления, так и визуального индикатора состояния непосредственно на устройстве защиты от перенапряжений. Таким образом, исключается возможность ошибки монтажника при обнаружении и замене дефектного элемента защиты от перенапряжений. Благодаря тому, что визуальный индикатор состояния и выключатель контакта для телесигнализации приводятся в действие с помощью общей для них механической системы управления, во-первых, сводится к минимуму потребное для визуального индикатора состояния монтажное пространство и, во-вторых, не требуется электрическая энергия для обеспечения срабатывания визуального индикатора состояния устройства защиты от перенапряжений.

Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления предлагаемого в изобретении устройства защиты от перенапряжений механическая система управления имеет первое подпружиненное исполнительное устройство для приведения в действие выключателя и второе подпружиненное исполнительное устройство для приведения в действие визуального индикатора состояния защиты от перенапряжений. При этом первое исполнительное устройство расположено в основании устройства, а второе - в элементе защиты от перенапряжений, причем первое исполнительное устройство приводится в действие от второго исполнительного устройства, т.е. управление первым исполнительным устройством осуществляется по состоянию второго исполнительного устройства. При этом преимущество двухсекционной конструкции механической системы управления состоит в том, что в одно и то же основание устройства можно вставлять различные элементы защиты от перенапряжений, не приводя конструкцию этих элементов в соответствие с исполнительным устройством основания устройства защиты от перенапряжений. Таким образом, конкретную конфигурацию исполнительного устройства элемента защиты от перенапряжений можно оптимальным образом согласовать с соответствующим типом разрядника, имеющегося в элементе защиты от перенапряжений.

Первое исполнительное устройство, расположенное в основании устройства защиты от перенапряжений, предпочтительно выполнять в виде механической рычажной системы, переключаемой между двумя положениями, благодаря чему можно задействовать выключатель контакта для телесигнализации. При этом рычажную систему могут образовывать прежде всего переключающий балансир, толкатель и по меньшей мере одна пружина, предпочтительно две пружины, причем рычаг переключателя установлен с возможностью перемещения из первого положения во второе положение, вызывающего срабатывание выключателя контакта телесигнализации.

Как уже указывалось выше, управление первым исполнительным устройством осуществляется состоянием второго исполнительного устройства. При этом управление вторым исполнительным устройством осуществляется предпочтительно с использованием принципа действия температурного выключателя, описанного, например, в заявке DE 4241311 С2. Для этого второе исполнительное устройство имеет по меньшей мере один пружинный элемент и одно место пайки, при этом паяное соединение, выполненное на месте пайки между разрядником (или соединенной с ним деталью) и частью исполнительного устройства, разрушается при нагреве разрядника до температуры, превышающей заданное пороговое значение. При неразрушенном паяном соединении исполнительное устройство исполнительное устройство удерживается в первом положении против действия усилия со стороны пружинного элемента, а при разрушении паяного соединения - перемещается под действием этого усилия во второе положение. Таким образом, при неразрушенном паяном соединении исполнительное устройство находится в подпружиненном состоянии, благодаря чему после разрушения паяного соединения вследствие повышения температуры разрядника это исполнительное устройство перемещается автоматически во второе положение под действием усилия со стороны пружинного элемента.

Взаимодействие второго подпружиненного исполнительного устройства с визуальным индикатором состояния, а также с первым исполнительным устройством предпочтительно обеспечить, размещая на одном, верхнем, конце второго подпружиненного исполнительного устройства визуальный индикатор состояния, а на другом, нижнем, конце - блокирующий элемент. При нахождении второго исполнительного устройства в первом положении толкатель первого исполнительного устройства удерживается блокирующим элементом в первом положении против действия усилия со стороны пружины, а при нахождении во втором положении исполнительный элемент освобождает толкатель, позволяя ему переместиться под действием усилия пружины во второе положение.

Как уже указывалось выше, существуют различные конкретные варианты выполнения второго подпружиненного исполнительного устройства, при этом конкретная конфигурация определяется прежде всего типом разрядника, предусмотренным для установки в элемент защиты от перенапряжений. Согласно первому варианту второе исполнительное устройство выполняется в виде изогнутой гибкой токопроводящей пластины, причем паяное соединение, выполненное на месте пайки, расположено между разрядником и участком гибкой токопроводящей пластины. Изогнутую гибкую токопроводящую пластину предпочтительно применять в качестве подпружиненного исполнительного устройства прежде всего в разрядниках на основе искровых разрядников или промежутков.

