PL199527B1 - Triggering mechanism for an automatic circuit-breaker - Google Patents

Abstract

Mechanizm samoczynnego wy laczania dla automatycznego wy lacznika jest wyposa zony w rame zawieraj ac a podstaw e (1) i pokryw e (2), pomi edzy którymi s a umieszczone elementy zespo lu roboczego zawieraj ace r ecznie prze- stawiany palec (3), po laczony z wychylnym elementem lacz acym (4) po laczonym wide lkami (5) z wyzwalaczem (6), wzgl edem którego, przenosz acy dzia lanie samoczynnego wy lacze- nia na samoczynny wy lacznik, element z laczny jest w po lo zeniu do uruchomienia. Zespó l robo- czy zawiera obwód kontrolny ukszta ltowany przez uruchamian a przeka znikiem nap edowym d zwigni e (8) po laczon a z elementem lacz acym (4) i ze sprezynami (11, 13), z których ka zda tworzy tymczasowy styk z metalowym ko lkiem (12) oraz pasek (16) po laczony z wyzwalaczem (6) i stanowi acy ruchomy styk pomi edzy ko lka- mi (14, 15) b ed acymi stykami sta lymi. PL PL PL PL The automatic switch-off mechanism for the automatic switch is equipped with a frame containing a base (1) and a cover (2), between which there are elements of the working unit containing a manually adjustable finger (3), after which connected to a pivotable connecting element (4) connected by forks (5) to a release (6), with respect to which, transferring the action of the automatic switch-off to the automatic switch, the connecting element is in the actuation position . The working unit contains a control circuit formed by a lever (8) activated by a drive relay, connected to a connecting element (4) and to springs (11, 13), each of which creates a temporary contact with a metal pin (12) and a strap (16) connected to the trigger (6) and constituting a movable contact between the pins (14, 15) which are permanent contacts. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm samoczynnego wyłączania dla automatycznego wyłącznika zwłaszcza dla układów zasilania elektrycznego.The present invention relates to an automatic cut-off mechanism for an automatic circuit breaker, in particular for electric power systems.

Układy zasilania elektrycznego zwykle zawierają samoczynne wyłączniki połączone z różnicowymi detektorami prądowymi dla wytworzenia samoczynnego wyłączenia i w następstwie rozwarcia obwodu elektrycznego w przypadku nadmiernego natężenia prądu w obwodzie.Electricity supply systems typically include circuit breakers connected to differential current detectors to create an trip and subsequent opening of the electrical circuit in the event of excessive current in the circuit.

Przy samoczynnym wyłączaniu znanego mechanizmu rozłącznika dźwignia przestawienia rozłącza się i uruchamia sprężynę nagle uderzającą czop przekaźnika napędowego, przywracając jego początkowe położenie, co zazwyczaj prowadzi do przedwczesnego uszkodzenia przekaźnika pogarszając zmienność prądu zwolnienia oraz inne warunki robocze.On automatic shutdown of the known disconnector mechanism, the reset lever disengages and actuates a spring suddenly striking the pin of the drive relay, returning it to its original position, which usually leads to premature failure of the relay, worsening the variability of the release current and other operating conditions.

Gwałtowne działanie przestawienia utrudnia również kontrolę wartości siły.Rapid switching action also makes it difficult to control the force value.

Ze względów montażowych czasem działanie samoczynnego wyłączenia nie przenosi się należycie na samoczynny wyłącznik.For installation reasons, the tripping action does not transfer properly to the circuit breaker.

Z opisu patentowego EP 331 5686 znane jest urządzenie samoczynnego wyłączania zawierające ramę z podstawą i pokrywą pomiędzy którymi są umieszczone elementy robocze z ręcznie przestawianym palcem połączonym z elementem łączącym, który jest następnie połączony z wyzwalaczem.From EP 331 5686, an automatic shut-off device is known which comprises a frame with a base and a cover between which operating elements are arranged with a manually actuated finger connected to a connecting element which is then connected to the trigger.

Taki układ elementów komplikuje montaż i zwiększa jego koszt.Such an arrangement of elements complicates the assembly and increases its cost.

Celem wynalazku jest opracowanie mechanizmu samoczynnego wyłączania dla automatycznego wyłącznika mechanizmu, który jest pewny w działaniu.The object of the invention is to provide a trip mechanism for an automatic circuit breaker of the mechanism that is reliable in operation.

