RU2598897C2

RU2598897C2 - Устройство для индикации состояния переключающего устройства

Info

Publication number: RU2598897C2
Application number: RU2015103223/07A
Authority: RU
Inventors: Даниель ЙОХАНССОН
Original assignee: Абб Текнолоджи Лтд
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2013-05-03
Publication date: 2016-10-10
Also published as: RU2015103223A; WO2014005746A1; MX2014015155A; AU2013286233B2; BR112014033020A2; JP2015528982A; BR112014033020B1; CN104380413B; EP2682971A1; US20150194276A1; US9218923B2; MX342369B; JP5819029B2; BR112014033020B8; AU2013286233A1; CN104380413A; EP2682971B1

Abstract

Изобретение относится к устройству для индикации состояния электрического переключающего устройства, включающего в себя подвижный контакт (102), выполненный подвижным между первым и вторым положениями. Устройство содержит по меньшей мере один выступающий контактный элемент (4A, 4B), расположенный на подвижном контакте, по меньшей мере один контактный штырь (2A, 2B), расположенный в непосредственной близости от подвижного контакта так, что указанный контактный элемент прилегает к контактному штырю, когда подвижный контакт находится в первом положении, и указанный контактный элемент находится на расстоянии от контактного штыря, когда подвижный контакт находится во втором положении, посредством чего контактный элемент и контактный штырь образуют электрический переключатель (10A, 10B), и компоновку (8) детектора, выполненную с возможностью обнаружения, когда указанный электрический переключатель замкнут, и тем самым с возможностью обнаружения, когда подвижный контакт находится в первом положении. Технический результат - создание простого, прочного и надежного устройства индикации. 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству для индикации состояния электрического переключающего устройства, включающего в себя подвижный контакт, подвижный между первым и вторым положениями.

Известный уровень техники

Переключающее устройство может быть замыкателем для быстрого замыкания электрической цепи, в частности, среднего или высокого уровня напряжения. Такое переключающее устройство обычно имеет два контакта, подвижных относительно друг друга. Обычно перемещение является линейным. Относительное перемещение может быть достигнуто либо тем, что один из контактов является подвижным и другой неподвижным, либо тем, что оба контакта являются подвижными.

Использование переключающего устройства, включающего в себя подвижный контакт, в технических применениях для размыкания и замыкания электрической цепи является обычным и широко распространенным во многих областях. Связанной с этим является также необходимость определения того, находится ли конкретное переключающее устройство в разомкнутом или замкнутом состоянии, например, определение того, является ли устройство безопасным для прикосновения во время обслуживания, или того, что операция замыкания или размыкания была полностью выполнена. В уровне техники известны несколько различных детекторов и индикаторов.

Многие детекторы и индикаторы положения, однако, страдают от недостатков, что делает их непригодными в некоторых применениях. Например, в области переключателей с быстрым замыканием для применений с высоким напряжением решающее значение для индикатора имеет надежная работа при высокой скорости и высоком ускорении. Многие типы индикаторов склонны к разрушению при использовании в применениях, которые требуют более высокой скорости и высокого ускорения. Относительная скорость контакта переключателя с быстрым замыканием обычно находится в диапазоне от 10 м/с или более. Однако имеющиеся в продаже микропереключатели могут выдерживать только около 1 м/с.

Использование детектора, который выполнен с возможностью использования при высокой скорости, такого как оптический индикатор, например, также связано с недостатками в некоторых применениях из-за наличия частиц или грязи на переключающем устройстве, что может блокировать оптический сигнал, используемый индикатором, и тем самым препятствовать надежной работе.

Сегодня решение заключается в выполнении дополнительного маневра переключателя с быстрым замыканием, просто чтобы убедиться, что он находится в разомкнутом положении до того, как система будет принята на обслуживание снова.

В связи с этим имеется явная необходимость в более надежном и эффективном детекторе или индикаторе, который может функционировать в применениях с высокой скоростью без риска разрушения или предоставления недостоверных результатов.

Задача и сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является исключение или по меньшей мере минимизация проблем, описанных выше. Это достигается с помощью устройства для индикации состояния переключающего устройства согласно пункту 1 прилагаемой формулы изобретения.

