Дифференциальный переключатель, содержащий испытательную схему
Изобретение относится к области электротехники. Дифференциальный переключатель содержит неподвижный силовой контакт (1), шарнирный силовой контакт (2), испытательный контактор и плечо (10) автоматического отключения, соединенное с клеммой испытательного контактора и расположенный перпендикулярно к оси (8) вращения шарнирного силового контакта (2), плоскую пружину (7) автоматического отключения, соединенную с шарнирным силовым контактом (2) и расположенную напротив плеча (10) автоматического отключения так, что когда шарнирный контакт (2) находится в положении замыкания, плоская пружина (7) автоматического отключения расположена напротив плеча (10) автоматического отключения, а когда шарнирный силовой контакт (2) находится в положении размыкания, плоская пружина (7) автоматического отключения удалена от плеча (10) автоматического отключения. 10 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к области защиты электрического оборудования и людей.
Оно относится, в частности, к дифференциальному переключателю, который снабжен испытательной схемой, предназначенной для обеспечения хорошего функционирования дифференциального переключателя.
Предшествующий уровень техники
Дифференциальные переключатели представляют собой устройства прерывания цепи, которые способны автоматически отключаться для размыкания электрической цепи, если в ней появляется ток утечки.
Таким образом, в случае, если в подключенном к защищаемой электрической цепи приборе обнаруживается неисправность, которая влечет за собой уход в землю фазы электрического тока, можно говорить о возникновении тока утечки, где часть электрического тока, нормально циркулирующего в цепи, уходит в землю.
В связи с этим для обеспечения безопасности необходимо, а в отдельных случаях это предусмотрено законом, детектировать наличие такого тока утечки и, соответственно, обеспечить размыкание электрической цепи. Такая задача успешно выполняется при помощи дифференциального переключателя.
Как правило, в дифференциальном переключателе провода, подсоединенные к защищаемой электрической цепи, окружены индукционными катушками, и, если сила тока в одном направлении отличается от силы тока в другом направлении (что позволяет судить о наличии тока утечки в защищаемой электрической цепи), то в катушке образуется индуцированный ток, позволяющий привести в действие приводной механизм, который выключит устройство и, как следствие, разомкнет пару силовых контактов, которые отключат, по меньшей мере, один полюс цепи.
Кроме того, дифференциальные переключатели, как правило, содержат испытательную схему, позволяющую имитировать наличие тока утечки и проверять, осуществилось ли выключение дифференциального переключателя.
Часто используемый для моделирования тока утечки способ, заключается в создании внутри дифференциального переключателя параллельной цепи, содержащей сопротивление, одна из клемм которого соединена с одним полюсом защищаемой электрической цепи, с одной стороны индукционной катушки, а другая клемма соединена с другим полюсом защищаемой электрической сети, с другой стороны индукционной катушки. Таким образом, образуется смоделированный ток утечки, который зависит от величины сопротивления.
Указанная параллельная цепь поддерживается в разомкнутом состоянии посредством испытательного контактора, например переключателя нажимного типа, который был бы доступен со стороны коробки дифференциального переключателя и позволял пользователю проводить тестирование.
Кроме того, в интересах обеспечения большей безопасности было бы предпочтительно предусмотреть наличие устройства, которое не позволяло бы использовать испытательный контактор в случае выключения дифференциального переключателя.
На самом деле нажатие на испытательный контактор, когда дифференциальный переключатель находится в выключенном состоянии, приведет к соединению клемм устройств защищаемой электрической цепи к клеммам контрольного сопротивления, что может представлять опасность, в частности, если эти приборы способны аккумулировать энергию, например, это относится к телевизору.
Такая остановка работы испытательной схемы обычно называется автоматическим отключением.
В документе ЕР 0165008 раскрыто такое испытательное устройство, в котором блокирование работы испытательного контактора нажимного типа осуществляется посредством механического блокирования этой кнопки, причем блокирование осуществляется в случае, когда дифференциальный переключатель был отключен.
Кроме того, в документе ЕР 0 456 586 раскрыта испытательная схема для дифференциального переключателя, содержащего различного рода пружинные устройства, одно из которых осуществляет взаимодействие через передающую деталь управляющего механизма выключателя и размыкает испытательную схему, когда дифференциальный переключатель приводится в действие.
