Устройство переключения электрического тока
Компоновка контактов электрического переключателя, содержащая первый неподвижный контакт (110), второй неподвижный контакт (112) и подвижный контакт (130) для осуществления электрического соединения между первым (110) и вторым (112) неподвижными контактами, при этом подвижный контакт (130) шарнирно соединен с первым неподвижным контактом (110) посредством шарнирного соединения, чтобы позволить подвижному контакту (130) поворачиваться относительно первого неподвижного контакта (110) вокруг оси (116, 135) поворота так, что в разомкнутом положении переключателя подвижный контакт (130) отсоединен от второго неподвижного контакта (112), а в замкнутом положении переключателя подвижный контакт (130) находится в контакте со вторым неподвижным контактом (112). Подвижный контакт (130) и первый неподвижный контакт (110) расположены под первым углом относительно друг друга в разомкнутом положении переключателя и под вторым углом относительно друг друга в замкнутом положении переключателя, и второй угол больше, чем первый угол. Техническим результатом является повышение безопасности использования переключателя. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 18 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройству переключения электрического тока.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Многие параметры влияют на конструирование устройства переключения электрического тока. Цел конструкции включают в себя, например, простоту сборки переключателя, возможность сборки различных типов переключателей, безопасность использования переключателя, быстрое соединение и разъединение контактов и эффективное гашение дугового зажигания, когда контакты разъединяются.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель настоящего изобретения состоит в предоставлении улучшенного переключателя электрического тока. Цель достигается с помощью изобретения, которое определено в независимом пункте формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
ЧЕРТЕЖИ
В последующем, изобретение будет описано более подробно посредством некоторых вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 показывает вариант осуществления модуля переключателя;
Фиг. 2 показывает другой вид модуля переключателя;
Фиг. 3 показывает вариант осуществления подвижного контакта;
Фиг. 4 показывает вариант осуществления сборки контактов;
Фиг. 5 показывает другой вид сборки контактов;
Фиг. 6 показывает другой вид сборки контактов;
Фиг. 7 показывает другой вид сборки контактов;
Фиг. 8 показывает вариант осуществления сборки пластины гашения;
Фиг. 9 показывает другой вид сборки пластины гашения;
Фиг. 10 показывает другой вид сборки пластины гашения;
Фиг. 11 показывает вариант осуществления корпуса модуля;
Фиг. 12 показывает другой вид корпуса модуля;
Фиг. 13 показывает другой вид корпуса модуля;
Фиг. 14 показывает вариант осуществления компоновки узла неподвижного контакта;
Фиг. 15 показывает вариант осуществления двух разных неподвижных контактов;
Фиг. 16 показывает вариант осуществления двух разных неподвижных контактов;
Фиг. 17 показывает компоновку отображения контактного модуля; и
Фиг. 18 показывает другой вид компоновки отображения контактного модуля.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Электрические переключатели обычно содержат несколько модулей/полюсов переключателя, которые собраны вместе, чтобы сформировать многополюсные переключатели. Каждый модуль может содержать изолирующий корпус, который вмещает электрические компоненты модулей переключателя. Каждый корпус модуля может содержать первую половину корпуса и вторую половину корпуса, изготовленные из пластика, например, чтобы быть собранными вместе для формирования модуля переключателя. Модули корпусов могут являться по существу прямоугольными.
Фиг. 1 показывает один из вариантов осуществления модуля электрического переключателя, показывающий первый корпус 102, оборудованный компонентами модуля. Второй корпус модуля переключателя, который должен быть собран с первым корпусом 102 для формирования модуля и закрывания компонентов переключателя, не показан.
Фиг. 1 показывает два неподвижных контакта 110, 112 в противоположных концах модуля и подвижные контакты 130, которые должны перемещаться между разомкнутым и замкнутым положениями переключателя. Чтобы выполнить действие поворота подвижных контактов 130, устройство содержит вращательный привод 120.
Переключатель также может содержать камеру гашения, вмещающую одну или более пластин 140 гашения, используемых для гашения дуги, которая зажигается между контактами, когда подвижный контакт отсоединяется от неподвижного контакта(ов).
Фиг. 2 показывает модуль переключателя по фиг. 1, но в отличном от Фиг. 1 положении поворота. На Фиг. 1 переключатель находится в разомкнутом положении, в котором подвижные контакты 130 отсоединены от неподвижного контакта 112. На Фиг. 2 переключатель находится в замкнутом положении, в котором подвижный контакт 130 находится в контакте с неподвижным контактом 112.
Неподвижный контакт 110 содержит соединительную часть 110A, которая должна соединяться с внешним проводником. Соединительная часть 110A предпочтительно расположена по существу перпендикулярно стенке корпуса 102. Неподвижный контакт дополнительно содержит контактную часть 110B, которая должна соединяться с подвижным контактом. Видно, что соединительная часть 110A и контактная часть 110B расположены под углом относительно друг друга, то есть они не параллельны друг другу. Подобным образом, в неподвижном контакте 112, соединительная часть и контактная часть расположены под углом относительно друг друга, и поворот между ними находится внутри корпуса.
В показанном варианте осуществления, первый неподвижный контакт 110 шарнирно соединен с подвижным контактом. Неподвижный контакт остается неподвижным во время работы переключателя. Подвижный контакт поворачивается между двумя крайними положениями, показанными на Фиг. 1 и 2. Поворотное соединение между первым неподвижным контактом 110 и подвижным контактом 130 расположено внутри вращательного привода 120, то есть внутри периметра поперечного сечения привода. Предпочтительно, ось поворота поворотного соединения совпадает с осью вращения вращательного привода 120.