Устройство содержит по меньшей мере один выступающий контактный элемент, расположенный на подвижном контакте, контактный штырь, расположенный в непосредственной близости от подвижного контакта так, что контактный элемент находится в контакте с контактным штырем, когда подвижный контакт находится в первом положении, и контактный элемент находится на расстоянии от контактного штыря, когда подвижный контакт находится во втором положении, посредством чего контактный элемент и контактный штырь образуют электрический переключатель, и компоновку детектора, выполненную с возможностью обнаружения, когда электрический переключатель замкнут, и тем самым с возможностью обнаружения, когда подвижный контакт находится в первом положении. Соответственно, переключающее устройство находится в разомкнутом состоянии, когда подвижный контакт находится в первом положении, и в замкнутом состоянии, когда подвижный контакт находится во втором положении.

Контактный штырь может быть изготовлен очень прочным и может выдерживать силы и деформации за счет быстрого замыкания переключающего устройства. Благодаря изобретению достигается простое, прочное и надежное устройство индикации. Таким образом, состояние переключающего устройства с быстрым замыканием может быть определено, чтобы убедиться в том, разомкнут ли переключатель или замкнут и что операция полностью выполнена.

Таким образом, имея способность определять с уверенностью, если переключатель находится в разомкнутом положении, может быть сделано безопасным обращение с оборудованием, например, в целях обслуживания. Благодаря простой и прочной конструкции устройство индикации является надежным с длительным сроком службы и почти не требует обслуживания.

Устройство содержит механическую часть и электрическую часть. Механическая часть представляет собой контактный элемент и контактный штырь, и электрическая часть представляет собой компоновку обнаружения. Эти две части могут предпочтительно быть размещены на расстоянии друг от друга и соединены друг с другом одним или двумя изолированными соединителями, например кабелями. Таким образом, более измерительная компоновка обнаружения или по меньшей мере основная ее часть может быть размещена на безопасном расстоянии от переключающего устройства, в то время как прочная механическая часть размещена внутри переключающего устройства. Дополнительно, благодаря механической сущности изобретения и возможности установки механической части внутри переключающего устройства наличие частиц грязи не наносит вред работе изобретения.

Согласно варианту выполнения изобретения устройство содержит источник питания и первый резистор, выполненный с возможностью образования замкнутой электрической цепи вместе с электрическим переключателем, образованным контактным элементом и контактным штырем. Предпочтительно, первый резистор расположен последовательно с первым переключателем для исключения короткого замыкания, когда переключатель замкнут.

Например, электрическая цепь электрически соединена с подвижным контактом через опорную конструкцию. Например, если подвижный контакт соединен с землей, тот же потенциал заземления может быть использован в электрической цепи. Используя тот же электрический потенциал, что и подвижный контакт, например местное заземление, устройство индикации требует только одного изолированного соединителя для соединения с компоновкой обнаружения. Компоненты, включенные в цепь, обычно являются стандартными компонентами, что делает изготовление и адаптацию устройства индикации простыми и экономичными. Имея способность использовать любое напряжение, доступное на конкретном участке, в соответствии с изобретением необходимость в трансформаторах или адаптерах также исключена, что делает изобретение еще более экономичным и удобным.

Согласно варианту выполнения изобретения компоновка детектора содержит измерительный блок, выполненный с возможностью измерения напряжения или тока в цепи, и компоновка детектора выполнена с возможностью обнаружения, когда подвижный контакт находится в первом положении, на основе уровня измеряемого напряжения или тока. Уровень напряжения/тока может быть измерен различным известным оборудованием. Это простой способ обнаружения состояния переключающего блока.

Согласно варианту выполнения изобретения устройство содержит один или два выступающих контактных элемента, расположенных на подвижном контакте, второй контактный штырь, расположенный в непосредственной близости от подвижного контакта так, что один из одного или двух контактных элементов находится в контакте со вторым контактным штырем, когда подвижный контакт находится во втором положении, и один из одного или двух контактных элементов находится на расстоянии от второго контактного штыря, когда подвижный контакт находится в первом положении, посредством чего подвижный контакт и второй контактный штырь образуют второй электрический переключатель, и причем компоновка детектора выполнена с возможностью обнаружения, когда второй переключатель замкнут, и тем самым с возможностью обнаружения, когда подвижный контакт находится во втором положении. Этот вариант выполнения также делает возможным обнаружение, когда переключающее устройство находится во втором состоянии.