Mechanizm samoczynnego wyłączania dla automatycznego wyłącznika wyposażony w ramę zawierającą podstawę i pokrywę, pomiędzy którymi są umieszczone elementy zespołu roboczego zawierające ręcznie przestawiany palec, połączony z wychylnym elementem łączącym połączonym widełkami z wyzwalaczem, względem którego, przenoszący działanie samoczynnego wyłączenia na samoczynny wyłącznik, element złączny jest w położeniu do uruchomienia, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zespół roboczy zawiera obwód kontrolny ukształtowany przez uruchamianą przekaźnikiem napędowym dźwignię połączoną z elementem łączącym i ze sprężynami, z których każda tworzy tymczasowy styk z metalowym kołkiem oraz pasek połączony z wyzwalaczem i stanowiący ruchomy styk pomiędzy kołkami będącymi stykami stałymi.Tripping mechanism for an automatic circuit breaker provided with a frame comprising a base and a cover, between which the elements of the operating unit are placed, including a manually operated finger, connected to a pivoting connecting element connected by a fork to the trip unit, with respect to which, transmitting the tripping action to the tripping device, the connecting element is in the actuated position according to the invention, characterized in that the operating unit comprises a control circuit formed by a drive-relay actuated lever connected to a connecting member and to springs each making temporary contact with a metal pin, and a strap connected to the trigger and constituting a movable contact between pins which are permanent contacts.

Korzystnie, pierwsza sprężyna połączona z zadziałaniem wyzwalacza i druga sprężyna w połączeniu z zadziałaniem elementu sterowania uruchamianego przez użytkownika stanowi zdalne samoczynne wyłączenie urządzenia.Preferably, the first spring associated with the actuation of the trigger and the second spring in conjunction with the actuation of the user-actuated control constitute a remote trip of the device.

Mechanizm rozłącznika zawiera ramę złożoną z podstawy i pokrywy. Pomiędzy podstawą i pokrywą są umieszczone elementy tworzące zespół roboczy, z ręcznie przestawianym palcem stykowym do łączenia i rozłączenia. Palec współpracuje z wychylnym elementem złącznym połączonym z wyzwalaczem, który z kolei oddziałuje na element złączny przekazujący działanie samoczynnego wyłączenia do połączonego z nim samoczynnego wyłącznika. Natomiast element złączny połączony z wyzwalaczem jest wyposażony w dźwignię włączającą współpracującą z przekaźnikiem napędowym.The disconnector mechanism comprises a frame composed of a base and a cover. Between the base and the cover there are elements that form an operating unit, with a manually adjustable contact finger for connecting and disconnecting. The finger engages with a pivoting link connected to the trigger which in turn acts on the joint which transmits the tripping action to the associated circuit breaker. On the other hand, the fastener connected to the trip unit is equipped with an engagement lever cooperating with the drive relay.

Zalety urządzenia według wynalazku są następujące. Tłumione działanie przestawne poprawia trwałość, ponieważ eliminuje nagłe ruchy będące podstawowym czynnikiem zużycia i wadliwego działania przekaźnika. Siła przestawienia wykazuje małą zmienność, dzięki czemu uzyskuje się wąski zakres wartości prądu wyzwalającego, zmniejszając możliwość uszkodzenia urządzenia zabezpieczanego. Zwiększona jest siła powodująca zadziałanie samoczynnego wyłącznika, przez co unika się usterek, zwłaszcza spowodowanych wyłączeniem detektora prądu szczątkowego, lecz przy braku wyłączenia połączonego z nim wyłącznika samoczynnego. Łatwy jest montaż części składowych ze względu na dostęp od góry mechanizmu. Możliwe jest wprowadzenie wskazań stanu urządzenia dla każdego położenia, za pomocą obwodów w połączeniu z pomocniczymi zestykami. Możliwe jest zdalne sprawdzenie samoczynnego wyłączenia, dla kontroli poprawności stanu roboczego urządzenia.The advantages of the device according to the invention are as follows. Damped staggering improves durability by eliminating sudden movements that are a prime factor in relay wear and malfunction. The switching force shows little variability, thanks to which a narrow range of the trip current values is obtained, reducing the possibility of damaging the protected device. The tripping force of the circuit breaker is increased, thus avoiding faults, especially caused by the residual current detector shutting down, but without tripping the circuit breaker connected thereto. The assembly of the components is easy due to the accessibility from the top of the mechanism. It is possible to enter device status indications for each position by means of circuits in conjunction with auxiliary contacts. It is possible to remotely check the automatic shutdown in order to check the correctness of the working condition of the device.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie według wynalazku z usuniętą pokrywą, w widoku w położeniu montażowym, fig. 2 - elementy uruchamiające mechanizmu wyzwalającego w skorelowanym położeniu ponad podstawą ramy, w widoku eksplodującym, fig. 3 - zespół według fig. 2, w powiększeniu, fig. 4 - mechanizm z ukł adem dodatkowych styków i obwodem kontrolnym, w rzucie z góry.The subject matter of the invention is shown in the embodiment in the drawing, in which fig. 1 shows the device according to the invention with the cover removed, in the assembled position, fig. 2 - actuators of the firing mechanism in a correlated position above the base of the frame, in an exploded view, fig. 3 - the assembly according to fig. 2, enlarged, fig. 4 - the mechanism with a system of additional contacts and a control circuit, in a plan view.

