МНОГОПОЛЮСНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ И ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, СОДЕРЖАЩАЯ ТАКУЮ СИСТЕМУ Российский патент 2024 года по МПК H01H71/10 

Настоящее изобретение относится к многополюсной системе электрической защиты и к электрической установке, содержащей такую систему.

Системы электрической защиты, такие как прерыватели цепи, являются устройствами переключения, которые позволяют электрической дуге, которая может формироваться при размыкании электрической цепи, направляться по каналу и рассеиваться. Когда прерыватель цепи способен размыкать множество электрических цепей, соответствующих множеству электрических фаз, также называемых полюсами, вместе, он называется многополюсным прерывателем цепи.

Прерыватели цепи, как правило, предназначаются для заданного номинала, т.е. для заданного диапазона тока и/или мощности.

Однако, меняющиеся требования для прерывателей цепи, в частности, в связи с выработкой ветровой электроэнергии и увеличением в размере ветровых турбин, в настоящее время требуют прерывателей цепи, которые способны выдерживать токи очень высокой силы тока, в диапазоне до 10 кА или даже 12 кА, и в том, что называется "низковольтной" областью, например, между напряжениями, которые могут достигать от 690 В до 1200 В.

Традиционные подходы для производства модульных прерывателей цепи больше не позволяют получать прерыватели цепи (автоматические выключатели) с приемлемым быстродействием, увеличение числа элементарных устройств переключения, связанных друг с другом, вызывает проблемы с точки зрения объема и с точки зрения удаления тепловых потоков, создаваемых такими электрическими токами с очень высокой силой тока.

Именно на эти проблемы изобретение направлено, более конкретно, путем предоставления многополюсной системы электрической защиты с компактной и модульной конструкцией, которая имеет высокий номинал на каждый полюс, и отключение которой синхронизируется независимо от числа полюсов.

Для этого изобретение относится к многополюсной системе электрической защиты, включающей в себя множество устройств переключения электрического тока. Каждое устройство переключения имеет множество отсеков, каждый отсек содержит дугогасительную камеру и пару отделяемых электрических контактов, которые соединяются с входными и выходными соединительными выводами, причем отделяемые электрические контакты являются перемещаемыми между разомкнутым и замкнутым положениями под действием отключающего (расцепляющего) устройства. Согласно изобретению, устройства переключения являются отдельными друг от друга, в то время как входные выводы каждого устройства соединены первым соединителем, чтобы поддерживать их при одном и том же электрическом потенциале, выходные выводы каждого устройства соединены вторым соединителем, чтобы поддерживать их при одном и том же электрическом потенциале, и устройства переключения управляются одним и тем же общим отключающим устройством.

Посредством изобретения устройства переключения, отключение которых синхронизировано, могут быть размещены так, чтобы удалять тепловые потоки, связанные с токами большой величины. Каждое устройство переключения классифицируется согласно мощности и току, связанным с каждым полюсом. Общее отключающее устройство делает возможной синхронизацию отключения каждого устройства переключения с другими.

Согласно некоторым преимущественным, но необязательным аспектам изобретения, такая система электрической защиты может объединять один или более следующих признаков в любом технически допустимом сочетании:

- первый и второй соединители устройства переключения располагаются на задней поверхности устройства, размещаются поперечно один над другим, и каждый содержит контактные площадки, каждая связана/соединена с одним из входного или выходного выводов, каждая шина содержит столько же контактных площадок, сколько устройство переключения содержит дугогасительных камер;

- первый и второй соединители устройства переключения имеют одинаковую конструкцию и ориентированы в двух противоположных поперечных направлениях, причем контактные площадки двух соединителей одного и того же устройства, каждая, расположены в вертикальных плоскостях, которые отличаются друг от друга;

- устройства переключения включают в себя одно и то же число дугогасительных камер;

- каждое устройство переключения содержит две, три или четыре дугогасительные камеры;

- каждая дугогасительная камера устройства переключения открывается на верхнюю поверхность устройства переключения через соответствующее отверстие дегазации, в то время как устройства разнесены друг от друга в направлении, ортогональном верхней поверхности, так, чтобы оставлять отверстия дегазации свободными от других устройств;