Хотя возможно использовать один и тот же контактный элемент для обнаружения и разомкнутого и замкнутого состояний, это не всегда удобно из-за недостатка пространства внутри переключающего устройства.

Согласно варианту выполнения изобретения устройство содержит первый и второй контактные элементы, расположенные на подвижном контакте на расстоянии друг от друга, и причем первый упомянутый контактный штырь расположен так, что первый контактный элемент находится в контакте с первым контактным штырем, когда подвижный контакт находится в первом положении, и первый контактный элемент находится на расстоянии от первого контактного штыря, когда подвижный контакт находится во втором положении, и причем второй контактный штырь расположен так, что второй контактный элемент находится в контакте со вторым контактным штырем, когда подвижный контакт находится во втором положении, и второй контактный элемент находится на расстоянии от второго контактного штыря, когда подвижный контакт находится в первом положении. Этот вариант выполнения делает возможным уменьшение расстояния между контактными штырями и соответственно уменьшение высоты пространства, необходимого для контактных штырей.

Согласно варианту выполнения изобретения второй электрический переключатель является частью замкнутой электрической цепи.

Согласно варианту выполнения изобретения компоновка обнаружения выполнена с возможностью обнаружения того, находится ли подвижный контакт в первом или втором положении, на основе уровня измеряемого напряжения/тока.

Согласно варианту выполнения изобретения второй переключатель расположен параллельно с первым упомянутым переключателем и с источником питания, и электрическая цепь содержит второй резистор, расположенный последовательно со вторым переключателем, образованным вторым контактным штырем и контактным элементом, чтобы достигать дифференцируемого уровня напряжения и тока по сравнению с первым переключателем и, таким образом, делать возможным обнаружение различных положений.

Согласно варианту выполнения изобретения компоновка детектора выполнена с возможностью обнаружения, когда и первый упомянутый переключатель, и второй переключатель разомкнуты, и тем самым с возможностью обнаружения, когда подвижный контакт находится в положении между первым и вторым положением, и что возникла возможная неисправность. Этот вариант выполнения делает возможным обнаружение, когда подвижный контакт застрял в положении между разомкнутым и замкнутым положением.

Согласно варианту выполнения изобретения контактный штырь подпружинен для улучшения контакта между контактным штырем и контактным элементом на подвижном контакте.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:

фиг. 1 показывает общий вид в поперечном сечении части устройства для индикации состояния переключающего устройства согласно варианту выполнения изобретения с переключающим устройством в первом состоянии;

фиг. 2 показывает общий вид в поперечном сечении устройства согласно фиг. 1 с переключающим устройством во втором состоянии;

фиг. 3 показывает вид в поперечном сечении устройства на фиг. 1 и 2 в увеличенном масштабе;

фиг. 4 показывает принципиальную схему устройства согласно фиг. 1-3;

фиг. 5 показывает принципиальную схему устройства согласно другому варианту выполнения изобретения;

фиг. 6 показывает другой пример устройства согласно изобретению.

Подробное описание изобретения

Фиг. 1 и 2 показывают пример индикатора 1 положения, установленного в соединении с переключающим устройством 100. Индикатор 1 положения является частью устройства для индикации состояния переключающего устройства. Иллюстрация упрощена для ясности для того, чтобы сосредоточиться на аспектах, которые важны для понимания изобретения. Таким образом, детали, такие как привод для управления работой переключателя, корпус, в котором переключатель установлен, и другие общие компоненты, опущены. Детали могут быть любого традиционного вида и не должны быть описаны здесь.

Переключающее устройство 100 имеет неподвижный контакт 101 и подвижный контакт 102 в виде стержня или трубки, установленной в корпусе 103. Для замыкания переключателя подвижный контакт 102 приводится в действие для выполнения движения по направлению к неподвижному контакту 101 для соединения неподвижного контакта 101 и подвижного контакта 102. Для обнаружения того, находится ли переключающее устройство в первом состоянии, соответствующем разомкнутому положению, когда подвижный контакт 102 не контактирует с неподвижным контактом 101, как показано на фиг. 1, или во втором состоянии, соответствующем замкнутому положению, когда подвижный и неподвижный контакты 102, 101 находятся в контакте друг с другом, как показано на фиг. 2, используется устройство индикации согласно изобретению. Переключающее устройство включает в себя опорную конструкцию 12 для поддержания подвижного контакта 102. Опорная конструкция электрически соединена с подвижным контактом 102, который обычно имеет потенциал местного заземления. Опорная конструкция включает в себя корпус 103, который окружает подвижный контакт 102 и поддерживает подвижный контакт, нижний фланец, установленный на проводящих шинах 15, которые продолжаются к внешнему блоку 14 управления для управления перемещениями подвижного контакта. Таким образом, блок 14 управления и подвижный контакт 102 имеют одинаковый потенциал заземления.

