ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО В МОДУЛЬНОМ ФОРМАТЕ Российский патент 2020 года по МПК H01H71/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к электрическим защитным устройствам в модульном формате.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известно, что электрические устройства в модульном формате в целом имеют вид параллелепипеда с двумя главными гранями и с боковыми гранями, простирающимися от одной главной грани к другой, причем ширина такого устройства, то есть расстояние между его двумя главными гранями, равна целому числу от ширины основания, обозначаемого "модулем ", которая составляет порядка 18 мм.

Известно также, что модульные устройства предназначены для установки в линию, где они располагаются рядом друг с другом, будучи зафиксированы задней частью на опорных направляющих, располагаемых горизонтально.

Обычно, электрические устройства в модульном формате, являющиеся биполярными, содержат верхнюю часть и нижнюю часть, каждая из которых снабжена соединительными клеммами, соответственно, первая клемма для первого электрического полюса и вторая клемма для второго электрического полюса, отличного от первого электрического полюса.

Каждая соединительная клемма сконфигурирована для приема оголенного крайнего участка электрического кабеля или зубца гребенки горизонтального распределения. Боковая грань верхней части (верхней грани) и боковая грань нижней части (нижней грани), обычно обе, предоставляют два входных отверстия, обеспечивающие доступ соответственно к первой клемме и ко второй клемме.

Если модульное электрическое устройство должно выполнять одновременно несколько функций, например, одновременно функцию защитного выключателя при коротких замыканиях и очень больших токах, и функцию дифференциальной защиты, количество компонентов, которые надо расположить внутри устройства, становится относительно большим, и устройство может стать громоздким, то есть, иметь при этом ширину большого количества модулей.

Предлагалось, в частности, в заявке европейского Патента EP2073240, с целью уменьшения габаритного размера модульного электрического устройства по ширине, увеличить высоту корпуса устройства, чтобы создать достаточный объем для добавления функции дифференциальной защиты или другой дополнительной электрической функции.

ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение имеет целью предоставить электрическое устройство в модульном формате, подобное же, но более компактное, сохраняя удобство и экономичность при изготовлении.

Изобретение предлагает для этой цели электрическое защитное устройство в модульном формате, в целом в виде параллелепипеда с двумя главными гранями, соответственно, левой гранью и правой гранью, и боковыми гранями, простирающимися от одной главной грани к другой главной грани, соответственно, задней гранью, верхней гранью, передней гранью и нижней гранью, с шириной, то есть с расстоянием между левой гранью и правой гранью, равной целому числу от заданного расстояния, обозначаемого модулем, задней гранью, сконфигурированной для ее фиксации на опорных направляющих, расположенных горизонтально, верхней гранью, предоставляющей два входных отверстия, обеспечивающих доступ, соответственно, к первой верхней клемме для первого электрического полюса и ко второй верхней клемме для второго электрического полюса, отличного от первого электрического полюса, нижней гранью, предоставляющей два входных отверстия, обеспечивающих доступ, соответственно, к первой нижней соединительной клемме для первого электрического полюса и ко второй нижней соединительной клемме для второго электрического полюса, причем каждая упомянутая соединительная клемма сконфигурирована для приема оголенного крайнего участка электрического кабеля или зубца гребенки горизонтального распределения; причем устройство содержит:

- первую цепь прохождения тока между первой верхней клеммой и первой нижней клеммой, содержащую неподвижный контакт и подвижный контакт;

- вторую цепь прохождения тока между второй верхней клеммой и второй нижней клеммой;

- механизм управления подвижным контактом, имеющим два устойчивых положения, соответственно, положение разъединения, где подвижный контакт находится в стороне от неподвижного контакта, и положение включения, где подвижный контакт опирается на неподвижный контакт;

- ручку, выступающую от передней грани для действия вручную на механизм управления с целью перейти из положения разъединения в положение включения, или из положения включения в положение разъединения;

- по меньшей мере, элемент выключения, который сконфигурирован для автоматического действия на механизм управления с целью перейти из положения включения в положение разъединения, когда возникают заданные условия прохождения тока; и

- камеру гашения электрической дуги, связанную с первой цепью прохождения тока с первым проводящим рогом, имеющим неподвижный контакт, и со вторым проводящим рогом, электрически соединенным с подвижным контактом, расположенным напротив первого проводящего рога;

отличающееся тем, что, по меньшей мере, часть кольцевого якоря электрического трансформатора, чувствительного к упомянутым заданным условиям прохождения тока, располагается, напротив участка второго проводящего рога, наклоненного к задней грани и к камере гашения дуги:

- со стороны задней грани; и

- под прямым углом к наклонному участку второго проводящего рога, по направлению вперед-назад, то есть по направлению, которое параллельно главным граням, так же как и верхней грани и нижней грани.

Изобретение основано на наблюдении того, что вместо уменьшения пространства, расположенного сзади и на той же высоте, что и проводящий рог для инициализации дуги, электрически соединенный с подвижным контактом, который, в общем, близок к задней грани устройства, с целью выигрыша места для расположения компонентов можно было бы получить фактически более компактное устройство, предусматривая, чтобы пространство, расположенное сзади и на той же высоте, что и наклоненный участок этого проводящего рога, было бы достаточно большим для приема кольцевого якоря электрического трансформатора, чувствительного к условиям прохождения заданного тока, а такой кольцевой якорь является относительно объемным компонентом.

Изобретение позволяет располагать в обычном объеме модульного устройства с защитной функцией по отношению к заданным условиям прохождения тока, обнаружение которых осуществляется благодаря электрическому трансформатору, имеющему кольцевой якорь, в частности, трансформатор обнаружения тока короткого замыкания.