В варианте осуществления, соединительные части неподвижных контактов 110, 112 параллельны и выровнены друг с другом, то есть они расположены в одной плоскости. В качестве альтернативы, они могут быть немного смещены, то есть они могут быть параллельны друг другу, но находиться в разных плоскостях. Так как контактные части неподвижных контактов указывают по существу в направлении оси вращения вращательного привода, ось вращения привода 120 лежит ниже плоскости соединительных частей неподвижных контактов 110, 112. Ось вращения может располагаться по существу в геометрическом центре модуля корпуса, в силу чего соединительные части неподвижных контактов лежат немного в стороне от среднего уровня вертикальной высоты корпуса.
Как показывают жирные стрелки на Фиг. 2, когда контакт замкнут, путь тока по существу формирует букву V в контактной части первого неподвижного контакта и подвижном контакте. Предпочтительно, V-образная форма тянется до контактной части второго неподвижного контакта 112 так, что подвижный контакт 130 и контактная часть второго неподвижного контакта 112 по существу параллельны друг другу.
В пути тока, угол ветвей V является наименьшим, когда подвижный контакт едва касается второго неподвижного контакта 112. В этой точке, магнитные силы в ветвях V, то есть в первом неподвижном контакте 110 и подвижном контакте 130, противоположны друг другу, и являются максимальными, заставляя подвижный контакт повернуться от первого неподвижного контакта. Таким образом, сила облегчает осуществление контакта подвижного контакта и второго неподвижного контакта. Это явление особенно полезно при закрывании переключателя против сильных токов короткого замыкания. Если предположить, что номинальный ток переключателя составляет 4 кА, ток короткого замыкания может составлять 80 кА, например. При таких сильных токах, V-образный путь тока очень способствует закрыванию переключателя.
В переключателе, таким образом, угол между подвижным контактом и первым неподвижным контактом больше, когда переключатель замкнут, чем угол между ними, когда переключатель разомкнут. В примерах по Фиг. 1 и 2, угол между подвижным контактом и первым неподвижным контактом, таким образом, составляет около 80 градусов, когда переключатель разомкнут, и около 150 градусов, когда переключатель замкнут.
Здесь, угол между двумя контактами указывает на меньший угол, который меньше 180 градусов, если предполагается, что контакты выходят из точки поворота между ними. Предпочтительно, угол между двумя контактами меньше 180 градусов, предпочтительно, меньше 170 градусов, когда переключатель замкнут, и еще более предпочтительно, составляет от 110 до 160 градусов. Угол между подвижным контактом и неподвижным контактом, таким образом, никогда не превышает 180 градусов, но даже в замкнутом состоянии V-образная форма пути тока сохраняется. Если бы угол между ними составлял 180 градусов, контактная часть неподвижного контакта и поворотный контакт были бы параллельны друг другу, так что поворотный контакт являлся бы продолжением неподвижного контакта. Это состояние, таким образом, не достигается ни в одной ситуации поворота поворотного контакта.
Фиг. 2 также показывает держатель 114 в первом неподвижном контакте 110 и держатель 116 во втором неподвижном контакте 112, которые используются, чтобы закреплять неподвижные контакты на корпусе 102. Показанные держатели 114, 116 должны устанавливаться на модуль корпуса, который закрывает модуль 102 корпуса, показанный на Фиг. 2. Имеются схожие держатели в неподвижных контактах 110, 112 на противоположной стороне неподвижных контактов, которые должны устанавливаться на модуль 102.
Фиг. 3 показывает покомпонентный вид варианта осуществления подвижного контакта 130. Деталями подвижного контакта являются первый контактный нож 131, второй контактный нож 132, сборочный штифт 138, первая крышка 133, вторая крышка 134 и упругий элемент 136.
Подвижный контакт 130 осуществляет электрическое соединение с неподвижным контактом посредством приема неподвижного контакта между первым и вторым контактными ножами 131, 132. Сторона 132C контактного ножа 132, которая принимает неподвижный контакт, может быть наклонена, чтобы способствовать приему неподвижного контакта между ножами. Контактный нож также содержит сборочное отверстие 132A для приема сборочного штифта 138, когда подвижный контакт собирается, и шарнирное отверстие 132B для приема шарнирного штифта, когда подвижный контакт собирается вместе с неподвижным контактом.
Подвижный контакт может содержать первую и вторую покрывающие части 133, 134, где первая покрывающая часть 133 размещается рядом с первым контактным ножом 131, а вторая покрывающая часть 134 размещается рядом со вторым контактным ножом 132. Контактные ножи 133, 134 могут быть схожи друг с другом, и, когда подвижный контакт собирается, покрывающие части 133 и 134 взаимно сближаются в противоположном друг другу положении вращения.
Покрывающая часть 133 содержит боковую часть 133С, покрывающую и защищающую контактный нож сбоку. Покрывающая часть 133 может являться симметричной, чтобы схожая боковая часть имелась с другой стороны покрывающей части. С верхней стороны, покрывающая часть может содержать сборочное отверстие 133A для приема сборочного штифта 138, и шарнирное отверстие 133B для приема шарнирного штифта.
Подвижный контакт также содержит упругий элемент 136 на одной из сторон подвижного контакта. В качестве альтернативы, другой упругий элемент также может обеспечиваться на другой стороне подвижного контакта. Упругий элемент содержит сборочное отверстие 136A для приема сборочного штифта 138, и шарнирное отверстие 136B для приема шарнирного штифта. Как видно, сборочное отверстие сужается вправо, то есть отверстие является наибольшим слева на Фиг. 3, и наименьшим справа. Упругий элемент дополнительно содержит верхнюю часть 136C и две наклонные части 136D, 136E, тянущиеся в направлении первой крышки 133. В концах упругого элемента обеспечены выступы 136F, 136G, которые наклонены так, чтобы тянуться в сторону от первой крышки 133.
Сборочный штифт 138 содержит разделительную часть 138A, которая определяет расстояние между контактными ножами 131, 132. То есть диаметр разделительной части 138A больше, чем диаметр сборочного отверстия 132A контактного ножа 132, в силу чего контактные ножи устанавливаются на концы разделительной части 138A.