Индикатор 1 положения содержит по меньшей мере один контактный штырь, но предпочтительно по меньшей мере два контактных штыря 2A, 2B, которые установлены смежно подвижному контакту 102, который также составляет подвижный контакт для устройства индикации. На подвижном контакте 102 установлен по меньшей мере один выступающий контактный элемент, но предпочтительно по меньшей мере два контактных элемента 4A, 4B, так что первый контактный элемент 4A прилегает к первому контактному штырю 2A, когда подвижный контакт 102 находится в разомкнутом состоянии, и второй контактный элемент 4B прилегает ко второму контактному штырю 2B, когда подвижный контакт 102 находится в замкнутом состоянии. Выступающие контактные элементы 4A, 4B расположены на подвижном контакте и изготовлены из проводящего материала, предпочтительно из такого же материала, что и подвижный контакт. Контактные элементы расположены в электрическом контакте с подвижным контактом. Контактные элементы также могут быть частью подвижного контакта. Таким образом, первый контактный штырь 2A и подвижный контакт 102 образуют первый электрический переключатель 10A, и второй контактный штырь 2B и подвижный контакт 102 образуют второй электрический переключатель 10B.

Контактные элементы 4A, 4B предпочтительно имеют клиновидную форму, чтобы предоставлять безопасную и надежную работу контактных штырей 2A, 2B и тем самым позволять им перемещаться относительно клемм 6A, 6B, не подвергаясь чрезмерному износу.

Каждый из первого и второго контактных штырей 2A, 2B установлен в клемме 6A, 6B, выполненной из проводящего материала, так, что они могут выполнять линейное перемещение по направлению к подвижному контакту 102 и все время находятся в контакте с клеммой 6A, 6B. Каждая из клемм 6A, 6B установлена в изолирующей втулке 6C, 6D, выполненной из изолирующего материала. Более того, первый и второй контактные штыри 2A, 2B предварительно нагружены традиционными механическими пружинами 5A, 5B соответственно, которые приводят контактные штыри 2A, 2B по направлению к подвижному контакту 102.

Каждая из первой и второй клемм 6A, 6B также содержит первую и вторую соединительную клемму 7A, 7B, которая может быть соединена с дополнительными компонентами устройства 1 индикации. Материал, используемый для контактных штырей и клемм, является проводящим металлическим материалом, например алюминием, медью или сталью. Таким образом, конструкция первого и второго контактных штырей 2A, 2B в клемме 6A, 6B, которая в свою очередь соединена с соединительными клеммами 7A, 7B, позволяет контактным штырям 2A, 2B находиться в электрическом контакте с соединительными клеммами 7A, 7B. Подвижный контакт 102 соединен с известным электрическим потенциалом, предпочтительно с землей или местным заземлением (не показано). Как показано на фиг. 2, клеммы 7A, 7B соединены друг с другом резистором R1. Клемма 7A, например, соединена с блоком 14 управления переключающего устройства через кабель 3. Блок 14 управления включает в себя компоновку 8 детектора, выполненную с возможностью обнаружения, когда первый или второй переключатели замкнуты, и тем самым с возможностью обнаружения, когда подвижный контакт находится в разомкнутом или замкнутом положении. В альтернативном варианте выполнения блок управления также выполнен с возможностью обнаружения, когда и первый, и второй переключатели разомкнуты, и тем самым с возможностью обнаружения, когда подвижный контакт находится в положении между первым и вторым положениями. Этот вариант выполнения делает возможным обнаружение того, что возникла неисправность, например, что подвижный контакт попал в положение между первым и вторым положениями. Блок управления включает в себя логические схемы для оценки состояния переключающего устройства на основе выходного сигнала от блока 8C обнаружения на фиг. 4. В альтернативном варианте выполнения компоновка 8 детектора может быть расположена снаружи блока 14 управления.

