CN100573774C - 选择性保护开关 - Google Patents

Abstract

一种具有选择性保护功能的开关，包括脱扣杆(18)、第一感温元件(16)、第二感温元件(20)和电磁机构(22)。其中，所述的脱扣杆可移动地设置在开关内；所述的电磁机构在电路短路时推动脱扣杆，使脱扣杆由第一感温元件移动至第二感温元件、并保持在第二感温元件的位置上。在电路过载时，第一感温元件延时动作推动脱扣杆使开关断开；在电路短路时，第二感温元件动作推动脱扣杆使开关断开；所述的第一感温元件和第二感温元件为串联连接关系，和还包括一脱扣杆位置复位机构，当因短路断开电路后，该复位机构将所述脱扣杆复位至和第一感温元件相联系对应的位置。本发明通过采用普通热敏元件及简单的选择装置实现了过载、短路时的电路的选择性保护。

Description

选择性保护开关

技术领域

本发明涉及一种开关设备，特别是一种带有选择性保护功能的开关。该开关一般应用于电力输配电、发电机、电气控制技术领域，如负荷开关、断路器、接触器等现行开关设备及其补充电器设备。

背景技术

现行的选择性开关设备应用广泛，如在配电系统中，为了减小线路或设备一旦出现故障时的停电范围，要求仅将出现故障线路停电，其他线路仍然正常供电，这就要求起保护作用的上级开关具有选择性保护功能。

现行选择性保护分为电流选择性、时间选择性和能量选择性两种。电流选择性是靠上下级开关的动作电流不同来实现的，当短路故障电流达到了下级开关的动作电流，而没有达到上级开关的动作电流时，只有下级开关动作，上级开关不会动作，本发明涉及的的开关就采用了这种方式实现选择性保护功能。

目前电流选择性开关多采用限流电阻实现电路选择功能。常规限流电阻采用普通合金电阻丝缠绕成线圈的形式，线圈产生了强磁场，需要相反地和并联地缠绕，工序相当复杂。而且为了避免绕组间的短路，还需特别对电阻丝作绝缘处理，增加了成本，最终成型的限流电阻体积很大，使用起来很不方便。也有的现有技术为了避免这一问题采用了特殊材料的限流电阻并联到电流通路中，如具有恒定或者负的温度系数的陶瓷材料的电阻，为了达到好的效果对这种限流电阻的要求比较苛刻，加工材料比较复杂、需要烧结工艺较为复杂，增加了成本。

于是，在本技术领域，存在改善现有选择性保护开关的需要，即采用普通热敏元件及选择装置就能实现过载、短路时的电路保护功能，并且从经济学的角度，希望能够实现整个制造工艺的优化。

发明内容

本发明的目的是提供一种选择性保护开关，利用两种热敏性不同的普通感温元件来选择性实现电路过载保护和短路保护，而且工艺简便。

本发明为了达到上述目的而采用的技术方案为：一种具有选择性保护功能的开关，包括动触头、静触头、脱扣杆、第一感温元件、第二感温元件和电磁机构。其中，所述的脱扣杆可移动地设置在开关内；所述的电磁机构在电路短路时推动脱扣杆，使脱扣杆由第一感温元件移动至第二感温元件、并保持在第二感温元件的位置上。即当故障电流小时由一感温元件动作，当故障电流达到一定程度时，由另一感温元件动作，从而实现了开关的选择性保护。

在电路过载时，第一感温元件延时动作推动脱扣杆使开关断开；在电路短路时，第二感温元件动作推动脱扣杆使开关断开；所述的第一感温元件和第二感温元件为串联连接关系，和还包括一脱扣杆位置复位机构，当因短路断开电路后，该复位机构将所述脱扣杆复位至和第一感温元件相联系对应的位置。

此外，本发明的选择性保护开关还可具有以下特点：所述第二感温元件比第一感温元件具有更高的热敏性。第一感温元件、第二感温元件根据开关额定电流大小采取旁热式或直热式。

电路电流正常时，可移动脱扣杆处在第一感温元件对应的位置，由一复位机构保持，当短路电流出现，脱扣杆由电磁机构移动至第二感温元件对应位置并使开关动作，断开电路后由复位机构将其复位至和第一感温元件相对应的位置，该复位机构可以采用弹簧实现。

比较现有其他电流选择性保护开关，本发明不需要特殊元件，如限流电阻，就实现了选择性保护功能，降低了开关制作成本，节约了制作时间。开关电路简单，也保证了电开关无论是在电路过载时、或是在电路短路时都能及时有效的反应动作，快速实现选择性保护。