- каждое устройство переключения включает в себя переключающий механизм для перемещения отделяемых контактов упомянутого устройства, причем упомянутые переключающие механизмы соединены с отключающим устройством;

- отключающее устройство формирует часть электронного устройства управления, отдельного от устройств переключения;

- система защиты включает в себя размещающие основания, предназначенные для прикрепления к электрической установке, причем каждое основание содержит электрические соединения, которые расположены так, чтобы обратимо взаимодействовать с соединителями устройства переключения;

- первое устройство переключения включает в себя актуатор и переключающий механизм, другие устройства переключения соединяются с первым устройством переключения механическим блоком, который расположен снаружи устройств и соединяет эти устройства друг с другом;

- устройство переключения, которое включает в себя актуатор, также включает в себя отключающее устройство, которое приводит в действие актуатор;

- каждое устройство переключения включает в себя общий вал управления, с которым соединены отделяемые контакты, причем валы каждого устройства соединены с механическим блоком;

- система защиты содержит каркас для присоединения устройств переключения, в то время как каркас и механический блок выполнены из неферромагнитного, предпочтительно металлического материала.

Изобретение будет лучше понято, и другие его преимущества станут более ясно очевидными в свете последующего описания двух вариантов осуществления многополюсной системы электрической защиты и электрической установки, которые выполнены в соответствии с его принципом, предоставленные только в качестве примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 - это схематичный вид многополюсной системы электрической защиты согласно некоторым вариантам осуществления и, в частности, согласно первому варианту осуществления изобретения;

Фиг. 2 - это вид в перспективе многополюсной системы электрической защиты согласно второму варианту осуществления изобретения;

Фиг. 3 - это укрупненный вид детали III на фиг. 2, причем некоторые части скрыты для удобства чтения;

Фиг. 4 - это вид в перспективе системы защиты по фиг. 2, если смотреть по стрелке IV на фиг. 2, причем некоторые из частей скрыты для удобства чтения; и

Фиг. 5 - это укрупненный вид системы защиты по фиг. 2, если смотреть по стрелке V на фиг. 4.

Многополюсная система 2 электрической защиты согласно ряда вариантов осуществления показана на фиг. 1.

Система 2 защиты содержит множество устройств переключения, например, три, здесь обозначенных ссылками 4, 6 и 8.

Каждое из устройств 4-8 переключения является электрическим устройством переключения, которое способно прерывать электрический ток, протекающий через отделяемые контакты, и которое может быть переключено между разомкнутым состоянием и замкнутым состоянием.

Преимущественно устройства 4-8 переключения являются, например, существующими подузлами прерывателя цепи и/или содержат существующие низковольтные компоненты прерывателя цепи.

Например, система 2 защиты предназначена для использования в электрической установке, такой как установка для распределения или производства электричества. Согласно некоторым примерам, электрическая установка включает в себя электрический генератор, по меньшей мере одну электрическую нагрузку и устройство 2 переключения, подключенное между генератором и упомянутой электрической нагрузкой. Например, генератор может быть аэрогенератором, в частности, ветровой турбиной.

Устройства 4-8 переключения являются отдельными друг от друга.

Предпочтительно устройства переключения системы 2 практически идентичны друг другу и выполняют аналогичную функцию, так что, для простоты, только одно из этих устройств переключения описывается подробно в последующем.

Каждое из устройств 4-8 связано с электрическим полюсом или электрической фазой, обозначенной соответственно ссылкой P4, P6 и P8.

В альтернативных вариантах осуществления система 2 может включать в себя другое число устройств переключения. Согласно некоторым примерам, система 2 содержит два устройства переключения. Согласно другим примерам, система 2 содержит четыре устройства переключения. В этом смысле система 2 защиты называется многополюсной.

Каждый из полюсов P4-P8 связан с входным выводом 10 и с выходным выводом 12. В настоящем описании понятия "входной" и "выходной" используются для различения различных элементов системы 2 защиты и не предполагают какое-либо конкретное направление соединения различных элементов системы 2 защиты.

Для каждого из устройств 4-8 входной вывод 10 соединен с входным соединителем 14, который установлен на соответствующем устройстве 4-8. Аналогично, каждый выходной вывод 12 соединен с соответствующим выходным соединителем 16.