На фиг. 3 вид в поперечном сечении в увеличенном масштабе механической части индикатора 1 положения показан, когда переключающее устройство 100 находится во втором состоянии, т.е. в замкнутом положении, как показано на фиг. 2. В этом положении второй контактный элемент 4B прилегает ко второму контактному штырю 2B так, что он толкает предварительно нагруженную пружину 5B в клемму 6B. Таким образом, второй контактный элемент 4B электрически соединен со второй соединительной клеммой 7B так, что ток может течь от одного к другому.

Как может быть видно на фиг. 2, первый контактный штырь 2A не контактирует с подвижным контактом 102 или любым из первого и второго контактных элементов 4A, 4B, и, таким образом, никакое электрическое соединение от первой соединительной клеммы 7A к подвижному контакту 102 не выполняется. Таким образом, в замкнутом состоянии второй переключатель 10B замкнут и первый переключатель 10A разомкнут.

Если подвижный контакт 102 и переключающее устройство 100 были бы в разомкнутом положении, условия были бы изменены так, что было бы электрическое соединение между первой соединительной клеммой 7A и подвижным контактом 102, но не между второй соединительной клеммой 7B и подвижным контактом 102. Таким образом, в разомкнутом состоянии первый переключатель 10A замкнут и второй переключатель 10B разомкнут.

Таким образом, в каждом из первого и второго состояний переключающего устройства 100 ток может течь от одной из соединительных клемм 7A, 7B к подвижному контакту 102, но не от другой.

Фиг. 4 показывает принципиальную схему устройства индикации согласно первому варианту выполнения изобретения. Устройство индикации включает в себя индикатор 1 положения и компоновку 8 обнаружения для обнаружения состояний переключателей 10A, 10B и тем самым состояния переключающего устройства 100, как будет описано более подробно дополнительно ниже. Компоновка 8 обнаружения содержит источник 8A питания и резистор R2, соединенный с источником 8A питания, и измерительный блок 8C, например вольтметр, который выполнен с возможностью измерения напряжения между резистором R2 и известным электрическим потенциалом, например, местным заземлением. В этом случае блок управления выполнен с возможностью обнаружения того, находится ли подвижный контакт 102 в первом или втором положении, на основе уровня измеряемого напряжения. Две клеммы 8D, 8E детектора обеспечены для выходного и входного сигналов для компоновки 8 обнаружения. Компоновка 8 детектора может быть частью блока 14 управления переключающего устройства.

Альтернативно, измерительный блок 8C может быть выполнен с возможностью измерения напряжения на резисторе R2. В альтернативном варианте выполнения измерительный блок 8C представляет собой амперметр, измеряющий ток в цепи. Амперметр может быть выполнен с возможностью измерения тока в различных местах в компоновке 8 детектора, например, последовательно с резистором R2 или между источником 8A питания и местным заземлением. В этом случае блок управления выполнен с возможностью обнаружения того, находится ли подвижный контакт 102 в первом или втором положении, на основе уровня измеряемого тока.

Компоновка 8 обнаружения соединена с индикатором 1 положения через первую из клемм 8D детектора вдоль изолированного соединителя/кабеля 3, который установлен на первой соединительной клемме 7A, как показано на принципиальной схеме. Резистор R1 обеспечен между первой соединительной клеммой 7A и второй соединительной клеммой 7B. Подвижный контакт 102, как упоминалось ранее, соединен с землей, местным заземлением или другим известным электрическим потенциалом, который является таким же, как тот, с которым соединен источник 8A питания. Это соединение может быть выполнено с помощью опорной конструкции 12 переключающего устройства, как показано на фиг. 2, или с помощью отдельного соединителя.

Резисторы R1, R2 предпочтительно являются высокоэффективными резисторами, например, 1 кОм, 50 Вт, но их свойства могут быть изменены в зависимости от конкретного применения и свойств источника 8A питания. Источник 8A питания может изменяться в интервале 5-500 В в зависимости от других компонентов. Обычно любое доступное напряжение на участке может быть использовано, и резисторы R1, R2 выбирают в зависимости от этого напряжения. В качестве примера, резисторы, у которых сопротивление R1=R2=25 кОм, являются подходящими для использования с напряжением 50 В на источнике 8A питания. Предпочтительно, резисторы имеют одинаковый размер.