В соответствии со вторым вариантом второе исполнительное устройство имеет подпружиненный пластиковый элемент, установленный с возможностью перемещения в корпусе элемента защиты от перенапряжений, и неподвижно установленный металлический стопорный элемент, причем в пластиковом элементе выполнено отверстие, через которое конец стопорного элемента соединен с местом пайки при нахождении исполнительного устройства в первом положении. Таким образом, при неразрушенном паяном соединении между одним концом металлического стопорного элемента и разрядником пластиковый элемент удерживается в первом положении против действия усилия со стороны пружинного элемента, а при разрушении этого паяного соединения стопорный элемент освобождает подвижный пластиковый элемент, благодаря чему пластиковый элемент перемещается во второе положение под действием усилия со стороны пружинного элемента.

Согласно еще одному варианту выполнения второго исполнительного устройства предлагается также использовать расположенный с возможностью перемещения в корпусе элемента защиты от перенапряжений и подпружиненный пластиковый элемент, а также металлический стопорный элемент. При этом паяное соединение выполнено также между разрядником и металлическим стопорным элементом, и при неразрушенном паяном соединении пластиковый элемент удерживается в первом положении против действия усилия со стороны пружинного элемента, а при разрушении паяного соединения - перемещается под действием этого усилия во второе положение. В соответствии с этим вариантом металлический стопорный элемент закреплен лишь с помощью паяного соединения, вследствие чего после разрушения паяного соединения стопорный элемент меняет свое положение вместе с пластиковым элементом. Металлический стопорный элемент жестко, или неподвижно, соединен с подпружиненным пластиковым элементом, причем это соединение может быть выполнено как с геометрическим, так и с силовым замыканием.

В соответствии со следующим вариантом предлагаемое в изобретении устройство защиты от перенапряжений выполняется не зависящим от исполнения второго исполнительного устройства, при этом основание устройства защиты от перенапряжений имеет по меньшей мере один направляющий элемент, обеспечивающий возможность установки элемента защиты от перенапряжений в заданном положении, а элемент защиты от перенапряжений имеет по меньшей мере один сопрягаемый с ним ответный направляющий элемент, при этом направляющий элемент, соответственно направляющие элементы, и ответный направляющий элемент, соответственно ответные направляющие элементы, также как и штепсельные контакты основания устройства и штепсельные контакты элемента защиты от перенапряжений, а также контактный элемент и ответный контактный элемент расположены соответственно симметрично относительно поперечной оси устройства защиты от перенапряжений, вследствие чего основание устройства защиты от перенапряжений, соответственно элемент защиты от перенапряжений могут контактировать друг с другом в двух положениях или конфигурациях, повернутых друг относительно друга на 180°. Преимущество использования направляющего элемента с ответным ему направляющим элементом проявляется прежде всего в том случае, когда в основание устройства можно одновременно вставить несколько элементов защиты от перенапряжений; таким образом под устройством защиты от перенапряжений следует понимать многополюсное устройство защиты от перенапряжений. Благодаря использованию направляющего элемента, соответственно ответного направляющего элемента можно исключить установку элемента защиты от перенапряжений в неправильное положение в основании устройства защиты от перенапряжений.

Благодаря тому, что основание устройства защиты от перенапряжений имеет симметричную схему соединений, такое основание можно установить или смонтировать таким образом, чтобы обеспечить возможность легкого подключения входящих питающих линий к соответствующим контактным зажимам, при этом элемент защиты от перенапряжений можно устанавливать всегда в правильном направлении независимо от ориентации основания устройства защиты от перенапряжений.