Каждое из устройств 4-8 содержит множество отсеков 18. Преимущественно устройства 4-8 имеют одинаковое число отсеков 18. В проиллюстрированном примере каждое из устройств 4-8 содержит три отсека 18.

Каждый из отсеков 18 содержит дугогасительную камеру и пару отделяемых электрических контактов, прилегающих к дугогасительной камере. В более широком смысле, ссылка 18, относящаяся к каждому из отсеков, также включает в себя дугогасительную камеру, размещенную в упомянутом отсеке.

Отделяемые контакты каждой из пар соединяются, соответственно, с входным выводом или с выходным выводом, которые не показаны. Отделяемые контакты являются обратимо перемещаемыми между разомкнутым и замкнутым положениями.

Например, отделяемые контакты каждого устройства 4-8 переключения соединены с валом управления, общим для всего устройства. Этот вал может быть приведен в движение переключающим механизмом, таким как механизм накопления энергии. Этот механизм может быть активизирован посредством актуатора (привода), такого как электромеханический актуатор, в частности, электромагнитный актуатор. На практике этот актуатор может приводиться в действие отключающим устройством 20.

Когда все отделяемые контакты одного из устройств 4-8 переключения находятся в разомкнутом/замкнутом состоянии, более обобщенно говорят, что соответствующее устройство 4-8 также находится в разомкнутом/замкнутом состоянии.

Для каждого устройства 4, 6 и 8 входные выводы соединены с одним и тем же входным соединителем 14 и таким образом доводятся до одного и того же электрического потенциала.

Аналогично, для каждого устройства 4-8 выходные выводы соединены с одним и тем же выходным соединителем 16 и таким образом доводятся до одного и того же электрического потенциала.

Устройства 4-8 переключения соединены с одним и тем же отключающим устройством 20. Отключающее устройство 20 выполнено с возможностью принимать и обрабатывать информацию от каждого из устройств 4-8.

Согласно некоторым примерам, отключающее устройство 20 может быть электронным отключающим устройством, включающим в себя электронную цепь и/или процессор, в частности, запрограммированный, чтобы обнаруживать возможные электрические отказы на основе информации от каждого устройства 4-8 переключения, такой как значения измерения электрического тока и/или напряжения.

Например, отключающее устройство 20 соединено линиями 22 передачи данных с измерительными устройствами 26, связанными с устройствами 4-8 переключения. Отключающее устройство 20 дополнительно соединено линиями 24 передачи данных с одним или более актуаторами, связанными с устройствами 4-8 переключения, для того, чтобы переключать их отделяемые электрические контакты между их разомкнутым и замкнутым состояниями.

Например, измерительные устройства 26 могут содержать один или более датчиков тока и/или датчиков напряжения и/или датчиков, выполненных с возможностью измерять любую соответствующую электрическую величину.

Согласно некоторым примерам, отключающее устройство 20 формирует часть электронного блока управления, который также выполнен с возможностью передавать команды на переключение, например, команды на размыкание, замыкание и сброс, каждому из устройств 4-8.

В частности, команды на отключение, отправляемые отключающим устройством 20, отправляются вместе всем устройствам 4, 6 и 8 переключения системы 2 защиты. Другими словами, устройства 4-8 переключения управляются одним и тем же отключающим устройством 20.

Согласно некоторым примерам, единственное отключающее устройство 20 связано с различными устройствами 4, 6 и 8.

В первом варианте осуществления, и как проиллюстрировано на фиг. 1, отключающее устройство 20 отличается от устройств 4-8. Отключающее устройство 20 формирует, например, часть электронного блока управления, который отличается от устройств 4-8.

Другими словами, подчинение устройств 4-8 переключения общему отключающему устройству 20 достигается электронным образом.

Согласно другим примерам, отключающее устройство 20 может быть объединено в одно из устройств 4-8 переключения, причем упомянутое одно из устройств 4-8 переключения, которое включает в себя отключающее устройство 20, тогда называется "главным" устройством переключения, в то время как другие устройства переключения, которые не включают в себя отключающее устройство 20, называются "подчиненными" устройствами переключения.

