ВНУТРЕННЕЕ ЗАХВАТНОЕ И БЛОКИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ИЛИ ПРЕРЫВАТЕЛЯ Российский патент 2014 года по МПК H01H33/12 

Объектом настоящего изобретения является внутреннее захватное и блокирующее устройство для выключателя или прерывателя, не являющееся частью механизма управления.

В качестве примера можно рассмотреть этот принцип захвата и блокировки, раскрытый во французской заявке на изобретение 08 57373. Устройство содержит основную ветвь циркуляции электрического тока, снабженную одним элементом - секционным разъединителем, выполняющим три функции (коммутатор тока - привод - секционный разъединитель), управляемым по желанию под действием механизма управления. Одно ответвление, содержащее вакуумную колбу, установлено на основной ветви на выходе секционного разъединителя (один неподвижный конец, закрепленный на основной ветви, и один подвижный свободный конец, когда выключатель/прерыватель находится в замкнутом положении), чтобы ток имел возможность в ней циркулировать, когда секционный разъединитель находится в контакте с подвижным концом. Электрический ток прерывается при открытии вакуумной колбы сразу после размыкания основной ветви. Подача тока в первую очередь на ответвление имеет преимущество, заключающееся в препятствовании образованию электрической дуги при размыкании секционного разъединителя на основной ветви; вакуумная колба эффективно препятствует образованию электрической дуги при размыкании ответвления. Использование ответвления для размещения на нем вакуумной колбы осуществляется с целью не нагружать ее чрезмерно, так как ток проходит по основной ветви при нормальной работе, и выбирать, таким образом, колбу с более слабыми характеристиками.

В этом документе предшествующего уровня техники предусмотрено, что вакуумная колба закрывается сразу после размыкания цепи таким образом, чтобы все ответвление имело один и тот же электрический потенциал, пока выключатель остается разомкнутым. Предпочтительным может быть противоположное положение, когда вакуумная колба остается в открытом положении с выключателем, например, чтобы предохраниться от слишком быстрого повторного замыкания ответвления без гарантии разрыва цепи, или, наоборот, в целях безопасности может потребоваться, чтобы вакуумная колба была закрытой, пока замкнута основная ветвь для обеспечения подачи тока от основной ветви в ответвление, когда секционный разъединитель начинает свое движение в разомкнутое положение.

Документом, представляющим собой предшествующий уровень техники, является US-A-2773154. В целом, изобретение относится к устройству, связанному с выключателем или прерывателем, включающему в себя основную ветвь циркуляции электрического тока, содержащую секционный разъединитель, дополнительную ветвь циркуляции электрического тока в качестве ответвления на основной ветви, содержащую одну неподвижную часть, одну подвижную часть и вакуумную колбу в месте соединения между неподвижной частью и подвижной частью, при этом устройство расположено так, что секционный разъединитель приводит в действие подвижную часть во время одного участка прохода между разомкнутым положением и замкнутым положением устройства и содержит механизм, подвижный с секционным разъединителем, выполненным с возможностью входить в зацепление с подвижной частью дополнительной ветви и делать ее неподвижной вне указанного участка прохода, отличающемуся тем, что механизм содержит захватный палец, подтянутый пружиной в направлении подвижной части и который может быть перемещен к пружине посредством секционного разъединителя во время первого участка прохода в направлении замыкания выключателя, причем подвижная часть дополнительной ветви содержит приводной кулачок, взаимодействующий с захватным пальцем во время второго участка прохода к замыканию, причем захватный палец и приводной кулачок имеют участки взаимного скольжения и участки взаимной блокировки.

Что касается US-A-2773154, то изобретение относится к выключателю, в котором кулачок блокируется автономным захватным пальцем, перемещаемым секционным разъединителем, как и кулачок, а не толкателем кулачкового механизма, относящимся к подвижной части дополнительной ветви. Относительно кинематики эта схема изобретения лучше, так как соединение является более простым, толкатель кулачкового механизма согласно US-A-2773154 преодолевает разницу уровней выступов, проходя от одной полости к другой, перемещая подвижную часть дополнительной ветви.