Таким образом, существует большое число вариантов выполнения и усовершенствования предлагаемого в изобретении устройства защиты от перенапряжений. При этом предпочтительные варианты осуществления изобретения, с одной стороны, представлены в зависимых пунктах, следующих за п.1 формулы изобретения, а, с другой стороны, рассмотрены в последующем описании на примере одного из предпочтительных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых, в частности, показано:

на фиг.1 - изображение в аксонометрической проекции многополюсного устройства защиты от перенапряжений, включающего два элемента защиты от перенапряжений,

на фиг.2 - изображение в аксонометрической проекции основания многополюсного устройства защиты от перенапряжений,

на фиг.3 - два изображения соответственно в продольном разрезе основания устройства защиты от перенапряжений, включающего первое исполнительное устройство, показанное в двух различных положениях,

на фиг.4 - два изображения выполненного согласно первому варианту устройства защиты от перенапряжений, включающего второе исполнительное устройство, показанное в двух различных положениях,

на фиг.5 - два изображения выполненного согласно второму варианту устройства защиты от перенапряжений, включающего второе исполнительное устройство, показанное в двух различных положениях,

на фиг.6 - изображение выполненного согласно третьему варианту устройства защиты от перенапряжений и

на фиг.7 - изображение в аксонометрической проекции многополюсного устройства защиты от перенапряжений, включающего устройство защиты от перенапряжений, показанное на фиг.6.

На чертежах показано устройство 1 защиты от перенапряжений, основание 3 которого имеет корпус 2, причем в показанных на чертежах вариантах конструкции основание 3 устройства защиты от перенапряжений выполнено в основном U-образным и может крепиться своей нижней (опорной) стороной к несущей направляющей 4. Согласно изображению на фиг.1 основание 3 имеет на верхнем U-образном элементе по два контактных зажима 5 для фазных проводов L1, L2, L3 и два контактных зажима 6 для заземляющего провода РЕ. В нижнем U-образном элементе основания 3 устройства защиты от перенапряжений предусмотрено два контактных зажима 7 для нейтрального или нулевого провода N.

Согласно показанному на чертежах варианту выполнения предлагаемого в изобретении устройства 1 защиты от перенапряжений контактные зажимы 5, 6, 7 выполнены соответственно в виде винтовых контактных зажимов (зажимов Гофмана). Однако наряду с этим контактные зажимы 5, 6, 7 могут быть также выполнены в виде контактных зажимов с пружинами растяжения, пружинных зажимов для прямого подключения, соответственно зажимов с витой изгибной пружиной или в виде ножевых контактных зажимов, соответственно контактных зажимов быстрого подключения.

Основание 3 устройства защиты от перенапряжений обеспечивает несимметричную схему соединений вследствие размещения контактных зажимов 5 для фазных проводов L1, L2, L3 и контактных зажимов 6 для заземляющего провода РЕ на одном U-образном элементе основания 3 устройства защиты от перенапряжений и контактных зажимов 7 для нейтрального или нулевого провода N на другом U-образном элементе.

Помимо основания 3 в состав устройства 1 защиты от перенапряжений входит также по меньшей мере один элемент 8 защиты от перенапряжений, имеющий расположенный в корпусе 9 разрядник 10, прежде всего грозоразрядник или молниеотвод, имеющий искровой разрядник или промежуток, или разрядник защиты от перенапряжений на базе варистора. При этом на фиг.1 не показана нижняя половина корпуса 9 элемента 8 защиты от перенапряжений, благодаря чему виден разрядник 10, расположенный в элементе 8 защиты от перенапряжений.

В качестве сигнализатора, выдающего сигнал повреждения, на основании 3 устройства 1 защиты от перенапряжений предусмотрен общий выключатель 11, который может приводиться в действие с помощью ниже более подробно описанного первого подпружиненного исполнительного устройства. Сигнал с выключателя 11 может передаваться с помощью электрической линии, например шины, или с помощью радиосвязи на центральный диспетчерский пост дистанционного управления.

Элементы 8 защиты от перенапряжений выполнены соответственно в виде защитной штепсельной коробки, благодаря чему их можно легко устанавливать, т.е. вставлять в основание 3 устройства защиты от перенапряжений. Для этой цели в основании 3 устройства защиты от перенапряжений предусмотрено два штепсельных контакта 12, выполненных в виде штепсельных гнезд, а на нижней стороне элемента 8 защиты от перенапряжений - два ответных штепсельных контакта 13, выполненных в виде штырьков. Благодаря общей возможности вставлять в основание 3 устройства защиты от перенапряжений отдельные элементы 8 защиты от перенапряжений обеспечивается не только простая установка элементов 8 защиты от перенапряжений, но также и простая замена дефектного элемента 8 защиты от перенапряжений. Для этой цели соответствующий элемент 8 защиты от перенапряжений можно отсоединить простым путем от основания 3 устройства защиты от перенапряжений, для чего не требуется демонтировать или вскрывать само это устройство. Возможность поворота основания 3 устройства защиты от перенапряжений относительно элементов 8 защиты от перенапряжений обеспечивается благодаря тому, что штепсельные контакты 12 основания 3 устройства защиты от перенапряжений и штепсельные контакты 13 элемента 8 защиты от перенапряжений расположены симметрично относительно поперечной оси Q устройства 1 защиты от перенапряжений.