В частности, благодаря изобретению оказывается возможным, например, расположить дифференциальный автомат с защищенным полюсом с шириной модуля обычной высоты (расстояние между нижней гранью и верхней граню) 83 мм

Кроме того, эта локализация кольцевого якоря электрического трансформатора предполагает некоторую близость между проводящим рогом и электрическим трансформатором, - то, что желательно для удобства электрической связи, действующей между проводящим рогом и подвижным контактом, поскольку, по меньшей мере, обмотка этого трансформатора электрически соединяется с подвижным контактом.

Устройство в соответствии с изобретением может, таким образом, быть особенно компактным оставаясь удобным и экономичным в изготовлении.

В соответствии с преимущественными характеристиками:

- устройство содержит, среди прочего, электронную плату, соединенную с обмоткой упомянутого электрического трансформатора и с размыкающим реле, образующим вышеупомянутый элемент выключения;

- вышеупомянутый рог содержит, кроме наклонного участка, вертикальный участок, с которым соединяется участок, наклоненный своим концом, наиболее удаленным от камеры гашения дуги, вышеупомянутый кольцевой якорь, содержащий, среди прочего, часть, которая находится напротив вертикального участка, располагается:

- со стороны задней грани; и

- под прямым углом к вертикальному участку второго проводящего рога, по направлению вперед-назад;

- кольцевой якорь имеет осевую ориентацию, расположенную в плоскости, ориентированной по направлению вперед-назад и по направлению вверх-вниз, то есть, осевая ориентация, параллельная левой грани и правой грани;

- осевая ориентация кольцевого якоря наклонена к камере гашения дуги и вперед;

- устройство содержит изолирующую перегородку между вышеупомянутой первой цепью прохождения тока и вышеупомянутой второй цепью прохождения тока, вышеупомянутой кольцевой якорь охватывает вышеупомянутую изолирующую перегородку;

- кольцевой якорь имеет осевую ориентацию в соответствии с левым-правым направлением, то есть осевую ориентацию, пересекающую левую грань и правую грань;

- устройство содержит изолирующую перегородку между вышеупомянутой первой цепью прохождения тока и вышеупомянутой второй цепью прохождения тока, вышеупомянутой кольцевой якорь полностью расположен с той же стороны вышеупомянутой изолирующей перегородки;

- вышеупомянутый электрический трансформатор представляет собой трансформатор обнаружения тока короткого замыкания, для которого вышеупомянутые условия прохождения заданного тока являются током короткого замыкания; и он содержит, среди прочего, элемент магнитного выключения и элемент термического выключения; и/или

- устройство содержит два упомянутых электрических трансформатора, соответственно, первый упомянутый электрический трансформатор, который является трансформатором обнаружения тока короткого замыкания, для которого вышеупомянутые условия прохождения заданного тока являются током короткого замыкания, и второй упомянутый электрический трансформатор, который является трансформатором измерения силы тока, для которого вышеупомянутые заданные условия прохождения тока являются длительным током перегрузки; и, кроме того, он содержит элемент магнитного выключения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Ниже приводится подробное изложение изобретения посредством описания вариантов реализации, причем не ограничительного и иллюстративного, и в связи с приложенными чертежами, на которых:

Фиг.1 изображает вид в перспективе первого варианта реализации электрического устройства в соответствии с изобретением, с видом проекции справа, сверху и спереди этого устройства;

Фиг.2 - схематическое изображение электрической цепи этого устройства и механизма управления подвижными контактами, которые содержит эта электрическая цепь;

Фиг.3 и 4 - вертикальные виды, приведенные, соответственно, слева и справа от этого устройства со снятыми левой и правой боковыми стенками корпуса;

Фиг.5 - вид в перспективе этого устройства, корпус которого не представлен, этот вид приведен слева, снизу и сзади от устройства;

Фиг.6 - вид в перспективе, подобный Фиг.5, но приведенный справа, снизу и сзади устройства;

Фиг.7 и 8 - вертикальные виды, подобные Фиг.3 и 4, но показывающие только компоненты электрического устройства, участвующие в прохождении тока между подвижными контактами и клеммами нижней части, трансформатор обнаружения тока короткого замыкания и проводящие рога соединены с подвижными контактами;

Фиг.9 и 10 - виды, подобные Фиг.7 и 8, но в перспективе;

Фиг.11-18 - виды, подобные Фиг.3-10 для второго варианта реализации электрического устройства в соответствии с изобретением, подобного варианту реализации, показанному на Фиг.1-10, если только трансформатор обнаружения тока короткого замыкания расположен по-другому; и

Фиг.19 и 20 - виды, подобные Фиг.2 и 3 для третьего варианта реализации изобретения, подобного второму варианту реализации, показанному на Фиг.11-18, если только он не содержит элемент 33 термического выключения, защита от длительного тока перегрузки задействует трансформатор 102 измерения силой тока.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ

Электрическое устройство 10, показанное на Фиг.1, в целом имеет форму параллелепипеда.

Оно представляет собой две главные грани, соответственно, левую грань 11 и правую грань 12, и боковые грани, простирающиеся от одной главной грани к другой главной грани 11 и 12, а именно - задняя грань 13, верхняя грань 14, передняя грань 15 и нижняя грань 16.

Задняя грань 13 имеет вырез 17 для монтажа устройства 10 на опорных направляющих в виде профиля Ω (не показано).

Передняя грань 15 показана в центральном положении, приблизительно на половине ее длины, на выступе 18 показана ручка 19.

Здесь, устройство 10 - это устройство модульного типа, то есть помимо его формы, в целом в виде параллелепипеда, его ширина (расстояние между обеими главными гранями 11 и 12) - это кратное значение нормированной величины, известной как "модуль", которая составляет порядка 18 мм

Здесь, устройство 10 имеет ширину модуля.

