БЛОК ДЛЯ УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ И СООТВЕТСТВУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ Российский патент 2017 года по МПК H01H83/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к общей технической области устройств защиты электрических приборов или оборудования от электрических возмущений, в частности, от переходных перенапряжений.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Использование устройств защиты от перенапряжений хорошо известно. Как правило, в таких устройствах в качестве компонента защиты от перенапряжений применяют варистор. Действительно, варистор ограничивает сверху перенапряжение, начиная от заранее определенного значения, и позволяет ограничить распространение перенапряжения в электрической сети.

По мере эксплуатации такие компоненты подвергаются износу, их полное сопротивление постепенно понижается, что приводит к увеличению их силы тока утечки и, следовательно, способствует значительному нагреву варистора за счет эффекта Джоуля. Этот нагрев переходит на соседние приборы, что может привести к пожару или к короткому замыканию.

Чтобы избежать возможного повреждения электрического прибора или оборудования, соединенного с устройством, необходимо обеспечить возможность отключения этого устройства при окончательном выходе из строя варистора.

Такое устройство разъединения, называемое устройством теплового разъединения, предназначено для отключения устройства защиты от перенапряжений, содержащего неисправный варистор, при повышении температуры сверх определенного критического предела.

Так, в документе FR2848353 описано устройство защиты электрического прибора от перенапряжений, которое содержит:

- защитный блок, соединенный с электрическим прибором через соединительную цепь, содержащую средство прерывания электрического тока, выполненное с возможностью перемещения между возвратным положением, соответствующим размыканию цепи, и положением замыкания цепи, при этом упомянутое средство прерывания удерживают в положении замыкания при помощи блокировочного средства;

- средство размыкания соединительной цепи, когда температура защитного блока достигает заранее определенного значения, содержащее термочувствительное средство. Это термочувствительное средство соединено с приводным средством таким образом, чтобы при достижении заранее определенной температуры приводное средство создало усилие деактивации блокировочного средства. Термочувствительное и приводное средства совпадают и выполнены в виде биметаллической пластинки.

Такое устройство имеет недостатки. Действительно, биметаллическая пластинка, свойства которой меняются при повышении температуры, подвергается сильным механическим напряжениям, учитывая, что речь идет также о приводном элементе, который обеспечивает размыкание цепи. Следовательно, надежность такого устройства снижается в результате вибраций или толчков, действующих на устройство. Кроме того, на детектирование температуры биметаллической пластинки влияет ток, проходящий через средство теплового разъединения. Следовательно, размеры средства детектирования следует рассчитать таким образом, чтобы прохождение тока не влияло на средство разъединения.

В документе FR2925216 описано устройство защиты от перенапряжений, содержащее компонент защиты от перенапряжений, термически связанный с термочувствительным элементом, выполненным с возможностью деформирования в зависимости от своей температуры, и механический элемент, предназначенный для взаимодействия с термочувствительным элементами выполненный с возможностью взаимодействия с устройством срабатывания прибора отключения тока. Когда температура компонента защиты от перенапряжений превышает заранее определенный порог, деформация термочувствительного элемента приводит к перемещению механического элемента, который выходит за пределы блока, содержащего термочувствительный элемент и компонент защиты от перенапряжений, и приводит в действие устройство срабатывания прибора отключения тока.

Это устройство защиты от перенапряжений механически связано с прибором отключения тока, таким образом, существует два блока, каждый из которых выполняет конкретные функции: с одной стороны, детектирование критической температуры нарушения в работе компонента защиты от перенапряжений и, с другой стороны, отключение неисправного защитного устройства от остальной части электрического оборудования.

Недостатком такого устройства является необходимость использования двух блоков, что приводит к повышению стоимости изготовления и к потере места в электрической системе. Кроме того, защитное устройство и устройство прерывания расположены последовательно в контуре тока.

Таким образом, согласно этим двум патентам, решения требуют, чтобы блокировочный элемент был электрическим проводником, например, из металла, с известными свойствами механической деформации и чтобы он мог преобразовать тепловое действие в механическое усилие.

Кроме того, известны устройства защиты от перенапряжений, в которых время теплового разъединения является слишком большим, поскольку функциональное средство детектирования нагрева варистора слишком удалено от варистора, поэтому время реакции элемента детектирования не является достаточно коротким для обеспечения быстрого разъединения.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, существует потребность в устройстве защиты от перенапряжений, характеризующемся быстрым тепловым разъединением и повышенной надежностью при уменьшении механических напряжений, действующих на элементы устройства, и позволяющем получить выигрыш по занимаемому месту в защищаемом электрическом приборе или оборудовании.

Для устранения одного или нескольких вышеуказанных недостатков блок для устройства защиты от перенапряжений содержит:

- два элемента электрического соединения;

- компонент защиты от перенапряжений, электрически связанный с двумя элементами электрического соединения, температура которого повышается при наличии перенапряжения;

- блокировочный элемент, находящийся в контакте с компонентом защиты от перенапряжений;

- механический прерыватель, связанный с блокировочным элементом, установленный последовательно между одним из двух элементов электрического соединения и компонентом защиты от перенапряжений, при этом блокировочный элемент удерживает прерыватель в замкнутом положении, при этом, когда температура компонента защиты от перенапряжений превышает критический порог, блокировочный элемент освобождает прерыватель, который переходит в разомкнутое положение. Кроме того, блокировочный элемент является электрически независимым от механического прерывателя.