Для демонстрации статуса, соответственно состояния элемента 8 защиты от перенапряжений, соответственно разрядника 10 на верхней, т.е. обращенной в сторону от основания 3 устройства защиты от перенапряжений узкой стороне элемента защиты от перенапряжений имеется индикатор 14 состояния. Показанный на фиг.4-6 индикатор 14 состояния приводится в действие вместе с выключателем 11 контакта телесигнализации от общей механической системы управления, состоящей из первого подпружиненного исполнительного устройства и второго пружинного исполнительного устройства.

Ниже со ссылкой на фиг.2 и 3 описан один из предпочтительных вариантов выполнения первого исполнительного устройства, расположенного в корпусе 2 основания 3 устройства защиты от перенапряжений. К первому исполнительному устройству, представляющему собой рычажную систему, относятся переключающий балансир 15, толкатель 16 и две пружины 17. При нахождении первого исполнительного устройства в первом, показанном на фиг.3а положении, переключающий балансир 15 отклонен таким образом, что один его конец контактирует с выключателем 11. При этом толкатель 16 прижимается книзу вторым исполнительным устройством, более подробно описанным ниже, противодействуя усилию взаимодействующей с толкателем 16 пружины 17. При нахождении первого исполнительного устройства во втором, показанном на фиг.3б положении, переключающий балансир 15 располагается в основном горизонтально, при этом конец переключающего балансира 15 не контактирует с выключателем 11.

На фиг.4-6 показано три таких различных элемента 8 защиты от перенапряжений, которые имеют разрядник соответственно другого типа и отличное от первого второе исполнительное устройство. При этом общим для этих трех исполнительных устройств различной конструкции является то, что они имеют соответственно пружинный элемент 18, место 19 пайки и блокирующий элемент 20.

Согласно показанному на фиг.4 варианту второе исполнительное устройство выполнено в виде изогнутой гибкой токопроводящей пластины 21, охватывающей с одной стороны разрядник 10 и имеющей на своем верхнем конце индикатор 14 состояния, а на своем нижнем конце - блокирующий элемент 20. Гибкая токопроводящая пластина 21 имеет участок 22, образующий на месте 19 пайки паяное соединение с разрядником 10, выполненным в виде искрового разрядника или промежутка. При этом, как показано на фиг.4, место 19 пайки не должно находиться непосредственно на разряднике 10, вследствие чего и паяное соединение предусмотрено не непосредственно между участком 22 гибкой токопроводящей пластины 21 и разрядником 10. Для срабатывания второго исполнительного устройства требуется лишь разрушение паяного соединения в результате повышения температуры разрядника 10 выше заданного порогового значения. В представленном варианте место 19 пайки, соответственно паяное соединение, выполнено между участком 22 и цепью зажигания разрядника 10.

При нахождении второго исполнительного устройства в показанном на фиг.4а первом положении паяное соединение не разрушено, вследствие чего благодаря наличию паяного соединения на месте 19 пайки гибкая токопроводящая пластина 21 отклонена или отжата против действия усилия со стороны пружинного элемента 18. При нахождении же второго исполнительного устройства во втором положении, показанном на фиг.4б, паяное соединение разрушено, что позволяет притянуть гибкую токопроводящую пластину 21 во второе положение усилием пружинного элемента 18.