Устройство 10 сконфигурировано в модульном формате для выстраивания в линию модульных устройств, располагаемых один рядом с другим и зафиксированных задней частью на горизонтальных опорных направляющих.

Верхняя грань 14 предоставляет два входных отверстия 20 и 21, обеспечивающих доступ, соответственно, к соединительной клемме 22 и к соединительной клемме 23. Отверстие 20 и клемма 22 располагаются слева. Отверстие 21 и клемма 23 располагаются справа.

Также, нижняя грань 16 предоставляет два входных отверстия 24 и 25 (Фиг.3 и 4), обеспечивающих доступ, соответственно, к соединительной клемме 26 и к соединительной клемме 27. Отверстие 24 и клемма 26 располагаются слева. Отверстие 25 и клемма 27 располагаются справа.

Каждая из соединительных клемм 22, 23, 26 и 27 предназначена для приема оголенного крайнего участка электрического кабеля или зубца гребенки горизонтального распределения электричества, шаг которой (расстояние между двумя последовательными зубцами) соответствует модулю.

Здесь, клеммы 22 и 23, расположенные наверху, предназначены для соединения с двумя полюсами распределительной электрической сети, тогда как две клеммы 26 и 27, расположенные внизу, предназначены для соединения с цепью защищаемого электрооборудования.

Устройство 10 представляет собой дифференциальный автомат с защищенным полюсом, то есть имеющий электрическую цепь, действующую для обнаружения короткого замыкания и тока перегрузки в цепи прохождения тока защищенного полюса (функция выключателя) и действующую для обнаружения разности силы тока, циркулирующего по цепи прохождения тока защищенного полюса и в цепи прохождения тока не защищенного полюса (дифференциальная функция).

Здесь, клемма 22 и клемма 26, расположенные слева, предназначены для полюса защищаемого электрооборудования, который является фазой, тогда как клемма 23 и клемма 27, расположенные справа предназначены для не защищенного полюса электрооборудования, который является нейтральным.

Цепь прохождения тока между клеммами 22 и 26, расположенными слева, содержит последовательно элемент 30 магнитного выключения, неподвижный контакт 31, подвижный контакт 32, элемент 33 термического выключения и обмотку 34, составляющую часть трансформатора 35 обнаружения тока короткого замыкания.

Цепь прохождения тока между клеммами 23 и 27, расположенными справа, содержит последовательно неподвижный контакт 36, подвижный контакт 37 и обмотку 38, являющуюся частью трансформатора 35 обнаружения тока короткого замыкания.

Трансформатор 35 содержит, кроме обмотки 34 цепи прохождения тока между клеммами 22 и 26, расположенными слева, и обмотки 38 цепи прохождения тока между клеммами 23 и 27, расположенными справа, которые образуют первичные обмотки, вторичную обмотку 39, и кольцевой якорь (магнитная цепь) 40, вокруг которого реализованы вторичная обмотка 39 и первичные обмотки 34 и 38.

Вторичная обмотка 39 трансформатора 35 соединена двумя проводниками 41 и 42 с электронной платой 43.

Электронная плата 43 соединена двумя проводниками 28 и 29, соответственно, с клеммой 22 и с клеммой 23.

Здесь, элемент 30 магнитного выключения является частью компактного элемента 44, содержащего, кроме того, размыкающее реле 45. Электронная плата 43 соединена двумя проводниками 46 и 47 с размыкающим реле 45.

Для управления подвижными контактами 32 и 37, устройство 10 содержит механизм 50, в целом обозначаемый как замок.

Ручка 19, расположенная снаружи устройства 10, позволяет действовать вручную на замок 50.

Элемент 30 магнитного выключения, элемент 33 термического выключения, и система, образованная размыкающим реле 45, соединенным с электронной платой 43, сконфигурированы для действия на замок 50, если это необходимо.

Замок 50 имеет два устойчивых положения, соответственно, положение разъединения, где два подвижных контакта 32 и 37 находятся в стороне от соответствующего неподвижного контакта 31 или 36, и положение включения, где каждый из обоих подвижных контактов 32 и 37 опирается на неподвижный контакт 31 или 36, соответственно.

Ручка 19, выступающая от передней грани 15, позволяет действовать вручную на замок 50 для перехода из положения разъединения в положение включения, или наоборот.

Следует отметить, что на Фиг.3-10 замок 50 показан в положении, близком к положению включения: каждый из подвижных контактов 32 и 37 опирается на соответствующий неподвижный контакт 31 или 36, но ручка 19 должна еще быть немного смещена наверх, чтобы замок 50 был заперт в состоянии включения.

Следует отметить также, что на Фиг.11-18, которые показывают вариант реализации устройства 10, где замок 50 и неподвижные и подвижные контакты 31, 32 и 36, 37 идентичны, замок 50 показан в состоянии разъединения.

Элемент 30 магнитного выключения, элемент 33 термического выключения и размыкающее реле 45 сконфигурированы для автоматического действия на замок 50 для перехода из положения включения в положение разъединения, когда возникают заданные условия прохождения тока.

Элемент 30 магнитного выключения действует на замок 50 в случае короткого замыкания, элемент 33 термического выключения действует в случае длительного тока перегрузки, и размыкающее реле 45 действует в случае тока короткого замыкания.