Необязательно, но, тем не менее преимущественно, чтобы устройства 4-8 переключения были съемными, т.е. каждое из устройств 4-8 переключения обратимо взаимодействовало с соответствующим размещающим основанием. Более точно, каждое размещающее основание содержит электрические соединения, которые обратимо электрически соединяются с входным и выходным соединителями 14 и 16 соответствующего устройства 4-8 с помощью простого поступательного перемещения устройств 4-8 относительно соответствующего размещающего основания в направлении установки.

Устройства 4-8 таким образом являются легко съемными и заменяемыми, например, при выполнении технического обслуживания.

В таком случае линии 22 и 24 передачи данных сами также являются разъемными, т.е. подсоединение и/или отсоединение линий 22 и 24 происходит вместе с подсоединением и/или отсоединением соединителей 14 и 16 при установке/снятии устройства 4-8 переключения на/с соответствующего размещающего основания.

Фиг. 2-5 иллюстрируют второй вариант осуществления системы 2 защиты.

Во втором варианте осуществления эти элементы, которые аналогичны элементам по первому варианту осуществления, имеют те же самые ссылки плюс 100, и работают тем же образом. Например, на фиг. 2-5 система защиты обозначается ссылкой 102. Система 102 включает в себя три устройства переключения, обозначенных ссылками 104, 106 и 108, которые соответствуют устройствам 4, 6 и 8 переключения по первому варианту осуществления, показанному на фиг. 1. Однако, здесь опять число устройств переключения не ограничивается и может отличаться.

В последующем в основном описываются различия между первым и вторым вариантами осуществления.

Система 102 защиты отличается, в частности, от системы 2 защиты в том, что устройства 104-108 переключения механически соединены друг с другом так, чтобы управляться одним и тем же отключающим устройством 120, причем последнее выполняет роль, аналогичную или идентичную роли вышеописанного отключающего устройства 20.

Другими словами, подчинение устройств 104-108 переключения общему отключающему устройству 120 достигается механическим образом, например, с помощью механического соединительного блока 124, который описывается более подробно ниже.

Три устройства 104-108 переключения устанавливаются на крепежном каркасе 128. В проиллюстрированном примере каркас 128 сформирован из металлических профилей, соединенных друг с другом, например, сваркой. Однако, возможны другие варианты осуществления каркаса 128. На видах по фиг. 2-5 каркас 128 показан размещенным на горизонтальной поверхности.

В остальной части описания термины "верх", "низ", "впереди", "позади", "боковой", "право", "лево" и т.д. даны со ссылкой на ориентацию элементов системы 2 защиты на чертежах, но не предполагают, если специально не указано иное, конкретной работы системы 2.

На фиг. 3-5 каркас 128 показан частично для удобства чтения. Каркас 128 содержит три приемных пространства 130, 132 и 134, которые не совпадают друг с другом и которые выполнены с возможностью размещать соответствующее устройство 104, 106 и 108 переключения, при этом устройства 104-108 таким образом являются отделенными. Каждое из приемных пространств 130-134 здесь включает в себя прямоугольную по форме горизонтальную пластину, при этом пространства 130-134 простираются в продольном направлении параллельно друг другу.

Каждое из устройств 104-108 переключения прикрепляется к соответствующему приемному пространству 130-134 посредством фланцев 136 и крепежных элементов, которые не показаны.

Каждое из устройств 104-108 переключения в целом имеет форму параллелепипеда с передней поверхностью 138. В проиллюстрированном примере передние поверхности 138 находятся в вертикальной плоскости, параллельны друг другу и ориентированы в одинаковом направлении, чтобы содействовать использованию системы 102 защиты. Передняя поверхность 138 устройства 104 включает в себя различные элементы управления и/или контроля, которые доступны оператору, чтобы использовать систему 102 защиты.

Для удобства поперечная плоскость P1 системы 2 защиты определяется как плоскость, параллельная передним поверхностям 138 устройств 104-108 переключения.

Дополнительно продольная плоскость P2 определяется как вертикальная плоскость, ортогональная поперечной плоскости P1.