Таким образом, предпочтительно, поскольку блокировочный элемент не является частью контура тока, в котором участвует прерыватель, можно расположить блокировочный элемент таким образом, чтобы он быстро реагировал на выделение тепла, использовать материал, специально адаптированный для этой функции блокировки и не обязательно являющийся проводником.

Кроме того, когда температура компонента защиты от перенапряжений превышает критический порог, блокировочный элемент освобождает прерыватель, который переходит в разомкнутое положение.

Преимуществом такого блока для устройства защиты от перенапряжений является то, что он позволяет реализовать устройство с быстрым тепловым разъединением. Действительно, блокировочный элемент входит в контакт с компонентом защиты от перенапряжений и, следовательно, находится максимально близко к месту нагрева.

Кроме того, предпочтительно в этом блоке механический прерыватель, функцией которого является отключение блока, содержащего компонент защиты от перенапряжений, отличается от блокировочного элемента, функцией которого является размыкание цепи. Таким образом, механические напряжения, действующие на блокировочный элемент, уменьшаются, а его надежность повышается.

Предпочтительно, тот факт, что все элементы, обеспечивающие защиту от перенапряжений и размыкание цепи, содержащей элемент защиты от перенапряжений, сгруппированы внутри одного блока, позволяет получить выигрыш в месте в защищаемом электрическом приборе или оборудовании.

Отличительными признаками или частными вариантами выполнения, рассматриваемыми отдельно или в комбинации, являются:

- компонент защиты от перенапряжений является варистором;

- блокировочный элемент находится в термически проводящей связи с оголенной металлической частью электрода компонента защиты от перенапряжений;

- блокировочный элемент является легкоплавким припоем, который плавится, когда температура компонента защиты от перенапряжений превышает критический порог;

- блокировочный элемент является пластиковой деталью, которая плавится, когда температура компонента защиты от перенапряжений превышает критический порог;

- критический порог находится в пределах от 100 до 240°С. Предпочтительно он составляет от 120°С до 190°С;

- механический прерыватель содержит:

две проводящие пластины, соединенные соответственно с первым элементом электрического соединения и с элементом защиты от перенапряжений,

изолирующую деталь, жестко соединенную с приводным элементом,

приводной элемент, связанный через вырез с подвижной деталью,

подвижную деталь, связанную с блокировочным элементом,

первую пружину, действующую нажатием или тяговым усилием на изолирующую деталь,

при этом в замкнутом положении прерывателя обе проводящие пластины входят во взаимный контакт, и приводной элемент, а также первая пружина за пределами своего положения равновесия удерживают изолирующую деталь на расстоянии от двух проводящих пластин, и во время разблокировки подвижная деталь перемещается и освобождает приводной элемент, при этом изолирующая деталь приводится в поступательное движение первой пружиной, отводя друг от друга две проводящие пластины и располагаясь между ними;

- обе проводящие пластины являются плоскими пружинами, и подвижная деталь поступательно перемещается под действием второй пружины;

- обе проводящие пластины являются плоскими пружинами, и подвижная деталь является плоской пружиной, удерживаемой выступом, при этом во время разблокировки упомянутая подвижная деталь осуществляет поворотное движение, которое отводит ее от выступа;

- одна из двух проводящих пластин является плоской пружиной, и подвижная деталь является рычагом с изогнутым плечом, удерживаемым выступом, при этом во время разблокировки упомянутая подвижная деталь осуществляет поворотное движение, которое отводит ее от выступа.

Вторым объектом изобретения является устройство защиты от перенапряжений, которое содержит блок защиты от перенапряжений и цоколь, закрепленный на направляющей, при этом во время подсоединения блока оба элемента электрического соединения электрически соединяются с цоколем.

Согласно частному варианту выполнения, устройство защиты от перенапряжений содержит множество блоков защиты от перенапряжений и множество цоколей, закрепленных на направляющей, при этом два элемента электрического соединения каждого из указанных блоков соединяются с соответствующим цоколем во время подсоединения соответствующего блока.

Краткое описание чертежей

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве не ограничительного примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 - вид в разрезе первого варианта выполнения блока для устройства защиты от перенапряжений в конфигурации, когда температура компонента защиты от перенапряжений ниже критического порога.

Фиг. 2 - вид в разрезе первого варианта выполнения блока для устройства защиты от перенапряжений в конфигурации, когда температура компонента защиты от перенапряжений выше критического порога.

Фиг. 3 - вид в перспективе первого варианта выполнения блока для устройства защиты от перенапряжений в конфигурации, когда температура компонента защиты от перенапряжений ниже критического порога.

Фиг. 4 - вид в перспективе первого варианта выполнения блока для устройства защиты от перенапряжений в конфигурации, когда температура компонента защиты от перенапряжений выше критического порога.

Фиг. 5 - вид в разрезе второго варианта выполнения блока для устройства защиты от перенапряжений в конфигурации, когда температура компонента защиты от перенапряжений ниже критического порога.