Практически, элемент 30 магнитного выключения образован катушкой, расположенной вокруг подвижного сердечника, управляющего ударником, действующим на замок 50 в случае короткого замыкания. Элемент 33 термического выключения образован биметаллической пластиной, деформирующейся в случае длительного тока перегрузки и действующей, вследствие его деформации, на замок 50. Размыкающее реле 45, которое является частью того же компактного элемента 44, как и элемент 30 магнитного выключения, образовано другой катушкой, расположенной вокруг того же подвижного сердечника. Эта другая катушка снабжена электронной платой 43, которая реагирует на напряжение, предоставляемое вторичной обмоткой 39 трансформатора 35 в случае разницы между силой тока, циркулирующего по обмотке 34, и силой тока, циркулирующего по обмотке 38, то есть в случае тока короткого замыкания. Когда размыкающее реле 45 питается таким образом, оно приводит в движение подвижный сердечник, который управляет ударником, действующим на замок 50 для начала перехода из положения включения к положению разъединения.

Трансформатор 35 предоставляет, на проводниках 41 и 42, сигнал тока короткого замыкания, который обрабатывается электронной платой 43. Энергия активации размыкающего реле 45 предоставляется электрической сетью питания благодаря проводникам 28 и 29. Если трансформатор 35 не предоставляет энергию активации на размыкающее реле 45, то якорь 40 может иметь достаточно малые размеры, в любом случае меньшие, чем размеры трансформатора, предоставляющего энергию активации на чувствительное реле.

Также на Фиг.3 и 5 хорошо видно, что для гашения электрической дуги, имеющей возможность образоваться между неподвижным контактом 31 и подвижным контактом 32, когда замок 50 переходит из положения включения в положение разъединения, выключатель 10 содержит камеру 51 гашения дуги (не показанную на Фиг.2), связанную с цепью прохождения тока между клеммами 22 и 26 благодаря проводящим рогам 52 и 53 для инициирования дуги.

Проводящий рог 52 имеет неподвижный контакт 31.

Проводящий рог 53 электрически соединен с подвижным контактом 32 и располагается против проводящего рога 52.

Проводящие рога 52 и 53 установлены для того, чтобы электрическая дуга, образуемая между неподвижным контактом 31 и подвижным контактом 32, когда замок 50 переходит из положения включения в положение разъединения, была бы направлена к камере 51 гашения дуги. В частности, на пути дуги к камере 51, рога 52 и 53 вначале совмещаются и затем расходятся. Более подробное описание, можно найти, например, в Европейской патентной заявке EP 1 282 146.

Рог 53 содержит участок 60, который наклонен к задней части и к камере 51. На его конце, наиболее удаленном от камеры 51, наклоненный участок 60 соединяется с вертикальным участком 61. На его конце, наиболее близком к камере 51, наклоненный участок 60 соединяется с вертикальным участком 64, который вытянут вдоль края камеры 51 и повернут к задней грани 13.

Здесь, когда замок 50 находится в состоянии разъединения, наклоненный участок 60 рога 53 находится против пространства между подвижным контактом 32 и неподвижным контактом 31, тогда как подвижный контакт 32 находится против вертикального участка 61 (см. Фиг.11-18, которые показывают вариант осуществления устройства 10, где замок 50 и неподвижные и подвижные контакты 31, 32 и 36, 37 идентичны, тогда как рога 52 и 53 почти идентичны).

На Фиг.4 и 6 хорошо видно также, что для избегания повреждения неподвижного контакта 36 и подвижного контакта 37 электрической дугой, которая может образоваться между ними, когда замок 50 переходит из положения включения в положение разъединения, выключатель 10 содержит проводящие рога 62 и 63 для инициирования дуги.

Проводящий рог 62 имеет неподвижный контакт 36.

Проводящий рог 63 электрически соединен с подвижным контактом 37 и располагается против проводящего рога 62.

Проводящие рога 62 и 63 установлены для того, чтобы дуга, которая может образоваться между неподвижным контактом 36 и подвижным контактом 37, когда замок 50 переходит из положения включения в положение разъединения, была бы отдалена от контактов 36 и 37 назад.

Следует отметить, что замок 50 сконфигурирован для того, чтобы, когда он переходит из положения включения в положение разъединения, момент, когда начинается раздвигание между подвижным контактом 37 и неподвижным контактом 36, возникал бы после момента, когда начинается раздвигание между подвижным контактом 32 и неподвижным контактом 31.

Следовательно, электрическая дуга, которая может возникать между контактами 36 и 37, менее важна, чем дуга, которая может возникать между контактами 31 и 32. Таким образом, нет необходимости связывать камеру гашения дуги с цепью прохождения тока между клеммами 23 и 27.

Ниже, в связи с Фиг.3-6 описывается то, как различные компоненты располагаются внутри устройства 10.

В настоящем описании, при рассмотрении расположения различных компонентов, одних относительно других, принимается такое рабочее положение устройства 10, когда оно зафиксировано задней частью на горизонтальных опорных направляющих.

В частности, имеются ввиду направления, показанные на Фиг.1, соответственно - направления вперед-назад, такие как направление 55, направления левая-правая сторона, такие как направление 56, и направления вверх-вниз, такие как направление 57.

Направления вперед-назад параллельны левой грани 11 и правой грани 12, так же как верхней грани 14 и нижней грани 16. Когда устройство 10 зафиксировано задней частью на горизонтальных опорных направляющих, направления вперед-назад горизонтальны и поперечны опорным направляющим.

Направления левая-правая стороны параллельны каждой боковой грани, то есть задней грани 13, верхней грани 14, передней грани 15 и нижней грани 16. Когда устройство 10 зафиксировано задней частью на горизонтальных опорных направляющих, направления левая-правая стороны горизонтальны и параллельны опорным направляющим.

Направления вверх-вниз параллельны левой грани 11 и правой грани 12, так же как задней грани 13 и передней грани 15. Когда устройство 10 зафиксировано задней частью на горизонтальных опорных направляющих, направления вверх-вниз вертикальны.

