CN100552856C - 用于断路器的接触器组件 - Google Patents

Abstract

公开了用于断路器的接触器组件。提供一种接触器组件，其中，通过链板，连接固定到旋转轴以及支撑弹簧的一端的固定销，和与可移动接触器的上表面接触以及支撑弹簧的另一端的限定销，包括可移动接触器，在该移动接触器的上表面上具有恒定第一曲率半径的凹槽表面和具有大于第一曲率半径的第二曲率半径的曲面。通过此，由弹簧提供的接触压力是恒定的，以及当通过电磁排斥力分离接触器时，能维持分离位置。

Description

用于断路器的接触器组件

技术领域

本发明涉及模制箱形(cased)断路器，通过当过载或短路发生时，自动地断开电路，保护电路和负载端设备，以及更具体地说，涉及用于断路器的接触器组件。

背景技术

模制箱形断路器(称为缩写MCCB)安装在工厂和建筑物的几个电力系统中的配电板上。断路器用作用于在无负载状态下，提供或切断到负载端的电力的开关，以及切断从电源端提供到负载端的电源，以便当在负载状态下，由于短路或接地故障，大的异常电流流过电路时，保护电路和负载端部件。

图1是表示传统的断路器的主内部结构的剖面图。图2表示用于传统的断路器的可移动接触器组件，其是表示触点彼此接触的状态(接通状态)的前视图。图3表示用于传统的断路器的可移动接触器组件，其是表示分开触点的状态(断开状态)的前视图。

如在此所示，传统的断路器1包括模制外壳10、在水平和垂直方向中，在模制外壳10内，按均匀间隔安装的固定接触器9和9’、可旋转地安装在固定触点9和9’间的旋转型可移动接触器组件17、用于检测大的电流和松开断路器的解扣机构11、通过解扣机构11自动操作或由手柄的手动处理操作，以及用于将可移动接触器4和固定接触器9和9’分开以及断开电路的开关机构12、以及用于消除可移动接触器4的触点4b和固定接触器9和9’的触点9b和9b’间产生的高温、高压电弧气体的消弧机构13。

模制外壳10容纳上述机构，由绝缘材料形成以及用来在机构间、相位间隔离和与外部隔离，以及防止该材料渗透到模制外壳10中。

触点9a和9b形成在固定接触器，即电源端的固定接触器9’和负载端的固定接触器9’的末端，以及触点4b形成在可移动接触器4的末端。

传统的可移动的接触器组件17包括旋转轴2，可旋转地安装在固定接触器9和9’间，用于维持接通状态和断开状态以及安装在具有凸轮表面4c和凸轮凹槽4d的可移动接触器4和用于支撑可移动接触器4的固定接触器9和9’间、与凸轮表面4c和凸轮凹槽4d接触的限定销19、以及多个弹簧15和16，用于通过当由于电路中的异常，大的电流流过时，在触点9b和9b’的每一个处生成的电磁排斥力，绕虚拟旋转轴(旋转中心)2a，弹性地旋转可移动接触器4。

使多个弹簧15和16的一端15a和16a固定到限定销19，以及另一端15b和16b固定到旋转轴2。例如，将绕虚拟旋转轴(旋转中心)2a，尽管不是真正存在，在旋转轴2上支撑可移动接触器4的方法称为自定中心。

如图2所示，可移动接触器4的触点4b和固定接触器9和9’的触点9b和9b’彼此接触的状态称为“断开状态”，如图3所示，可移动接触器4的触点4b与固定接触器9和9’的触点9b和9b’彼此分离的状态称为“接通状态”。断开状态转换成接通状态的状态称为分离和断开。

如图2所示，在断开状态中，正常电流流过电路，其中，限定销19通过弹簧15和16的抗张强度，通过恒定压力按压可移动接触器4的凸轮表面4c，从而维持可移动接触器4和固定接触器9和9’彼此接触。

相反，如图3所示，在由于电路的短路，大的电流流过电路的情况下，通过可移动接触器4的触点4b和固定接触器9和9’的触点9b和9b’间的电磁排斥力，可移动接触器4顺时针旋转。此时，触点4b与触点9b和9b’分离，从而断开电路。未说明的标记18表示用于限制可移动接触器的旋转范围的止动器。

然而，在用于传统的断路器的可移动接触器组件中，弹簧15和16’的接触压力不是恒定的，包括当发生超程时，在与固定接触器9和9’接触，停止可移动接触器4的接触位置处，旋转轴2旋转得比可移动接触器4更远，弹簧15和16’的接触压力进一步增加，以及根据凸轮表面4c和凸轮凹槽4d上的限定销的位置，弹簧15和16的接触压力改变的问题。因此，当由于施加大电流引起的电磁排斥力，可移动接触器4与固定接触器9和9’分开旋转时，如果电磁排斥力变得比接触力更小，可移动接触器4返回到与固定接触器9和9’接触的位置。因此，限流操作失败。由于此，连续地产生电弧，从而不能获得瞬时限流特性，以及会对断路器和负载设备带来严重的损坏。