Сборочный штифт 138 дополнительно содержит часть 138B первого контактного ножа и часть 138C второго контактного ножа, которые должны помещаться в сборочные отверстия контактных ножей, то есть диаметр сборочного отверстия 132A больше, чем диаметр части 138B контактного ножа, которая, в свою очередь, больше сборочного отверстия 133A крышки. При сборке, таким образом, крышка останавливается на части 138B контактного ножа и устанавливается на ее конец. В варианте осуществления, толщина контактного ножа 131 немного больше, чем длина части 138B контактного ножа. Таким образом, если контактный нож изнашивается и становится тоньше, упругий элемент контакта все еще может прикладывать сжимающую силу для прижимания контактного ножа к разделительной части 138A штифта 138.
Как показывает Фиг. 3, сборочное отверстие 133A имеет форму замочной скважины, содержащей первый конец с большим диаметром/прорезью, и второй конец с меньшим диаметром/прорезью. Сборочный штифт 138 содержит часть 138D крышки и концевую часть 138F, имеющую больший диаметр, чем часть 138D крышки. Видно, что часть 138D крышки в одном из концов сборочного штифта длиннее, чем часть 138E крышки в другом конце штифта 138. Причина состоит в том, что часть 138D крышки имеет длину, как сборочное отверстие 133A и сборочное отверстие 136A упругого элемента, взятые вместе. В другом конце штифта 138, достаточно, чтобы длина покрывающей части 138E равнялась толщине покрывающей части 134.
Когда подвижный контакт собирается, соединительный штифт проходит через сборочные отверстия в контактном ноже 131, покрывающей части 133 и упругого элемента 136A пружины. Часть 138B крышки фиксируется на контактном штифте посредством перемещения покрывающей части вправо, в силу чего покрывающая часть устанавливается в маленьком конце сборочного отверстия 133B покрывающей части. Упругий элемент 136 фиксируется на контактном штифте посредством перемещения контактного штифта вправо, в силу чего часть крышки штифта входит в меньший конец сборочного отверстия 136A упругого элемента.
Контактные ножи могут быть изготовлены из меди и покрыты серебром, например. Покрывающая часть, упругий элемент и сборочный штифт могут изготавливаться из стали, чтобы получить большую силу контакта благодаря магнитным силам.
Показанная конструкция обеспечивает важное преимущество, состоящее в том, что контактные ножи могут быть изготовлены прямыми, и нет необходимости в обеспечении выступов на поверхностях контактных ножей, чтобы сохранять их разделенными.
Фиг. 4 и 5 показывают вариант осуществления компоновки контактов с двух направлений наблюдения. Компоновка контактов содержит неподвижный контакт 110, подвижный контакт 130 и вращательный привод 120.
Когда неподвижный контакт 110 и подвижный контакт 130 собираются вместе, подвижные контакты подвижные контакты устанавливаются вблизи выступов 114A, 114B и 114C. Каждый из выступов предоставлен для установки одной из показанных трех конструкций контактных ножей на неподвижный контакт. Контактные ножи каждой конструкции контактных ножей устанавливаются на противоположные стороны соответствующего выступа так, чтобы шарнирные отверстия конструкций контактных ножей совмещались с шарнирными отверстиями 116 в выступах 114A, 114B и 114C. Когда отверстия выровнены друг с другом, шарнирный штифт 135 проталкивается через все отверстия, в силу чего конструкции контактных ножей становятся шарнирно соединенными с неподвижным контактом 110.
После этого, собранная конструкция из неподвижного контакта и подвижного контакта собирается с вращательным приводом 120. Это выполняется посредством частичного проталкивания собранной конструкции через привод. Привод 120 содержит две прорези, по одной с каждой стороны привода. На одной стороне привода обеспечена первая прорезь 122, показанная на Фиг. 4, а на противоположной стороне привода обеспечена вторая прорезь 127, показанная на Фиг. 5. В варианте осуществления по Фиг. 4 и 5, практически имеется три вторых прорези 127A-127C, соответствующих трем узлам контактных ножей. Однако варианты осуществления не ограничены ровно тремя контактными ножами и прорезями, но количество контактных ножей и прорезей может меняться от 1 до 5, например.
При сборке неподвижного контакта и подвижного контакта с вращательным приводом, подвижные контакты проталкиваются в привод из первой прорези 122 так, чтобы все узлы контактных ножей устанавливались в свои соответствующие пространства, разделенные стенками 124. Контактные ножи толкаются дальше так, чтобы их концы выходили из привода через прорези с 127A по 127C. На этом этапе, выступы неподвижного контакта вошли во внутреннюю область привода. Когда сборка завершена, шарнирный штифт 135 устанавливается внутри привода, предпочтительно, на ось вращения привода 120.
При использовании, неподвижный контакт расположен неподвижно относительно корпуса, но вращательный привод может поворачиваться внутри корпуса. Вращение вращательного привода относительно неподвижного контакта определяется верхней стенкой 126 и нижней стенкой 128. В одном из крайних положений вращения привода 120, то есть в разомкнутом положении, верхняя стенка 126 привода 120 устанавливается на верхнюю поверхность контактной части 110B неподвижного контакта 110. В другом крайнем положении вращения привода, то есть в замкнутом положении переключателя, нижняя стенка 128 привода устанавливается на нижнюю поверхность 110C неподвижного контакта 110. Края прорези 122, таким образом, определяют угол вращения вращательного привода 120. С другой стороны вращательного привода, вторые прорези с 127A по 127C имеют такой размер, чтобы подвижные контакты, или узлы контактных ножей, были по существу зафиксированы/неподвижны относительно вращательного привода 120, чтобы имела место плотная посадка между ними. Перемещение подвижного контакта(ов), таким образом, следует вращению вращательного привода.