Согласно показанному на фиг.5 второму варианту выполнения элемента 8 защиты от перенапряжений, предусматривающему использование варистора в качестве разрядника 10, исполнительное устройство имеет пластиковый элемент 23, установленный с возможностью перемещения в корпусе 9 элемента 8 защиты от перенапряжений, и неподвижный металлический стопорный элемент 24. При этом при нахождении исполнительного устройства в первом положении пластиковый элемент 23 удерживается благодаря имеющемуся на месте 19 пайки паяному соединению между металлическим стопорным элементом 24 и варистором против действия усилия со стороны пружинного элемента 18, выполненного в виде пружины сжатия или нажимной пружины. Для этого в пластиковом элементе 23 предусмотрено отверстие 25, через которое при нахождении исполнительного устройства в первом положении проходит конец стопорного элемента 24, соединенный с местом 19 пайки. Если температура варистора превысит заданное пороговое значение, произойдет разрушение выполненного на месте 19 пайки паяного соединения, вследствие чего под действием усилия со стороны пружинного элемента 18 пластиковый элемент 23 переместится во второе положение (см. фиг.5б). В этом втором положении пластиковый элемент 23 выполняет функцию теплового и электрического изолятора между металлическим стопорным элементом 24 и варистором.

Для обоих вариантов, показанных на фиг.4 и 5, общим является то, что верхний конец гибкой токопроводящей пластины 21, соответственно пластикового элемента 23 выполнен в виде визуального индикатора 14 состояния, для чего на гибкую токопроводящую пластину 21, соответственно на пластиковый элемент 23 нанесены печатным методом или наклеены расположенные рядом друг с другом метки 26, 27, различающиеся по цвету. При этом первая метка 26 имеет зеленый цвет, а вторая метка 27 имеет красный цвет. При этом первая, зеленая, метка 26 видна в первом положении, соответствующем исправному или "бездефектному" состоянию устройства защиты от перенапряжений, а вторая, красная, метка 27 видна во втором положении, соответствующем неисправному или "дефектному" состоянию устройства защиты от перенапряжений.

Помимо этого, как уже указано выше, на нижнем конце гибкой токопроводящей пластины 21, соответственно пластикового элемента 23, выполнен блокирующий элемент 20. При этом блокирующий элемент 20 выполнен и расположен таким образом, что при нахождении исполнительного устройства в первом положении он закрывает отверстие 28, выполненное с нижней стороны элемента 8 защиты от перенапряжений, а при нахождении исполнительного устройства во втором положении он открывает отверстие 28. Поскольку при нахождении элемента 8 защиты от перенапряжений во вставленном положении отверстие 28 совпадает с положением толкателя 16 в основании 3 устройства, тем самым вследствие того, что блокирующий элемент 20 при нахождении второго исполнительного устройства в первом положении закрывает отверстие 28, толкатель 16 прижимается книзу против действия усилия со стороны пружины 17. Когда же при нахождении второго исполнительного устройства во втором положении отверстие 28 уже не закрыто блокирующим элементом 20, толкатель 16 под действием усилия со стороны пружины 17 может переместиться вверх, выйдя через отверстие 28. Таким образом, в зависимости от положения блокирующего элемента 20, а значит - и от положения второго исполнительного устройства обеспечивается требуемое положение толкателя и, следовательно, приводится в действие первое исполнительное устройство, расположенное в основании 3 устройства.

Элемент 8 защиты от перенапряжений, показанный на фиг.6 и 7, отличается от описанных выше элементов 8 защиты от перенапряжений прежде всего тем, что у представляемого элемента 8 защиты от перенапряжений три разрядника 10, выполненные в виде искровых разрядников или промежутков, расположены в изолирующем корпусе, дополнительно предусмотренном в корпусе 9. Таким образом, элемент 8 защиты от перенапряжений, показанный на фиг.6, представляет собой вставной общий искровой разрядник. На концах цилиндрических разрядников 10 имеются контактные выводы 29, 30, имеющие соответственно форму штырьков, с помощью которых разрядники входят в соответствующие выемки в корпусе 9. Для обеспечения электрического контакта отдельные разрядники 10 контактируют между собой соответственно с помощью пружинных скоб 31, расположенных на их (разрядников) наружной поверхности, при этом электрическое соединение между отдельными разрядниками 10 обеспечивается с помощью имеющих в основном U-образную форму электрических соединительных перемычек 32, надетых на контактные выводы 29, 30 и соединенных с пружинными скобами 31.

