CN1005878B - 配备有蓄能系统的断路器操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一个带合闸弹簧蓄能系统的断路器操作机构。蓄能系统包括一个套筒连杆，它具有可相对运动的一个导向杆和一个套筒帽，在其中至少可装入一个合闸弹簧。在加载行程终端，一个可卸下的闭锁装置可以插入套筒帽和导向杆的小孔中以锁住套筒连杆。解除合闸卡子的闭锁使再加载凸轮释放，导致在带有驱动杆的机械连接链上出现一个断开距离，以允许由套筒连杆和合闸弹簧构成的组合件在压缩状态下被卸出。本发明用于大功率多极断路器。

Description

配备有蓄能系统的断路器操作机构

本发明涉及大功率多极电气断路器的操作机构，该断路器具有每极一对可分离的触头，并且包括：

一个由脱扣部件和分闸弹簧组成的肘杆装置，用以运动可动触头至分闸位置，当合闸操作完成时，分闸弹簧即自动地承载。

一个带有弹性装置的蓄能系统，该弹性装置至少有一个合闸弹簧，用以运动可动触头至合闸位置，用手动杆或电动机传动装置使再承载凸轮转动，合闸弹簧即承载。

一个联锁销钉控制的合闸卡子，在承载位置时用以锁住蓄能系统的凸轮，并且在卸载位置时放开凸轮的闭锁以允许合闸弹簧卸压，该凸轮与安排在蓄能系统和肘杆装置之间的活动传动链相配合。由于合闸卡子解除闭锁引起承载凸轮的释放，所提到的该类操作机构通常允许用于大电流多极断路器的高速合闸。合闸弹簧的卸压保证高速合闸，并且一旦断路器已经合闸，就人工地用加载杆或自动地用电动机使该弹簧再承压，以便准备在事故时跳闸的另一次操作。这类用于大电流断路器的机构要求大的操作力，该力根据断路器所要求的特性和工况而定、特别是所承受的电动力，闭合容量…等。为了满足包括基本设备和具有不同工况性能一系列断路器制造的需要，于是，各种类型可更换机构的装置是必不可少的，这些机构即具有预先整定力的合闸弹簧的蓄能系统。这就导致增加机械装置存储量，以及管理和生产成本等问题。

本发明的目的在于得到一个标准的机构，用于具有蓄能系统的全部系列产品，它有合适的弹簧，以便按照设备的型号去选择操作力。

按照本发明的操作机构，其特征在于其蓄能系统包括附加的一个套筒式连杆，它具有相对运动的两个部件，在其间装有合闸弹簧，还有一个可卸的闭锁装置，在加压行程终端，当压缩弹簧的两个部件彼此靠近时，该闭锁装置能够锁住所述的套筒连杆。解除合闸卡子的闭锁使凸轮释放，于是导致在带有肘杆装置的活动传动链上产生一个断开距离，以这样的方式允许由套筒连杆和合闸弹簧构成的组合件在压缩状态下卸出。

当断路器已经组装完毕，单个或多个合闸弹簧仅仅需要适应于设备系列的型号就可以了。或者增加额外的一个弹簧，或者仅仅简单更换蓄能系统的一个或多个弹簧，就可以使这些弹簧适合需要。这项作业不必拆卸该标准机构即可很容易地实现。