Далее изобретение будет раскрыто со ссылкой на следующие фигуры, на которых:

- фигуры 1, 2 и 3 иллюстрируют три последовательных положения одного воплощения изобретения, согласно которому внутренний захват вакуумной колбы в открытом положении во время фазы размыкания выключателя, затем освобождение захвата вакуумной колбы, когда выключатель снова замыкается;

- фиг.4, 5, 6, 7 и 8 иллюстрируют 5 последовательных положений одного не заявленного воплощения выключателя, в котором выполнена внутренняя блокировка вакуумной колбы в закрытом положении во время закрытия и освобождение этой блокировки, когда выключатель размыкается и остается разомкнутым.

На фигурах 1, 2 и 3 показан способ воплощения настоящего изобретения, согласно которому выполняется захват вакуумной колбы в открытом положении. Электрическая цепь включает в себя основную ветвь 1, состоящую из неподвижного первого участка 2 (который, в свою очередь, состоит из верхней системы шин и неподвижного зажима, примыкающего к секционному разъединителю 4) и второго участка 3, состоящего из контактной пластины секционного разъединителя 4, вращающейся вокруг своей оси 5 под действием механизма управления (не раскрывается в настоящем изобретении). Цепь включает в себя также дополнительную ветвь 6 в качестве ответвления на основной ветви 1, при этом дополнительная ветвь 6 содержит неподвижный участок 8, соединенный с первым участком 2 основной ветви (в месте соединения верхней системы шин и неподвижного зажима), и подвижный участок 9, выполненный с возможностью устанавливать электрическое сообщение с неподвижным участком 8 и секционным разъединителем 4. Вакуумная колба 10 расположена на дополнительной ветви в месте соединения неподвижного участка 8 и подвижного участка 9. Она содержит неподвижный контакт 11, принадлежащий неподвижному участку 8, и подвижный контакт 12, принадлежащий подвижному участку 9 и расположенный на стержне 13, перемещающемся через вакуумную колбу 10 и оборудованном кольцом 14 на наружном конце. Вакуум в колбе 10 помогает удерживать контакты 11 и 12 напротив друг друга, обеспечивая электрическое соединение между неподвижной частью 8 и подвижной частью 9. Последняя также содержит оплетку 15, проходящую от стержня 13 к проводящей части 16 приводного кулачка 17. Приводной кулачок вращается вокруг оси 19, параллельной оси 5 секционного разъединителя 4, и приводится в положение упора пружиной 20, где проводящая часть 16 близка к основной ветви 1. Приводной кулачок 17 содержит также два выступа 21 и 22, и в состоянии покоя между ними в выемке 23 располагается кольцо 14.

Устройство также содержит захватный палец 24, вращающийся вокруг оси 25, также параллельной оси 5. Захватный палец 24 содержит одну часть, расположенную в той же плоскости, что и контактные пластины секционного разъединителя 4, имеющую поверхность скольжения 26 и уступ 28: этот уступ 28 позволяет захватить приводной кулачок и тем самым осуществить захват колбы в открытом положении, и одну часть 51, смещенную с оси контактных пластин секционного разъединителя 4, функция которой заключается в освобождении захвата при замыкании выключателя или прерывателя. Эта часть активируется выступающим вперед кольцом 50, выходящим сбоку с одной стороны контактных пластин секционного разъединителя 4. Пружина 49, расположенная по оси 25, подтягивает захватный палец 24 к приводному кулачку 17, а выступающее кольцо 50 на конце секционного разъединителя 4 может вступить в зацепление со смещенной с оси частью. Это происходит в замкнутом положении основной ветви (фиг. 1), когда захватный палец 24 удален от приводного кулачка 17 и пружина 49 сжата.

Секционный разъединитель 4 вначале находится в положении, показанном пунктиром, при котором он хорошо соединяет участки 2 и 3 основной ветви 1. Когда происходит размыкание выключателя, он перемещается к приводному кулачку 17 и последовательно уходит от первого участка 2, достигая рычага 16. Как только закрывается вакуумная колба 10, ток постепенно подается от основной ветви 1 на дополнительную ветвь 6, проходя верхнюю систему шин от первого участка 2 ко второму участку через неподвижный участок 8, вакуумную колбу 10 и стержень 13, оплетку 15, рычаг 16 и секционный разъединитель 4. Секционный разъединитель 4 заставляет приводной кулачок 17 вращаться, толкая при этом рычаг 16 в противовес пружине 20. Секционный разъединитель 4 заканчивает отделением от первого участка 2. Что касается захватного пальца 24, то он еще удерживается на месте, когда наружный край 52 приводного кулачка 17 скользит по участку 26.

