РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, ИМЕЮЩЕЕ НЕСКОЛЬКО ОДНОПОЛЮСНЫХ ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИХ УЗЛОВ И СОДЕРЖАЩЕЕ ЕДИНСТВЕННЫЙ ПРИВОДНОЙ МЕХАНИЗМ УПОМЯНУТЫХ УЗЛОВ Российский патент 2016 года по МПК H01H71/10 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к распределительному устройству, содержащему однополюсный основной переключающий узел, поддерживающий приводной механизм и по меньшей мере первый однополюсный дополнительный переключающий узел, причем упомянутые узлы расположены бок о бок в поперечном направлении. Каждый переключающий узел содержит поворотную тягу, присоединенную к подвижному контактному мосту, направляемому с возможностью поворота вокруг оси поворота. Два неподвижных контакта взаимодействуют с подвижным контактным мостом и соответственно присоединены к входному проводнику тока. Приводной механизм переключающих узлов содержит рукоятку, управляющую по меньшей мере одним ведущим стержнем, проходящим через тяги, причем угловое перемещение упомянутого по меньшей мере одного ведущего стержня приводит угловое перемещение подвижного контактного моста между открытым положением и закрытым положением контактов.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Известно использование единственного приводного механизма, выполненного с возможностью воздействия на несколько переключающих узлов. В целом приводной механизм выполнен с возможностью приведения в действие многополюсных распределительных устройств, таких как, в частности, трехполюсные или четырехполюсные устройства.

Когда приводной механизм связан с приведением в действие трехполюсного распределительного устройства, рассматривается симметричное расположение механизма относительно трех переключающих узлов, расположенных бок о бок. Передача приводящей силы Fc тогда распределяется равномерно между всеми контактными полюсами. Сила Fp давления и сила перебега контакта, изменяемые на уровне каждого контактного полюса, являются существенно постоянными.

Двухполюсные или трехполюсные прерыватели имеют недостаток, заключающийся в существовании асимметрии в распределении полюсов относительно централизованного положения приводного механизма. Эта асимметрия особенно вредна для составных распределительных продуктов с картриджами, содержащих тягу, поддерживающую контакт. Конструктивно соединительная часть приводного механизма соединяет все тяги, поддерживающие контакт, друг с другом. Соединительная часть в целом состоит по меньшей мере из одного ведущего стержня. Тогда упомянутый ведущий стержень подвержен большим механическим нагрузкам из-за объединенного воздействия сил Fp, Fc давления контакта и приводного механизма.

На практике, как видно из фиг.6А, в случае двухполюсного или трехполюсного прерывателя асимметрия включает в себя качание, результатом которого является отсоединение полюса, наиболее удаленного от приводного механизма. В зависимости от страны, в которой установлен прерыватель, наиболее удаленный полюс может быть заземлением или фазой. Результатом этого отсоединения полюса является потеря придавливания и силы Fp давления контакта на уровне упомянутого полюса. Вследствие этого рассматривается перегрузка полюса, смежного с механизмом и противоположного упомянутому выше полюсу. Результатом этой перегрузки является слишком большое придавливание и сила давления контакта.

Для решения этой проблемы дисбаланса, рассматриваемой в отношении сил, прилагаемых на уровне контактов, в некоторых решениях описано использование дополнительного механизма. Действительно, как описано в заявке на патент EP0540431, распределительный картридж или узел, который является эксцентриковым относительно приводного механизма, содержит дополнительный механизм, содержащий пружинное средство. Соединительное средство присоединяет основной приводной механизм к дополнительному механизму. Эти решения имеют недостаток, заключающийся в использовании дополнительного приводного средства, которое дополнительно создает замедление подвижного контакта при открывании. Результатом этого замедления, в конце концов, является более быстрый износ контакта. Это дополнительное приводное средство также может быть использовано вместо одного или более дополнений.

В других решениях, как описано в заявке на патент US2007/0075808, использована соединительная часть между всеми переключающими узлами, содержащая два ведущих стержня. Использование двух ведущих стержней обеспечивает некоторую жесткость получаемых частей, таким образом, уменьшая механические деформации. Тем не менее, несмотря на то, что оно уменьшает проблемы, относящиеся к описанному выше геометрическому дисбалансу, это решение не является полностью удовлетворительным.