В документе ЕР 0 295 167 также раскрыто испытательное устройство для электрического дифференциального прибора защиты. Испытательное устройство содержит лапку с двумя ответвлениями, одно из которых предназначено для работы испытательного контактора нажимного типа, а другое - для обеспечения автоматического отключения, причем оно удалено от позиции контакта посредством элемента механизма размыкания контактов, который предназначен для размыкания защищаемой электрической цепи.
Изложение существа изобретения
Технической задачей настоящего изобретения является создание дифференциального переключателя, снабженного испытательной схемой, который обеспечивает автоматическое отключение.
Поставленная задача решена путем создания дифференциального переключателя, который содержит
неподвижный силовой контакт и шарнирный силовой контакт, который имеет положение замыкания, в котором он расположен напротив неподвижного контакта, и положение размыкания, в котором он не контактирует с неподвижным контактом, испытательный контактор,
указанный дифференциальный переключатель характеризуется тем, что дополнительно содержит
плечо автоматического отключения, соединенное с клеммой испытательного контактора и расположенное перпендикулярно относительно оси вращения шарнирного контакта,
плоскую пружину автоматического отключения,соединенную с указанным шарнирным силовым контактом и расположенную напротив плечаавтоматическогоотключениятак,чтокогдашарнирный силовой контакт находится в положении замыкания, плоская пружина автоматическогоотключениярасположенанапротивплеча автоматического отключения,а когда шарнирный силовой контакт находитсявположенииразмыкания,плоскаяпружина автоматическогоотключенияудаленаотплечаавтоматическогоотключения удалена от плеча автоматическогоотключения.
Элементы, которые обеспечивают автоматическое отключение дифференциального переключателя, непосредственно соединены с элементами, обеспечивающими размыкание защищаемой электрической сети.
Таким образом, плоская пружина автоматического отключения непосредственно соединена с шарнирным контактом, а ветвь автоматического отключения расположена напротив плоской пружины автоматического отключения, эти элементы могут быть установлены непосредственно на конструкции дифференциального переключателя. При этом, например, не требуется использовать коробку дифференциального переключателя для крепления этих элементов, что позволяет не принимать во внимание допуски на размеры или изменения формы элемента, устанавливаемого в конструкцию, например, коробку.
Кроме того, расположение плеча автоматического отключения перпендикулярно к оси вращения шарнирного контакта позволяет не только выгодно использовать вращение контакта для обеспечения функции автоматического отключения, но и позволяет выгодно использовать поворот независимо от изменения положения оси вращения.
Когда в элементах, образующих механизм дифференциального переключателя, будут отмечаться признаки деформации, например, в результате текучести металла или влажности, то ось вращения шарнирного контакта будет стремиться сместиться вдоль направления, в определенной степени параллельного направлению расположения плеча автоматического отключения. Это, в свою очередь, окажет определенное влияние на контакт между плоской пружиной автоматического отключения и плечом автоматического отключения, поскольку этот контакт в значительной степени зависит от положения плоской пружины автоматического отключения относительно упоминавшейся выше оси вращения, с которой она соединена.
Согласно наиболее предпочтительным характеристикам, шарнирный силовой контакт дополнительно содержит явно выраженный распорный элемент, предназначенный для приподнятия плеча автоматического отключения, когда шарнирный силовой контакт находится в положении размыкания. Распорный элемент может иметь форму выступа, выполненного из изолирующего материала, который расположен перпендикулярно плечу автоматического отключения.
Этот распорный элемент позволяет увеличить расстояние между плечом автоматического отключения и плоской пружиной автоматического отключения, когда шарнирный силовой контакт находится в положении размыкания, что обеспечивает лучшую изоляцию между этими двумя элементами и позволяет еще меньше зависеть от допусков на обработку и от деформации дифференциального переключателя.
В интересах обеспечения хорошего размещения плеча автоматического отключения распорный элемент может иметь углубление, выступающее в качестве направляющей плеча автоматического отключения.
Предпочтительно, чтобы распорный элемент и плоская пружина автоматического отключения были расположены напротив друг друга с одной и другой стороны оси вращения шарнирного контакта.