Фиг. 6 - вид в разрезе второго варианта выполнения блока для устройства защиты от перенапряжений в конфигурации, когда температура компонента защиты от перенапряжений выше критического порога.

Фиг. 7 - вид в разрезе третьего варианта выполнения блока для устройства защиты от перенапряжений в конфигурации, когда температура компонента защиты от перенапряжений ниже критического порога.

Фиг. 8 - вид в разрезе третьего варианта выполнения блока для устройства защиты от перенапряжений в конфигурации, когда температура компонента защиты от перенапряжений выше критического порога.

Фиг. 9 - вид в разрезе четвертого варианта выполнения блока для устройства защиты от перенапряжений в конфигурации, когда температура компонента защиты от перенапряжений ниже критического порога.

Фиг. 10 - вид в разрезе четвертого варианта выполнения блока для устройства защиты от перенапряжений в конфигурации, когда температура компонента защиты от перенапряжений выше критического порога.

Фиг. 11 - вид в разрезе пятого варианта выполнения блока для устройства защиты от перенапряжений в конфигурации, когда температура компонента защиты от перенапряжений ниже критического порога.

Фиг. 12 - вид в разрезе пятого варианта выполнения блока для устройства защиты от перенапряжений в конфигурации, когда температура компонента защиты от перенапряжений выше критического порога.

Фиг. 13 - вид в разрезе шестого варианта выполнения блока для устройства защиты от перенапряжений в конфигурации, когда температура компонента защиты от перенапряжений ниже критического порога.

Фиг. 14 - вид в разрезе шестого варианта выполнения блока для устройства защиты от перенапряжений в конфигурации, когда температура компонента защиты от перенапряжений выше критического порога.

Фиг. 15 - вид в разрезе седьмого варианта выполнения блока для устройства защиты от перенапряжений в конфигурации, когда температура компонента защиты от перенапряжений ниже критического порога.

Фиг. 16 - вид в разрезе седьмого варианта выполнения блока для устройства защиты от перенапряжений в конфигурации, когда температура компонента защиты от перенапряжений выше критического порога.

Фиг. 17 - вид в разрезе восьмого варианта выполнения блока для устройства защиты от перенапряжений в конфигурации, когда температура компонента защиты от перенапряжений ниже критического порога.

Фиг. 18 - вид в разрезе восьмого варианта выполнения блока для устройства защиты от перенапряжений в конфигурации, когда температура компонента защиты от перенапряжений выше критического порога.

Фиг. 19 - вид в разрезе девятого варианта выполнения блока для устройства защиты от перенапряжений в конфигурации, когда температура компонента защиты от перенапряжений ниже критического порога.

Фиг. 20 - вид в разрезе девятого варианта выполнения блока для устройства защиты от перенапряжений в конфигурации, когда температура компонента защиты от перенапряжений выше критического порога.

Фиг. 21 - первый вариант выполнения устройства защиты от перенапряжений.

Фиг. 22 - второй вариант выполнения устройства защиты от перенапряжений.

Описание предпочтительных вариантов воплощения

На фиг. 1-20 представлены девять вариантов выполнения блока 1 для устройства защиты от перенапряжений.

В этих девяти вариантах блок 1 для устройства защиты от перенапряжений содержит:

- два элемента 11 и 12 электрического соединения;

- компонент 13 защиты от перенапряжений, как правило, варистор, электрически связанный с двумя элементами 11 и 12 электрического соединения, температура которого повышается при наличии перенапряжения;

- блокировочный элемент 15, находящийся в контакте с компонентом 13 защиты от перенапряжений;

- механический прерыватель 17, связанный с блокировочным элементом 15, установленный последовательно между одним 11 из двух элементов электрического соединения и компонентом 13 защиты от перенапряжений, при этом блокировочный элемент 15 удерживает прерыватель 17 в замкнутом положении.

- Блокировочный элемент 15 и прерыватель 17 являются электрически независимыми, и поэтому блокировочный элемент может не быть электропроводящим. Под понятием «электрически независимый» следует понимать, что блокировочный элемент не является частью контура тока, компонентом которого является прерыватель 17.

При перенапряжениях температура компонента 13 защиты от перенапряжений повышается. Повторение во времени перенапряжений приводит к такому повышению температуры, при котором она превышает критический порог. Этот критический порог находится в пределах от 100°С до 240°С и предпочтительно составляет от 120°С до 190°С. Этот порог соответствует температуре, начиная от которой надежность компонента защиты от перенапряжений больше не обеспечивается. Эту температуру определяют в соответствии с требованиями безопасности, содержащимися в действующих нормах безопасности.

При достижении этого критического порога блокировочный элемент 15, входящий в теплопроводный контакт с оголенной металлической частью электрода 131 компонента 13 защиты от перенапряжений, расплавляется исключительно под действием тепла, передаваемого компонентом 13 защиты от перенапряжений.

Блокировочный элемент 15 может представлять собой легкоплавкий припой или пластиковую деталь. Этот блокировочный элемент 15 воспринимает нагрев компонента 13 защиты от перенапряжений и расплавляется при достижении критического температурного порога.

Расплавление блокировочного элемента 15 разблокирует механический прерыватель 17. Если температура компонента защиты от перенапряжений ниже критического порога, механический прерыватель находится в замкнутом положении. Следовательно, блок 1 для устройства защиты от перенапряжений электрически связан с защищаемым устройством.

