CN101266899A - 电路断路器的远程操作装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电路断路器的远程操作装置，其中，电磁式线性致动器的动子与电路断路器(1)的把手(1a)连接，通过该线性致动器的驱动在ON、OFF、RESET位置之间对电路断路器的把手进行切换，电磁线性致动器由无芯型的音圈电动机构成，该无芯型的音圈电动机由将磁化成相互为反极性的一对棒状永久磁铁(12b)串联排列并内装于动子导向用的导向管(12a)的定子(12)、和对在线圈卷绕架(13b)上卷绕的操作线圈(13a)进行导向和支承使其能够沿着导向管(12a)滑动移动的动子(13)的组装体构成，上述动子的线圈卷绕架与电路断路器的把手连接，选择性地切换通电于操作线圈的励磁电流的方向，进行在ON、OFF、RESET位置之间切换把手的操作。

Description

电路断路器的远程操作装置
技术领域
本发明涉及一种电路断路器的远程操作装置，其安装于配线用断路器、漏电断路器等电路断路器，根据远距离指令在ON、OFF、RESET位置之间对断路器的把手进行切换操作。
背景技术
使用为低压配电设备的组件的上述电路断路器装配于配电盘、控制盘等并进行集中管理，在该电路断路器中，已知作为外部附属装置(可选择)、根据远距离指令(电信号)在ON、OFF、RESET位置之间对电路断路器的把手进行切换操作的远程操作装置。此外，作为该远程操作装置，代替组合驱动电机、减速齿轮、进给螺杆的通常的电驱动方式，采用电磁线性致动器直接驱动电路断路器的把手的远程操作装置已经商品化，为公众所知(例如参照专利文献1)。
接着，使用图6～图8对电路断路器和专利文献1中公开的远程操作装置的结构、动作进行说明。
在图6(a)～(c)中，1是电路断路器(配线用断路器)，2是安装于电路断路器1的远程操作装置。此外，1a是前端从电路断路器1的箱盖1b伸出的摇杆式的开关操作把手，1c是肘杆式开关机构，1d是主电路接点，1e是通过闩锁(latch)机构与开关机构1c连接的过电流脱扣装置。
另一方面，远程操作装置2由箱体3内部的导轨4、导向支承于导轨4的动子5(动子的详细结构在后面叙述)、在E字形的磁轭6a上卷绕有操作线圈6b并配置在上述动子5的移动通路的两侧的一对定子6构成。在该远程操作装置2安装在电路断路器1上的状态下，在形成于上述动子5的下表面的凹处嵌合把手1a的前端并相互连接。7是设置于上述动子5的手动操作用的把手，8是设置于箱体3的顶面的辅助盖。
上述电路断路器1的开关动作是如公知的那样，当把手1a从图6(a)中表示的OFF位置向ON位置、从ON位置向OFF位置进行移动操作时，与把手1a的动作连动，开关机构1c(肘杆利用开关弹簧进行储能)反转动作，主电路接点1d闭合、断开。此外，当过电流脱扣装置1e检测到主电路的过电流并释放闩锁机构时，电路断路器1进行跳闸动作，主电路接点1d断开，把手1a受到肘杆机构的恢复力，在ON位置与OFF位置之间停止，显示跳闸动作。而且，跳闸动作后再次接通(投入)主电路接点1d时，在把手1a从TRIP位置暂时移动到RESET位置并重置闩锁机构之后，通过再次接通ON位置闭合主电路接点。
接着，使用图7对上述远程操作装置2中具有的电磁线性致动器的现有结构进行说明，并由图8(a)、(b)对其动作进行说明。与电路断路器1的把手1a连接的线性致动器的动子5(以能够沿着图6(a)的导轨4向ON、OFF方向移动的方式被导向并支承)，如图7所示，与定子6相对、在左右侧面上设置有励磁用的永久磁铁9。另一方面，线性致动器的定子6是在E字形的磁轭6a的中央脚部上卷绕操作线圈6b而构成线圈部。而且，定子6的操作线圈6b，通过图8(a)所示的远距离控制部10中设置的ON、OFF操作用开关11的接点，与励磁电源连接。
在上述结构中，在对图6所示的远程操作装置2发送来自远距离控制部10(参照图8(b))的ON、OFF的操作指令、基于该指令在线性致动器的操作线圈6b中通过励磁电流时，利用与ON、OFF指令对应的方向的励磁电流，在定子6与动子5的永久磁铁9之间产生图7的箭头方向的磁推力。动子5受到该磁推力，沿着导轨4从一个行程端向另一个行程端移动，电路断路器1的摇杆式把手1a在ON、OFF位置间切换。而且，虽未图示，但在动子5的移动通路的终端位置上设置有ON、OFF位置的检测开关，如果在电路断路器1的ON、OFF操作时动子5到达ON、OFF的终端位置，则通过上述检测开关的动作信号停止操作线圈6b的励磁。
然而，上述现有的远程操作装置在结构、功能等方面存在有以下的问题。
(1)由于图7所示的电磁线性致动器的定子6采用在E字形的磁轭6a上卷绕操作线圈6b的带芯结构，所以远程操作装置整体的外形尺寸也较大。