Фиг.6 и 7 дополнительно освещают компоновку контактов. На Фиг. 6, подвижные контакты 130 были собраны с неподвижным контактом 110. Подвижный контакт по Фиг. 6 содержит три сборки контактных ножей. Каждая сборка контактных ножей содержит два контактных ножа, отделенных друг от друга, чтобы принимать между ножами неподвижный контакт.
Сборка завершается посредством проталкивания соединительного штифта 135 через отверстия, обеспеченные в выступах неподвижного контакта и в подвижных контактах. Когда подвижные контакты устанавливаются на неподвижный контакт с помощью штифта, подвижные контакты могут свободно поворачиваться вокруг неподвижного контакта. Величина взаимного поворота подвижного контакта и неподвижного контакта, тем не менее, ограничена вращательным приводом, показанным на Фиг. 7.
Фиг. 6 также показывает установочные выемки 117 и 118 в неподвижном контакте. Установочные выемки предназначены для установки неподвижного контакта на корпус модуля переключателя. Схожие выемки могут располагаться на обеих сторонах неподвижного контакта. Первая установочная выемка 117 предоставлена для удерживания неподвижного контакта на месте в горизонтальном направлении. Вторая установочная выемка предоставлена для установки толстого неподвижного контакта в модуль корпуса, который также может принимать более тонкие неподвижные контакты. Вторая установочная выемка 118 может тянуться по всей ширине, от одной стороны неподвижного контакта к другой стороне.
Фиг. 7 показывает два указателя 123, 125, указывающих положение поворота переключателя. Первый указатель 123 может указывать, что переключатель находится в разомкнутом положении, а второй указатель 125 - что переключатель находится в замкнутом положении. Указатели могут содержать написанные слова, такие как «РАЗОМКНУТО» или «ЗАМКНУТО», или могут включать в себя цветовые указатели, использующие зеленый и красный, например.
Указатели могут обеспечиваться на участке стенки привода, который участок стенки расположен между первой и второй прорезями привода. Указатели могут обеспечиваться на стенке посредством любого известного способа, например, посредством написания, гравировки, или посредством прикрепления наклейки, например. Указатели, такие как текст, символ или цветовые указатели, предпочтительно обеспечиваются на приводе перпендикулярно направлению вращения привода.
Фиг. 8 показывает вариант осуществления корпуса 102 модуля переключателя, оборудованного компонентами переключателя. Переключатель показан в замкнутом положении, в котором подвижный контакт находится в контакте со вторым неподвижным контактом 112. Корпус содержит второе окно 106, которое показывает текст ЗАМКНУТО в данном случае. Корпус также показывает опорную конструкцию 108 для обеспечения механической прочности модуля, когда половины корпуса соединяются вместе. В варианте осуществления, опорная конструкция 108 содержит держатель для приема штифта половины корпуса, которая должна устанавливаться на показанную половину 102 корпуса.
Опорная конструкция расположена внутри корпуса рядом со стенкой корпуса и может быть по существу выровнена с центром привода в продольном направлении модуля. Опорная конструкция может располагаться между окнами 104, 106 так, чтобы основание опорной конструкции формировало по меньшей мере часть стенки корпуса, расположенной между окнами. Окна могут быть реализованы в виде прорезей в корпусе, в котором корпусе может быть установлено прозрачное пластиковое или стеклянное окно.
Во время использования, опорная конструкция 108 скрывает текст РАЗОМКНУТО за собой так, чтобы он был по существу не виден из первого окна, когда переключатель находится в замкнутом положении. Когда переключатель поворачивается в разомкнутое положение, текст РАЗОМКНУТО появляется из-за опорной конструкции 108 и показывается в первом окне 104, которое расположено ближе к первому неподвижному контакту 110, чем второе окно 106. Когда переключатель находится в разомкнутом положении, текст ЗАМКНУТО расположен за опорной конструкцией 108 и по существу не виден из второго окна 106.
Таким образом, надежность устройства может быть значительно улучшена и объединена с предоставлением достаточной механической поддержки для модуля. Опорный участок закрывает указатель, который не является правильным в данный момент времени, и вращение вращательного привода используется для предоставления обозначения.
Фиг. 8 также показывает камеру 140 гашения корпуса, вмещающую одну или более пластин гашения для гашения дуги, которая зажигается, когда подвижный контакт отделяется от неподвижного контакта 112. В камере гашения, пластина 142 гашения, которая лежит ближе всего к неподвижному контакту 112, касается неподвижного контакта. Это имеет важное преимущество, состоящее в том, что, когда контакты разделяются, ток перемещается с поверхности контакта неподвижного контакта в точку, в которой пластина гашения касается неподвижного контакта. Это защищает контактную поверхность неподвижного контакта 112 от дуги, сжигающей контакт.
В варианте осуществления, пластина 142 гашения и другие пластины гашения являются прямыми, так что обе их поверхности являются прямыми плоскими поверхностями. В другом варианте осуществления, пластина(ы) гашения, особенно первая пластина 142 гашения, содержит наклонную часть 142A в задней части пластины. Наклонная задняя часть 142, таким образом, отходит от общего уровня плоскости пластины. Первая пластина 142 гашения установлена на корпус 102 таким образом, что ее выступ 142A, указывающий в направлении неподвижного контакта 112, находится в контакте с неподвижным контактом.
Пластина 142 гашения содержит переднюю часть, расположенную рядом с областью контакта подвижного контакта 130 и неподвижного контакта 112, и заднюю часть, которая расположена на расстоянии от области контакта, и контакт между пластиной 142 гашения и неподвижным контактом расположен в задней части пластины 142 гашения. Область контакта между двумя контактами может быть настолько малой, насколько возможно, чтобы обеспечить ловлю дуги в задней части пластины. Главная плоскость пластины гашения и неподвижного контакта может взаимно немного сходиться, чтобы гарантировать, что область контакта мала. Таким образом, горящая дуга быстро смещается от области контакта. Как показывает Фиг. 8, это область, в которой задняя часть 142A является крайней точкой пластины 142 гашения в виде со стороны области контакта.