В показанном на фиг.6 и 7 элементе 8 защиты от перенапряжений второе исполнительное устройство реализуется в виде подпружиненного пластикового элемента 33, подвижно расположенного в корпусе 9, и металлического стопорного элемента 34, при этом пластиковый элемент 33 расположен между двумя разрядниками 10 в основном параллельно их продольной протяженности. При нахождении исполнительного устройства в показанном на фиг.6 первом положении металлический стопорный элемент 34 соединен паяным соединением с двумя соединительными перемычками 32 двух разрядников 10. Для этого стопорный элемент 34 выполнен U-образным, при этом каждое из двух плеч U-образного элемента образует место 19 пайки с (соответствующей) соединительной перемычкой 32. Таким образом, при наличии паяного соединения пластиковый элемент 33 удерживается в первом положении, показанном на фиг.6, против действия усилия со стороны пружинного элемента 18, выполненного в виде пружины сжатия или нажимной пружины. Для этого пластиковый элемент 33 имеет выступ, прилегающий к перемычке U-образной формы стопорного элемента 34. Если происходит разрушение паяного соединения между металлическим стопорным элементом 34 и обеими соединительными перемычками 32 вследствие повышения температуры разрядников 10, то под действием усилия со стороны пружинного элемента 18, или пружины сжатия, пластиковый элемент 33 перемещается вверх вместе со стопорным элементом 34.

Согласно варианту, показанному на фиг.6 и 7, визуальный индикатор 14 состояния представляет собой поворотный элемент 35, установленный в корпусе 9 с возможностью поворота и соединенный с пластиковым элементом 33 посредством контактного гибкого выступа 37, расположенного рядом с поворотной осью 36. С помощью такого соединения пластикового элемента 33 с полукруглым поворотным элементом 35 поступательное движение пластикового элемента 33 преобразуется во вращательное, соответственно поворотное движение поворотного элемента 35, благодаря чему поворотный элемент 35 перемещается из первого во второе положение.

В соответствии с вариантами, показанными на фиг.4 и 5, поворотный элемент 35 имеет также два различающихся по цвету участка 38, 39, при этом в зависимости от того, в каком положении находится второе исполнительное устройство, через смотровое окошко 40, выполненное в корпусе 9 элемента 8 защиты от перенапряжений, снаружи видна одна или другая цветная метка 26, 27, соответственно один или другой цветной участок 38, 39. При этом первая, зеленая, метка 26, соответственно зеленый участок 38, видна через смотровое окошко 40 при нахождении устройства защиты от перенапряжений в первом положении, соответствующем его (устройства) исправному или "бездефектному" состоянию, а вторая, красная, метка 27, соответственно красный участок 39, - при нахождении устройства в его втором положении, соответствующем его (устройства) неисправному или "дефектному" состоянию.

Для обеспечения размещения и крепления поворотного элемента 35 к изолирующему корпусу разрядников 10 прикреплена поворотная или откидная защитная пластина 41, в которой выполнено опорное отверстие 42 для поворотной оси 36 поворотного элемента 35. Как уже описано выше со ссылкой на фиг.4 и 5, нижний конец пластикового элемента 33, обращенный к основанию 3 устройства защиты от перенапряжений, имеет также блокирующий элемент 20, с помощью которого - в зависимости от положения пластикового элемента 33 - можно закрывать отверстие 28. Как показано на фиг.7, элемент 8 защиты от перенапряжений также имеет изолирующий корпус, расположенный внутри корпуса 9, показанного на фиг.1 и 7 лишь частично, и предназначенный для изоляции, соответственно размещения в нем разрядников 10.

Как указано в начале описания, предлагаемое в изобретении устройство 1 защиты от перенапряжений предпочтительно использовать как многополюсное устройство защиты от перенапряжений, т.е. в основание 3 этого устройства вставляется несколько располагаемых рядом друг с другом элементов 8 защиты от перенапряжений. В основание 3 устройства защиты от перенапряжений, имеющего соответствующие габариты, вставляются элементы 8 защиты от перенапряжений, соответствующее число и тип которых определяется числом проводов защищаемой низковольтной сети (трехпроводная, четырехпроводная или пятипроводная сеть) и выбирается в зависимости от того, требуется ли грозоразрядник или молниеотвод. При этом с целью исключить возможность ошибочной установки элемента 8 защиты от перенапряжений в неправильное положение в основании 3 устройства защиты от перенапряжений в ней предусмотрены направляющие элементы 43, а на нижней стороне элементов 8 защиты от перенапряжений предусмотрены соответствующие ответные направляющие элементы 44. При этом направляющие элементы 43 и ответные направляющие элементы 44 также расположены соответственно симметрично относительно поперечной оси Q устройства 1 защиты от перенапряжений, что гарантирует возможность перестановки этих элементов.