Другой выступ 21 заканчивает касанием кольца 14. Продолжение вращения секционного разъединителя 4 и приводного кулачка 17, таким образом, тянет стержень 13, разделяет контакты 11 и 12, открывает вакуумную колбу 10, и электрический ток прерывается, при этом электрической дуги между контактной пластиной 4 и участком 2 не возникает благодаря колбе. Вращение захватного пальца 24 становится возможным, когда выемка 23 оказывается перед ним. И, наконец, продолжение вращения приводного кулачка 17 также приводит уступ 28 к выемке 23. Таким образом, достигается положение, показанное на фиг. 2: выступ 22 приводного кулачка 17 давит на уступ 28, что удерживает приводной кулачок 17 и захватный палец 24 в положении взаимной блокировки, когда внутренний край 53, выходящий в выемку 23, второго выступа 22 и уступ 28 взаимно опираются друг на друга, а первый выступ 21 удерживает стержень 13 выдвинутым и вакуумную колбу открытой, при этом кольцо 14 упирается в выступ 21. Это состояние имеет место, когда секционный разъединитель 4 удален от приводного кулачка 17, чтобы войти в «разъединенное» положение (выключатель/прерыватель разомкнут), и даже в направлении заземляющего контакта 29.

Замыкание выключателя осуществляется следующим образом (со ссылкой на фиг.3): секционный разъединитель 4 перемещается в обратном направлении, выходит за пределы рычага 16 (если необходимо, убирающегося), затем вновь толкает захватный палец 24 до тех пор, пока выступающее кольцо 50 не коснется смещенной с оси части 51, заставляя захватный палец 24 вращаться вокруг оси 25 против пружины 49 и отделяя уступ 28 от второго выступа 22, вынуждая их скользить один на другом. Приводной кулачок 17 освобождается, возвращается в свое первоначальное положение согласно фиг.1 и позволяет стержню 13 войти в вакуумную колбу 10, которая вновь закрывается.

Далее будет описано другое не раскрытое воплощение выключателя со ссылкой на фиг.4-8.

Это другое устройство также включает в себя основную ветвь цепи 1, состоящую из участков 2 и 3 и секционного разъединителя 4, как и в предыдущем воплощении; дополнительная ветвь, теперь 30, немного отличается и также содержит неподвижный участок 31, вакуумную колбу 32 и подвижный участок 33, вакуумная колба имеет два контакта 34 и 35, расположенных напротив друг друга и зависящих соответственно от неподвижного участка 31 и подвижного участка 33, но подвижный участок 33 включает в себя после стержня 36, на котором расположен контакт 35, кулису 38, перемещающуюся в неподвижном подшипнике 39. Фиксатор 40 шарнирно закреплен на конце плеча кулисы 38; упор 41 удерживает его на месте в положении покоя, образуя угол упора с кулисой 38, а пружина 42 удерживает его напротив упора 41. Проводящая оплетка 49 соединяет стержень 36 вблизи фиксатора 40.

Устройство также содержит систему 43 тяг, образованную первой тягой 44, шарнирно соединенной с диском 57, принадлежащим устройству привода секционного разъединителя 4, и второй тягой, шарнирно соединенной с противоположным концом первой тяги 44 и шарнирно соединенной в своей середине с фиксированной точкой 46, при этом вторая тяга 45 имеет свободный конец в виде крюка, продолжающегося перед пальцем 48 стержня 36, противодействуя тем самым открытию вакуумной колбы 32.