Указанное расположение обеспечивает такое взаимодействие между плоской пружиной автоматического отключения и плечом автоматического отключения, при котором в случае, если плоская пружина автоматического отключения удаляется от плеча автоматического отключения, то распорный элемент приподнимает последний, а если плоская пружина автоматического отключения приближается к плечу автоматического отключения, то распорный элемент освобождает последний. При этом обеспечивается дополнительное усиление эффекта использования этих двух элементов.
Кроме того, дифференциальный переключатель может дополнительно содержать первый стопорный кулачок, расположенный вдоль направления движения плеча автоматического отключения и предназначенный для ограничения подъема последнего. Оно может также содержать и второй стопорный кулачок, расположенный напротив первого стопорного кулачка, при этом плечо автоматического отключения может удерживаться между первым стопорным кулачком и вторым стопорным кулачком.
Стопорные кулачки позволяют эффективно удерживать плечо автоматического отключения для обеспечения хорошего электрического контакта, когда плоская пружина автоматического отключения расположена напротив плеча автоматического отключения.
Согласно наиболее предпочтительному варианту воплощения испытательный контактор содержит
контрольный кнопочный выключатель, имеющий рабочее и нерабочее положения,
пружинный кнопочный выключатель, прикрепленный к плечу автоматического отключения и расположенный напротив токопроводящей пластины,
при этом пружинный кнопочный выключатель управляется посредством контрольного кнопочного выключателя таким образом, что когда контрольный кнопочный выключатель находится в нерабочем положении, пружинный кнопочный выключатель удален от токопроводящей пластины, а когда контрольный кнопочный выключатель находится в рабочем положении, пружинный кнопочный выключатель соприкасается с токопроводящей пластиной.
Таким образом, обеспечивается надежное и экономичное использование контрольного кнопочного выключателя.
Прижимная пружина и плечо автоматического отключения могут быть жестко связаны и представлять собой одну деталь, что позволит значительно сократить количество элементов, входящих в состав испытательной схемы.
Для удобства шарнирный контакт может быть установлен на вращающемся держателе (вертлюге), который изготовлен из изолирующего материала, и содержит выступ, образующий распорный элемент. Таким образом, подвижный контакт может быть соединен с токопроводящей контактной подпружиненной лапкой, которая содержит выступающий участок, образующий лапку автоматического отключения.
Краткое описание чертежей
Другие преимущества и особенности настоящего изобретения поясняются описанием предпочтительного варианта воплощения, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 изображает общий вид устройства, содержащего тумблер, неподвижный контакт и подвижный контакт, с установленной на нем плоской пружиной автоматического отключения, а также пружинный кнопочный выключатель и плечо автоматического отключения, при этом подвижный контакт находится в положении замыкания, согласно изобретению;
фиг.2 - вид сбоку на фиг.1, согласно изобретению;
фиг.3 - общий вид устройства, при этом подвижный контакт находится в положении размыкания, согласно изобретению;
фиг.4 - вид сбоку на фиг.3, согласно изобретению;
фиг.5 - вид слева на фиг.4, где показаны дополнительные элементы дифференциального переключателя, т.е. вторая пара контактов и контрольная кнопка управления контактной пружиной, согласно изобретению.
Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения
На фиг.1 и 4 представлены элементы, составляющие испытательную схему дифференциального переключателя; при этом элементы изображены в положении, которое они занимают в дифференциальном переключателе. Для наглядности не показаны другие детали дифференциального переключателя.
Дифференциальный переключатель содержит неподвижный контакт 1 (фиг.1) и подвижный контакт, т.е. шарнирный силовой контакт 2, предназначенные для размыкания и замыкания защищаемой электрической цепи по команде дифференциального переключателя.
Специалистам хорошо известен принцип функционирования дифференциального переключателя, поэтому не представлено детального описания, а также не показаны некоторые элементы. Следует отметить, что команда на отжатие подвижного контакта 2 от неподвижного контакта 1 (положение размыкания) дается в случае появления неисправности в электрической цепи.
На контакты 1 и 2 оказывает действие размыкающая пружина 3, при этом ее нерабочее положение соответствует положению размыкания.