套筒连杆包括一个位于基座壳内的导向杆，和一个与之滑动配合的套筒帽，当闭锁装置从套筒连杆被卸下以后，该套筒帽机械地耦合到活动链上。

在蓄能系统合闸弹簧的承载行程终端，套筒连杆闭锁装置可以插入套筒帽与导向杆上排成直线的小孔中，这样，当拆卸套筒连杆时，就可以防止弹簧被卸压。

从下面对本发明一个实施例的说明中，可以更清楚了解本发明的其他优点和特性。所给出的仅作为一个例子而已，并由各图表示，其中：

图1是一个操作机构的肘杆装置示意图，表示触头在分闸位置和脱扣部件在承载位置。

图2和图3是蓄能系统的示意图，分别表示凸轮和合闸弹簧在卸载和承载位置。

图4是操作机构的全图，表示触头在分闸位置和蓄能系统在承载位置。

图5与图4相同，但表示触头在合闸位置和蓄能系统在卸载位置。

图6与图3相同，但表示在合闸弹簧的承载行程终端，套筒连杆的闭锁装置就位前的情况。

图7与图2类似表示套筒连杆的闭锁装置已经装入后，以及再承载凸轮已经被合闸卡子解除闭锁的情况。

在图1至图5中示出，每极至少有一对可分离触头10、12的一台多极断路器，它被一个操作机构14操动，该操作机构由带有平行边壁15的机座来支撑，并包括有一个与脱扣部件18结合在一起的肘杆装置16。

从图1可以看出，肘杆装置16包括一对相连结的连杆20、22，它们绞接在枢轴24上，传动连杆20的下端被机械地耦合到横向的转换杆23上，转换杆23由全部各极共用。转换杆23安装在轴26上，可以在触头10、12的分闸位置和合闸位置之间转动。在每一极的平面内，配置有一个连接部件30（请参阅图4和图5），用以连接转换杆23的曲柄和绝缘壳体28，绝缘壳体用以支持动触头12。动触头12用柔性导体（特别是编织铜线）34连接到连接端垫块32上。一个触头压簧36，装置在绝缘体壳28和每一个动触头12上方平面之间。

脱扣部件18可转动地安装在主要固定轴38上。在承载位置（图1）和脱扣位置之间转动。一个分闸弹簧40紧固在转换杆23的一个销钉42与位于肘杆装置16上部固定的挂钩44之间。分闸卡子46是由一个闭锁杠杆构成，可转动地安装在轴48上，它被第一个半月形联锁销钉50控制。分闸卡子46的复原弹簧52装在相对于轴48的第一个半月形联锁销钉50的对面。安置在分闸卡子46上面的一个止挡54位于轴48与销钉50之间，它与脱扣部件18在承载位置时的一个V形槽口56互相配合。肘杆装置16的上部连接杆22绞接在脱扣部件18的一个轴58上，轴58位于与V形槽口56对应的另一端。一个复原弹簧60置于轴58与挂钩44之间，给脱扣部件18施加偏压使之按逆时针方向转向承载位置（图1），在这个位置上分闸卡子46的止挡54正置于脱扣部件18的V形槽口56之中。

机构14包括一个再承载凸轮62，它锁在脱扣部件18的主轴38上，并与蓄能系统相配合，详情请参阅图2和图3。

除了再承载凸轮62以外，蓄能系统还配备有由第二个联锁销钉68控制的一个合闸卡子66，和一个安装在轴69上的可以转动的驱动杠杆70。一个弹性蓄能装置71包括有至少一个合闸弹簧72，该装置装设在基座的外壳74与驱动杠杆70的传动销钉76之间。再承载凸轮62与驱动杠杆70的滚柱78相配合，并且合闸弹簧72给后者施加偏压而压在凸轮62上。凸轮62的侧面包括有被合闸弹簧72施加压力的第一区段80，以及与滚柱78的释放相对应的第二区段82，允许由于合闸弹簧72的作用而使驱动杠杆70突然向反时针方向转动（即从图3的位置变成图2的位置）。再承载凸轮62也有一个销钉84，当凸轮62的第一区段80的末端压在驱动杠杆70的滚柱78上时，该销钉84即进到顶住合闸卡子66的位置。

在图3处于稳定位置时，蓄能系统64的合闸弹簧72即承载，并且根据图1的肘杆装置16的状态，触头10、12或者处于分闸位置或者处于合闸位置。滚柱78压在第一区段80上则对再承载凸轮62施加一个力矩，加偏压于后者使之顺时针方向转动。由于凸轮62的销钉84的保持力，合闸卡子66反抗这个转动。