Разумеется, для различных граней устройства 10 это их общая ориентация, которая должна быть учтена.

Первый элемент находится впереди второго элемента, если первый элемент, по отношению ко второму элементу, находится со стороны передней грани 15.

Первый элемент находится сзади второго элемента, если первый элемент, по отношению ко второму элементу, находится со стороны задней грани 13.

Первый элемент находится слева от второго элемента, если первый элемент, по отношению к второму элементу, находится со стороны левой грани 11.

Первый элемент находится справа от второго элемента, если первый элемент, по отношению к второму элементу, находится со стороны правой грани 12.

Первый элемент находится выше второго элемента, если первый элемент, по отношению к второму элементу, находится со стороны верхней грани14.

Первый элемент находится внизу второго элемента, если первый элемент, по отношению ко второму элементу, находится со стороны нижней грани 16.

В пространстве, расположенном ниже клемм 22 и 23, располагаются камера 51 гашения дуги, компактный элемент 44 и электронная плата 43. Камера 51 находится сзади от компактного элемента 44. Электронная плата 43 находится справа от камеры 51 и компактного элемента 44.

Замок 50 расположен в выступе 18 и внизу компактного элемента 44.

Неподвижные и подвижные контакты 31, 32, 36 и 37 и рога 52, 53, 62 и 63 расположены ниже камеры 51, за исключением части вертикального участка 64, который находится сзади от камеры 51.

Элемент 33 термического выключения расположен выше клеммы 26 и снизу от рога 53 и подвижного контакта 32.

Как хорошо видно на Фиг.3, 7 и 9, элемент 33 термического выключения вытянут и наклонен вниз и к задней части.

Напротив части рога 53, образованного наклоненным участком 60 и вертикальным участком 61, кольцевой якорь 40 трансформатора 35 располагается:

- со стороны задней грани, и

- по направлению вперед-назад, под прямым углом к этой части рога 53.

Иначе говоря, якорь 40 трансформатора 35 располагается сзади и на той же высоте, что и часть рога 53, образованная наклоненным участком 60 и вертикальным участком 61.

Кольцевой якорь 40 трансформатора 35 имеет осевую ориентацию, расположенную в плоскости, ориентированной по направлению вперед-назад и по направлению вверх-вниз, то есть осевая ориентация якоря 40 параллельна левой грани 11 и правой грани 12.

Осевая ориентация кольцевого якоря 40 наклонена к камере 51 и вперед.

Следовательно, общая ориентация якоря 40 наклонена так же, как и наклоненный участок 60 рога 53.

Якорь 40 не параллелен наклоненному участку 60, но менее наклонен к камере 51.

Для простоты, клеммы 22, 23 и 25 изображены на Фиг.3 и 4 только частично. Эти клеммы показаны полностью на Фиг.11 и 12.

Выше выступа 18 находятся два отверстия 70 и 71 (Фиг.1, 3 и 4), обеспечивающие доступ, соответственно, к винту 72 (Фиг.11) клеммы 22 и к винту 73 (Фиг.12) клеммы 23.

Клемма 22 содержит область контакта 74, который неподвижен, и корпус 75 (Фиг.11), который подвижен под воздействием винта 72. Также, клемма 23 содержит область контакта 76, который неподвижен, и корпус 77 (Фиг.12), который подвижен под воздействием винта 73.

Соединяемый оголенный крайний участок или зубец гребенки вводится в паз, ограниченный областью контакта 74 или 76 и корпусом 75 или 77. Винтом 72 или 73 управляют для приближения стенки корпуса 75 или 77 относительно области 74 или 76 для зажатия оголенного крайнего участка или зубца.

Клеммы 26 и 27 устанавливаются подобно клеммам 22 и 23. В частности, клемма 26 содержит область контакта 78, который неподвижен, и корпус 79, который подвижен под воздействием винта 80; и клемма 27 содержит область контакта 81, который неподвижен, и корпус 82 (Фиг.12), который подвижен под воздействием винта 83 (Фиг.12).

Для простоты, только области контакта клемм 22, 23, 26 и 27 показаны на Фиг.5 и 6; и только области контакта клемм 26 и 27 показаны на Фиг.7-10.

Ниже, в связи с Фиг.5-10 поясняется, как используются обмотки 34 и 38 и, более обобщено, с одной стороны, часть цепи прохождения тока между областью контакта 78 клеммы 26 и подвижным контактом 32 и, с другой стороны, часть цепи прохождения тока между областью контакта 81 клеммы 27 и подвижным контактом 37.

Область контакта 78 клеммы 26 соединена с концом зигзагообразной проводящей полосы 85, другой конец которой соединен с концом U-образной проводящей полосы 86 (Фиг.7 и 9), другой конец которой соединен с концом L-образной проводящей полосы 87, другой конец которой соединен с концом I-образной проводящей полосы 88, другой конец которой соединен с проводящей полосой 89 в виде арки, другой конец которой соединен с концом L-образной проводящей полосы 90 (Фиг.9), другой конец которой соединен с элементом 33 термического выключения. Между своими концами, проводящая полоса 90 соединена с проводящим рогом 53 концом вертикального участка 61, противостоящего наклоненному участку 60.

Центральный участок U-образной проводящей полосы 86 расположен в центре кольцевого якоря 40, что позволяет использовать обмотку 34.

Каждая из проводящих полос 85-90 покрыта изолирующим покрытием, в данном случае - пластиковым лаком.

Элемент 33 термического выключения соединен с подвижным контактом 32 гибким проводником 91, в данном случае - проводящей оплеткой.

На Фиг.8 и 10 особенно хорошо видно, что область контакта 81 клеммы 27 соединена с концом гибкого проводника 92, в данном случае - проводящей оплеткой, другой конец которой соединен с подвижным контактом 37. Проводящий рог 63 соединен с гибким проводником 92.