附图说明

下面借助附图叙述本发明的实施例：

图1是本发明的选择性保护开关在过载时的一个具体实施例结构图；

图2是本发明的选择性保护开关在短路时的一个具体实施例结构图；

图3是图1所示的本发明的选择性保护开关在过载时的原理图；

图4是图2所示的本发明的选择性保护开关在短路时的原理图。

具体实施方式

下面结合附图所示的本发明的具体实施例，进一步详细说明本发明所述的选择性保护开关的具体实施方式。

如图1、图2所示，本发明所述的选择性保护开关设置在一个壳体内，例如两个接近对称的半壳体经铆钉铆接后形成一个整体。壳体上设置一操作手柄10，所述操作手柄与壳体内的一操作机构11配合动作，控制壳体内动触头12与静触头13的闭合、开启。即当操作手柄10闭合开关时，电路接通；当操作手柄10断开开关时，电路截止。一旦发生故障，所述开关将断开电路，此时电弧将被引入动静触点附近的灭弧室14熄灭。

如图1、图2所示，本发明所述的选择性保护开关还包括两个感温元件；以及一个可在第一感温元件16、第二感温元件20间移动的脱扣杆18，第一感温元件16和第二感温元件20可分别推动脱扣杆，使开关脱扣，动、静触点分开；一个电磁机构22，在电路短路时驱动脱扣杆18的位置移动；一个复位机构19，例如弹簧，使脱扣杆在动作完毕后复位到初始位置，即第一感温元件16的位置。。

所述选择性保护开关的第二感温元件20通过软联结15联结到负载端31，并通过一软联结17与第一感温元件16相连，第一感温元件16通过软联结23与动触头12相连。在电路中，所述第一感温元件16、所述第二感温元件20的连接原理采取串联形式，如图3、图4所示。

所述选择性保护开关元件间的动作关系如下：

-在电流正常时，脱扣杆18始终处于第一感温元件16的位置；

-当电路过载时，所述脱扣杆18仅与第一感温元件16配合动作，即第一感温元件16发热弯曲后推动脱扣杆18使开关脱扣，如图1、图3所示；

-当电路短路时，所述电磁机构22将推动脱扣杆18，使脱扣杆18由所述第一感温元件16移动至第二感温元件20的位置，此时脱扣杆18将由电磁机构22保持在该位置，或由一锁扣机构(图中未显示)保持在该位置，当第二感温元件20发热弯曲后，推动脱扣杆18使开关脱扣，如图2、图4所示；

-当开关脱扣后，脱扣杆将被自动解锁，并由一复位机构19推动所述脱扣杆18恢复到初始位置，即第一感温元件16的位置。所述复位结构可以采用弹簧实现，该弹簧可以是拉簧、压簧或扭簧中的任一种。

其中，在电路过载或短路时，第一感温元件16或第二感温元件20可根据电路过载程度采用以反时限曲线推动脱扣杆18等多种具体实施方式，使开关脱扣、电路断开。

当电路短路时，为保证开关在一个较短的延时后断开电路，第二感温元件20与脱扣杆18之间的距离应尽量小，如图1、图2所示；并且选用高热敏性元件作为第二感温元件20，以缩短推动脱扣杆18使开关脱扣的反应时间。本发明可采用第二感温元件20的热敏性高于第一感温元件16的具体实施方式。

所述第一感温元件16和第二感温元件20的加热方式可根据额定电流的大小改变。当开关的额定电流很小时，所述第一感温元件16和第二感温元件20采用直热式加热，即靠感温元件本身的电阻发热；当开关的额定电流相对较大时，感温元件采用旁热式，即利用发热元件的热量传给感温元件。

Claims (5)

1.一种具有选择性保护功能的开关，包括动触头、静触头、脱扣杆(18)、第一感温元件(16)、第二感温元件(20)和电磁机构(22)，其特征在于：

所述的脱扣杆(18)可移动地设置在开关内；

所述的电磁机构(22)在电路短路时推动脱扣杆(18)，使脱扣杆(18)由第一感温元件(16)移动至第二感温元件(20)、并保持在第二感温元件(20)的位置上；

在电路过载时，第一感温元件(16)延时动作推动脱扣杆(18)使开关断开；

在电路短路时，第二感温元件(20)动作推动脱扣杆(18)使开关断开；

所述的第一感温元件(16)和第二感温元件(20)为串联连接关系，以及

还包括一脱扣杆位置复位机构，当因短路断开电路后，该复位机构将所述脱扣杆(18)复位至和第一感温元件(16)相联系对应的位置。

2.根据权利要求1所述的开关，其特征在于所述第二感温元件(20)比第一感温元件(16)具有更高的热敏性。

3.根据权利要求1或2所述的开关，其特征在于第一感温元件(16)、第二感温元件(20)根据开关额定电流大小采取旁热式或直热式。

4.根据权利要求1或2所述的开关，其特征在于，电路电流正常时，可移动脱扣杆(18)处在第一感温元件(16)对应的位置，由所述的复位机构保持，当短路电流出现，脱扣杆(18)由电磁机构(22)移动至第二感温元件(20)对应位置并使开关动作，断开电路后由复位机构将其复位至和第一感温元件(16)相对应的位置。

5.根据权利要求1所述的开关，其特征在于，所述的脱扣杆位置复位机构是一弹簧(19)。

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