机构14与一个热磁装置或刚体脱扣装置（图上未示出）相配合，在过负荷或发生事故时可使触头10、12自动跳闸。由肘杆装置16使触头10、12分闸以后（由图1至图4），使第二个销钉68动作引起合闸卡子66绕其轴88作反时针方向转动（图2）即可命令合闸操作。由于滚柱78的作用，促使凸轮62的第二区段82进入驱动杠杆70的释放位置，这导致销钉84被释放，引起凸轮62顺时针方向转动。于是，驱动杠杆70由于合闸弹簧72的卸载而被推向反时针方向转动，这样，就传送一个合闸的力给肘杆装置16去运动触头10、12至合闸位置（图5）。这一合闸操作产生一个顶住分闸弹簧40的力，于是当合闸弹簧72卸载时，分闸弹簧40即自动地承载。

压缩合闸弹簧72使蓄能系统64再承载，可人工地用操作杆或自动地用夹紧在主轴38上的电动机传动装置（未示出）来完成。以凸轮62的转动夹使合闸弹簧72再承载的操作，在法国专利№2，558，986号中有详细的说明，该专利是由本申请人提出的。主轴38按反时针方向被转动，直至凸轮62的销钉84上升碰到合闸卡子66为止。再承载凸轮62与主轴38以同样方向转动，并占据着两个稳定的位置，一个是承载位置（图3），在此处凸轮62被合闸卡子闭锁;还有一个是卸载位置（图2），在此处允许驱动杠杆70被释放，并且合闸弹簧72被卸载。

根据硬度要求，弹性蓄能装置71可能包括绕成螺旋状压缩型的单独一个合闸弹簧（图2至图5）或几个同轴的弹簧72（图6至图7）。弹簧72套在套筒连杆90上。套筒连杆90包括一个位于基座外壳74内的导向杆92，和一个套筒帽94，它能够与驱动杠杆70的传动销钉76相配合沿着导向杆92滑动。机构14在正常操作情况下，销钉76被嵌入套筒帽94的槽口104中。

套筒帽94和导向杆92很便利地具有小孔96、98，用以使一个闭锁装置100通过其中，以使得套筒连杆90能从机构中被拆卸下来。

安装闭锁装置100确实地锁住套筒连杆90并且保持合闸弹簧72在承压位置，防止弹簧被卸压。闭锁装置100可用开尾销钉、销钉或螺栓构成，当套筒帽94和导向杆92接近承载位置时，它能径向地穿过套筒连杆90上排成一直线的小孔96、98中。

安装蓄能系统64的合闸弹簧72如图6和图7所示，并且用以下的方法来完成：

转动主轴38和再承载凸轮62，首先使蓄能系统64动作外在承载位置（图6）。合闸卡子66保持凸轮62在此承载位置，并且两个弹簧72处在承压状态。套筒帽94和导向杆92的小孔96、98排列成一直线，允许闭锁装置100插入其中，以防止套筒连杆90在随后活动分离。

按下机构14的合闸按钮，于是使第二销钉68动作，它放开合闸卡子66并释放再承载凸轮62。由于驱动杠杆70绕轴69逆时针方向转动，致使在该机构连杆链上，在套筒帽94和杠杆70的传动销钉76之间产生了一个断开距离（图7）。于是，包括套筒连杆90和合闸弹簧72的弹性蓄能装置71的组件，可以从机构14中拆卸下来。在闭锁装置100插入就位情况下，在套筒帽94和导向杆92之间保留有一个小的轴向间隙102。

间隙102的存在是为了以后能够拆卸闭锁装置100必不可少的。拆卸操作是这样完成的，即使用钳子或专用工具从外面对弹簧72施加最大的压力，直至间隙102被占据为止。在拆卸闭锁装置100以后，解除闭锁的套筒连杆90允许弹簧72卸压。于是就可以卸下这两个弹簧72，使它们能够用不同硬度的其他压力弹簧来替换，或者增加一个即第三个合闸弹簧72（如图6中虚线所示）。

在新的合闸弹簧72已经被压缩至最大限度，并且闭锁装置100已经装好以后，弹性装置71的重新装入的操作按相反的程序来完成。只简单地把导向杆92就位于基座的孔口74中，就把弹性装置71重新装入到机构14上，随后使蓄能系统64承载（即从图7变成图6状态），以便在套筒帽94和驱动杠杆70之间重新建立起机械连接键。套筒连杆90的闭锁装置100最后被取下来，此时机构14就准备好了去控制断路器的合闸操作。