Когда температура компонента 13 защиты от перенапряжений превышает критический порог, который соответствует потенциальному повреждению электрического прибора, связанному с нагревом компонента 13 защиты от перенапряжений, расплавление блокировочного элемента освобождает механический прерыватель, который переходит в разомкнутое положение. Таким образом, блок 1 перестает быть электрически связанным с защищаемым устройством.

На фиг. 1, 2, 3 и 4 представлен первый вариант выполнения блока 1 для устройства защиты от перенапряжений.

В этом варианте выполнения механический прерыватель 17 содержит:

- две проводящие плоские пружины 171 и 172, соединенные соответственно с первым элементом 11 электрического соединения и с компонентом 13 защиты от перенапряжений,

- изолирующую деталь 173, жестко соединенную с приводным элементом 175,

- приводной элемент 175, связанный через вырез 177 с подвижной деталью 179,

- подвижную деталь 179, связанную с блокировочным элементом 15,

- первую пружину 181, опирающуюся на изолирующую деталь 173.

На фиг. 1 и 3 представлен блок 1, содержащий такой механический прерыватель 17, в случае, когда температура компонента 13 защиты от перенапряжений ниже критического порога и механический прерыватель находится в замкнутом положении. Приводной элемент 175 и первая пружина 181, находящаяся в сжатом состоянии, удерживают изолирующую деталь 173 на расстоянии от двух проводящих плоских пружин 171 и 172, находящихся во взаимном контакте.

Блокировочный элемент 15 и сжатая вторая пружина 183 удерживают подвижную деталь в так называемом нормальном рабочем положении.

На фиг. 2 и 4 показан блок 1, содержащий такой механический прерыватель 17, в случае, когда температура компонента 13 защиты от перенапряжений становится выше критического порога.

При повышении температуры компонента 13 защиты от перенапряжений блокировочный элемент 15 расплавился, и под действием второй пружины 183 подвижная деталь поступательно перемещается и высвобождает вырез 177, связывающий ее с приводным элементом 175.

При этом приводной элемент 175, отошедший из выреза 177 и жестко соединенный с изолирующей деталью 173, удерживаемой сжатой первой пружиной 181, поступательно перемещается в направлении, противоположном двум проводящим плоским пружинам 171 и 172.

Это перемещение приводного элементом 175 приводит к поступательному перемещению изолирующей детали 173, жестко соединенной с приводным элементом 175, которая заходит между двумя проводящими плоскими пружинами 171 и 172.

Таким образом, электрический контакт между двумя проводящими плоскими пружинами 171 и 172 прерывается, и блок 1 для устройства защиты от перенапряжений, содержащий неисправный компонент 13 защиты от перенапряжений, оказывается изолированным от остальной части электрического прибора.

На фиг. 5 и 6 показан второй вариант выполнения блока 1 для устройства защиты от перенапряжений.

В этом варианте выполнения механический прерыватель 17 содержит:

- две проводящие плоские пружины 171 и 172, соединенные соответственно с первым элементом 11 электрического соединения и с компонентом 13 защиты от перенапряжений,

- изолирующую деталь 173, жестко соединенную с приводным элементом 175,

- приводной элемент 175, связанный через вырез 177 с подвижной деталью,

- подвижную деталь 179, связанную с блокировочным элементом 15,

- первую пружину 181, опирающуюся на изолирующую деталь 173.

В этом втором варианте выполнения подвижная деталь выполнена в виде плоской пружины 1791.

Блокировочный элемент 15 и прерыватель 17 являются электрически независимыми, и блокировочный элемент может не быть электрическим проводником.

На фиг. 5 представлен блок 1, содержащий такой механический прерыватель 17, в случае, когда температура компонента 13 защиты от перенапряжений ниже критического порога и механический прерыватель находится в замкнутом положении.

Плоская пружина 1791 удерживается в горизонтальном положении, называемом нормальным рабочим положением, блокировочным элементом 15 и выступом 180, под которым заблокирован один из концов плоской пружины 1791.

Приводной элемент, связанный с подвижной деталью 1791, удерживает изолирующую деталь 173 на расстоянии от двух проводящих плоских пружин 171 и 172, которые входят во взаимный контакт.

На фиг. 6 представлен блок 1, содержащий такой механический прерыватель 17, в случае, когда температура компонента 13 защиты от перенапряжений становится выше критического порога.

Под действием нагрева компонента 13 защиты от перенапряжений блокировочный элемент 15 расплавился, и плоская пружина 1791 больше не удерживается блокировочным элементом 15 в горизонтальном положении под выступом 180. Она осуществляет поворотное движение и переходит в вертикальное положение.

Приводной элемент 175, связанный с этой плоской пружиной 1791 через вырез 177 и жестко соединенный с изолирующей деталью 173, перемещается при этом поступательным движением в направлении, противоположном двум проводящим плоским пружинам 171 и 172.

Это перемещение приводного элемента 175 приводит к поступательному перемещению изолирующей детали 173, жестко соединенной с приводным элементом 175, которая заходит двумя проводящими плоскими пружинами 171 и 172.

