CN101145474A - 残余电流断路器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及残余电流断路器，该残余电流断路器设在本体内，并配有被设计用来控制固定和可动电触头的相互运动的控制杆，同时设计为包括将控制杆与可动触头相互连接的电源闭合和断开机构，以及与该电源闭合和断开机构相连的隔离机构，其原理是，电源闭合和断开机构(10)设计成为包括以旋转的方式互连的两个元件的可变支架，控制隔离机构(30)以它的控制拉杆(31)的第一端也横向连接在在该旋转连接的位置(101)上，而拉杆的另一端(312)以旋转的方式连接在杠杆(32)上。杠杆(32)靠近拉杆(31)和杠杆(32)的旋转连接的位置(102)的第一端(321)以旋转的方式，在位于拉杆(31)的两端(311，312)的连接处下面的位置(103)上，固定在残余电流断路器本体上，而在杠杆(32)更加远离拉杆(31)和杠杆(32)旋转连接的位置(102)的另一端(322)，杠杆(32)的尺寸和形状适合通过抵靠在设在锁扣件(33)上的锁定表面(330)来锁定杠杆，该锁扣件(33)的第一端(331)以旋转的方式安装在残余电流断路器本体内，该锁扣件(33)的另一自由端(332)倚靠在与电路电连接的电磁铁的致动器(4)上，该电磁铁的致动器(4)用于产生隔离脉冲，而进一步地，还设有弹簧(209)与可动触头(2)相连，该弹簧对可动触头(2)加载，使其移动到断开位置，以及在可动触头(2)与包含两个元件(11，12)的可变支架的旋转连接处(104)，也连接了指示机构(50)的指示拉杆(5)，该指示机构指示可动触头(2)与固定触头(6)的闭合状态。

Description

残余电流断路器

技术领域

本发明涉及残余电流断路器，即这样的电力负载隔离开关，在这种隔离开关中，小电流隔离功率负载。所涉及类型的残余电流断路器通常被设计用来安装在标准条中，适合设置在常用类型的配电盘中。

背景技术

目前，已知多种类型的残余电流断路器，其设计通常是基于带有弹簧的杠杆机构原理，目标在于确保以相对较小的力来使通过相对较大的力而挤压在一起的触头隔离。这就是为什么这种机构必须利用小的无源阻抗来获得相对高的功率传输，但是同时可靠性必须较高。因此，这种类型的机构相对庞大，这意味着该机构尺寸较大，因而价格也较高。另一方面，如果该机构是以低价格、轻重量的标准而设计，该机构被设计成为由直接安装在残余电流断路器本体内的杠杆、拉杆和弹簧组成的系统，而且该系统只有在残余电流断路器本体的装配并完成之后，才能在功能上加以控制。万一存在功能故障，整个产品必须丢弃，或者整个本体必须拆开来维修，上述两种情况都不经济。此外，在已知的残余电流断路器中，至少部分的杠杆和拉杆从中央纵切面的角度来看是非对称安装的，造成了非对称的负载，而主要是位于整个机构的个别元件的安装处。如果结构尺寸不够大，甚至在新的产品中，该机构也经常会被卡住或阻塞，或者，在严格控制大小(stronglysized)的结构中，残余电流断路器的寿命不令人满意。如果通过使用用于支持在闭合状态下的电流触头的弱弹性弹簧，或者使用用于确保可动触头的断开动作的弱弹性弹簧，来选取机构的低动力负载(lowerpower loading)，在这种结构中，触头的电流负荷减少了或者在较高负荷的条件下，触头会烧损严重，这将会极大地降低触头的寿命。