Размыкание выключателя начинается из положения, показанного на фиг.5. Секционный разъединитель 4 перемещается под действием механизма управления, но касается фиксатора 40 до того, как отделиться от первого участка 2, что позволяет току последовательно поступить на дополнительную ветвь 30. Ток проходит по оплетке 49. Ось шарнирного соединения 56 первой тяги 44 на диске 57 находится на расстоянии от оси шарнирного соединения 58 секционного разъединителя 4, при этом первая тяга 44 тянется вниз согласно фиг. 5, что толкает вторую тягу 45 вокруг фиксированной точки 46 и приподнимает крюк 47 пальца 48. Обязательная блокировка системы тяг, таким образом, прекращается, и так как движение продолжается, согласно фиг. 6, секционный разъединитель 3, который теперь упирается в фиксатор 40, перемещает его по всему подвижному участку 33 дополнительной ветви 30 и открывает вакуумную колбу 32, когда секционный разъединитель 4 отделяется от первого участка 2 основной ветви 1. Как ранее говорилось, между контактной пластиной 4 и участком 2 дуга не возникает. На следующем этапе размыкания выключателя, фиг. 7, секционный разъединитель проходит за пределы фиксатора 40, что освобождает подвижный участок 33 и позволяет вновь закрыть вакуумную колбу 32, при этом палец 48 проходит под крюком 47. Вращательное движение секционного разъединителя 4 может закончиться на контакте 29 заземления, как и ранее.

Движение замыкания выключателя по существу состоит из движения секционного разъединителя 4 в противоположном направлении до первого участка 2 основной ветви 1, удаляя фиксатор 40 от воздействия пружины 42. Это представлено на фиг.8. Оставшаяся часть подвижного участка 33 не двигается. Система тяг возвращается в свое первоначальное положение. Палец 47 постепенно опускается до положения перед пальцем 48 в соответствии с положением, показанным на фиг.4. Блокировка вакуумной колбы, таким образом, вновь восстановлена. Ток не проходит в ответвлении 30 при условии покрытия поверхности фиксатора 40, с которой соприкасается секционный разъединитель 4 при замыкании, изолирующим слоем.

Изобретение относится к захватному и блокирующему устройству для выключателя и прерывателя. Технический результат заключается в препятствовании образованию электрической дуги при размыкании секционного разъединителя за счёт использования вакуумной колбы, а также снижении токовой нагрузки на вакуумную колбу за счёт размещения её в ответвлении от основной цепи электрического тока. Устройство, связанное с выключателем или прерывателем, включает в себя основную ветвь (1) циркуляции электрического тока, содержащую секционный разъединитель (4), и дополнительную ветвь (6) циркуляции электрического тока в качестве ответвления на основной ветви. Дополнительная ветвь (6) содержит неподвижную часть (8), подвижную часть (9) и вакуумную колбу (10) в месте соединения между неподвижной частью и подвижной частью. При этом устройство выполнено так, что секционный разъединитель приводит в действие подвижную часть во время одного участка прохода между разомкнутым положением и замкнутым положением устройства и содержит захватный палец (24), выполненный с возможностью входить в зацепление с подвижной частью дополнительной ветви и делать ее неподвижной вне указанного участка прохода. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство, связанное с выключателем или прерывателем, включающее в себя основную ветвь (1) циркуляции электрического тока, содержащую секционный разъединитель (4), дополнительную ветвь (6) циркуляции электрического тока в качестве ответвления на основной ветви, содержащую одну неподвижную часть (8), одну подвижную часть (9) и вакуумную колбу (10) в месте соединения между неподвижной частью и подвижной частью, при этом устройство выполнено так, что секционный разъединитель приводит в действие подвижную часть во время одного участка прохода между разомкнутым положением и замкнутым положением устройства и содержит механизм (24), подвижный с секционным разъединителем и выполненный с возможностью входить в зацепление с подвижной частью дополнительной ветви и делать ее неподвижной вне указанного участка прохода, отличающееся тем, что механизм содержит захватный палец (24), подтянутый пружиной (49) в направлении подвижной части и который может быть перемещен к пружине (49) посредством секционного разъединителя во время первого участка прохода в направлении замыкания выключателя, причем подвижная часть дополнительной ветви содержит приводной кулачок (17), взаимодействующий с захватным пальцем (24) во время второго участка прохода к замыканию, причем захватный палец и приводной кулачок имеют участки (26) взаимного скольжения и участки взаимной блокировки (28).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приводной кулачок содержит два выступа (21, 22) и промежуточную выемку (23), в которой удерживается элемент (14) подвижной части дополнительной ветви, причем участки взаимного скольжения и взаимной блокировки, принадлежащие приводному кулачку, представляют собой наружный край (52) и внутренний край (53), выходящие к выемке, одного из выступов (22).