Устройство 104 переключения показано укрупненным на фиг. 3, крышка для передней поверхности 138 скрыта для удобства чтения. Устройство 104 переключения включает в себя множество отсеков 118, которые соответствуют отсекам 18, описанным выше со ссылкой на фиг. 1. В проиллюстрированном примере устройство 104 переключения включает в себя три отсека 118. Каждый отсек 118 содержит не показанную дугогасительную камеру, прилегающую к отделяемым контактам. Каждая дугогасительная камера открывается на верхнюю поверхность 140 устройства 104 через отверстие 142 дегазации, которое служит для обеспечения возможности выпуска аварийных газов из дугогасительных камер.

Отверстия 142 преимущественно ориентируются вверх, чтобы способствовать выпуску аварийных газов. Преимущественно устройства 104-108 переключения разнесены друг от друга в направлении, ортогональном верхней поверхности 140 каждого из устройств 104-108, с тем, чтобы оставлять отверстия 142 дегазации каждого из устройств 104-108 переключения свободными и таким образом предотвратить устройство 104-108 переключения от способности загораживать отверстие 142 другого устройства 104-108 переключения. В проиллюстрированном примере устройства 104-108 переключения разнесены друг от друга в горизонтальном направлении.

Каждое устройство 104-106 переключения содержит вал 144 управления, который расположен поперечно соответствующему устройству 104-106 и который выступает из боковой поверхности 146 устройств 104-108 концом 148 вала 144. Конец 148, следовательно, расположен снаружи соответствующего устройства 104-108. Отделяемые контакты одного и того же устройства 104-108 переключения таким образом соединены с общим валом 144 и переключаются вместе между разомкнутым и замкнутым состояниями под действием соответствующего вала 144.

Более точно, каждый из валов 144 имеет форму цилиндра, центрированного на оси, вокруг которой валы 144 являются поворотно перемещаемыми относительно соответствующего устройства 104-108, и отделяемые контакты одного из устройств 104-108 переключения перемещаются между разомкнутым состоянием и замкнутым состоянием, когда соответствующий вал 144 вращается. Когда все отделяемые контакты одного из устройств 104-108 переключения находятся в разомкнутом/замкнутом состоянии, более обобщенно говорят, что соответствующее устройство 104-108 переключения также находится в разомкнутом/замкнутом состоянии.

Валы 144 управления каждого устройства 104-108 соединены с механическим соединительным блоком 124. Механический блок 124 содержит управляющую тягу 125, которая соединена с каждым из валов 144 управления через рычаги 150. Соединение между валом 144, рычагом 150 и тягой 125 более четко видно на фиг. 3.

Рычаг 150 прикреплен на первом конце к валу 144 поблизости от конца 148 вала 144, в то время как второй конец рычага 150, противоположный первому концу, соединен с тягой 125 таким образом, чтобы вращаться вокруг оси, которая параллельна оси соответствующего вала 144. Механический соединительный блок 124, следовательно, расположен снаружи каждого из устройств 104-108.

Поступательные перемещения тяги 125 таким образом преобразуются во вращательные перемещения вала 144. Поскольку валы 144 всех устройств 104-108 переключения соединены с помощью механического блока 124, вращательные перемещения одного из валов 144 копируются другими валами 144, так что отделяемые контакты, находящиеся в каждом из устройств 104-108, перемещаются вместе между разомкнутым или замкнутым состояниями. Другими словами, с помощью механического блока 124 переключение устройств 104-108 переключения между разомкнутым и замкнутым состояниями является одновременным.

Преимущественно каркас 128 и механический блок 124 выполняются из неферромагнитного, предпочтительно металлического материала, чтобы избежать формирования явления индукции под влиянием электрических токов, протекающих через систему 2 защиты.

Предпочтительно центрирующая тяга 152 и направляющая 154 предусмотрены для того, чтобы помогать механическому блоку 124 работать правильно, в частности, удерживать валы 144 параллельно, а концы 148 выровненными, чтобы уменьшать трение в механическом блоке 124 и уменьшать усилие, требуемое для вращения валов 144.

Центрирующая тяга 152 включает в себя отверстия, в которых размещены подшипники, размещающие концы 148 валов 144. Валы 144 таким образом направляются во вращение относительно тяги 152 вокруг своей соответствующей оси.