Между его связью с проводящим рогом 63 и областью контакта 81, гибкий проводник 92 проходит через центр кольцевого якоря 40 для использования обмотки 38.

Вторичная обмотка 39 выполнена классически намоткой изолированного электрического провода малого сечения.

Следует отметить, что, как видно на Фиг.3 и 4, изолирующая перегородка 93, параллельная левой грани 11 и правой грани 12, предусмотрена между цепью прохождения тока защищенного полюса (между клеммами 22 и 26) и цепью прохождения тока не защищенного полюса (между клеммами 23 и 27).

Компактный элемент 44, замок 50 и кольцевой якорь 40 охватывают изолирующую перегородку 93.

Следует отметить, что изолирующая перегородка 93, которую содержит корпус устройства 10, служит также для поддержки различных компонентов.

Вариант осуществления устройства 10, показанный на Фиг.11-18, подобен варианту осуществления, показанному на Фиг.1-10, если только кольцевой якорь 40 трансформатора 35 имеет осевую ориентацию по направлению левая-правая стороны, то есть осевая ориентация якоря 40 поперечна для левой грани 11 и правой грани 12.

Следовательно, общая ориентация якоря 40 - та же, что и для левой грани 11 и правой грани 12.

Здесь, кольцевой якорь 40 полностью располагается с той же стороны изолирующей перегородки 93 между цепью прохождения тока защищенного полюса (между клеммами 22 и 26) и цепью прохождения тока не защищенного полюса (между клеммами 23 и 27).

Более точно - здесь кольцевой якорь 40 располагается со стороны цепи прохождения тока не защищенного полюса.

Следовательно, здесь кольцевой якорь 40 располагается со стороны изолирующей перегородки 93, повернутый к правой грани 12.

Вследствие разницы в ориентации кольцевого якоря 40 относительно варианта осуществления, показанного на Фиг.1-10, обмотки 34 и 38 используются по-разному.

Это использование поясняется ниже в связи с Фиг.13-18. В более общем виде поясняется, что, с одной стороны, часть цепи прохождения тока между областью контакта 78 клеммы 26 и подвижным контактом 32, и, с другой стороны, часть цепи прохождения тока между областью контакта 81 клеммы 27 и подвижным контактом 37.

Область контакта 78 клеммы 26 соединена с концом I-образной проводящей полосы 94, другой конец которой соединен с концом L-образной проводящей полосы 95, другой конец которой соединен с концом V-образной проводящей полосы 96, другой конец которой соединен с концом U-образной проводящей полосы 97, другой конец которой соединен с концом проводящий полосы 98 в виде арки, другой конец которой соединен с элементом 33 термического выключения, тогда как его вершина соединена с рогом 53 концом вертикального участка 61, противостоящего наклоненному участку 60.

В U-образной проводящей полосе 97, боковой участок, конец которого соединен с V-образной проводящей полосой 96, располагается в центре кольцевого якоря 40, что позволяет использовать обмотку 34.

Каждая из проводящих полос 94-98 покрыта изолирующим покрытием, в данном случае - пластиковым лаком.

Элемент 33 термического выключения соединен с подвижным контактом 32 гибким проводником 99, в данном случае - проводящей оплеткой.

Область контакта 81 клеммы 27 соединена с концом проводящей полосы 100 в виде арки, другой конец которого соединен с проводящим рогом 63 и с концом гибкого проводника 101, в данном случае - с проводящей оплеткой, другой конец которой соединен с подвижным контактом 37.

Вершина проводящей полосы 100 в виде арки расположена в центре кольцевого якоря 40, что позволяет использовать обмотку 38.

Как видно из Фиг.11 и 12, в цепи прохождения тока между подвижным контактом 32 и клеммой 26, только U-образная проводящая полоса 97 пересекает перегородку 93, чтобы иметь часть со стороны перегородки 93, повернутую к правой грани 12. Остаток цепи прохождения тока между подвижным контактом 32 и клеммой 26 со стороны перегородки 93 повернут к левой грани 11.

Проводящая U-образная полоса 97 пересекает изолирующую перегородку 93 вблизи своих концов.

Два отверстия перегородки 93, через которые проходит из проводящая полоса 97, имеют малые размеры, эти отверстия только очень мало возмущают изоляцию, обеспечиваемую перегородкой 93 между двумя электрическими полюсами, которые входят в устройство 10.

Вариант реализации устройства 10, показанного на Фиг.19 и 20, подобен показанному на Фиг.11-18, но только он не содержит элемента 33 термического выключения, и для защиты от длительного тока перегрузки привлекается трансформатор 102 измерения силы тока.

Трансформатор 102 содержит кольцевой якорь (магнитная цепь) 103, окружающий проводящий элемент цепи прохождения тока между клеммами 22 и 26, и содержит обмотку 104 вокруг кольцевого якоря 103.

Обмотка 104 соединена с электронной платой 43 двумя проводниками 105 и 106.

Точно так же, как элемент 33 термического выключения, трансформатор 102 расположен между подвижным контактом 32 и клеммой 26, но, тогда как элемент 33 термического выключения расположен между подвижным контактом 32 и обмоткой 34, трансформатор 102 расположен между обмоткой 34 и клеммой 26.

Здесь, электронная плата 43 реагирует не только на напряжение, предоставляемое вторичной обмоткой 39 трансформатора 35, но также на напряжение, предоставляемое обмоткой 104 трансформатора 102.

В случае длительного тока перегрузки, электронная плата 43 питает выключающее реле 45, что приводит в движение подвижный сердечник, который управляет ударником, действующим на замок 50 для начала перехода из положения включения к положению разъединения.