发明内容

根据本发明，现有残余电流断路器的上述技术上和功能上的缺点基本上被减轻，并设计一种相对小、轻、和可靠的残余电流断路器。在本发明中，该残余电流断路器设在本体内，并配有被设计用来控制固定和可动电触头的相互运动的控制杆，同时包括将控制杆互连到可动触头的电源闭合和断开机构，和与该电源闭合和断开机构相连的控制隔离机构，其原理在于，该电源闭合和断开机构被设计成为包含以旋转的方式互连的两个元件的可变支架，控制隔离机构也以旋转方式地连接在该旋转连接的位置上，即在横向上以它的拉杆的第一端连接在该旋转连接位置上，而拉杆的另一端以旋转的方式连接在杠杆上，该杠杆靠近拉杆和该杠杆的旋转连接位置上的第一端以旋转的方式固定在漏电断路器的本体内，也就是固定在位于拉杆的两端的连接处下面的位置上，而在杠杆更加远离拉杆与该杠杆的旋转连接位置的另一端处，该杠杆的尺寸和形状适合通过抵靠在设在锁扣件的锁定表面来锁定杠杆，该锁扣件在其第一端处，以旋转的方式安装在残余电流断路器本体内，该锁扣件的另一自由端倚靠在与电路电连接的电磁铁致动器上，该电磁铁用于产生隔离脉冲，而进一步地，还设有弹簧与可动触头相连，该弹簧对可动触头加载，使其移动到断开位置，以及在可动触头与包含两个元件的可变支架的旋转连接处，也连接了指示机构的指示拉杆，该指示机构指示可动触头和固定触头的闭合状态。优选地，可动触头可设计成一个由接触臂和推压靴形部件(pressingboot)组成的系统，该接触臂具有由抗磨材料构成的接触块，该推压靴形部件以旋转的方式安装在残余电流断路器本体中，并抵靠在接触臂上，而对可动触头加载的弹簧连接在推压靴形部件上。优选地，触头开关状态的指示机构被设计为配备有标记或者痕迹的扇形体，该标记或痕迹具有辨别色彩，并如此定位和设计，以致能够移动到位于残余电流断路器前部的观察窗下面的位置，或者移动到该观察窗之外的位置，该扇形体以旋转的方式安装在残余电流断路器本体内，并以机械的方式连接到指示拉杆，该指示拉杆以旋转的方式分别连接到可动触头或推压靴形部件上。主要有利的是，残余电流断路器本体内的拉杆和杠杆关于残余电流断路器的中平面是对称设置的。最后，重要的优点在于：如果残余电流断路器的本体被设计成带有嵌入式内壳、内壁或预装件的外壳，该外壳带有用于电源线的连接和用于残余电流断路器在开关板上的安装固定位置的导电端子，闭合和断开触头的可动机构设置在该内壳、内壁或预装件上。这允许在将机构安装在整个本体外壳中之前安装和测试该机构。在该情况下，如果内壳、内壁或预装件是由金属材料制成，而外罩是由塑料制成，同样也是在机械上和技术上有优势的。

通过上述方式形成了残余电流断路器，该断路器相对较轻和较小，并且生产成本低，但同时显示出长的寿命和高的可靠度。同样重要的还有指示装置的机构直接与可动触头相连，所以它不是指示控制杆的位置，而是直接显示触头的开关状态，此外，可以从相对于处于断开位置的控制杆的位置，指示装置的指示器的位置来推断，触头是否手动或特意断开，即，当控制杆和指示器都处在断开位置时，或者，触头是否因为保护电路的故障而断开，这在指示器处在断开位置，而残余电流断路器的控制杆却处在中间位置的情况下是显而易见的。同样，获得了在技术上的重大优势，该优势在于整个机构是紧凑的且全功能的，并且能够在安装在内壳、内壁或预装件中之后，而在安装到整个残余电流断路器本体的外壳之前，验证所有功能。

附图说明

通过使用实施例，进一步地解释并描述本发明。在该实施例中，残余电流断路器的内部机构是以侧视图示出，其中，在图1到图7逐渐地表示出该机构的各个位置，其中，图1到图3显示了触头闭合的过程，图4和图5显示触头断开的过程，以及图6和图7显示此前由隔离装置断开的触头的闭合情形。