Блок 14 управления включает в себя логические схемы, например, CPU, PLC или FPGA, которые используются для оценки состояния переключающего устройства на основе измеряемых уровней напряжения или тока. Блок 14 управления выполнен с возможностью обнаружения того, находится ли подвижный контакт в первом или втором положении, на основе уровня измеряемого напряжения или тока.

Работа устройства индикации будет далее описана более подробно со ссылкой на чертежи и на первый, второй и третий предпочтительные варианты выполнения изобретения.

В первом предпочтительном варианте выполнения устройство индикации содержит первый и второй контактные штыри 2A, 2B, как показано на фиг. 1-3 и на принципиальной схеме на фиг. 4.

Когда переключающее устройство 100 находится в первом состоянии, т.е. в разомкнутом положении, как показано на фиг. 1, первый контактный элемент 4A находится в контакте с первым контактным штырем 2A так, что ток может течь между первой соединительной клеммой 7A и подвижным контактом 102, что означает, что первый переключатель 10A замкнут. При определении состояния переключающего устройства 100 с помощью вольтметра 8C будет измеряться разница потенциалов, соответствующая разнице потенциалов между концами резистора R1. Если вторая соединительная клемма 7B не была соединена с подвижным контактом 102 и соответственно второй переключатель 10B разомкнут, никакой ток не течет через резистор R1, и, таким образом, никакая разность потенциалов не обнаруживается вольтметром 8C.

Когда переключающее устройство 100 находится во втором состоянии, т.е. в замкнутом положении, как показано на фиг. 2 и на фиг. 3, второй контактный элемент 4B находится в контакте со вторым контактным штырем 2B так, что ток может течь между второй соединительной клеммой 7B и подвижным контактом 102, и соответственно второй переключатель замкнут. Первый контактный элемент 4A не контактирует с первым контактным штырем 2A, и соответственно первый переключатель 10A разомкнут. В этом втором состоянии ток течет через резистор R1. Если R1=R2, уровень напряжения, измеряемый измерительным устройством 8C, составляет половину уровня напряжения источника 8A напряжения.

Напряжение, подаваемое источником 8A питания, может быть любой величины, и резисторы R2, R1 выбираются соответствующими. Предпочтительным является выбор сопротивления резистора R2 равным сопротивлению резистора R1 для облегчения различения первого и второго состояний. Таким образом, если источник питания дает 10 В и сопротивления равны, первое состояние переключающего устройства 100, соответствующее разомкнутому положению, будет давать потенциал 0 В на вольтметре, тогда как второе состояние будет давать потенциал 5 В.

Если в переключающем устройстве 100 должна возникнуть неисправность, так что, например, подвижный контакт 102 находится в положении, где ни один из контактных элементов 4A, 4B не прилегает к контактному штырю 2A, 2B, никакой ток не может течь от одной из соединительных клемм 7A, 7B к подвижному контакту 102. Благодаря размещению резистора R2 вольтметр будет показывать тот же потенциал, что и подаваемый источником питания, т.е. 10 В в примере, описанном выше. Таким образом, так как используются два различных резистора R2, R1, неисправность может быть ясно определена и не перепутана с одним из первого и второго состояний.

Во втором предпочтительном варианте выполнения, как показано на фиг. 5, устройство 1 индикации содержит только один переключатель 10A, включающий в себя один контактный штырь 2, а именно первый контактный штырь 2A, и только один контактный элемент, который выполнен с возможностью находиться в контакте с первым контактным штырем 2A, когда переключающее устройство 100 находится в первом состоянии, соответствующем разомкнутому положению. Этот вариант выполнения может быть выполнен более экономичным, так как меньше компонентов требуется, а также вес устройства индикации может быть сохранен очень низким. Обнаруживая разомкнутое положение, может быть определено, является ли безопасным прикосновение к оборудованию, например, для работ по обслуживанию, и во многих применениях эта информация является достаточной для безопасного обращения и работы переключающего устройства 100. Таким образом, этот вариант выполнения может рассматриваться как особенно простой и экономичный вариант устройства индикации, сохраняя при этом все преимущества основной концепции изобретения, а именно надежность и высокую скорость индикатора.

В этом втором варианте выполнения, если используется источник 8A питания 10 В, как в примере, приведенном выше, измерительный блок 8C будет обнаруживать 0 В, если переключающее устройство 100 находится в первом, т.е. разомкнутом состоянии, и 10 В, если это не так. В этом варианте выполнения и замкнутое состояние, и неисправность будут давать одинаковое значение на измерительном блоке 8C.