Видно, что неподвижный контакт 112 содержит контактную часть для контакта с подвижным контактом 130, и соединительную часть для контакта с проводником, при этом контактная часть отклонена от соединительной части. Контакт между пластиной 142 гашения и неподвижным контактом 112 расположен на контактной части рядом с областью, в которой контактная часть поворачивается в соединительную часть. Таким образом, пластины гашения могут поддерживать свое положение так, чтобы их плоская поверхность указывала по существу в направлении оси вращения вращательного привода, в силу чего пластины гашения всегда перпендикулярны подвижному контакту 130, когда он перемещается от неподвижного контакта 112. Фиг. 9 показывает наклон пластины 142A гашения с другого угла обзора. Наклон может тянуться по существу по всей ширине неподвижного контакта и пластины гашения.
Фиг. 9 также освещает установку неподвижного контакта в корпус модуля. Показанный вариант осуществления является особенно выгодным, так как корпус способен принимать неподвижные контакты различной толщины. Производство литейной формы для корпуса модуля является очень дорогим, и, следовательно, выгодно, что один модуль корпуса может использоваться для переключателей, имеющих различные номинальные токи.
Вариант осуществления достигает этого посредством наличия выступа 109 в прорези корпуса, в которую должен устанавливаться неподвижный контакт 112. Фиг. 9 показывает толстый неподвижный контакт, где неподвижный контакт содержит выемку 118 для приема выступа 109. Когда неподвижный контакт устанавливается в корпус, выступ 109 в корпусе заполняет выемку 118 в неподвижном контакте.
Если предположить, что переключатель, который должен быть оборудован, имел бы меньший номинальный ток, неподвижный контакт мог бы быть сделан тоньше. В таком случае, неподвижный контакт не содержит такой выемки 118, как показанный неподвижный контакт. Неподвижный контакт тогда лежал бы на выступе 109.
Корпус может содержать другой выступ, который заполняет выемку 117 в неподвижном контакте. Это соединение защищает неподвижный контакт от перемещения в продольном направлении неподвижного контакта, то есть влево и вправо в показанном варианте осуществления. Такая выемка 117 может обеспечиваться как в толстом, так и в тонком неподвижном контакте.
Фиг. 10 дополнительно освещает конструкцию пластин гашения и взаимодействие между пластинами гашения и подвижными контактами. На Фиг. 10, показанная пластина гашения является самой дальней пластиной гашения от неподвижного контакта, но можно предположить, что ближайшая к неподвижному контакту пластина гашения является схожей пластиной. В ином случае пластина может быть плоской, но она содержит изогнутую часть 142A, которая указывает в направлении неподвижного контакта так, чтобы пластина гашения, расположенная ближе всех к неподвижному контакту, касалась неподвижного контакта, когда она установлена на переключатель. Пластина 142 гашения может дополнительно содержать один или более выступов 142B, 142C, которые выступают в направлении подвижных контактов. Они могут быть расположены так, чтобы каждая сборка контактных ножей устанавливалась между парой выступов, в силу чего выступы расположены между сборками контактных ножей, когда подвижный контакт перемещается. Выступы и основание между ними по существу имеют форму буквы U. Выступы обеспечивают важное преимущество, состоящее в том, что дуга ловится непосредственно на расстоянии от горения с подвижным контактом. Пластина гашения, показанная на Фиг. 10, таким образом, имеет преимущество, состоящее в том, что она эффективно защищает неподвижный контакт посредством ловли дуги на выступе 142A, и она защищает подвижный контакт посредством ловли другого конца дуги на выступах 142B или 142C.
Фиг. 11 показывает вариант осуществления половины 102 корпуса модуля. Корпус содержит различные выступы и выемки для соединения с сопряженными элементами в другой половине корпуса, таким образом, обеспечивая механическую прочность модуля, когда половины корпуса собираются вместе. В случае переменного тока, когда ток часто меняет свое направление, особенно при высоких токах короткого замыкания, силы, которые трясут и пытаются разделить модули/полюса, очень сильны. Таким образом, важно иметь элементы, которые обеспечивают механическую прочность, равномерно распределенную по всей площади корпуса.
В случае Фиг. 11, это было достигнуто посредством обеспечения опорного элемента, такого как держатель 108 вверху корпуса над выемкой для привода. В показанном варианте осуществления, этот опорный элемент преимущественно используется посредством предоставления двух окон 104, 106 на обеих сторонах опорного элемента 108. Эти окна совместно связаны с работой вращательного привода. Вращательный привод содержит напечатанные, вырезанные или обозначенные иным образом на его поверхности разомкнутое и замкнутое положения переключателя. Эти указатели видны пользователю устройства из одного из окон 104, 106. Это обеспечивает большое преимущество в безопасности, так как пользователь может мгновенно убедиться, находится ли переключатель в соединенном состоянии или нет. Прямое указание положения вращения ролика является преимущественным по сравнению с обозначением положения вращения механизма вращения, так как механизм может предоставлять ложное указание, если какой-то внутренний элемент механизма переключателя сломан. В качестве примера, если вращательный механизм переключателя ломается, вращательный привод может не вращаться, даже если механизм вращения вращается. Может случиться так, что переключатель замкнут, даже если механизм вращения указывает, что переключатель должен быть разомкнут. Показанное решение избегает этого недостатка, так как реальное положение вращения вращательного привода может быть всегда проверено.