Таким образом, электрический контакт между двумя проводящими плоскими пружинами 171 и 172 прерывается, и блок 1 для устройства защиты от перенапряжений, содержащий неисправный компонент 13 защиты от перенапряжений, оказывается изолированным от остальной части электрического прибора.

На фиг. 7 и 8 показан третий вариант выполнения блока 1 для устройства защиты от перенапряжений.

В этом варианте выполнения механический прерыватель содержит:

- две проводящие пластины 171 и 172, соединенные соответственно с первым элементом 11 электрического соединения и с компонентом 13 защиты от перенапряжений,

- изолирующую деталь 173, жестко соединенную с приводным элементом 175,

- приводной элемент 175, связанный через вырез 177 с подвижной деталью,

- подвижную деталь, связанную с блокировочным элементом 15,

- первую пружину 181, опирающуюся на изолирующую деталь 173.

В этом третьем варианте выполнения одна из двух проводящих пластин 172 является плоской пружиной, а подвижная деталь выполнена в виде рычага 1792 с изогнутым плечом.

Блокировочный элемент 15 и прерыватель 17 являются электрически независимыми, и блокировочный элемент может не быть электрическим проводником.

На фиг. 7 представлен блок 1, содержащий такой механический прерыватель 17, в случае, когда температура компонента 13 защиты от перенапряжений ниже критического порога и механический прерыватель находится в замкнутом положении.

Рычаг 1792 с изогнутым плечом удерживается в так называемом нормальном рабочем положении блокировочным элементом 15 и выступом 180, под которым заблокирован один из концов рычага с изогнутым плечом.

Приводной элемент 175, связанный с рычагом 1792 с изогнутым плечом через вырез 177, удерживает изолирующую деталь 173 на расстоянии от двух проводящих пластин 171 и 172, которые входят друг с другом в контакт.

На фиг. 8 показан блок 1, содержащий такой механический прерыватель 17, в случае, когда температура компонента 13 защиты от перенапряжений превышает критический порог.

Под действием нагрева компонента 13 защиты от перенапряжений блокировочный элемент 15 расплавился, и рычаг 1792 с изогнутым плечом больше не удерживается блокировочным элементом 15 в горизонтальном положении под выступом 180. Она осуществляет поворотное движение вверх.

Приводной элемент 175, связанный с этим рычагом 1792 с изогнутым плечом через вырез 177 и жестко соединенный с изолирующей деталью 173, перемещается при этом поступательным движением в направлении, противоположном двум проводящим пластинам 171 и 172, под действием пружины 181.

Это перемещение приводного элемента 175 приводит к поступательному перемещению изолирующей детали 173, жестко соединенной с приводным элементом 175, которая оказывается между двумя проводящими пластинами 171 и 172.

Таким образом, электрический контакт между двумя проводящими пластинами 171 и 172 прерывается, и блок 1 для устройства защиты от перенапряжений, содержащий неисправный компонент 13 защиты от перенапряжений, оказывается изолированным от остальной части электрического прибора.

На фиг. 9 и 10 показан четвертый вариант выполнения блока 1 для устройства защиты от перенапряжений.

В этом варианте выполнения механический прерыватель содержит:

- две проводящие пластины 171 и 172, соединенные соответственно со вторым элементом 12 электрического соединения и с компонентом защиты от перенапряжений (на фиг. 9 и 10 не показан),

- изолирующую деталь 173, жестко соединенную с приводным элементом 175,

- приводной элемент 175, связанный с блокировочным элементом 15.

Если температура компонента защиты от перенапряжений ниже критического порога, то есть в случае, представленном на фиг. 9, блокировочный элемент 15 удерживает изолирующую деталь 173 через приводной элемент 175 на расстоянии от двух проводящих пластин 171 и 172. Одна из проводящих пластин 172 является плоской пружиной.

Как показано на фиг. 10, когда температура компонента защиты от перенапряжений становится выше критического порога, блокировочный элемент 15 расплавляется, что приводит к поступательному перемещению приводного элемента 175 вверх в результате разблокировки и под действием сжатия второй пружины 183. Это поступательное перемещение приводного элемента 175 приводит к поступательному перемещению изолирующей детали 173, жестко соединенной с приводным элементом 175, которая оказывается между двумя проводящими пластинами; при этом проводящая плоская пружина 172 отходит от другой проводящей пластины 171 под действием изолирующей детали.

Таким образом, электрический контакт между двумя проводящими пластинами 171 и 172 прерывается, и блок 1 для устройства защиты от перенапряжений, содержащий неисправный компонент защиты от перенапряжений, оказывается изолированным от остальной части электрического прибора.

На фиг. 11 и 12 представлен пятый вариант выполнения блока 1 для устройства защиты от перенапряжений.

В этом варианте выполнения механический прерыватель содержит:

- две проводящие пластины 171 и 172; при этом первая проводящая пластина 171 подсоединена между первым элементом 11 электрического соединения и компонентом защиты от перенапряжений (на фиг. 11 и 12 не показан); вторая проводящая пластина 172 подсоединена между вторым элементом 12 электрического соединения и компонентом защиты от перенапряжений,

- изолирующую деталь 173, жестко соединенную с приводным элементом 175,

- приводной элемент 175, связанный с блокировочным элементом 15.