Принципиальная схема для этого второго предпочтительного варианта выполнения отличается от той, которая показана на фиг. 4, тем, что второй переключатель 10B и резистор R1 исключены, остаются только резистор R2 и первый переключатель 10A вместе с соединениями входа/выхода (через изолированный соединитель к точке 8D и соединение через опорную конструкцию к точке 8E соответственно) в устройстве 1 индикации.

Благодаря изобретению согласно любому из вариантов выполнения состояние переключающего устройства с быстрым замыканием может быть обнаружено безопасным способом. Путем взаимодействия подвижного контакта с контактными элементами, контактными штырями и пружинами состояние переключающего устройства может быть обнаружено простым и надежным способом, который может выдерживать высокие скорости переключения подвижного контакта. Также наличие грязи или частиц на неподвижном контакте 101 и подвижном контакте 102 переключающего устройства 100 обычно не влияет на работу устройства 1 индикации, и благодаря использованию общего электрического потенциала, например земли или местного заземления, для подвижного контакта 102 и для источника 8A питания, требуется только один изолированный соединитель от устройства 1 индикации к компоновке 8 детектора независимо от количества контактных штырей. Тем самым, пространство, требуемое в и около переключающего устройства 100 для устройства 1 индикации и изолированного соединителя, очень небольшое. Так как давление внутри корпуса переключающего устройства 100 может быть очень высоким, использование только одного изолированного соединителя также снижает риск утечки из корпуса.

Следует отметить, что устройство индикации согласно изобретению может работать с множеством различных переключающих устройств, требующих лишь незначительных модификаций. Таким образом, изобретение не должно рассматриваться как ограниченное типом переключающего устройства, описанного здесь. Изобретение может быть использовано с переключающими устройствами, использующими низкое, промежуточное и высокое напряжение, и, как было подробно описано выше, особенно выгодно, когда для переключателя важно работать при высокой скорости.

Фиг. 6 показывает другой пример устройства для индикации согласно изобретению, включающего в себя контактный штырь 20 и множество контактных элементов 22A-22C, выполненных с возможностью обнаружения множества состояний подвижного контакта. В этом примере подвижный контакт 102 обеспечен тремя выступающими контактными элементами 22, выполненными электрически изолированными от подвижного контакта и соединенными с землей через резисторы 24. Альтернативно, каждый контактный элемент отдельно соединен с землей с помощью своего собственного резистора. Устройство может включать в себя несколько контактных штырей, соединенных параллельно.

Изобретение может быть изменено многими способами в пределах объема охраны приложенной формулы изобретения. Например, предварительная нагрузка контактных штырей может быть выполнена, используя любой тип пружинного элемента или другой способ толкания их к подвижной части, как будет легко понятно специалисту в области техники. Также компоновка детектора и индикатор положения могут быть встроенным блоком, расположенным в переключающем устройстве. Если требуется, состояние переключающего устройства может быть определено с помощью устройства индикации, как описано выше, но передается с помощью любых пригодных средств к блоку дистанционного управления или устройству для анализа, например, компьютеру или т.п. В альтернативном варианте выполнения такой же контактный элемент на подвижном контакте может быть использован для образования переключателя с первым, а также со вторым контактным штырем. Устройство может легко быть расширено с возможностью обнаружения дополнительных положений простым добавлением большего количества контактных штырей и соединением резисторов с этими штырями. Таким образом, в других вариантах выполнения изобретения возможно иметь три или более контактных штырей и одну или более соответствующих контактных частей для позволения обнаружения большего количества состояний/положений. В качестве альтернативы вольтметру амперметр может быть использован для измерения тока в цепи и определения состояния переключающего устройства.