发明内容

因此，本发明针对解决上述问题，以及具有提供用于断路器的接触器组件，其通过弹簧，维持触点间的恒定接触压力，而与接触位置处，旋转轴的旋转位置无关，以及能维持单独的位置达预定时间，而不会在完成分离和断开触点后，可移动接触器返回到固定接触器。

通过提供一种用于断路器的接触器组件，实现本发明的上述目的，包括：固定接触器，具有连接到电路上的电源的U型第一固定接触器和在水平和垂直方向中，与第一固定接触器分开预定距离，并连接到电路上的电力负载的U型第二固定接触器；可移动接触器，在两端具有对应于第一和第二固定接触器的触点，以及可移动到与第一和第二固定接触器接触的接触位置和可移动接触器与第一和第二固定接触器分离的分离位置，可移动接触器在其各个上和下表面上具有凹槽表面，所述凹槽表面具有第一曲率半径，以便当通过固定接触器和可移动接触器间的电磁排斥力，可移动接触器与固定接触器分离地旋转时，能维持可移动接触器的分离位置，以及曲面，在可移动接触器的各个上和下表面上，与凹槽表面连续，具有大于第一曲率半径的第二曲率半径，该第二曲率半径是恒定的曲率半径；旋转轴，可旋转地支撑可移动接触器，具有开孔部分，用于当在可移动接触器和固定接触器间生成电磁排斥力时，允许可移动接触器的独立旋转，以及在可移动接触器与固定接触器接触的接触位置，与可移动接触器相比，能进一步旋转；中心轴销，穿过可移动接触器，并在旋转轴的中心部分被支撑，以便在旋转轴上支撑可移动接触器；一对固定销，绕旋转轴的中心部分，彼此对称地固定地安装在旋转轴上；两对链板(link plate)，其一端可旋转地支撑在固定销的每一个的两端上；一对限定销，可旋转地支撑在链板的另一端上并可替换，或根据可移动接触器的位置，在可移动接触器的曲面和凹槽表面上维持停止状态；以及两对定制弹簧，以便各个对对应于旋转轴的每一侧，以便在可移动接触器与固定接触器接触的接触位置，提供接触压力，一端在固定销上被支撑，以及另一端在限制销上被支撑，其中，支撑弹簧的两端的固定销和限定销通过链板连接，限定销在接触位置位于可移动接触器的曲面上，由弹簧提供的接触压力维持恒定，弹簧根据在接触位置处凹槽表面和具有恒定曲率半径的曲面间的高度差，积聚弹性能，以及当通过由电磁排斥力引起的可移动接触器的旋转，限定销位于凹槽表面上时，弹簧释放所积聚的弹性能。

附图说明

包括以提供本发明的进一步理解和包含在此并构成该说明书的一部分的附图示例说明本发明的实施例，以及结合说明书，用来解释本发明的原理。

在图中：

图1是表示传统的断路器的主要内部结构的剖视图；

图2表示用于传统的断路器的接触器组件，其是表示接通状态的前视图；

图3表示传统的断路器的接触器组件，其是表示通过电磁排斥力，分开和断开触点的限流状态的前视图；

图4是表示用于根据本发明的断路器的接触器组件的分解透视图；

图5是表示组装用于断路器的接触器组件的状态的组件透视图和表示根据本发明，通过电磁排斥力，分开和断开触点的限流状态的透视图；

图6至8是表示用于根据本发明的断路器的接触器组件的操作状态的剖视图，其中图6是表示接触触点(接触状态)状态的操作状态的剖视图，图7是表示通过电磁排斥力，分开和断开触点的状态的剖视图，以及图8是表示完成通过电磁排斥力，分开和断开触点(限流操作)的状态的剖视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图，更详细地描述本发明的优选实施例。

首先，如图4和5所示，用于根据本发明的断路器的接触器组件100包括固定接触器110和110’，具有连接到电路上的电源的U型限流型第一固定接触器110和在水平和垂直方向，与第一固定接触器110分开预定距离，并连接到电路上的电力负载的U型限流型第二固定接触器110’。固定触点111连接到第一和第二固定接触器110和110’的一端。接触器组件100包括可移动接触器120，在两端具有对应于第一和第二固定接触器110和110’的固定触点111的触点121，以及可移动的以及可移动到与第一和第二固定接触器110和110’接触的接触位置和使可移动接触器120与第一和第二固定接触器110和110’分离的分离位置。可移动接触器120具有其各个上和下表面上具有第一曲率半径r1的凹槽表面124，和在其各个上和下表面上，与凹槽表面124连续，具有大于第一曲率半径r1的第二曲率半径r2的曲面123。