Направляющая 154 соединена с фланцем 136 каждого из устройств 104-108 переключения на стороне, противоположной боковой поверхности 146. Понятно, что управляющая тяга 125, центрирующая тяга 152 и направляющая 154 простираются продольно в направлениях, которые параллельны друг другу, устройства 104-108 переключения таким образом выровнены в одном и том же направлении. Более конкретно, валы 144 устройств 104-108 параллельны друг другу, находятся в одной плоскости, и соединения между рычагами 150 и соответствующими валами 144 выровнены.

Одно из устройств 104-108 переключения дополнительно включает в себя отключающее устройство.

В проиллюстрированном примере отключающее устройство 120 установлено на устройстве 104 переключения, которое является устройством переключения, расположенным в нижней части на фиг. 2-4. Отключающее устройство 120 предпочтительно размещается в приемном гнезде, предусмотренном для этой цели на лицевой стороне одного из устройств 104-108 переключения.

В качестве варианта (не показан), отключающее устройство 120 устанавливается на другом из устройств 106 или 108 переключения или даже где-либо еще, например, на одном из устройств 104-108 переключения.

В проиллюстрированном примере устройство 104 переключения также содержит актуатор 156, показанный на фиг. 2, причем актуатор 156 приводится в действие отключающим устройством 120.

Актуатор 156 предназначен принимать команду на отключение от отключающего устройства 120 и приводить в действие механизм накопления энергии, который не показан, этот механизм поворачивает вал 144 устройства 104 с тем, чтобы переключать отделяемые контакты устройства 104.

Вращательное движение вала 144 устройства 104 передается через механический блок 124 валам 144 других устройств 106 и 108 переключения, отделяя отделяемые контакты устройств 106 и 108.

Другими словами, устройства 104-108 переключения управляются одним и тем же общим отключающим устройством 120, которое здесь размещено на или в устройстве 104 переключения.

Отделяемые контакты дугогасительной камеры соединены с входным соединителем 114 и с выходным соединителем 116, которые можно видеть на фиг. 4 и 5.

В проиллюстрированном примере соединители 114 и 116 находятся на задней поверхности 158 каждого из устройств 104-108, причем задняя поверхность 158 противоположна передней поверхности 138.

Каждый из входного 114 и выходного 116 соединителей содержит балку 160 прямоугольного сечения и контактные площадки 162, которые могут быть присоединены к или интегрированы в упомянутую балку 160. В проиллюстрированном примере две балки 160 показаны поперечно на задней поверхности 158 каждого из устройств 104-108, одна над другой, при этом балки 160 прикреплены к устройствам 104-108 переключения посредством крепежных элементов, таких как винты.

Каждая контактная площадка 162 содержит основание 164, которое прикрепляется к соответствующей балке 160 посредством крепежных элементов, и крепежную шину 166. Шина 166 здесь имеет форму вытянутого блока, размещенного вертикально в длину и выступающего из основания 164. Каждая шина 166 включает в себя сквозные отверстия, которые предназначены для взаимодействия с другими крепежными элементами электрической установки, причем эти крепежные элементы не показаны.

Преимущественно, входной 114 и выходной 116 соединители имеют одинаковую конструкцию, при этом входной 114 и выходной 116 соединители устанавливаются в противоположных направлениях на задней поверхности 158 устройств 104-108 переключения.

Для удобства, направление D1 определяется как горизонтальное направление, расположенное в поперечной плоскости P1 и ориентированное в том же направлении, что и боковая поверхность 146, т.е. вправо по фиг. 5. Аналогично, направление D2 определяется как направление, параллельное D1 и ориентированное в противоположном направлении, т.е. влево по фиг. 5.

Таким образом, в примере, проиллюстрированном на фиг. 5, соединители 114 ориентированы в направлении D1, в то время как соединители 116 ориентированы в направлении D2.

Например, выходной соединитель 116 перевернут (находится вверх ногами) относительно входного соединителя 114, так что контактные площадки 162 входного соединителя 114 не выровнены относительно контактных площадок 162 выходного соединителя 116.

Таким образом крепежные шины 166 площадок 162 не препятствуют циркуляции воздушных потоков на задней стороне устройства. Это способствует, путем естественной конвекции, удалению тепла, вырабатываемого электрическим током, протекающим на уровне каждой площадки 162.