安装或更换蓄能系统64的合闸弹簧72不需要拆卸机构14的其余部件。这就有可能在最后时刻用选择弹簧硬度来改制操作机构14。弹簧硬度决定经受电动力和合闸力强度，因此，制造用操作机构14装备起来的一系列断路器就更加容易安排，给出包括一个双弹簧的标准机构的基本设备，以及不需要拆卸机构的其余部件，即可把基本设备改造成为更高性能的设备所必须安装的附加弹簧（提高了电动力的承受能力和闭合容量）。合闸弹簧72可以容易更换，也改善了机构14的检修和维护。

Claims (15)

1、一台大功率多极断路器的操作机构，每极具有包括一个在闭和开位置之间动作的动触头（12）的一对可分离触头（10，12），上述机构（14）包括：

一个肘杆装置（16），使一个脱扣部件（18）和分闸弹簧（40）结合起来去运动可动触头（12）至分闸位置，当合闸操作完成时，分闸弹簧（40）自动地承载。

一个带有弹性装置的蓄能系统（64），它包括至少一个合闸弹簧（72）去运动可动触头（12）至合闸位置;

一个可转动承载凸轮（62），位于承载位置，用来承载上述合闸弹簧（72），而在非承载位置使上述合闸弹簧（72）卸压。

一个合闸卡子（66）和联锁销钉（68）配合锁住凸轮（62）在承载位置，并在卸载位置时放开凸轮，

一个活动传动链和上述承载凸轮（62）相配合并且在蓄能系统（64）和肘杆装置（16）之间装有一个驱动杠杆（70）;

其特征在于蓄能系统（64）进一步包括：一个套筒连杆（90）具有两个可以相对运动的部件，其中安装一个合闸弹簧（73），套筒连杆（90）的一个部件包括一个位于机构基座（74）内的导向杆（92），其中另一部件包括一个与导向杆（92）滑动配合的套筒帽（94）;

在承载行程终端，当套筒连杆的两个部件互相靠近来压缩上述合闸弹簧（72），一个可移动闭锁装置（100）可以锁住所述套筒连杆（90）;

当闭锁装置（100）从套筒连杆（90）移开时，上述帽（94）机械地与活动传动链的驱动杠杆（70）耦合;

一个分组合件包括上述套筒连杆（90）和压缩的合闸弹簧（72），当合闸卡子（66）解除闭锁，上述组合件可以在上述凸轮（62）释放时从蓄能系统（64）脱离，从而造成与驱动杠杆（70）的断开间隙。

2、根据权利要求1所述的断路器操作机构，其中，驱动杠杆（70）枢轴地安装在转动轴（69），并装有一个与转动轴（69）有偏心的传动销钉（76），从而在上述闭锁装置（100）装入后销钉（76）与装于套筒帽（94）内的槽口（104）配合，形成能够断开上述活动传锁链的机械连接。

3、根据权利要求1所述的断路器操作机构，其中，套筒连杆（90）的两个部件具有孔（96，98），它们可以当合闸弹簧（72）压缩在凸轮（62）的承载位置时成一条直线，从而使闭锁装置（100）穿过小孔（96，98）以锁定上述连杆（90）在承载行程终端。

4、根据权利要求3所述的断路器操作机构，其中在上述闭锁装置（100）插入小孔（96，98）后，套筒连杆（90）的两部件之间留有一个很小宽度的轴向间隙（102）。

5、根据权利要求1所述的断路器操作机构，包括一个螺旋压缩弹簧（72），其中闭锁装置（100）包括一个当套管连杆（90）锁住时相对合闸弹簧（72）横向延伸的开尾销钉。

6、根据权利要求1所述的断路器操作机构，其中，蓄能系统（64）包括多个不同直径的螺旋缠绕的合闸弹簧，它们同轴地装于套管连杆（90）上。

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