Фиг. 11 также освещает реализацию прорезей в корпусе, которые принимают неподвижные контакты. Имеется первая прорезь 103 в одном конце модуля и вторая прорезь 105 в противоположном конце по существу прямоугольного корпуса. Прорези предпочтительно расположены на одной высоте в модуле. Размеры прорезей, однако, могут немного отличаться друг от друга. Отверстие для размещения привода может располагаться по существу в середине модуля в направлении слева направо на Фиг. 11. Так как подвижному контакту и камере гашения необходимо некоторое пространство, справа имеется меньше места для неподвижного контакта. Второй неподвижный контакт может быть короче первого неподвижного пространства, и немного места также может быть сэкономлено за счет того, что прорезь 105, принимающая второй неподвижный контакт, является более короткой, чем прорезь 103, принимающая первый неподвижный контакт.
Прорезь содержит первый выступ 109, который позволяет устанавливать в прорезь неподвижные контакты двух разных толщин. Несмотря на разные толщины, неподвижные контакты могут иметь одинаковую ширину. Ширина неподвижных контактов по существу вдвое больше ширины показанной прорези 103, так как половина неподвижного контакта устанавливается в прорезь 103, а вторая половина - в другую часть корпуса модуля, которая должна быть собрана с показанным корпусом.
Видно, что, в варианте осуществления по Фиг. 11, выступ расположен параллельно продольному направлению неподвижного контакта. Выступ расположен так, чтобы тянуться из нижней стенки прорези. Предпочтительно, выступ, расположенный на краю прорези, заполняет лишь небольшую часть ширины нижней стенки. Высота выступа соответствует разнице по толщине между двумя неподвижными контактами.
В более толстом неподвижном контакте имеется выемка, соответствующая выступу 109 и принимающая его, за счет чего остальная часть неподвижного контакта устанавливается на нижнюю поверхность выемки 103. Более тонкий неподвижный контакт не имеет такой выемки, за счет чего нижняя часть более тонкого неподвижного контакта устанавливается на верхнюю поверхность выступа 109.
Как тонкий, так и толстый контакт может содержать вертикальную выемку для приема выступа 107. Вертикальный и горизонтальный выступы 107, 109 по существу формируют букву T. Они могут выступать на одинаковую длину из поверхности боковой стенки прорези.
Фиг. 12 показывает другой вид уже рассмотренных признаков. Видно, что середина прорези, принимающей привод, лежит ниже, чем прорези 103, 105 корпуса, принимающие неподвижные контакты. Это обеспечивает важное преимущество, состоящее в том, что путь тока принимает форму буквы V в положении, в котором подвижный контакт дожжен контактировать с неподвижным контактом, тем самым облегчая осуществление соединения.
Также достигается другое важное преимущество. В переключателе, имеющем высокий номинальный ток, может существовать необходимость в соединении неподвижного контакта снаружи модуля переключателя с одним или более дополнительными токопроводящими рельсами, которые могут иметь толщину, равную толщине неподвижного контакта. Отверстия, обеспеченные в неподвижном контакте, показанном на Фиг. 6 и 7, могут использоваться для этой цели. Даже в этом случае должно быть обеспечено, чтобы проводники тока лежали на предопределенном расстоянии от нижней части корпуса в угле обзора по Фиг. 12. Благодаря этому, расположение прорезей выше средней линии модуля корпуса обеспечивает важное дополнительное преимущество, состоящее в том, что имеется достаточно свободного пространства под неподвижными контактами. Это видно на Фиг. 13, где неподвижные контакты 110, 112 выходят из корпуса так, что верхний уровень неподвижного контакта находится по существу на том же уровне, как и верхний край вращательного привода 120.
Фиг. 12 показывает, как первый выступ 109 выступает из нижней поверхности 103A и боковой поверхности прорези. Термин «нижний» указывает на поверхность прорези, которая является самой низкой в положении использования переключателя, как показано на Фиг. 12. В качестве альтернативы, выступ мог бы выступать из верхней поверхности прорези вниз.
Фиг. 12 также показывает верхнюю поверхность 109A первого выступа. Нижняя поверхность более тонкого неподвижного контакта устанавливается на верхнюю поверхность выступа. Кроме того, нижняя сторона выемки более толстого неподвижного контакта устанавливается на верхнюю сторону выступа 109A.
Фиг. 13 показывает ситуацию, в которой более тонкий неподвижный контакт для меньшего номинального тока, такого как 3150 А, вставлен в модуль переключателя, имеющий основной номинальный ток в 4000 А. Видно, что нижняя поверхность 110C неподвижного контакта 110 лежит над горизонтальным выступом 109 в прорези 103.
Особенно выгодно располагать горизонтальные выступы 109 так, чтобы они находились на той стороне прорези 103, которая расположена ближе к средней линии корпуса переключателя. На Фиг. 13, эта сторона является нижней стороной прорези. Таким образом, неподвижный контакт может быть расположен настолько высоко, насколько это возможно в ситуации по Фиг. 13.
На Фиг. 13, выступ располагается лишь по краям прорези, за счет чего имеется открытое пространство под более тонким неподвижным контактом 110, 112 между показанным выступом 109 и соответствующей прорезью в модуле корпуса, который должен устанавливаться в показанный модуль. Эта прорезь имеет дополнительное преимущество, состоящее в том, что она обеспечивает дополнительное охлаждение для более тонкого неподвижного контакта.
Фиг. 13 показывает, что в обоих окнах 104, 106 имеются выемки для приема в них прозрачного оконного элемента. Оконный элемент может являться пластиковым или стеклянным оконным элементом. Предпочтительно, установка оконного элемента осуществляется так, чтобы один оконный элемент мог покрывать оба окна. Корпус может содержать желобок, который вмещает оконный элемент между окнами 104, 106 так, чтобы оконный элемент не был виден снаружи, как показано на Фиг. 17 и 18. Это решение предоставляет преимущество, состоящее в том, что оконный элемент является простым, так как необходим всего один оконный элемент. Более того, установка оконного элемента является очень прочной механически, так как оконный элемент механически поддерживается в середине окна.