Конечно, чтобы помогать в охлаждении устройств 104-108 переключения, может быть предусмотрена система принудительной конвекции с помощью вентилятора.

Например, крепежные шины 166 одного и того же устройства 104-108 таким образом находятся в вертикальных плоскостях, параллельных плоскостям P2, которые отличаются друг от друга.

Преимущественно каждый входной 114 и выходной 116 соединитель устройства 104-108 содержит столько же площадок 162, сколько соответствующее устройство 104-108 содержит дугогасительных камер, причем каждая площадка 162 выравнивается с соответствующей дугогасительной камерой по плоскости, параллельной продольной плоскости P2.

В проиллюстрированном примере каждое устройство 104-108 содержит три дугогасительных камеры, в то время как каждый из соединителей 114 и 116 содержит три контактных площадки 162, которые выравниваются с тремя дугогасительными камерами соответствующего устройства 104-108.

Наличие площадок 162, которые связаны с каждой из дугогасительных камер, причем эти площадки 162 соединены друг с другом балкой 160, делает возможным уменьшение нагрева средней площадки 162, т.е. той площадки 162, которая находится между двумя другими площадками 162 одного и того же соединителя 114 или 116, который таким образом уменьшается относительно ситуации, в которой контактные площадки 162 не были соединены друг с другом балкой 160.

Понятно, что, во втором варианте осуществления системы 102 защиты использование устройств 104-108 переключения, которые являются отдельными друг от друга, но управляются одним и тем же общим отключающим устройством 120, делает возможным поддержание, в относительно небольшом объеме, токов высокой силы посредством эффективного удаления тепла и аварийных газов.

Многочисленные аспекты второго варианта осуществления могут быть реализованы независимо от первого варианта осуществления. Аналогично, второй вариант осуществления может быть реализован независимо от первого варианта осуществления.

В частности, механическое подчинение устройств переключения отключающему устройству может быть реализовано независимо от электронного подчинения.

Дополнительно, каркас 128 может быть использован в вышеописанной системе 2 защиты и не является исключительным для второго варианта осуществления.

Кроме того, соединители 114 и 116, оба с точки зрения своей конструкции и своей компоновки, не являются исключительными для второго варианта осуществления и могут быть применены для системы 2 защиты по первому варианту осуществления.

В целом, в различных вышеописанных вариантах осуществления только одно отключающее устройство 20 или 120 требуется для подчинения устройств 4-8 или 104-108 переключения. Таким образом, возможно производство систем 2 или 102 защиты, которые демонстрируют более высокое быстродействие при переключении, в то же время используя устройства переключения, содержащие существующие низковольтные компоненты прерывателя цепи без необходимости проектировать особые новые компоненты, что является экономически и промышленно преимущественным.

Варианты осуществления и варианты, упомянутые выше, могут быть объединены друг с другом с тем, чтобы создать новые варианты осуществления изобретения.

Изобретение относится к многополюсной системе электрической защиты и к электрической установке, содержащей такую систему. Технический результат заключается в обеспечении более высокого быстродействия и синхронизации при переключении независимо от числа полюсов. Многополюсная система (2) электрической защиты, включающая в себя множество устройств (4, 6, 8) переключения электрического тока. Каждое устройство переключения имеет множество отсеков (18), каждый отсек содержит дугогасительную камеру и пару отделяемых электрических контактов, которые соединены с входным (10) и выходным (12) соединительными выводами, причем отделяемые электрические контакты являются перемещаемыми между разомкнутым и замкнутым положениями под действием отключающего устройства (20). Устройства переключения являются отдельными друг от друга, в то время как входные выводы (10) каждого устройства соединены первым соединителем (14) для того, чтобы поддерживать их при одном и том же электрическом потенциале, а выходные выводы (12) каждого устройства соединены вторым соединителем (16) для того, чтобы поддерживать их при одном и том же электрическом потенциале. Устройства переключения управляются одним и тем же общим отключающим устройством (20). 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Многополюсная система (2; 102) электрической защиты, включающая в себя множество устройств (4, 6, 8; 104, 106, 108) переключения электрического тока, причем каждое устройство переключения имеет множество отсеков (18; 118), каждый содержит дугогасительную камеру и пару отделяемых электрических контактов, которые соединены с входными (10) и выходными (12) соединительными выводами, причем отделяемые электрические контакты являются перемещаемыми между разомкнутым и замкнутым положениями под действием отключающего устройства (20; 120),