包括在本发明的接触器组件中的旋转轴130可旋转地支撑可移动接触器120，以及具有开孔部分133，用于当在可移动接触器120和固定接触器110和110’间生成电磁排斥力时，允许可移动接触器120的独立旋转。其中，可移动接触器120的独立旋转是指通过由施加大电流，诸如短路电流引起的电磁排斥力，在与固定接触器分开的方向中，仅可移动接触器120独立地旋转，以及旋转轴130停止，与在解扣(trip)操作中，通过旋转轴130的旋转，可移动接触器120在与固定接触器分开的方向中旋转不同。在可移动接触器120与固定接触器110和110’接触的接触位置处，停止可移动接触器120的状态中，与可移动接触器120相比，旋转轴130可进一步旋转。即，即使与固定接触器110和110’接触，停止可移动接触器120，在可移动接触器120与固定接触器110和110’接触的方向中，即在图4和5中所看到的逆时针方向，旋转轴130可进一步旋转。

本发明的接触器组件包括穿过可移动接触器120并在旋转轴130的中心部分上被支撑的中心轴销140，以便在旋转轴130上支撑可移动接触器120。

本发明的接触器组件包括一对固定销150，绕旋转轴130的中心部分，彼此对称地固定地安装在旋转轴130上。

本发明的接触器组件包括两对链板161，其一端可旋转地支撑在固定销150的每一个的两端上。

本发明的接触器组件包括一对限定销160，可旋转地支撑在链板161的另一端并可替换，或根据可移动接触器120的位置，在可移动接触器120的曲面123和凹槽表面124上维持停止状态。

本发明的接触器组件包括所定制的两对弹簧170，以便各对对应于旋转轴130的每侧，以便在可移动接触器120和固定接触器110和110’接触的接触位置处提供接触压力，一端在固定销150上被支撑，以及另一端在限定销160上被支撑。这里，支撑弹簧170的两端的固定销150和限定销160通过链板161连接，限定销160位于在接触位置，具有第二恒定曲率半径r2的可移动接触器120的曲面123上，以及由弹簧170提供的接触压力可以保持恒定。

可移动接触器120具有垂直长孔122，中心轴销140通过该孔，以便绕中心轴销140，在垂直方向中移动。

允许可移动接触器120的独立旋转的旋转轴130的开孔部分131表示在旋转轴130上形成的空间，用于允许可移动接触器120的独立旋转。

在图4和5中，未说明的标记133表示插入和安装固定销150的固定销孔，以及未说明的标记134表示旋转轴130上形成凹面的弹簧容纳凹槽，以便容纳弹簧170。

当弹簧170容纳在弹簧容纳凹槽134中时，它们不凸出到旋转轴130的外侧由此紧密地构成用于断路器的接触器组件。

现在，参考图6至8，描述由此构成的根据本发明，用于配电的断路器的接触器组件的操作。

首先，在正常的载流状态中，即，闭路状态，如图6所示，其中通过从开-关机构(未示出)提供的电力，旋转轴130逆时针旋转，以便使由旋转轴130支撑的可移动接触器120与固定接触器110和110’接触，电流从电源通过第一固定接触器110，以及通过可移动接触器120，在负载端经第二固定接触器110’，流向负载。

此时，限定销160位于可移动接触器120的曲面123上，由此，与曲面123和凹槽表面124间的高度差一样长地拉伸弹簧170，从而积聚(charge)弹性能(elastic energy)。因此，弹簧170将限定销160拉向中心轴销140，以及提供力矩以便限定销160按压可移动接触器120的曲面123来在接触固定接触器110和110’的方向，即图中的逆时针方向中旋转可移动接触器120。因此，可移动接触器120的触点121和固定接触器110和110’的触点111保持接触状态。此时，由弹簧170提供力矩以便可移动接触器120在接触固定接触器110和110’的方向，即图中的逆时针方向中旋转称为提供接触压力。

此时，在本发明中，即使当移动接触器120和固定接触器110和110’接触，即，旋转轴130超程，由于此，在接触方向(图6中的逆时针方向)，旋转轴130进一步旋转，支撑弹簧170的两端的固定销150和限定销160由链板161连接，限定销160位于在接触位置具有恒定曲率半径的可移动接触器120的曲面123上，以及使由弹簧170提供的压力保持恒定。