Фиг. 14 и 15 освещают другой вариант осуществления для установки неподвижных контактов в корпус. Фиг. 14 показывает корпус 202, который содержит прорезь 203 для приема неподвижного контакта. В прорези сформирован первый выступ 209, который выступает из нижней части прорези. Как и в ранее показанных вариантах осуществления, таких как на Фиг. 13, выступ сформирован интегрально и нераздельно с корпусом. Предпочтительно, выступ сформирован в корпусе посредством литьевого формования под давлением, как в варианте осуществления по Фиг. 12. Вместо одиночного выступа 209, как показано на Фиг. 14, корпус может также содержать два или более выступов, таких как стойки, с промежутками между выступами.
Выступ 209 сформирован во внутренней области прорези. Внутренняя область прорези здесь указывает ссылкой на пространство в прорези, которое расположено между внутренней и внешней стенками корпуса. Подобным образом, выемка неподвижного контакта, которая принимает выступ, обеспечивается такой, чтобы выемка помещалась во внутренней области прорези, когда неподвижный контакт устанавливается в корпус.
Вариант осуществления по Фиг. 14 отличается от варианта осуществления по Фиг. 13 тем, что выступ тянется поперечно продольному направлению неподвижного контакта, когда он установлен в прорези. Выступ, таким образом, тянется вдоль ширины неподвижного контакта. Благодаря этому даже в случае более тонкого неподвижного контакта корпус остается закрытым и не остается пустого пространства под более тонким неподвижным контактом, когда он установлен в прорези.
Фиг. 14 также показывает второй выступ 207, который может обеспечиваться для фиксации неподвижного контакта в продольном направлении корпуса. Фиксирующий элемент 207 расположен поперечно/перпендикулярно первому выступу 209.
Фиг. 15 освещает два разных неподвижных контакта 210, 310. Более тонкий неподвижный контакт имеет толщину 15 мм, а более толстый неподвижный контакт 310 имеет толщину 20 мм. В показанном варианте осуществления, оба неподвижных контакта содержат вторую выемку 217, 317 для приема фиксирующего элемента 207 корпуса.
Более толстый неподвижный контакт 310 содержит дополнительную первую выемку 318 для приема первого выступа 209 корпуса.
Таким образом, оба неподвижных контакта по Фиг. 15 могут быть установлены в корпус 202 по Фиг. 14. Более тонкий неподвижный контакт 210 устанавливается на первый выступ 209 и над ним, тогда как первая выемка 318 более толстого неподвижного контакта 310 устанавливается на выступ 209. Остальная часть более толстого неподвижного контакта 310, таким образом, устанавливается на нижнюю поверхность 203A выемки 203.
Фиг. 16 показывает два разных неподвижных контакта с другого угла обзора. Видно, что неподвижный контакт 210 для меньшего номинального тока содержит выемку 217 только для фиксирующего элемента корпуса. Неподвижный контакт 310 для более высокого номинального тока содержит выемку 317 для фиксирующего элемента и выемку 318 для компенсирующего средства, то есть для первого выступа 209. Две выемки в неподвижном контакте 310 расположены на разных сторонах контакта.
Отметим, что оба неподвижных контакта имеют одинаковую ширину, которая на Фиг. 16 определена в направлении выемки 318.
В дополнительном варианте осуществления, неподвижные контакты могут устанавливаться на корпус переключателя посредством обеспечения компенсирующего средства на неподвижном контакте вместо корпуса. В этом варианте осуществления, корпус содержит прорезь, которая имеет такой размер, чтобы принимать посредством по существу плотной посадки более толстый неподвижный контакт из двух неподвижных контактов. Более тонкий неподвижный контакт может содержать один или более выступов, длина которых соответствует разнице в толщине между двумя неподвижными контактами, то есть может составлять 5 мм, например.
В дополнительном варианте осуществления, прорезь содержит выемки, а оба неподвижных контакта содержат выступы. Разница между длинами выступов соответствует разнице в толщине между неподвижными контактами.
Фиг. 17 и 18 освещают реализацию указателя статуса переключателя. На наружной поверхности корпуса обеспечивается два окна 104, 106. Привод 120 выступает из корпуса с правой стороны. Когда вращательный привод 120 поворачивается по часовой стрелке, подвижный контакт поворачивается в направлении замкнутого положения, и вращение привода переключает переключатель в разомкнутое положение. Разомкнутое положение показано на Фиг. 17, а замкнутое положение показано на Фиг. 18.
Указатели РАЗОМКНУТО/ЗАМКНУТО обеспечены на приводе. Указатель «разомкнуто» расположен на приводе ближе к первому неподвижному контакту 110, за счет чего этот указатель показан в первом окне 104. Указатель «замкнуто» расположен на ближе ко второму неподвижному контакту 112, за счет чего этот указатель показан в первом окне 106.
Специалисту в данной области техники будет очевидно, что, так как технология движется вперед, обладающая признаками изобретения концепция может быть реализована различными способами. Изобретение и его варианты осуществления не ограничены примерами, описанными выше, но могут изменяться в пределах объема формулы изобретения.