Wynalazek dotyczy mechanizmu rozłączającego dla różnych urządzeń do detekcji prądu, przydatnego do zastosowania w samoczynnych wyłącznikach na przykład wyłącznikach automatycznychThe invention relates to a disconnecting mechanism for various current sensing devices suitable for use in circuit breakers such as circuit breakers.

PL 199 527 B1 w układach zasilania elektrycznego, który służy do wytworzenia przerwy dopływu zasilania elektrycznego w przypadku wystąpienia anomalii prądu w układzie.In electrical power systems, which is used to interrupt the supply of electrical power in the event of a current anomaly in the system.

Mechanizm zawiera ramę utworzoną przez podstawę 1, na której zamontowano części składowe zespołu roboczego tego mechanizmu, uzupełnioną przez pokrywę 2 umożliwiającą umieszczenie części i równocześnie służącą jako podparcie dla przekaźnika napędowego.The mechanism comprises a frame formed by a base 1 on which the components of the working unit of the mechanism are mounted, supplemented by a cover 2 allowing the parts to be placed and at the same time serving as a support for the drive relay.

Zespół roboczy zawiera ręcznie przestawiany obrotowy palec stykowy 3, z którym współpracuje wychylny element łączący 4.The operating unit comprises a manually adjustable rotatable contact finger 3 with which a pivotable connecting piece 4 cooperates.

Element łączący 4 jest połączony widełkami 5 z wyzwalaczem 6 związanym z elementem złącznym 7 przechodzącym przez podstawę 1 i stanowiący element przenoszący działanie samoczynnego wyłączenia na samoczynny wyłącznik.The connecting element 4 is connected by a fork 5 to a trigger 6 associated with the connecting element 7 extending through the base 1 and being the element transmitting the tripping action to the circuit breaker.

We wciśniętym położeniu względem elementu łączącego 4 dodatkowo występuje dźwignia 8, która łączy się z przekaźnikiem napędowym (nie pokazano) umieszczonym na pokrywie 2 ramy.In the depressed position with respect to the connecting element 4, there is additionally a lever 8 which communicates with a drive relay (not shown) provided on the cover 2 of the frame.

Wyzwalacz 6 jest zaopatrzony w sprężynę 9 określającą siłę oddziaływania elementu zamontowanego obrotowo, natomiast na dźwignię 8 oddziałuje druga sprężyna 10 siłą potrzebną do pokonania ruchu przekaźnika napędowego, dla powrotu do zamkniętego położenia po zadziałaniu.The trigger 6 is provided with a spring 9 defining the force of action of the pivotally mounted element, while the lever 8 is influenced by a second spring 10 by a force necessary to overcome the movement of the drive relay to return to the closed position after actuation.

Jest to przypadek, gdy palec stykowy 3 obraca się z położenia rozłączenia do położenia połączenia, a element łączący 4 wychyla się i przekazuje ruch na wyzwalacz 6 w taki sposób, aby po dojściu do punktu równowagi dynamicznej gdy palec stykowy 3 znajdzie się w skrajnym obróceniu, nastąpił wzrost równowagi dynamicznej, w wyniku czego równowaga dynamiczna będzie utrzymywana aż do momentu pojawienia się innych czynników.This is the case where the contact finger 3 rotates from the disconnected position to the connected position and the connecting element 4 tilts and transmits the movement to the trigger 6 such that, upon reaching the point of dynamic equilibrium, when the contact finger 3 is turned to extreme rotation, there has been an increase in the dynamic equilibrium, as a result of which the dynamic equilibrium will be maintained until the emergence of other factors.

Przy ustawieniu mechanizmu w położeniu połączenia, jeśli zadziała przekaźnik napędowy w przypadku wystąpienia nadmiarowego prądu w układzie, czop przekaźnika uderza w dźwignię 8, która przestawia się do zadziałania na element łączący 4. Powoduje to wychylenie elementu 4 w taki sposób, aby po dojściu do danego wzajemnego przemieszczenia kątowego nastąpiła utrata równowagi, po czym siły sprężyn mechanizmu przestawiają na powrót części do położenia rozłączenia.When the mechanism is set in the connected position, if the drive relay is activated in the event of an excess current in the system, the relay pin hits the lever 8, which shifts to operate the connecting element 4. This causes the element 4 to deflect in such a way that when it reaches a given mutual angular displacement, there is a loss of balance, after which the spring forces of the mechanism reset the parts to the disengaged position.