Если температура компонента защиты от перенапряжений ниже критического порога, то есть в случае, представленном на фиг.11, блокировочный элемент 15 удерживает изолирующую деталь 173 через приводной элемент 175 на расстоянии от двух проводящих пластин 171 и 172.

Как показано на фиг. 12, когда температура компонента защиты от перенапряжений становится выше критического порога, блокировочный элемент 15 плавится, что приводит к поступательному перемещению приводного элемента 175 вверх в результате разблокировки и под действием растяжения первой пружины 181. Это поступательное перемещение приводного элемента 175 приводит к поступательному перемещению изолирующей детали 173, жестко соединенной с приводным элементом 175, которая оказывается между двумя электрическими контактами между первой проводящей пластиной 171 и первым элементом 11 электрического соединения и между второй проводящей пластиной 172 и вторым элементом 12 электрического соединения.

Таким образом, электрический контакт оказывается разомкнутым, и блок 1 для устройства защиты от перенапряжений, содержащий неисправный компонент защиты от перенапряжений, оказывается изолированным от остальной части электрического прибора.

На фиг. 13 и 14 представлен шестой вариант выполнения блока 1 для устройства защиты от перенапряжений.

В этом варианте выполнения механический прерыватель содержит:

- две проводящие пластины 171 и 172, соединенные соответственно с вторым элементом 12 электрического соединения и с компонентом защиты от перенапряжений (на фиг. 13 и 14 не показан),

- изолирующую деталь 173, связанную с подвижной деталью 179 через вырез 177,

- подвижную деталь 179, связанную с блокировочным элементом 15.

Если температура компонента защиты от перенапряжений ниже критического порога, то есть в случае, представленном на фиг.13, блокировочный элемент 15 удерживает подвижную деталь 179, содержащую вырез 177. При помощи этого выреза 177 изолирующая деталь 173 удерживается на расстоянии от двух проводящих пластин 171 и 172. Одна из двух проводящих пластин 172 является плоской пружиной.

Как показано на фиг. 14, когда температура компонента защиты от перенапряжений становится выше критического порога, блокировочный элемент 15 плавится, что приводит к поступательному перемещению подвижной детали 179 и к высвобождению изолирующей детали 173 от выреза 177. Вышедшая таким образом из выреза изолирующая деталь 173 перемещается поступательным движением вверх под действием растяжения первой пружины 181. За счет этого поступательного движения изолирующая деталь 173 оказывается между двумя проводящими пластинами 171 и 172; под действием изолирующей детали проводящая плоская пружина 172 отходит от другой проводящей пластины 171.

Таким образом, электрический контакт оказывается разомкнутым, и блок 1 для устройства защиты от перенапряжений, содержащий неисправный компонент защиты от перенапряжений, оказывается изолированным от остальной части электрического прибора.

На фиг. 15 и 16 представлен седьмой вариант выполнения блока 1 для устройства защиты от перенапряжений.

В этом варианте выполнения механический прерыватель содержит:

- две проводящие пластины 171 и 172, соединенные соответственно с вторым элементом 12 электрического соединения и с компонентом 13 защиты от перенапряжений,

- изолирующую деталь 173, связанную с подвижной деталью 179 через вырез 177,

- подвижную деталь 179, связанную с блокировочным элементом 15.

Если температура компонента защиты от перенапряжений ниже критического порога, то есть в случае, представленном на фиг.15, блокировочный элемент 15 удерживает подвижную деталь 179, содержащую вырез 177. При помощи этого выреза 177 изолирующая деталь 173 удерживается на расстоянии от двух проводящих пластин 171 и 172. Обе проводящие пластины 171 и 172 являются плоскими пружинами.

Как показано на фиг. 16, когда температура компонента 13 защиты от перенапряжений превышает критический порог, блокировочный элемент 15 расплавляется, что приводит к поступательному перемещению вверх подвижной детали 179 и к высвобождению изолирующей детали 173 из выреза 177. Вышедшая таким образом из выреза изолирующая деталь 173 перемещается горизонтальным поступательным движением под действием растяжения первой пружины 181. За счет этого поступательного движения изолирующая деталь 173 оказывается между двумя проводящими пластинами 171 и 172, которые, учитывая их упругость, отходят друг от друга под действием изолирующей детали 173.

Таким образом, электрический контакт оказывается разомкнутым, и блок 1 для устройства защиты от перенапряжений, содержащий неисправный компонент защиты от перенапряжений, оказывается изолированным от остальной части электрического прибора.

На фиг. 17 и 18 представлен восьмой вариант выполнения блока 1 для устройства защиты от перенапряжений.

В этом варианте выполнения механический прерыватель содержит:

- две проводящие пластины 171 и 172, соединенные соответственно с первым элементом 11 электрического соединения и с компонентом 13 защиты от перенапряжений,

- изолирующую деталь 173, связанную с подвижной деталью 179 через вырез 177,

- подвижную деталь 179, связанную с блокировочным элементом 15.

Если температура компонента защиты от перенапряжений ниже критического порога, то есть в случае, представленном на фиг.17, блокировочный элемент 15 удерживает подвижную деталь 179, содержащую вырез 177. При помощи этого выреза 177 изолирующая деталь 173 удерживается на расстоянии от двух проводящих пластин 171 и 172. Проводящая пластина 172 является плоской пружиной.