具体实施方式

在实施例中的残余电流断路器被设计成为包括外壳和内部预装件的本体，其中，在该本体上设有控制杆1，该控制杆通过其内部机构与可动触头2连接，该可动触头2与固定触头6机械配合和电配合。本体本身以常规方式设计，在附图中没有显示出来。此外，与标准设计不同，本体是设计成为具有嵌入式预装件的外壳，该嵌入式预装件用来在发挥功能的情形下机构的预装配。该内部预装件包括电源闭合和断开机构10，该机构10将控制杆1与可动触头2互连；还包括控制隔离机构30，该机构30与电源闭合和断开装置10连接。电源闭合和断开机构10在此设计成为包括以旋转的方式相互连接的两个元件11，12的可变支架，控制隔离装置30以它的控制拉杆31的第一端311也横向连接在该旋转连接的位置101上，而拉杆的另一端312以旋转的方式连接在杠杆32上，该杠杆32靠近拉杆31和该杠杆32的旋转连接位置102的第一端321以旋转的方式，在位于拉杆31的两端311，312的连接处下面的位置103上，固定在残余电流断路器本体上，而在杠杆32更加远离拉杆31和该杠杆32的旋转连接位置102的另一端322，该杠杆32的尺寸和形状适合通过抵靠在设在锁扣件33上的锁定表面330来锁定杠杆，该锁扣件33的第一端331以旋转的方式安装在残余电流断路器本体内，该锁扣件33的另一自由端332倚靠在与电路(图中未示出)电连接的电磁铁(图中未示出)致动器4上，该电磁铁致动器4用于产生隔离脉冲，而进一步地，还设有弹簧209与可动触头2相连，该弹簧对可动触头2加载，使其移动到断开位置，以及在可动触头2与包含两个元件11，12的可变支架的旋转连接位置104上，也连接了指示机构50的指示拉杆5，该指示机构指示可动触头2与固定触头6的闭合状态。在该示例中，可动触头2优选地设计成由接触臂201和推压靴形部件202组成的系统，该接触臂201具有由抗磨材料构成的接触块211，该推压靴形部件202以旋转的方式安装在残余电流断路器本体中，并抵靠在接触臂201上，而对可动触头2加载的弹簧209连接在推压靴形部件202上。此外，附图示出了触头2，6的状态指示机构50，该指示机构被设计为配备有标记511的扇形体，该标记具有辨别色彩，并如此定位和设计，以致能够移动到位于残余电流断路器前部的观察窗7的下面，或者可选地移动到该观察窗之外的位置，该扇形件51以机械方式安装在残余电流断路器本体内，并以机械的方式连接到与指示拉杆5，该指示拉杆5以旋转的方式分别连接到可动触头2或推压靴形部件202。与指示拉杆5的相互连接也包括平衡杆52。主要有利的是，残余电流断路器本体内的拉杆和杠杆关于残余电流断路器的中纵面是对称的，这通过杠杆和拉杆如何互相重叠的方式，部分地记载在附图中，而原则上，在旋转连接的各个位置上，这样的元件交替设置，例如一根拉杆的分叉端抵靠对称布置的相对件的直端，或者一根拉杆的末端连接到用一对拉杆表示的相对件上，等等。本示例中的残余电流断路器的本体被设计成带有嵌入式内壳、内壁或预装件的外壳，该外壳设有用于连接电源线的连接和用于将残余电流断路器安装在开关板上的固定位置的导电端子，该内壳、内壁或预装件包括可动触头的闭合和断开机构2，6。这允许在将整个机构安装在整个本体外壳中之前安装并测试整个机构。在该示例中，优选地，其中内壳由金属材料制成，而外壳是由塑料制成。

设备的功能如下：首先，在闭合触头2，6的过程中，控制杆1向右移动，而电源闭合和断开机构10，在位置101的加强件后面，只能够以旋转的方式与移动控制杆31一起，即在元件11，12相连接大体上上形成支架的位置上，在抵抗弹簧209所产生的力的运动中，推动倚靠在接触臂201上的推压靴形部件202，从而使得整个可动触头2向固定触头6靠近。同时，控制拉杆31固定在位置102上，只能够进行上述的旋转运动，这是由于现在，杠杆32通过其另一自由端322抵靠在锁扣件33的锁定表面30上而被阻塞。在开始于按照图1的位置并且进一步在图2和图3示出的运动结束时，固定触头6和动触头2是以一种稳定的、导电的方式连接。同时，可以观察到在指示机构50的扇形件51上的标记511已经移动到观察窗7的下面。

这个运动的发生是由于推压靴形部件202和指示拉杆5的使用的相互连接，而且这里还通过平衡杠杆52和以旋转的方式安装在残余电流断路器本体内的扇形件51。如果由残余电流断路器保护的电路产生即使相对弱的电流脉冲，那么由电磁铁控制的致动器4就会推开锁扣件4，如图4中显示的情况，而杠杆32被释放的另一端322以旋转的方式向上移动，释放控制杆31的运动；同样，构成相对刚性支架的元件11和12的连接位置101因此失去了它的支撑。接着，元件11和12形成角度更小的角，所以即使控制杆1的位置保持不变，弹簧209也可以拉动推压靴形部件202，断开触头2，6。图5示出了在触头2，6的保护性自动断开这样的动作之后的情形。为了手动闭合触头2，6的返回运动过程的第一阶段如图6，7所示，随着控制杆1的运动，杠杆32回到被锁扣件33锁定的位置，即在图1中所示的情形，而触头2，6接着以上述方式闭合，依次逐步如图1，图2，图3所示。触头2，6的闭合或断开的状态由标记511关于观察窗7的位置来连续显示。至于手动断开，只能通过手动移动控制杆1来完成。