Tak więc po zwolnieniu wyzwalacza 6 sprężyna 9 spowoduje gwałtowny ruch wyzwalacza 6 zabierającego z sobą element złączny 7, uruchamiając samoczynny wyłącznik, z którym go zastosowano. W ten sposób ruch rozłączenia przenosi się na mechanizm samoczynnego wyłącznika co daje zadziałanie wyzwalające, przerywając przejście prądu w obwodzie. Palec stykowy 3 posiada sprężynę powrotną, dzięki której automatycznie powraca do zasadniczego położenia po wytworzeniu zadziałania wyzwalającego.Thus, when the release 6 is released, the spring 9 will cause the release 6 taking the fastener 7 with it to move abruptly, activating the circuit breaker with which it is applied. In this way, the disconnection movement is transferred to the circuit breaker mechanism, which gives a trip action, breaking the passage of the current in the circuit. The contact finger 3 has a return spring which automatically returns to its original position after the triggering action has been produced.

W zespole roboczym może występować obwód kontrolny, dla sprawdzenia zdolności rozpoznawczej systemu detekcji prądu szczątkowego wytwarzanego przez użytkownika.A control circuit may be present in the operating unit to test the discerning capability of the residual current sensing system generated by the user.

Podobnie, zespół roboczy może z kolei zawierać obwód kontrolny posiadający sprężyny stykowe, które umożliwiają zdalne wyzwalanie dla sprawdzenia poprawności stanu działania tego urządzenia.Likewise, the operating unit may in turn include a control circuit having contact springs that allow remote triggering to verify the correct operating state of the device.

Według fig. 1 i 4 obwód kontrolny stanowi sprężyna 11, która tworzy ruchomy zestyk z metalowym kołkiem 12 jako nieruchomym zestykiem, zwalniana przez wyzwalacz 6 sprężyna 11 opiera się na kołku 12 lub odsuwa się od kołka 12.According to Figs. 1 and 4, the control circuit is a spring 11 which forms a movable contact with a metal pin 12 as a fixed contact, the spring 11 released by the trigger 6 rests on the pin 12 or moves away from the pin 12.

W obwodzie występuje dodatkowa sprężyna 13, która podobnie tworzy ruchomy zestyk z metalowym kołkiem 12 i jest wyzwalana przyciskiem obsługiwanym przez użytkownika, w celu rozdzielenia lub połączenia z kołkiem 12. Normalnie sprężyna 13 jest odsunięta od metalowego kołka 12, tworząc z nim kontakt dopiero po wciś nię ciu przycisku kontrolnego.There is an additional spring 13 in the circuit, which likewise makes a movable contact with the metal pin 12 and is actuated by a user-operated button to separate or connect to the pin 12. Normally, spring 13 is moved away from the metal pin 12, making contact with it only when pressed in. button is pressed.

W połączonym urządzeniu sprężyna 11 styka się z metalowym kołkiem 12. Wciśnięcie przycisku przesuwa sprężynę do zetknięcia z kołkiem 12, co zamyka obwód dla przepływu prądu powodującego wyzwolenie urządzenia, jeśli występuje we właściwym stanie operacyjnym.In the coupled device, spring 11 contacts metal pin 12. Depressing a button moves the spring into contact with pin 12, which completes a circuit for current to trip the device if it is in the proper operating condition.

W rozłączonym urzą dzeniu wyzwalacz 6 utrzymuje sprężynę 11 odsunię t ą od metalowego koł ka 12, i jeśli będzie wciśnięty przycisk kontrolny obwód pozostanie otwarty i nie nastąpi przepływ prądu, dzięki czemu uniknięto zbyt długich przepięć w rozłączonym stanie, prowadzących do przegrzewania i uszkodzeń rezystora kontrolnego.In the disconnected device, the trigger 6 keeps the spring 11 away from the metal pin 12, and if the test button is pressed, the circuit will remain open and no current will flow, thus avoiding too long overvoltage in the disconnected state, leading to overheating and damage to the control resistor. .