Кольцевой якорь 103 располагается как кольцевой якорь 40, но с другой стороны изолирующей перегородки 93, то есть со стороны цепи прохождения тока защищенного полюса, в данном случае со стороны изолирующей перегородки 93, повернутой к левой грани 11.

Таким образом, общая ориентация якоря 103 та же самая, что и у левой грани 11 и у правой грани 12, с осевой ориентацией по направлению левая-правая стороны, то есть осевая ориентация якоря 103 поперечна для левой грани 11 и для правой грани 12.

Все как и для якоря 40, напротив части рога 53, образованного наклоненным участком 60 и вертикальным участком 61, кольцевой якорь 103 трансформатора 102 расположен:

- со стороны задней грани, и

- по направлению вперед-назад, под прямым углом к этой части рога 53.

Иначе говоря, якорь 103 трансформатора 102 располагается сзади и на той же высоте, что и часть рога 53, образованного наклоненным участком 60 и вертикальным участком 61.

Цепь прохождения тока между клеммой 26 и подвижным контактом 32 согласована таким же образом, что и в варианте реализации, показанном на Фиг.11-18, если только нет того:

- что L-образная проводящая полоса 95 и V-образная проводящая полоса 96 согласованы по-другому;

- что проводящая полоса 98 в виде арки заменена консольной проводящей полосой 107; и

- что проводящая оплетка 99 соединена с консольной проводящей полосой 107.

Тогда как в варианте реализации, показанном на Фиг.11-18, полоса 95 имеет участок, близкий к изолирующей перегородке 93, для того, чтобы быть справа от элемента 33 термического выключения, в варианте реализации, показанном на Фиг.19 и 20, соответствующий участок проводящей полосы 95 находится в стороне от изолирующей перегородки 93 для того, чтобы быть слева от кольцевого якоря 103.

В результате, V-образная проводящая полоса 96 имеет модифицированную форму, которая позволяет соединить один из концов проводящей полосы 97 с концом проводящей полосы 96, противостоящей проводящей полосе 95.

Цепь прохождения тока между клеммой 26 и подвижным контактом 32 окружена кольцевым якорем 103 на уровне связи между проводящей полосой 96 и проводящей полосой 97.

Заметим, что во всех показанных вариантах реализации, устройство 10 особенно компактно для биполярного дифференциального выключателя с защищенным полюсом, поскольку он имеет ширину модуля с высотой (расстояние между нижней гранью и верхней гранью) обычно 83 мм.

Заметим, что во всех показанных вариантах реализации, напротив наклоненного участка 60 рога 53, часть кольцевого якоря 40 или 103 трансформатора 35 или 102 расположена:

- со стороны задней грани, и

- по направлению вперед-назад, под прямым углом к наклонному участку 60.

Иначе говоря, во всех показанных вариантах реализации, часть якоря 40 или 103 трансформатора 35 или 102 располагается сзади и на той же высоте, что и наклонный участок 60.

В не представленных вариантах, в целом якорь 40 или 103 располагается сзади и на той же высоте, что и наклонный участок 60.

Следует отметить, что размещения, показанное выше для якорей 40 или 103, напротив проводящего рога 53, справедливы также и для проводящего рога 63.

В не представленных вариантах, цепь прохождения тока между клеммами 23 и 27 непрерывна (нет никакого элемента разъединения с неподвижным контактом и подвижным контактом) и не содержит, таким образом, никакого проводящего рога для инициализации электрической дуги.

В не представленных вариантах, планировка компонентов, отличных от электрического трансформатора, такого как 35 или 102, отличается, например, камерой гашения дуги, такой как 51, которая находится внизу, а не наверху.

В не представленных вариантах:

- компактный элемент, такой как 44, заменен элементом магнитного выключения и размыкающим реле, которые отличаются;

- цепь прохождения тока защищенного полюса находится справа, а не слева, тогда как цепь прохождения тока не защищенного полюса находится слева, а не справа;

- ориентация кольцевого якоря, такого как 40 или 103, отличается, например, как по варианту реализации, показанному на Фиг.11-18, но наискось;

- имеется два трансформатора, соответственно, для обнаружения тока короткого замыкания и для обнаружения длительного тока перегрузки, но эти два трансформатора устанавливаются не так, как в варианте реализации, показанном на Фиг.19 и 20, например, каждый охватывает изолирующую перегородку, такую как 93; и/или

- только обнаружение тока короткого замыкания осуществляется в устройстве (дифференциальный прерыватель) или трансформатором в устройстве является только трансформатор измерения силы тока для обнаружения длительного тока перегрузки.

В не представленных вариантах электрическое устройство имеет различную ширину и/или различное количество полюсов, например, 4-х полярное устройство с шириной четырех модулей, содержащее четыре клеммы в верхней части и четыре клеммы в нижней части.

В не представленных вариантах, соединительные клеммы 22, 23, 26 и 27 согласованы по-другому, например, с пружиной для сжатия оголенного крайнего участка электрического кабеля или зубца гребенки горизонтального распределения.

Другие многочисленные варианты возможны в зависимости от обстоятельств, и в этом отношении следует помнить, что изобретение не ограничивается представленными и описанными примерами.

Изобретение относится к модульному электрическому защитному устройству, которое содержит механизм (50) управления подвижным контактом (32) и камеру (51) гашения электрической дуги с первым проводящим рогом (52), имеющим неподвижный контакт (31), и со вторым проводящим рогом (53), электрически соединенным с подвижным контактом (32) ,по меньшей мере часть кольцевого якоря (40) электрического трансформатора (35), чувствительного к заданным условиям прохождения тока, располагается напротив участка (60) второго проводящего рога (53), наклоненного к задней грани (13) устройства и к камере (51) гашения дуги со стороны задней грани (13) и под прямым углом к наклонному участку (60) второго проводящего рога (53) по направлению вперед-назад (55). Техническим результатом является обеспечение компактности устройства и удобства при его изготовлении. 9 з.п. ф-лы, 20 ил.