Подвижный контакт 2 содержит контактный элемент 4, который расположен напротив аналогичного контактного элемента 5, принадлежащего неподвижному контакту 1, и контактирует с ним, когда подвижный контакт 2 находится в положении замыкания.
Контактный элемент 4 подвижного контакта 2 установлен на изолирующем подвижном держателе 6 и крепится к нему при помощи плоской пружины 7, которая также обеспечивает функционирование плоской пружины для автоматического отключения (описано ниже).
Изолирующий подвижный держатель 6 установлен с возможностью вращения вокруг оси 8 и обеспечивает подвижному контакту угол свободы, необходимый для принятия положения замыкания (фиг.1 и 2) и размыкания (фиг.3 и 4).
Изолирующий подвижный держатель 6 содержит также распорный элемент 14, расположенный напротив плоской пружины автоматического отключения 7. Два элемента 7 и 14 расположены перпендикулярно относительно оси 8 с обеих сторон от нее. В верхней части распорного элемента 14 имеется углубление 19, предназначенное для взаимодействия с плечом 10 автоматического отключения.
На фиг.1 и 5 показан тумблер 9, который доступен для пользователя извне, предназначен для управления механизмами дифференциального переключателя и имеет два положения, соответствующие двум положениям шарнирного силового контакта 2.
В одном варианте выполнения плечо 10 автоматического отключения и пружинный кнопочный выключатель 11 выполнены в виде одной детали, которая расположена в устройстве таким образом, чтобы плечо автоматического отключения было размещено сверху изолирующего держателя 6 и перпендикулярно оси 8.
Кроме того, плечо 10 автоматического отключения расположено между двумя стопорными кулачками 12 и 13, прикрепленными к неподвижной части дифференциального переключателя (не показано).
С плечом 10 автоматического отключения жестко связан пружинный кнопочный выключатель 11, который выполнен в виде спиралеобразной пружины и выступает в виде консольной ветви 15, расположенной напротив пластины 16.
Пластина 16 предназначена для присоединения к клемме испытательного контактора (не показано), а другая клемма присоединена к полюсу дифференциального переключателя.
Контрольный кнопочный выключатель 17 (фиг.5) взаимодействует с выступающей консольной ветвью 15. Контрольный кнопочный выключатель 17 предназначен для перемещения при помощи коробки (не показана) дифференциального переключателя и имеет возможность занимать нерабочее положение, в котором он не оказывает действия на выступающую консольную ветвь 15 и рабочее положение, в котором он надавливает (посредством приложенного пользователем усилия) выступающей консольной ветвью 15 на пластину 16.
На фиг.5 показаны те же элементы, что и на фиг.1 и 4, а также дополнительная вторая пара контактов 18, которыми управляют одновременно с контактами 1, 2, что является характерным для дифференциального переключателя.
Дифференциальный переключатель находится во включенном состоянии (фиг.1, 2), при этом подвижные контакты находятся в положении замыкания.
С точки зрения расположения выступа 14 и плоской пружины 7 автоматического выключения, выступ 14 удален от плеча 10 автоматического отключения, при этом плоская пружина 7 автоматического отключения расположена напротив плеча 10 автоматического отключения. Удержание последнего при помощи стопорных кулачков 12 и 13 позволяет использовать его упругость для гарантированного обеспечения хорошего электрического контакта с плоской пружиной 7 автоматического отключения.
Выступающая консольная ветвь 15 (фиг.1, 2) расположена напротив пластины 16, что соответствует действию пользователя на контрольный кнопочный выключатель 17 (не показано).
В данной конфигурации прохождение электрического тока между неподвижным контактом 1 (который также является одним полюсом дифференциального переключателя) и пластиной 16 (являющейся другим полюсом дифференциального переключателя) обеспечивается посредством использования испытательного контактора.
Если автоматическое отключение не производится, то в результате нажатия пользователем на контрольный кнопочный выключатель 17 эффективно вводится в действие функция проверки.
Когда дифференциальный переключатель находится в выключенном положении, подвижный контакт, т.е. шарнирный силовой контакт 2 находится в положении размыкания (фиг.3, 4).
В этом случае выступ 14 занимает положение напротив плеча 10 автоматического отключения и приподнимает его, при этом плоская пружина 7 автоматического отключения удалена.