主要根据本示例设计的残余电流断路器相对较轻和较小，并且生产成本低，但同时显示出长的寿命和高的可靠性，这是由于其内部结构对称，以及杠杆、拉杆，及尤其是它们的安装固定的负载尤其小。从功能的角度来看，同样有利的是，指示装置的机构直接连接到可动触头上，所以它不是指示控制杆的位置，而是直接指示触头的状态，此外，可以从相对于处于断开位置的控制杆的位置，指示装置的指示器的位置来推断，触头是否手动或特意断开，即，当控制杆和指示器都处在断开位置时，或者，或者触头是否因为保护电路的故障而断开，这在指示器处于断开位置，而残余电流断路器的控制杆位于中心位置的情况下是显而易见的。

该装置可以用作残余电流断路器，用来连接和主要是断开几十到几百安培的电流，其中，本体，装置，弹簧或触头的设计或尺寸对于电流负荷来说是重要的。以此方式，在保持本发明的装置原理的同时，通常可以调整装置，以适应不同的应用场合。

Claims (6)

1.一种残余电流断路器，该残余电流断路器设置在本体内，并配有被设计用来控制固定和可动电触头的相互运动的控制杆，同时包括将控制杆连接到可动触头的电源闭合和断开机构以及与该电源闭合和断开机构相连的隔离机构，其特征在于，该电源闭合和断开机构(10)被设计成为包含以旋转的方式互连的两个元件(11，12)的可变支架，控制隔离机构(30)以它的控制拉杆(31)的第一端(311)也横向连接在该旋转连接的位置(101)上，而拉杆的另一端(312)以旋转的方式连接在杠杆(32)上，该杠杆(32)靠近拉杆(31)和该杠杆(32)的旋转连接的位置(102)的第一端(321)以旋转的方式，在位于拉杆(31)的两端(311，312)的连接处下面的位置(103)上，固定在残余电流断路器本体上，而在杠杆(32)更加远离拉杆(31)和该杠杆(32)的旋转连接的位置(102)的另一端(322)，该杠杆(32)的尺寸和形状适合通过抵靠在设在锁扣件(33)上的锁定表面(330)来锁定杠杆，该锁扣件(33)的第一端(331)以旋转的方式安装在残余电流断路器本体内，该锁扣件(33)的另一自由端(332)倚靠在与电路电连接的电磁铁的致动器(4)上，该电磁铁的致动器(4)用于产生隔离脉冲，而进一步地，还设有弹簧(209)与可动触头(2)相连，该弹簧对可动触头(2)加载，使其移动到断开位置，以及在可动触头(2)与包含两个元件(11，12)的可变支架的旋转连接处(104)，也连接了指示机构(50)的指示拉杆(5)，该指示机构指示可动触头(2)与固定触头(6)的闭合状态。

2.根据权利要求1所述的残余电流断路器，其特征在于，所述可动触头(2)可设计成由接触臂(201)和推压靴形部件(202)组成的系统，该接触臂(201)具有由抗磨材料构成的接触块(211)，该推压靴形部件(202)以旋转的方式安装在残余电流断路器本体中，并抵靠在接触臂(201)上，而对可动触头(2)加载的弹簧(209)连接在推压靴形部件(202)上。

3.根据权利要求1或2所述的残余电流断路器，其特征在于，所述触头(2，6)的状态指示机构(50)被设计为配备有标记或者痕迹(511)的扇形件，该标记或痕迹具有辨别色彩，并如此设置，以致能够移动到位于残余电流断路器前部的观察窗(7)下面或者该观察窗之外的位置，该扇形件(51)以机械方式安装在残余电流断路器本体内，并以机械的方式连接到所述指示拉杆(5)上，该指示拉杆以旋转的方式分别连接到可动触头(2)或推压靴形部件(202)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的残余电流断路器，其特征在于，所述位于残余电流断路器本体内的拉杆和杠杆关于残余电流断路器的中纵面是对称的。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的残余电流断路器，其特征在于，所述残余电流断路器的本体被设计成带有导电端子的外壳，该导电端子用于连接电路的电源线和用于将残余电流断路器安装在开关板上的固定位置，在该外壳内安装设有嵌入式内壳、内壁或预装件，该嵌入式内壳、内壁或预装件包含所述触头(2，6)的闭合和断开的可动机构。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的残余电流断路器，其特征在于，所述内壳、内壁或预装件是由金属材料制成，而所述外壳是由塑料制成。

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