Как показано на фиг. 18, когда температура компонента 13 защиты от перенапряжений становится выше критического порога, блокировочный элемент 15 плавится, что приводит к повороту вниз подвижной детали 179 и к высвобождению изолирующей детали 173 из выреза 177. Вышедшая таким образом из выреза изолирующая деталь 173 перемещается горизонтальным поступательным движением под действием растяжения первой пружины 181. За счет этого поступательного движения изолирующая деталь 173 заходит между двумя проводящими пластинами 171 и 172, которые отходят друг от друга под действием изолирующей детали 173.

Таким образом, электрический контакт оказывается разомкнутым, и блок 1 для устройства защиты от перенапряжений, содержащий неисправный компонент защиты от перенапряжений, оказывается изолированным от остальной части электрического прибора.

На фиг. 19 и 20 представлен девятый вариант выполнения блока 1 для устройства защиты от перенапряжений.

В этом варианте выполнения механический прерыватель содержит:

- две проводящие пластины 171 и 172, соединенные соответственно с первым элементом 11 электрического соединения и с компонентом 13 защиты от перенапряжений,

- подвижную изолирующую деталь 173, связанную с варистором 13 через термический путь 131 и блокировочный элемент 15.

Если температура компонента защиты от перенапряжений ниже критического порога, то есть в случае, представленном на фиг.19, блокировочный элемент 15 удерживает подвижную деталь 173. Изолирующая деталь 173 удерживается на расстоянии от двух проводящих пластин 171 и 172. Проводящая пластина 171 является плоской пружиной.

Как показано на фиг. 20, когда температура компонента 13 защиты от перенапряжений становится выше критического порога, блокировочный элемент 15 плавится, что приводит к поступательному горизонтальному перемещению изолирующей детали 173 под действием растяжения первой пружины 181. За счет этого поступательного движения эта изолирующая деталь оказывается между двумя проводящими пластинами 171 и 172, которые отходят друг от друга под действием изолирующей детали 173.

Таким образом, электрический контакт оказывается разомкнутым, и блок 1 для устройства защиты от перенапряжений, содержащий неисправный компонент защиты от перенапряжений, оказывается изолированным от остальной части электрического прибора.

Объектом изобретения является также устройство защиты от перенапряжений. На фиг. 21 и 22 представлены два варианта выполнения устройства защиты от перенапряжений.

На фиг. 21 показан первый вариант выполнения устройства защиты от перенапряжений, содержащего:

- блок 1 защиты от перенапряжений согласно одному из описанных выше вариантов выполнения,

- цоколь, закрепленный на направляющей 23.

Подключение устройства защиты от перенапряжений происходит во время посадки блока 1 защиты от перенапряжений на цоколь. Это подключение осуществляют посредством электрического соединения двух элементов электрического соединения и блока 1 с цоколем. Таким образом, устройство 2 защиты от перенапряжений оказывается электрически связанным с защищаемым электрическим прибором или оборудованием.

Когда температура компонента защиты от перенапряжений достигает заранее определенного критического порога, прерывание электрического контакта между проводящими пластинами изолирует устройство защиты от перенапряжений от защищаемого электрического прибора или оборудования.

На фиг. 22 показан второй вариант выполнения устройства защиты от перенапряжений, содержащего:

- множество блоков для устройства защиты от перенапряжений согласно одному из описанных выше вариантов выполнения,

- множество цоколей, закрепленных на направляющей 23.

Подключение устройства защиты от перенапряжений происходит во время посадки каждого из упомянутых блоков защиты от перенапряжений на каждый из соответствующих упомянутых цоколей.

Это подключение осуществляют посредством электрического соединения двух элементов электрического соединения и каждого блока с соответствующим цоколем. Таким образом, устройство защиты от перенапряжений оказывается электрически связанным с защищаемым электрическим прибором или оборудованием.

Когда температура компонента защиты от перенапряжений достигает заранее определенного критического порога, прерывание электрического контакта между проводящими пластинами каждого из упомянутых блоков изолирует устройство защиты от перенапряжений от защищаемого электрического прибора или оборудования.

Изобретение было подробно описано и проиллюстрировано на чертежах и в предшествующем описании. Это описание представлено в качестве примера и не ограничивает изобретение своим содержанием. Возможны многочисленные варианты выполнения.

В формуле изобретения слово «содержит» не исключает наличия других элементов, и единственное число не исключает множественности.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в обеспечении защиты от перенапряжений. Блок для устройства защиты от перенапряжений характеризуется быстрым тепловым разъединением и повышенной надежностью при уменьшении механических напряжений, действующих на элементы устройства. Блок содержит два элемента электрического соединения; компонент защиты от перенапряжений, электрически связанный с двумя элементами электрического соединения, температура которого повышается при наличии перенапряжения; блокировочный элемент, находящийся в контакте с компонентом защиты от перенапряжений; механический прерыватель, связанный с блокировочным элементом, установленный последовательно между одним из двух элементов электрического соединения и компонентом защиты от перенапряжений, при этом блокировочный элемент удерживает прерыватель в замкнутом положении. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 22 ил.