Наконец, решение, описанное в заявке на патент US2003/0098224, содержит приводной механизм, специально выполненный для трехполюсного распределительного устройства. Здесь распределительный механизм расположен на двух переключающих узлах в центре. Недостатком этого решения является наличие отдельного приводного механизма для каждого приводного устройства. Приводное устройство, связанное с четырехполюсным прерывателем, например, не может быть использовано для трехполюсного прерывателя, и наоборот.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Следовательно, целью изобретения является преодоление недостатков предшествующего уровня техники, чтобы предложить распределительное устройство, содержащее эффективный приводной механизм переключающих узлов.

Распределительное устройство согласно изобретению содержит средство компенсации, содержащее упор, в который ведущий стержень упирается в закрытом положении так, чтобы локально ограничивать перемещение упомянутого ведущего стержня на уровне первого дополнительного узла и прилагать вращательный момент к упомянутому стержню для удерживания его параллельно оси поворота.

Согласно варианту осуществления изобретения упомянутый по меньшей мере первый дополнительный переключающий элемент содержит корпус, содержащий отверстие в форме дуги круга, в котором ведущий стержень перемещается между закрытым и открытым положениями, причем упор расположен так, чтобы уменьшать длину дуги круга и угловое перемещение упомянутого стержня в упомянутом отверстии.

Согласно первому конкретному варианту осуществления упор расположен в первом однополюсном переключающем узле у одного конца дуги круга, образующей отверстие, так, чтобы уменьшать перемещение ведущего стержня, перемещающегося внутри отверстия.

Согласно второму конкретному варианту осуществления упор расположен на наружной фланцевой пластине распределительного устройства, причем упомянутая фланцевая пластина расположена у наружной стенки корпуса первого дополнительного переключающего узла.

Распределительное устройство согласно изобретению предпочтительно содержит три однополюсных дополнительных переключающих узла, расположенных бок о бок в поперечном направлении, причем первый дополнительный переключающий узел отделен от других двух дополнительных переключающих узлов основным переключающим узлом, поддерживающим приводной механизм упомянутых узлов.

Предпочтительно упор является жестким и регулируемым в высоту.

Предпочтительно упор содержит деформируемое средство.

Предпочтительно упор содержит пружину.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Другие преимущества и признаки будут лучше поняты из последующего описания конкретного варианта осуществления изобретения, данного в качестве неограничивающего примера и представленного в прилагаемых чертежах, на которых:

Фиг.1 представляет собой вид в перспективе в разобранном состоянии прерывателя, содержащего распределительное устройство согласно варианту осуществления изобретения.

Фиг.2 представляет собой вид в перспективе распределительного устройства согласно фиг.1.

Фиг.3 представляет собой общий вид в перспективе прерывателя согласно варианту осуществления изобретения.

На фиг.4 и 5 изображены виды в перспективе однополюсного переключающего узла распределительного устройства согласно варианту осуществления изобретения.

Фиг.6А представляет собой схематичный вид распределения сил давления контакта распределительного устройства известного типа.

Фиг.6В представляет собой схематичный вид распределения сил давления контакта распределительного устройства согласно изобретению.

Фиг.7 представляет собой вид в перспективе переключающих узлов распределительного устройства согласно изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Распределительное устройство 600 содержит основной переключающий узел Вр, поддерживающий приводной механизм и по меньшей мере первый дополнительный переключающий узел Ва1.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, как представлено на фиг.1, распределительное устройство 600 содержит четыре однополюсных переключающих узла Вр, Ва1, Ва2, Ва3, расположенных бок о бок в поперечном направлении. Упомянутое устройство, в частности, содержит три дополнительных переключающих узла Ва1, Ва2, Ва3. Первый дополнительный переключающий узел Ва1 отделен от других двух дополнительных переключающих узлов Ва2, Ва3 основным переключающим узлом Вр, поддерживающим приводной механизм 8 упомянутых узлов. Распределительное приспособление 100, в целом являющееся прерывателем, тогда является четырехполюсным прерывателем.