W zespole roboczym ponadto występuje układ dodatkowych styków utworzonych przez zestyk poruszający się pomiędzy dwoma nieruchomymi zestykami pod wpływem zadziałania wyzwalacza uruchamiającego elementu łączącego przenoszącego działanie samoczynnego wyłączenia na samoczynny wyłącznik, do którego jest zastosowany, umożliwiając przełączenie pomiędzy dwoma różnymi obwodami, na przykład dla wskazań w aktywnym położeniu lub w położeniu wyzwolenia dla samego urządzenia, lub dowolnego innego pomocniczego elementu.The operating unit furthermore has an arrangement of additional contacts formed by a contact moving between two fixed contacts under the influence of the actuation of the actuating release of the connecting element transmitting the tripping action to the circuit breaker to which it is applied, allowing switching between two different circuits, for example for indications in active the position or position of the tripped device for the device itself or any other auxiliary element.

PL 199 527 B1PL 199 527 B1

W zespole roboczym moż e również wystę pować ukł ad dodatkowych styków, gdzie metalowe kołki 14 i 15 pracują jako zestyki stałe a uruchamiany przez wyzwalacz 6 metalowy pasek 16, pracuje jako zestyk ruchomy pomiędzy kołkami 14 i 15, tworząc stabilne położenia względem każdego z nich, z których jedno odpowiada połączeniu a drugie rozłączeniu.The operating unit may also have a system of additional contacts, where the metal pins 14 and 15 act as fixed contacts and the metal strip 16 actuated by the trigger 6 acts as a movable contact between the pins 14 and 15, creating stable positions with respect to each of them. one of which corresponds to the connection and the other to the disconnection.

Kołki 14 i 15 i pasek 16 połączono z zaciskami biegunów na ramie urządzenia, umożliwiając przełączanie pomiędzy dwoma różnymi obwodami, które mogą przykładowo służyć do zasilania odnośnych urządzeń wskazujących położenie połączenia i rozłączenia urządzenia.Pins 14 and 15 and strap 16 are connected to the pole clamps on the frame of the device, allowing switching between two different circuits, which can for example be used to power the relevant devices for indicating the connection and disconnection position of the device.

Gdy urządzenie znajduje się w położeniu normalnego działania pasek 16 dociska do metalowego kołka 14 w położeniu połączenia; po przejściu do położenia rozłączenia, pasek 16 napędzany przez wyzwalacz 6, zaczyna dociskać drugi metalowy kołek tworząc przełączenie pomiędzy obwodami.When the device is in the normal operating position, the strap 16 presses against the metal pin 14 in the connected position; upon moving to the disconnected position, the belt 16, driven by the trigger 6, begins to press against the second metal pin to effect switching between circuits.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Mechanizm samoczynnego wyłączania dla automatycznego wyłącznika wyposażony w ramę zawierającą podstawę i pokrywę, pomiędzy którymi są umieszczone elementy zespołu roboczego zawierające ręcznie przestawiany palec, połączony z wychylnym elementem łączącym połączonym widełkami z wyzwalaczem, względem którego, przenoszący działanie samoczynnego wyłączenia na samoczynny wyłącznik, element złączny jest w położeniu do uruchomienia, znamienny tym, że zespół roboczy zawiera obwód kontrolny ukształtowany przez uruchamianą przekaźnikiem napędowym dźwignię (8) połączoną z elementem łączącym (4) i ze sprężynami (11, 13), z których każda tworzy tymczasowy styk z metalowym kołkiem (12) oraz pasek (16) połączony z wyzwalaczem (6) i stanowiący ruchomy styk pomiędzy kolkami (14, 15) będącymi stykami stałymi.1. Automatic shut-off mechanism for the circuit breaker equipped with a frame containing a base and a cover, between which the elements of the operating unit are placed, including a manually operated finger, connected to a pivoting connecting element connected by a fork to the trip unit, with respect to which, transferring the tripping action to the circuit breaker, the element the coupling is in the actuating position, characterized in that the operating unit comprises a control circuit formed by a drive relay actuated lever (8) connected to the connecting element (4) and to the springs (11, 13), each of which makes temporary contact with a metal pin (12) and a strip (16) connected to the trigger (6) and forming a movable contact between the fixed contacts (14, 15) pins. 2. Mechanizm według zastrz. 1, znamienny tym, pierwsza sprężyna (11) połączona z zadziałaniem wyzwalacza (6) i druga sprężyna (13) w połączeniu z zadziałaniem elementu sterowania uruchamianego przez użytkownika stanowi zdalne samoczynne wyłączenie urządzenia.2. Mechanism according to claim The method of claim 1, characterized in that the first spring (11) connected to the actuation of the trigger (6) and the second spring (13) in conjunction with the actuation of the user-actuated control constitute a remote trip of the device.