Изобретение предназначено для защиты низковольтных электроустановок от перенапряжений. Устройство содержит основание (3) с контактными зажимами (5, 6, 7) для фазных проводов и заземляющего и/или нулевого проводов, и по меньшей мере один элемент (8) для защиты от перенапряжений, включающий в себя по меньшей мере один расположенный в корпусе (9) разрядник (10). Основание (3) устройства имеет по меньшей мере один контакт телесигнализации, имеющий выключатель (11) и предназначенный для передачи по линии связи сигнала о состоянии по меньшей мере одного элемента (8) защиты от перенапряжений. Основание (3) может иметь соединенные с контактными зажимами (5, 6, 7), штепсельные контакты (12), выполненные прежде всего в виде штепсельных гнезд, а элемент (8) защиты от перенапряжений - соответствующие им штепсельные контакты (13), выполненные прежде всего в виде штырей, позволяющие вставлять элемент (8) защиты от перенапряжений в основание (3) устройства. Элемент (8) защиты от перенапряжений снабжен визуальным индикатором (14) состояния, причем срабатывание визуального индикатора (14) состояния и выключателя (11) контакта телесигнализации происходит от общей механической системы управления, что позволяет свести к минимуму потребное для визуального индикатора состояния монтажное пространство, а также обходиться без использования электроэнергии для срабатывания визуального индикатора. Технический результат - упрощение конструкции и повышение удобства обслуживания, 16 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для защиты низковольтных электроустановок от перенапряжений, содержащее основание (3) с контактными зажимами (5, 6, 7) для фазных проводов (L1, L2, L3), а также заземляющего и/или нулевого проводов (РЕ, N), а также по меньшей мере один элемент (8) для защиты от перенапряжений, включающий в себя по меньшей мере один расположенный в корпусе (9) разрядник (10), прежде всего грозоразрядник и/или разрядник защиты от перенапряжений, причем основание (3) устройства имеет по меньшей мере один контакт телесигнализации, имеющий выключатель (11) и предназначенный для передачи по линии связи сигнала о состоянии по меньшей мере одного элемента (8) защиты от перенапряжений, и в предпочтительном исполнении основание (3) устройства имеет соединенные с контактными зажимами (5, 6, 7) штепсельные контакты (12), выполненные прежде всего в виде штепсельных гнезд, а элемент (8) защиты от перенапряжений - соответствующие им штепсельные контакты (13), выполненные прежде всего в виде штырьков, позволяющие вставлять элемент (8) защиты от перенапряжений в основание (3) устройства, причем элемент (8) защиты от перенапряжений снабжен визуальным индикатором (14) состояния, причем срабатывание визуального индикатора (14) состояния и выключателя (11) контакта телесигнализации предусмотрено от общей для них механической системы управления, которая имеет первое подпружиненное исполнительное устройство для приведения в действие выключателя (11) и второе подпружиненное исполнительное устройство для приведения в действие визуального индикатора (14) состояния, причем второе исполнительное устройство расположено в элементе (8) защиты от перенапряжений, а первое исполнительное устройство приводится в действие от второго исполнительного устройства, отличающееся тем, что первое исполнительное устройство расположено в основании (3) устройства и имеет рычажную систему, включающую в себя переключающий балансир (15), толкатель (16) и по меньшей мере одну пружину (17), причем переключающий балансир (15) установлен с возможностью перемещения из первого положения во второе положение, вызывающего срабатывание выключателя (11) контакта телесигнализации.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что второе подпружиненное исполнительное устройство имеет по меньшей мере один пружинный элемент (18) и место (19) пайки, причем паяное соединение, выполненное на месте (19) пайки между разрядником (10) и частью исполнительного устройства, разрушается при нагреве разрядника (10) до температуры, превышающей заданное пороговое значение, и при неразрушенном паяном соединении исполнительное устройство удерживается в первом положении против действия усилия со стороны пружинного элемента (18), а при разрушении паяного соединения - перемещается под действием этого усилия во второе положение.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на одном, верхнем, конце второго подпружиненного исполнительного устройства расположен визуальный индикатор (14) состояния, а на другом, нижнем, конце -блокирующий элемент (20), причем при нахождении второго исполнительного устройства в первом положении толкатель (16) первого исполнительного устройства удерживается блокирующим элементом (20) в первом положении против действия усилия со стороны пружины (17), а при нахождении второго исполнительного устройства во втором положении блокирующий элемент (20) освобождает толкатель (16), позволяя ему переместиться под действием усилия пружины (17) во второе положение.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что на одном, верхнем, конце второго подпружиненного исполнительного устройства расположен визуальный индикатор (14) состояния, а на другом, нижнем, конце - блокирующий элемент (20), причем при нахождении второго исполнительного устройства в первом положении толкатель (16) первого исполнительного устройства удерживается блокирующим элементом (20) в первом положении против действия усилия со стороны пружины (17), а при нахождении второго исполнительного устройства во втором положении блокирующий элемент (20) освобождает толкатель (16), позволяя ему переместиться под действием усилия пружины (17) во второе положение.

5. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что второе подпружиненное исполнительное устройство образовано изогнутой гибкой токопроводящей пластиной (21), причем паяное соединение, выполненное на месте (19) пайки, располагается между разрядником (10) и участком (22) гибкой токопроводящей пластины (21).

6. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что второе подпружиненное исполнительное устройство имеет подпружиненный пластиковый элемент (23), установленный с возможностью перемещения в корпусе (9) элемента (8) защиты от перенапряжений, и неподвижно установленный металлический стопорный элемент (24), причем в пластиковом элементе (23) выполнено отверстие (25), через которое конец стопорного элемента (24) соединен с местом (19) пайки при нахождении исполнительного устройства в первом положении.

7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что визуальный индикатор (14) состояния выполнен в виде двух расположенных рядом друг с другом, прежде всего нанесенных печатным методом или наклеенных, меток (26, 27), различающихся по цвету.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что визуальный индикатор (14) состояния выполнен в виде двух расположенных рядом друг с другом, прежде всего нанесенных печатным методом или наклеенных, меток (26, 27), различающихся по цвету.

9. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что второе подпружиненное исполнительное устройство имеет подпружиненный пластиковый элемент (33), расположенный с возможностью перемещения в корпусе (9) элемента (8) защиты от перенапряжений, и металлический стопорный элемент (34), причем паяное соединение, выполненное на месте (19) пайки, располагается между по меньшей мере одним разрядником (10) и металлическим стопорным элементом (34), и при неразрушенном паяном соединении пластиковый элемент (33) удерживается в первом положении против действия усилия со стороны пружинного элемента (18), а при разрушении паяного соединения - перемещается под действием этого усилия во второе положение.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что визуальный индикатор (14) состояния выполнен в виде поворотного элемента (35), установленного с возможностью поворота в корпусе (9) и соединенного с пластиковым элементом (33) посредством выступа (37), образующего зацепление и расположенного рядом с поворотной осью (36).

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что поворотный элемент (35) выполнен полукруглым и имеет два участка (38, 39), различающихся по цвету.

12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в корпусе (9) выполнено смотровое окошко (40) для индикатора (14) состояния, выполненное такого размера, чтобы снаружи через него были видны, в зависимости от положения, занимаемого вторым исполнительным устройством, одна или другая цветная метка (26, 27), соответственно один или другой цветной участок (38, 39).

13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в элементе (8) защиты от перенапряжений расположено несколько, предпочтительно три разрядника (10), выполненных в виде искровых разрядников.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что отдельные разрядники (10) выполнены цилиндрическими и на их концах имеются контактные выводы (29, 30), с помощью которых разрядники (10) механически закреплены в элементе (8) защиты от перенапряжений.

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что отдельные разрядники (10) электрически соединены между собой пружинными скобами (31) и соединенными с ними соединительными перемычками (32), надетыми на контактные выводы (29, 30).

16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что основание (3) устройства имеет по меньшей мере один направляющий элемент (43), обеспечивающий возможность установки элемента (8) защиты от перенапряжений в заданном положении, а элемент (8) защиты от перенапряжений имеет по меньшей мере один сопрягаемый с ним ответный направляющий элемент (44).

17. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус основания (3) имеет симметричную форму, выполнен прежде всего U-образным, и крепится защелкиванием на несущей направляющей (4).