当大的电流，诸如短路电流在上述位置，流过本发明的接触器组件时，在可移动接触器120的触点121和固定接触器110和110’的触点111间生成电磁排斥力。

典型地，当生成大的故障电流，诸如短路时，这种电磁排斥力大于由弹簧170引起的接触压力。因此，如图7所示，可移动接触器120克服接触压力以及开始顺时针旋转。此时，通过弹簧170的弹力，限定销160沿具有恒定曲率半径的曲面123滑动，直到它们插入可移动接触器120的凹槽表面124为止，以及相应地，使由弹簧170生成的接触方向的力矩(接触压力)保持恒定。

如图8所示，在结束分离和操作的步骤中，熄灭在可移动接触器120和固定接触器110和110’的触点121和111间生成的电弧，从而使可移动接触器120和固定接触器110和110’的触点121和111机械和电子地完全分离。

如图8所示，当限定销160通过可移动接触器120的顺时针旋转，插入凹槽表面124中时，与曲面123和凹槽表面124间的高度差一样长地拉伸弹簧170，以及释放积聚的弹性能。随后，由弹簧170引起的接触压力变为零，或至少小于电磁排斥力。因此，维持图8所示的状态，其中，防止可移动接触器120返回到固定接触器110和110’以及使可移动接触器120与固定接触器110和110’分离。

然后，开-关机构12(参考图1)从解扣机构11(参考图1)接收解扣信号，以便顺时针旋转该旋转轴，从而解扣断路器，以便配电。

如上所述，在本发明中，即使可移动接触器接触固定接触器，即，旋转轴超程，由固定到旋转轴的固定销和通过固定销和链板连接的限定销支撑弹簧的两端，以及限定销位于在接触位置，具有恒定曲率半径的可移动接触器的曲面上，从而在曲面上，使由弹簧提供的接触压力保持恒定。

此外，当通过可移动接触器的顺时针旋转，使限定销插入凹槽表面中时，与曲面和凹槽表面间的高度差一样长地拉伸弹簧以及释放所积聚的弹性能。随后，由弹簧引起的接触压力变为零，或至少小于电磁排斥力。因此，防止可移动接触器返回到固定接触器，以及使可移动接触器与固定接触器分离。

Claims (2)

1.一种用于断路器的接触器组件，包括：

固定接触器，具有连接到电路上的电源的U型第一固定接触器和在水平和垂直方向中，与第一固定接触器分开预定距离，并连接到电路上的电力负载的U型第二固定接触器；

可移动接触器，在两端具有对应于第一和第二固定接触器的触点，以及可移动到与第一和第二固定接触器接触的接触位置和可移动接触器与第一和第二固定接触器分离的分离位置，可移动接触器在其各个上和下表面上具有凹槽表面，所述凹槽表面具有第一曲率半径，以便当通过固定接触器和可移动接触器间的电磁排斥力，可移动接触器与固定接触器分离地旋转时，能维持可移动接触器的分离位置，以及曲面，在可移动接触器的各个上和下表面上，该曲面与凹槽表面连续，具有大于第一曲率半径的第二曲率半径，该第二曲率半径是恒定的曲率半径；

旋转轴，可旋转地支撑可移动接触器，具有开孔部分，用于当在可移动接触器和固定接触器间生成电磁排斥力时，允许可移动接触器的独立旋转，以及在可移动接触器与固定接触器接触的接触位置上，与可移动接触器相比，能进一步旋转；

中心轴销，穿过可移动接触器，并在旋转轴的中心部分被支撑，以便在旋转轴上支撑可移动接触器；

一对固定销，绕旋转轴的中心部分，彼此对称地固定地安装在旋转轴上；

两对链板，其一端可旋转地支撑在固定销的每一个的两端上；

一对限定销，可旋转地支撑在链板的另一端上并可替换，或根据可移动接触器的位置，在可移动接触器的曲面和凹槽表面上维持停止状态；以及

两对定制弹簧，以便各个对对应于旋转轴的每一侧，以便在可移动接触器与固定接触器接触的接触位置提供接触压力，一端在固定销上被支撑，以及另一端在限制销上被支撑；

其中，支撑弹簧的两端的固定销和限定销通过链板连接，该限定销在接触位置位于可移动接触器的曲面上，由弹簧提供的接触压力维持恒定，该弹簧根据在接触位置处凹槽表面和具有恒定曲率半径的曲面间的高度差，积聚弹性能，以及当通过由电磁排斥力引起的可移动接触器的旋转，限定销位于凹槽表面上时，弹簧释放所积聚的弹性能。

2.如权利要求1所述的接触器组件，其中，可移动接触器具有垂直长孔，中心轴销穿过该孔以便绕中心轴销，在垂直方向中可移动。

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