1. Блок (1) для устройства защиты от перенапряжений, содержащий:

- два элемента (11) и (12) электрического соединения;

- компонент (13) защиты от перенапряжений, электрически связанный с двумя элементами (11) и (12) электрического соединения, температура которого повышается при наличии перенапряжения;

- блокировочный элемент (15), находящийся в контакте с компонентом (13) защиты от перенапряжений;

- механический прерыватель (17), связанный с блокировочным элементом (15), установленный последовательно между одним (11) из двух элементов электрического соединения и компонентом (13) защиты от перенапряжений, при этом блокировочный элемент (15) удерживает прерыватель (17) в замкнутом положении; при этом, когда температура компонента (13) защиты от перенапряжений превышает критический порог, блокировочный элемент (15) освобождает прерыватель (17), который переходит в разомкнутое положение, при этом блокировочный элемент является электрически независимым от механического прерывателя (17),

отличающийся тем, что содержит проводящие пластины (171, 172), подключенные соответственно к первому элементу (11) электрического соединения и к компоненту (13) защиты от перенапряжений механического прерывателя (17), содержащего изолирующую деталь (173), при этом указанная изолирующая деталь (173)

- удерживается на расстоянии от проводящих пластин (171, 172) посредством блокировочного элемента (15), когда прерыватель (17) находится в закрытом положении, в случае, когда температура компонента (13) защиты от перенапряжений ниже критического порога, и

- находится между проводящими пластинами (171, 172) так, чтобы их отделить, когда блокировочный элемент (15) высвобождает прерыватель (17) в открытое положение в случае, когда температура компонента (13) защиты от перенапряжений выше критического порога.

2. Блок (1) по п. 1, отличающийся тем, что блокировочный элемент (15) представляет собой элемент, который плавится, когда температура компонента (13) защиты от перенапряжений превышает критический порог.

3. Блок (1) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что компонент (13) защиты от перенапряжений является варистором.

4. Блок (1) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что блокировочный элемент (15) находится в термически проводящей связи с оголенной металлической частью электрода (131) компонента (13) защиты от перенапряжений.

5. Блок (1) по п. 4, отличающийся тем, что блокировочный элемент (15) является легкоплавким припоем, который плавится, когда температура компонента (13) защиты от перенапряжений превышает критический порог.

6. Блок (1) по п. 4, отличающийся тем, что блокировочный элемент (15) является пластиковой деталью, которая плавится, когда температура компонента (13) защиты от перенапряжений превышает критический порог.

7. Блок (1) по любому из пп. 1, 2, 5, 6, отличающийся тем, что критический порог находится в пределах от 100 до 240°С.

8. Блок (1) по любому из пп. 1, 2, 5, 6, отличающийся тем, что механический прерыватель (17) содержит:

- приводной элемент (175), жестко соединенный с изолирующей деталью (173) и связанный через вырез (177) с подвижной деталью (179),

- подвижную деталь (179), связанную с блокировочным элементом (15),

- первую пружину (181), действующую нажатием или тяговым усилием на изолирующую деталь (173),

при этом в замкнутом положении прерывателя (17) обе проводящие пластины (171) и (172) входят во взаимный контакт, и приводной элемент (175), а также первая пружина (181) за пределами своего положения равновесия удерживают изолирующую деталь (173) на расстоянии от двух проводящих пластин (171) и (172), и во время разблокировки подвижная деталь (179) перемещается и освобождает приводной элемент (175), при этом изолирующая деталь (173) приводится в поступательное движение первой пружиной (181), отводя друг от друга две проводящие пластины (171) и (172) и располагаясь между ними.

9. Блок (1) по п. 8, отличающийся тем, что обе проводящие пластины являются плоскими пружинами и подвижная деталь (179) поступательно перемещается под действием второй пружины (183).

10. Блок (1) по п. 8, отличающийся тем, что обе проводящие пластины являются плоскими пружинами и подвижная деталь (179) является плоской пружиной (1791), удерживаемой выступом (180), при этом во время разблокировки упомянутая подвижная деталь (179) осуществляет поворотное движение, которое отводит ее от выступа (180).

11. Блок (1) по п. 8, отличающийся тем, что одна из двух проводящих пластин (172) является плоской пружиной и подвижная деталь (179) является рычагом (1792) с изогнутым плечом, удерживаемым выступом (180), при этом во время разблокировки упомянутая подвижная деталь (179) осуществляет поворотное движение, которое отводит ее от выступа (180).

12. Блок (1) по п. 1, отличающийся тем, что блокировочный элемент находится за пределами контура тока, образованного одним из двух элементов (11) электрического соединения, механическим прерывателем (17) и компонентом (13) защиты от перенапряжений.

13. Устройство (2) защиты от перенапряжений, содержащее блок (1) по одному из предыдущих пунктов и цоколь (21), закрепленный на направляющей (23), отличающееся тем, что во время подсоединения блока (1) оба элемента (11) и (12) электрического соединения блока (1) электрически соединяются с цоколем.

14. Устройство (2) защиты от перенапряжений, содержащее множество блоков по одному из пп. 1-12 и множество цоколей, закрепленных на направляющей (23), отличающееся тем, что два элемента электрического соединения каждого из указанных блоков соединяются с соответствующим цоколем во время подсоединения соответствующего блока.