В качестве примерного варианта осуществления распределительное приспособление 100 содержит размыкающий узел 7, связанный с распределительным устройством 600. Однополюсные переключающие узлы тогда выполнены с возможностью соответственного присоединения как к размыкающему узлу 7 на уровне соединительной колодки 5 на стороне нагрузки, так и к защищаемой электрической линии на уровне соединительной колодки 4 на стороне линии. Однополюсный переключающий узел 10 также называется картриджем.

Для упрощения представления предпочтительного варианта осуществления изобретения элемент, содержащий распределительное приспособление 100, и, в частности, однополюсные переключающие узлы Вр, Ва1, Ва2, Ва3, образующие распределительное устройство 600, будет описан в отношении положения использования, в котором в панель установлен прерыватель 100 с передней частью 9, содержащей вертикальную рукоятку 88, параллельную установочной стенке, с соединительными колодками 4 на стороне линии на электрической линии, расположенной у верхней части и образующей верхнюю поверхность 74 распределительного устройства 100, и с размыкающим узлом 7 у нижней части. Использование терминов относительного положения, таких как «поперечный», «верхний», «нижний» и тому подобное, не следует понимать как ограничивающий фактор. Рукоятка выполнена с возможностью управления приводным механизмом 8 электрических контактов.

Каждый однополюсный переключающий узел Вр, Ва1, Ва2, Ва3 позволяет размыкать один полюс. Упомянутый узел преимущественно выполнен в форме плоского корпуса 12, выполненного из литого пластика, с двумя параллельными большими сторонами 14, разделенными толщиной е. В частности, в проиллюстрированном варианте осуществления, толщина е составляет примерно 23 мм для номинальной характеристики 160 А.

Корпус 12 выполнен из двух частей, предпочтительно симметричных, прикрепленных друг к другу на их большой стороне 14 любым подходящим средством. Как проиллюстрировано в предпочтительном варианте осуществления на фиг.5, дополнительная система типа шип-гнездо обеспечивает присоединение частей корпуса 12 друг к другу, причем одна из двух частей (не изображено) содержит подходящие шипы для вставления в выемки 16 другой части. Дополнительно предусмотрены приспособления 18 для совмещения корпусов однополюсных узлов Вр, Ва1, Ва2, Ва3 и закрепления последних посредством многополюсного прерывателя 100.

Каждый однополюсный переключающий узел содержит прерывающий механизм 20, расположенный в корпусе 12. Согласно конкретному варианту осуществления, изображенному на фиг.4 и 5, прерывающий механизм 20 предпочтительно относится к типу вращательного двойного прерывания. Распределительное приспособление 100 согласно изобретению фактически, в частности, выполнено для применений до 630 А и для некоторых применений до 800 А, для которых одиночное прерывание может быть недостаточным.

Прерывающий механизм 20 содержит подвижный контактный мост 22, поворачивающийся вокруг оси Z поворота. Подвижный контактный мост 22 установлен с возможностью скольжения в поворотной тяге 26, имеющей поперечное отверстие для расположения упомянутого контактного моста. Упомянутый мост выступает на каждой стороне тяги 26. Упомянутая поворотная тяга 26 вставлена между двумя боковыми панелями 14 корпуса 12 переключающего узла Вр, Ва1, Ва2, Ва3.

Подвижный контактный мост 22 содержит контактную полосу у каждого конца. Переключающий узел содержит пару неподвижных контактов 41, 51. Каждый неподвижный контакт выполнен с возможностью взаимодействия с контактной полосой подвижного контактного моста 22. Первый неподвижный контакт 41 выполнен с возможностью присоединения к электрической линии посредством соединительной колодки 4 на стороне линии. Второй неподвижный контакт 51 выполнен с возможностью присоединения к размыкающему узлу 7 посредством соединительной колодки 5 на стороне нагрузки. Каждая часть корпуса 12 содержит соответствующую проходную выемку.

Упомянутый мост установлен с возможностью качания между открытым положением, в котором контактные полосы отделены от неподвижных контактов 41, 51, и закрытым положением, в котором они соприкасаются с каждым из неподвижных контактов. Контактные полосы контактного моста 22 предпочтительно расположены симметрично относительно оси Z поворота.