1. Модульное электрическое защитное устройство, по существу в виде параллелепипеда с двумя главными гранями, соответственно левой гранью (11) и правой гранью (12), и боковыми гранями, проходящими от одной главной грани к другой главной грани (11, 12), соответственно задней гранью (13), верхней гранью (14), передней гранью (15) и нижней гранью (16), с шириной, то есть расстоянием между левой гранью (11) и правой гранью (12), в целое число раз превышающим заданное расстояния, называемого модулем, при этом задняя грань (13) выполнена с возможностью фиксации на опорных направляющих, располагаемых горизонтально, при этом верхняя грань (14) имеет два входных отверстия (20, 21), обеспечивающих доступ соответственно к первой верхней клемме (22) для первого электрического полюса и ко второй верхней клемме (23) для второго электрического полюса, отличного от первого электрического полюса, при этом нижняя грань (16) имеет два входных отверстия (24, 25), обеспечивающих доступ соответственно к первой нижней соединительной клемме (26) для первого электрического полюса и ко второй нижней соединительной клемме (27) для второго электрического полюса, при этом каждая соединительная клемма (22, 23, 26, 27) выполнена с возможностью приема оголенного крайнего участка электрического кабеля или зубца гребенки горизонтального распределения; причем устройство содержит:

- первую цепь прохождения тока между первой верхней клеммой (22) и первой нижней клеммой (26), содержащую неподвижный контакт (31) и подвижный контакт (32);

- вторую цепь прохождения тока между второй верхней клеммой (23) и второй нижней клеммой (27);

- механизм (50) управления подвижным контактом (32), имеющим два устойчивых положения, соответственно положение разъединения, где подвижный контакт (32) находится на удалении от неподвижного контакта (31), и положение включения, где подвижный контакт (32) опирается на неподвижный контакт (31);

- ручку (19), выступающую от передней грани для действия вручную на механизм управления (50) с целью перейти из положения разъединения в положение включения или из положения включения в положение разъединения;

- по меньшей мере один элемент выключения (30, 33, 45), выполненный с возможностью автоматического действия на механизм управления (50) с целью перейти из положения включения в положение разъединения, когда возникают заданные условия прохождения тока; и

- камеру (51) гашения дуги, связанную с первой цепью прохождения тока, имеющую первый проводящий рог (52), имеющий неподвижный контакт (31), и второй проводящий рог (53), электрически соединенный с подвижным контактом (32), расположенным напротив первого проводящего рога (52);

отличающееся тем, что по меньшей мере часть кольцевого якоря (40, 103) электрического трансформатора (35, 102), чувствительного к упомянутым заданным условиям прохождения тока, расположена напротив участка (60) второго проводящего рога (53), наклоненного к задней грани (13) и к камере (51) гашения дуги:

- со стороны задней грани (13) и

- под прямым углом к наклонному участку (60) второго проводящего рога (53), по направлению вперед-назад (55), то есть направлению, которое параллельно главным граням (11, 12), так же как и верхней грани (14), и нижней грани (16).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит электронную плату (43), соединенную с обмоткой (39, 104) электрического трансформатора (35, 102) и с размыкающим реле (45), образующим элемент выключения.

3. Устройство по любому из пп.1 или 2, отличающееся тем, что рог (53) содержит, кроме наклонного участка (60), вертикальный участок (61), с которым наклонный участок (60) соединен своим концом, наиболее удаленным от камеры (51) гашения дуги, при этом кольцевой якорь (40, 102) дополнительно содержащая часть, которая находится напротив вертикального участка (61), располагается:

- со стороны задней грани (13) и

- под прямым углом к вертикальному участку (61) второго проводящего рога (53) по направлению вперед-назад (55).

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что кольцевой якорь (40) имеет осевую ориентацию, расположенную в плоскости, ориентированной по направлению вперед-назад (55) и по направлению вверх-вниз (57), то есть осевая ориентация параллельна левой грани (11) и правой грани (12).

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что осевая ориентация кольцевого якоря (40) наклонена к камере (51) гашения дуги и вперед.

6. Устройство по любому из пп.4 или 5, отличающееся тем, что оно содержит изолирующую перегородку (93) между первой цепью прохождения тока и второй цепью прохождения тока, причем кольцевой якорь (40) охватывает изолирующую перегородку (93).

7. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что кольцевой якорь (40, 103) имеет осевую ориентацию в направлении слева-направо (56), то есть в осевой ориентации, поперечной относительно левой грани (11) и правой грани (12).

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что оно содержит изолирующую перегородку (93) между первой цепью прохождения тока и второй цепью прохождения тока, причем кольцевой якорь (40, 103) полностью расположен с одной и той же стороны изолирующей перегородки (93).

9. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что электрический трансформатор представляет собой трансформатор (35) обнаружения тока короткого замыкания, для которого заданные условия прохождения тока являются током короткого замыкания; при этом устройство дополнительно содержит элемент (30) магнитного выключения и элемент (33) термического выключения.

10. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что оно содержит два электрических трансформатора, соответственно первый электрический трансформатор, который является трансформатором (35) обнаружения тока короткого замыкания, для которого заданные условия прохождения тока являются током короткого замыкания, и второй электрический трансформатор, который является трансформатором (103) измерения силы тока, для которого заданные условия прохождения тока являются током длительной перегрузки; при этом устройство дополнительно содержит элемент магнитного выключения (30).