отличающаяся тем, что устройства переключения являются отдельными друг от друга,

тем, что входные выводы (10) каждого устройства соединены первым соединителем (14; 114) для того, чтобы поддерживать их при одном и том же электрическом потенциале,

тем, что выходные выводы (12) каждого устройства соединены вторым соединителем (16; 116) для того, чтобы поддерживать их при одном и том же электрическом потенциале,

и тем, что устройства переключения управляются одним и тем же общим отключающим устройством (20; 120).

2. Система защиты (2; 102) по п.1, отличающаяся тем, что первый и второй соединители (14, 16; 114, 116) устройства (4, 6, 8; 104, 106, 108) переключения находятся на задней поверхности (158) устройства, расположены поперечно один над другим, и каждый содержит контактные площадки (162), каждый связан/соединен с одним из входного или выходного выводов, каждая шина содержит столько же контактных площадок, сколько устройство переключения содержит дугогасительных камер (18; 118).

3. Система (2; 102) защиты по п.2, отличающаяся тем, что первый и второй соединители (14, 16; 114, 116) устройства (4, 6, 8; 104, 106, 108) переключения имеют одинаковую конструкцию и ориентированы в двух противоположных поперечных направлениях (D1, D2), соединительные площадки двух соединителей одного и того же устройства, каждая, расположены в вертикальных плоскостях, которые отличаются друг от друга.

4. Система (2; 102) защиты по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что устройства (4, 6, 8; 104, 106, 108) переключения включают в себя одно и то же число дугогасительных камер (18, 118).

5. Система (2; 102) защиты по предыдущему пункту, отличающаяся тем, что каждое устройство (4, 6, 8; 104, 106, 108) переключения содержит две, три или четыре дугогасительных камеры (18, 118).

6. Система (2; 102) защиты по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что каждая дугогасительная камера устройства (4, 6, 8; 104, 106, 108) переключения открывается на верхнюю поверхность (140) устройства переключения через соответствующее отверстие (142) дегазации, и тем, что устройства разнесены друг от друга в направлении, ортогональном верхней поверхности (140), с тем, чтобы оставлять отверстия дегазации свободными от других устройств.

7. Система (2) защиты по любому из предыдущих пп.1-6, отличающаяся тем, что каждое устройство (4, 6, 8) переключения включает в себя переключающий механизм для перемещения отделяемых контактов упомянутого устройства, причем упомянутые переключающие механизмы соединены с отключающим устройством (20).

8. Система (2) защиты по предыдущему пункту, отличающаяся тем, что отключающее устройство (20) формирует часть электронного устройства управления, отличного от устройств (4, 6, 8) переключения.

9. Система (2) защиты по любому из пп.7 и 8, отличающаяся тем, что система включает в себя размещающие основания, предназначенные для прикрепления к электрической установке, причем каждое основание содержит электрические соединения, которые расположены так, чтобы обратимо взаимодействовать с соединителями (14, 16) устройства (4, 6, 8) переключения.

10. Система (102) защиты по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что первое устройство (104, 106, 108) переключения включает в себя актуатор (156) и переключающий механизм, другие устройства переключения соединены с первым устройством переключения механическим блоком (124), который расположен на внешней стороне устройств и соединяет эти устройства друг с другом.

11. Система (102) защиты по предыдущему пункту, отличающаяся тем, что устройство (104, 106, 108) переключения, которое включает в себя актуатор (156), также включает в себя отключающее устройство (120), которое приводит в действие этот актуатор.

12. Система (102) защиты по любому из пп.10 и 11, отличающаяся тем, что каждое устройство (104, 106, 108) переключения включает в себя общий вал (144) управления, с которым соединены отделяемые контакты, причем валы каждого устройства соединены с механическим блоком (124).

13. Система (102) защиты по любому из пп.10-12, отличающаяся тем, что система содержит каркас (128) для прикрепления устройств (104, 106, 108) переключения, и тем, что каркас и механический блок (124) выполнены из неферромагнитного, предпочтительно металлического материала.