Однополюсные переключающие узлы Вр, Ва1, Ва2, Ва3 предпочтительно содержат две камеры 24 гашения дуги для гашения электрических дуг. Каждая камера 24 гашения дуги расположена в открытом объеме между контактной полосой контактного моста 22 и неподвижным контактом. Каждая камера 24 гашения дуги ограничена двумя боковыми стенками 24А, задней стенкой 24В, расположенной вдали от объема отверстия, нижней стенкой 24С вблизи от неподвижного контакта и верхней стенкой 24D. Как видно из фиг.4-6, каждая камера 24 гашения дуги содержит набор по меньшей мере из двух деионизационных пластин 25, отделенных друг от друга пространством обмена газов, образующихся при размыкании. Каждая камера 24 гашения дуги содержит по меньшей мере один выпуск, соединенный по меньшей мере с одним выпускным каналом 38, 42 газов, образующихся при размыкании.

Однополюсные переключающие узлы Вр, Ва1, Ва2, Ва3 выполнены с возможностью быть приводимыми в действие одновременно и для этого соединены по меньшей мере одним ведущим стержнем 30. Как видно из чертежей, ведущий стержень 30 содержит продольную ось Y, по существу, параллельную оси Z поворота подвижного контактного моста.

Приводной механизм 8 переключающего узла расположен на основном переключающем узле Вр. приводной механизм 8 содержит рукоятку 88, управляющую перемещением ведущего стержня 30 через соединительные стержни 50. Как видно из фиг.6А, 6В, упомянутые соединительные стержни передают управляющую силу Ft на ведущий стержень.

Ведущий стержень 30 проходит через тяги 26 переключающих узлов Вр, Ва1, Ва2, Ва3 через отверстия 32.

Согласно предпочтительному варианту осуществления используется единственный ведущий стержень 30.

Угловое перемещение упомянутого ведущего стержня 30 приводит угловое перемещение подвижного контактного моста 22 между открытым положением и закрытым положением контактов.

Каждая часть корпуса 12 содержит отверстие 34 в форме дуги круга, обеспечивающее по меньшей мере перемещение ведущего стержня 30, проходящего через последнее, между положением течения тока и открытым положением. Преимущественно каждая часть корпуса 12 отлита с внутренними приспособлениями, обеспечивающими относительно стабильное расположение разных элементов, составляющих прерывающий механизм 20, в частности двух симметричных корпусов для каждой из камер 24 гашения дуги, и круглого центрального корпуса, обеспечивающего вставление тяги 26.

Согласно предпочтительному варианту осуществления распределительное устройство 600 содержит средство компенсации перемещения ведущего стержня 30. Средство компенсации содержит упор 60, к которому приходит и в который упирается ведущий стержень 30 в закрытом положении.

Расположение упора 60 осуществлено так, чтобы локально ограничить перемещение упомянутого ведущего стержня 30 на уровне первого дополнительного переключающего узла Ва1. Как видно из фиг.6В, упор стремится прилагать компенсационную силу Fr, предназначенную для образования крутящего момента Cr на ведущем стержне 30, чтобы продольная ось Y упомянутого стержня не поворачивалась в конце перемещения и, в частности, когда подвижный контактный мост 22 находится в закрытом положении контактов. Таким образом, в отличие от известных решений и как видно из фиг.6В и 7, продольная ось Y ведущего стержня 30 удерживается параллельно оси Z поворота поворотной тяги.

Согласно первому конкретному варианту осуществления, как видно на фиг.2, упор 60 предпочтительно расположен у одного конца дуги круга, образующей отверстие 34, чтобы уменьшать длину дуги круга и угловое перемещение упомянутого стержня. Согласно этому конкретному варианту осуществления упор 60 расположен в первом дополнительном переключающем узле Ва1. Иначе говоря, расположение упора внутри отверстия 34 обеспечивает уменьшение перемещения ведущего стержня 30, перемещающегося внутри упомянутого отверстия.

Согласно другому конкретному варианту осуществления, который не изображен, упор 60 расположен на наружной фланцевой пластине 70 распределительного устройства, причем упомянутая фланцевая пластина 70 расположена у наружной стенки корпуса 12 первого дополнительного переключающего узла Ва1.