Расстояние, разделяющее плоскую пружину 7 автоматического отключения и плечо 10 автоматического отключения, зависит от расстояния между выступом 14 (и, соответственно, между осью 8) и стопорными кулачками 12 и 13.
Таким образом, запускается функция автоматического отключения, которая предполагает, что даже нажатие на кнопочный выключатель 17, обеспечивающее установление контакта между выступающей консольной ветвью 15 и пластиной 16, не приведет к прохождению электрического тока.
В целом изобретение не ограничивается представленными и описанными примерами в части, касающейся взаимодействия пластины 16 и пружинного кнопочного выключателя 11.
1. Дифференциальный переключатель, содержащий неподвижный силовой контакт (1) и шарнирный силовой контакт (2), имеющий положение замыкания, в котором он расположен напротив неподвижного силового контакта (1), и положение размыкания, в котором он не контактирует с неподвижным контактом (1), испытательный контактор, отличающийся тем, что дополнительно содержит плечо (10) автоматического отключения, соединенное с клеммой испытательного контактора и расположенное перпендикулярно к оси (8) вращения шарнирного силового контакта (2), плоскую пружину (7) автоматического отключения, соединенную с указанным шарнирным силовым контактом (2) и расположенную напротив плеча (10) автоматического отключения так, что когда шарнирный силовой контакт находится в положении замыкания, плоская пружина (7) автоматического отключения расположена напротив плеча (10) автоматического отключения, а когда шарнирный контакт (2) находится в положении размыкания, плоская пружина (7) автоматического отключения удалена от плеча (10) автоматического отключения.
2. Дифференциальный переключатель по п.1, отличающийся тем, что шарнирный силовой контакт (2) дополнительно содержит распорный элемент (14), обеспечивающий подъем плеча (10) автоматического отключения, когда шарнирный силовой контакт (2) находится в положении размыкания.
3. Дифференциальный переключатель по п.2, отличающийся тем, что распорный элемент (14) выполнен в виде выступа из изолирующего материала, который расположен перпендикулярно плечу (10) автоматического отключения.
4. Дифференциальный переключатель по п.3, отличающийся тем, что распорный элемент (14) содержит углубление (19), служащее в качестве направляющей для плеча (10) автоматического отключения.
5. Дифференциальный переключатель по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что распорный элемент (14) и плоская пружина (7) автоматического отключения расположены напротив друг друга с одной и с другой стороны от оси (8) вращения шарнирного силового контакта (2).
6. Дифференциальный переключатель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что дополнительно содержит первый стопорный кулачок (12), расположенный вдоль направления размещения плеча (10) автоматического отключения и предназначенный для ограничения его подъема.
7. Дифференциальный переключатель по п.6, отличающийся тем, что он дополнительно содержит второй стопорный кулачок (13), расположенный напротив первого стопорного кулачка (12), при этом плечо (10) автоматического отключения удерживается между первым стопорным кулачком (12) и вторым стопорным кулачком (13).
8. Дифференциальный переключатель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что испытательный контактор содержит контрольный кнопочный выключатель (17), имеющий рабочее и нерабочее положения, пружинный кнопочный выключатель (11), прикрепленный к плечу (10) автоматического отключения и расположенный напротив пластины (16), при этом пружинный кнопочный выключатель (11) предназначен для управления посредством контрольного кнопочного выключателя (17) так, что когда контрольный кнопочный выключатель (17) находится в нерабочем положении, пружинный кнопочный выключатель (11) удален от пластины (16), а когда контрольный кнопочный выключатель (17) находится в рабочем положении, пружинный кнопочный выключатель (11) контактирует с пластиной (16).
9. Дифференциальный переключатель по п.8, отличающийся тем, что пружинный кнопочный выключатель (11) и плечо (10) автоматического отключения выполнены в виде одной детали.
10. Дифференциальный переключатель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что шарнирный силовой контакт (2) установлен на подвижном держателе (6), при этом держатель (6) изготовлен из изолирующего материала и содержит выступ (14), служащий распорным элементом.
11. Дифференциальный переключатель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что шарнирный силовой контакт (2) соединен с плоской пружиной (7) автоматического отключения, которая содержит выступающий участок, служащий пластиной автоматического отключения.