Claims

1. Переключающее устройство для замыкания электрической цепи среднего или высокого уровня напряжения, причем устройство включает в себя подвижный контакт (102), выполненный линейно подвижным между первым и вторым положениями, отличающееся тем, что устройство содержит устройство для индикации состояния переключающего устройства, содержащее:
по меньшей мере один выступающий контактный элемент (4А, 4В), расположенный на подвижном контакте,
контактный штырь (2А, 2В), расположенный на расстоянии от подвижного контакта так, что указанный контактный элемент прилегает к контактному штырю, когда подвижный контакт находится в первом положении, и указанный контактный элемент находится на расстоянии от контактного штыря, когда подвижный контакт находится во втором положении, посредством чего контактный элемент и контактный штырь образуют электрический переключатель (10А), и
компоновку (8) детектора, выполненную с возможностью обнаружения, когда указанный электрический переключатель замкнут, и тем самым с возможностью обнаружения, когда подвижный контакт находится в первом положении, причем
компоновка детектора содержит источник (8А) питания, выполненный с возможностью образования второй электрической цепи вместе с указанным электрическим переключателем, и измерительный блок (8С), выполненный с возможностью измерения напряжения или тока в указанной второй электрической цепи, и причем компоновка (8) детектора выполнена с возможностью обнаружения, когда подвижный контакт находится в первом положении, на основе уровня измеряемого напряжения или тока.

2. Переключающее устройство по п. 1, причем устройство содержит первый резистор (R2), выполненный с возможностью образования замкнутой электрической цепи вместе с указанным электрическим переключателем (10А) и источником (8А) питания.

3. Переключающее устройство по п. 2, в котором указанный первый резистор (R2) расположен последовательно с указанным первым переключателем (10А).

4. Переключающее устройство по п. 1, причем устройство содержит:
один или два выступающих контактных элемента (4А, 4В), расположенных на подвижном контакте (102), и
второй контактный штырь (2В), расположенный на расстоянии от подвижного контакта так, что один из одного или двух контактных элементов прилегает ко второму контактному штырю, когда подвижный контакт находится во втором положении, и указанный один из одного или двух контактных элементов находится на расстоянии от второго контактного штыря, когда подвижный контакт находится в первом положении, посредством чего указанный один из контактных элементов и второй контактный штырь образуют второй электрический переключатель (10В), и причем указанная компоновка (8) детектора выполнена с возможностью обнаружения, когда второй переключатель замкнут, и тем самым с возможностью обнаружения, когда подвижный контакт находится во втором положении.

5. Переключающее устройство по п. 4, причем устройство содержит:
первый и второй выступающие контактные элементы (4А, 4В), расположенные на подвижном контакте на расстоянии друг от друга, и причем указанный первый упомянутый контактный штырь (2А) расположен так, что первый контактный элемент (4А) находится в контакте с первым контактным штырем, когда подвижный контакт находится в первом положении, и первый контактный элемент находится на расстоянии от первого контактного штыря, когда подвижный контакт находится во втором положении, и причем указанный второй контактный штырь (2В) расположен так, что второй контактный элемент (4В) находится в контакте с указанным вторым контактным штырем, когда подвижный контакт находится во втором положении, и указанный второй контактный элемент находится на расстоянии от второго контактного штыря, когда подвижный контакт находится в первом положении.

6. Переключающее устройство по п. 4 или 5, в котором указанный второй электрический переключатель (10В) является частью указанной замкнутой электрической цепи.

7. Переключающее устройство по п. 6, в котором указанная компоновка детектора выполнена с возможностью обнаружения того, находится ли подвижный контакт (102) в первом или втором положении, на основе уровня измеряемого напряжения или тока.

8. Переключающее устройство по п. 6, в котором указанная электрическая цепь содержит второй резистор (R1), расположенный последовательно со вторым переключателем (10В).

9. Переключающее устройство по п. 7, в котором указанная электрическая цепь содержит второй резистор (R1), расположенный последовательно со вторым переключателем (10В).

10. Переключающее устройство по п. 6, в котором указанный второй переключатель (10 В) расположен параллельно с указанным первым упомянутым переключателем (10А) и с источником (8А) питания.

11. Переключающее устройство по любому из пп. 7-9, в котором указанный второй переключатель (10В) расположен параллельно с указанным первым упомянутым переключателем (10А) и с источником (8А) питания.

12. Переключающее устройство по п. 4 или 5, в котором указанная компоновка (8) детектора выполнена с возможностью обнаружения, когда и первый упомянутый переключатель (10А), и второй переключатель (10В) разомкнуты одновременно, и тем самым с возможностью обнаружения, когда подвижный контакт (102) находится в положении между первым и вторым положениями.

13. Переключающее устройство по п. 1, в котором указанная электрическая цепь электрически соединена с подвижным контактом (102) через опорную конструкцию (12).

14. Переключающее устройство по п. 1, в котором контактный штырь (2А, 2В) подпружинен.