1. Компоновка контактов электрического переключателя, содержащая первый неподвижный контакт (110), второй неподвижный контакт (112) и подвижный контакт (130) для осуществления электрического соединения между первым (110) и вторым (112) неподвижными контактами, причем подвижный контакт (130) шарнирно соединен с первым неподвижным контактом (110) посредством шарнирного соединения, чтобы позволить подвижному контакту (130) поворачиваться относительно первого неподвижного контакта (110) вокруг оси (116, 135) поворота так, что в разомкнутом положении переключателя подвижный контакт (130) отсоединен от второго неподвижного контакта (112), а в замкнутом положении переключателя подвижный контакт (130) находится в контакте со вторым неподвижным контактом (112), причем подвижный контакт (130) и первый неподвижный контакт (110) расположены под первым углом относительно друг друга в разомкнутом положении переключателя и под вторым углом относительно друг друга в замкнутом положении переключателя, и второй угол больше, чем первый угол, отличающаяся тем, что второй угол меньше 180 градусов, и компоновка контактов содержит вращательный привод (120) для перемещения подвижного контакта (130) вокруг оси вращения вращательного привода, и ось поворота шарнирного соединения между первым неподвижным контактом (110) и подвижным контактом (130) расположена внутри периметра вращательного привода (120), каждый из неподвижных контактов содержит соединительную часть для соединения с внешним проводником, соединительные части (110A) обоих неподвижных контактов (110, 102) расположены в одной плоскости друг с другом, а ось вращения вращательного привода (120) расположена на расстоянии от плоскости соединительных частей неподвижных контактов (110, 112).
2. Компоновка контактов электрического переключателя по п. 1, отличающаяся тем, что второй угол меньше 170 градусов.
3. Компоновка контактов электрического переключателя по п. 1, отличающаяся тем, что подвижный контакт (130) и первый неподвижный контакт (112) в замкнутом положении переключателя формируют путь тока, по существу имеющий форму буквы V.
4. Компоновка контактов электрического переключателя по п. 1, отличающаяся тем, что подвижный контакт (130) по существу параллелен второму неподвижному контакту (112), когда переключатель находится в замкнутом положении.
5. Компоновка контактов электрического переключателя по п. 1, отличающаяся тем, что ось поворота шарнирного соединения между первым неподвижным контактом (110) и подвижным контактом (130) параллельна оси вращения вращательного привода (120).
6. Компоновка контактов электрического переключателя по п. 1, отличающаяся тем, что компоновка контактов содержит корпус (102) модуля, имеющий по существу прямоугольную форму, и первый неподвижный контакт (110) и/или второй неподвижный контакт (112) содержит соединительную часть (110A), расположенную по существу перпендикулярно стенке корпуса (102) модуля, и контактную часть (110B) для контакта с подвижным контактом (130), контактная часть (110B) расположена под углом относительно соединительной части (110A).
7. Компоновка контактов электрического переключателя по п. 6, отличающаяся тем, что соединительные части (110A) первого (110) и второго (112) неподвижных контактов выходят из корпуса (102) модуля с противоположных концов корпуса.
8. Компоновка контактов электрического переключателя по п. 1, отличающаяся тем, что первый неподвижный контакт (110) содержит один или более выступов (114A, 114B, 114C), каждый выступ содержит сквозное отверстие (116) для приема шарнирного штифта (135) для шарнирной установки подвижного контакта (130) на неподвижный контакт (110).
9. Компоновка контактов электрического переключателя по п. 1, отличающаяся тем, что подвижный контакт (130) содержит отверстие (131В, 132В, 133В) для приема шарнирного штифта (135) для шарнирной установки подвижного контакта (130) на первый неподвижный контакт (110).
10. Компоновка контактов электрического переключателя по п. 1, отличающаяся тем, что вращательный привод (120) содержит на своей поверхности первый указатель (123), указывающий разомкнутое положение переключателя, и второй указатель (125), указывающий замкнутое положение переключателя, и корпус (102) модуля содержит первое окно (104), показывающее первый указатель, и второе окно (106), показывающее второй указатель, в соответствующих положениях вращения вращательного привода (130).
11. Вращательный привод для электрического переключателя, отличающийся тем, что вращательный привод (120) содержит первую прорезь (122) для размещения неподвижного контакта (110), причем первая прорезь (122) содержит верхнюю стенку (126) и нижнюю стенку (128), которые ограничивают вращение вращательного привода (120) относительно неподвижного контакта (110), при этом вращательный привод (120) содержит вторую прорезь (127A, 127В, 127С) для размещения подвижного контакта (130), причем вторая прорезь (125A, 125В, 125С) содержит верхнюю стенку и нижнюю стенку, которые по существу предотвращают перемещение подвижного контакта (130) относительно вращательного привода (120) так, чтобы подвижный контакт (130) следовал вращению вращательного привода (120), и первая прорезь (122) и вторая прорезь (127A, 127В, 127С) расположены во вращательном приводе (120) так, что угол между подвижным контактом (130) и неподвижным контактом (110) имеется во всех положениях вращения вращательного привода (120).
12. Способ установки вращательного узла электрического переключателя, отличающийся тем, что:
устанавливают подвижный контакт (130) на неподвижный контакт (110) посредством шарнирного соединения так, что подвижный контакт (130) может поворачиваться относительно неподвижного контакта (110),
проталкивают подвижный контакт (130) в первую прорезь (122) вращательного привода (120), и
проталкивают подвижный контакт (130) дальше так, что подвижный контакт (130) выходит из второй прорези (125A, 125В, 125С) вращательного привода (120), а неподвижный контакт (110) входит во вращательный привод (120) через первую прорезь (122), при этом первая прорезь (122) и вторая прорезь (125A, 125В, 125С) располагаются так, что неподвижный контакт (110) и подвижный контакт (130) образуют угол относительно друг друга.
13. Способ вращения вращательного узла электрического переключателя, содержащий этап вращения вращательного привода (120) электрического переключателя, отличающийся тем, что вращают привод (120) между разомкнутым и замкнутым положениями переключателя, в разомкнутом положении верхняя стенка (126) прорези (122) привода находится в контакте с верхней стороной неподвижного контакта (110), а в замкнутом положении переключателя нижняя стенка (128) прорези (122) находится в контакте с нижней стороной неподвижного контакта (110), и подвижный контакт (130), расположенный во второй прорези (127A, 127В, 127С) привода (120), следует вращению вращательного привода (120), и угол между подвижным контактом (130) и неподвижным контактом (110) имеется во всех положениях вращения вращательного привода (120).