Согласно альтернативному варианту осуществления, который не изображен, упор является жестким и регулируемым по высоте. Действительно, в качестве примерного варианта осуществления, упор может содержать резьбовой стержень. Резьбовой стержень выполнен с возможностью взаимодействия с резьбовой областью, расположенной на фланцевой пластине или на наружной стенке корпуса 12 упомянутого переключающего узла.

Согласно другому альтернативному варианту осуществления, который не изображен, упор содержит деформируемое средство, такое как, в частности пружина.

Распределительное устройство 600 содержит основной узел Вр, поддерживающий приводной механизм 8 и по меньшей мере первый дополнительный узел Ва1. Узлы содержат поворотную тягу 26, присоединенную к подвижному контактному мосту 22, направляемому с возможностью поворота вокруг оси Z. Неподвижные контакты 41, 51 взаимодействуют с подвижным контактным мостом. Приводной механизм 8 управляет по меньшей мере одним ведущим стержнем 30, угловое перемещение которого приводит к угловому перемещению подвижных контактных мостов 22 между открытым и закрытым положениями. Средство компенсации содержит упор 60, в который упирается ведущий стержень30 в закрытом положении, ограничивая перемещение стержня на уровне первого узла Ва1 и прилагая вращательный момент к стержню для удерживания его параллельно оси Z. Технический результат - повышение эффективности переключения узлов за счет преодоления дисбаланса сил, прилагаемых на уровне контактов. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Распределительное устройство (600), содержащее
- однополюсный основной переключающий узел (Вр), поддерживающий приводной механизм (8) и по меньшей мере первый однополюсный дополнительный переключающий узел (Ва1), причем упомянутые узлы расположены бок о бок в поперечном направлении и соответственно содержат:
- поворотную тягу (26), присоединенную к подвижному контактному мосту (22), направляемому с возможностью поворота вокруг оси (Z) поворота;
- пару неподвижных контактов (41, 51), взаимодействующих с упомянутым подвижным контактным мостом и соответственно присоединенных к входному проводнику (4, 5) тока,
при этом приводной механизм (8) переключающих узлов (Вр, Ва1, Ва2, Ва3) содержит рукоятку (88), управляющую по меньшей мере одним ведущим стержнем (30), проходящим через тяги (26), причем угловое перемещение упомянутого по меньшей мере одного ведущего стержня (30) приводит угловое перемещение подвижного контактного моста (22) между открытым положением и закрытым положением контактов,
причем устройство отличается тем, что оно содержит средство компенсации, содержащее упор (60), в который ведущий стержень (30) упирается в закрытом положении так, чтобы:
- локально ограничивать перемещение упомянутого ведущего стержня (30) на уровне первого дополнительного узла (Ва1) и
- прилагать вращательный момент к упомянутому стержню для удерживания его параллельно оси (Z) поворота.

2. Распределительное устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутый по меньшей мере первый дополнительный переключающий элемент (Ва1) содержит корпус (12), содержащий отверстие (34) в форме дуги круга, в котором ведущий стержень (30) перемещается между закрытым и открытым положениями, причем упор (60) расположен так, чтобы уменьшать длину дуги круга и угловое перемещение упомянутого стержня в упомянутом отверстии (34).

3. Распределительное устройство по п.2, отличающееся тем, что упор (60) расположен в первом однополюсном переключающем узле (Ва1) у одного конца дуги круга, образующей отверстие (34), так, чтобы уменьшать перемещение ведущего стержня (30), перемещающегося внутри отверстия (34).

4. Распределительное устройство по п.2, отличающееся тем, что упор (60) расположен на наружной фланцевой пластине (70) распределительного устройства (600), причем упомянутая фланцевая пластина (70) расположена у наружной стенки корпуса (12) первого дополнительного переключающего узла (Ва1).

5. Распределительное устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что оно содержит три однополюсных дополнительных переключающих узла (Ва1, Ва2, Ва3), расположенных бок о бок в поперечном направлении, причем первый дополнительный переключающий узел (Ва1) отделен от других двух дополнительных переключающих узлов (Ва2, Ва3) основным переключающим узлом (Вр), поддерживающим приводной механизм (8) упомянутых узлов.

6. Распределительное устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что упор (60) является жестким и регулируемым по высоте.

7. Распределительное устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что упор (60) содержит деформируемое средство.

8. Распределительное устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что упор (60) содержит пружину.