(2)在操作线圈6b的非励磁状态下，通过在永久磁铁9与磁轭之间作用的磁吸引力使动子5保持在与ON、OFF位置相对应的行程终端位置。因此，在停电时等的操作线圈6b无励磁、对图6所示的动子5的把手7进行手动操作并切换电路断路器的把手1a的情况下，上述永久磁铁9的磁吸引力作为反作用力被施加。因此在手动操作中需要比必需的力量大的力。
(3)进而，由于在电路断路器检测出过电流并进行跳闸动作的情况下，连接于远程操作装置2的动子5的把手1a也由永久磁铁9的磁力被约束并保持于ON位置，所以从该把手位置不能够目视确认电路断路器的跳闸动作状态。
专利文献1：日本特开2002-319504号公报(图1、图6)
发明内容
本发明是鉴于上述问题提出的，其目的在于解决上述课题，提供一种电路断路器的远程操作装置，其进行了改良，以简易的结构实现装置的小型化与紧凑化，同时在通过手动进行把手的切换操作时，不需要比必需的力量大的操作力就能够切换电路断路器的把手，并且能够从把手位置确认电路断路器的跳闸动作状态。
为了达到上述目的，根据本发明，提供一种电路断路器的远程操作装置，其安装于设置有摇杆式把手的电路断路器，在ON、OFF、RESET位置之间对上述把手进行切换操作，该远程操作装置包括电磁线性致动器，电磁线性致动器的动子与电路断路器的把手连接，通过该电磁线性致动器的远距离操作对电路断路器的把手进行切换，
上述电磁线性致动器由将磁化成相互为反极性的一对棒状永久磁铁串联排列并内装于动子导向用的导向管的定子、和对操作线圈进行引导和支承使其能够沿着上述导向管移动的动子的组装体构成，上述动子与电路断路器的把手连接，选择性地切换通电于操作线圈的励磁电流的方向，进行在ON、OFF、RESET位置之间切换电路断路器的把手的操作。此外，上述线性致动器具体由以下方式构成并进行配置。
(1)内装有定子的棒状永久磁铁的导向管是非磁性的管，在电路断路器的把手的侧面敷设该导向管，并且卷绕有动子的操作线圈的线圈卷绕架能够滑动地嵌插于上述导向管的外周并进行组装，在该组装位置，上述线圈卷绕架与电路断路器的把手卡合连接。
(2)上述两组线性致动器并排设置于电路断路器的把手的两侧，且各组线性致动器的动子彼此一体结合，并与电路断路器的把手连接。
上述结构的远程操作装置，由无芯方式的音圈电动机构成电磁线性致动器，该无芯方式的音圈电动机由将棒状永久磁铁内装于动子导向用的导向管的定子，和以上述导向管作为导轨、对卷绕有操作线圈的线圈卷绕架进行导向和支承使其能够沿着该管轴移动的动子构成。由此，与上述现有结构的带芯线性致动器(参照图6、图8)相比，能够以简单的结构小型、紧凑地构成远程操作装置。
而且，由于线性致动器是无芯结构，所以在操作线圈的无励磁状态下，动子不会受到定子的永久磁铁的磁力的影响。因此，即使在手动进行把手的切换的情况下，也不会受到来自永久磁铁的反作用力，能够容易地进行操作。
进而，在电路断路器的跳闸动作时，因为通过其开关机构的恢复力，远程操作装置的动子与把手一起不受任何约束地移动到跳闸显示位置，所以根据该动子的停止位置能够目视确认电路断路器的跳闸动作状态。
此外，通过将上述结构的两组线性致动器以左右相对地排列、其动子与电路断路器的把手连接的方式配置，能够加算两组线性致动器的磁推力并驱动电路断路器的把手，此外还能够防止动子相对定子的转动。
附图说明
图1是本发明的实施例中的远程操作装置的结构图，(a)是其电磁线性致动器与电路断路器的把手连接的状态的外观图，(b)是(a)中的电磁线性致动器的结构示意图。
图2是在图1的电磁线性致动器上覆盖箱体的组装状态的外观图。
图3是在去除图2的箱盖的状态下的俯视图。
图4是在除去图2的箱体侧壁的状态下的侧面图。
图5是图1(b)所示的电磁线性致动器的动作说明图，(a)、(b)是分别表示与OFF操作、ON操作对应的状态的图。
图6是现有的远程操作装置的结构图，(a)是在电路断路器上安装有远程操作装置的状态的侧视截面图，(b)、(c)分别是(a)的纵截正面图和远程操作装置的平面图。
图7是图6的远程操作装置中搭载的现有的电磁线性致动器的结构示意图。
图8是图6所示的远程操作装置的操作说明图，(a)是表示远距离控制部的电路图，(b)是表示与ON、OFF、TRIP、RESET对应的电路断路器的把手位置的图。
符号说明：
1电路断路器
1a把手
2远程操作装置
12电磁线性致动器的定子
12a导向管
12b永久磁铁
12c端板
13电磁线性致动器的动子
13a操作线圈
13b线圈卷绕架
13c连接板
具体实施方式
下面，基于图1～图5所示的实施例说明本发明的实施方式。其中，图1(a)是电路断路器中安装的远程操作装置的主要部分的外观图，图1(b)是示意性地表示作为远程操作装置的核心部分的电磁线性致动器的结构图，图2是在图1(a)的远程操作装置上覆盖箱体、安装在电路断路器上的状态的外观图，图3是在去除图2的箱盖的状态下的俯视图，图4是在去除图2的箱体侧壁的状态下的侧面图，图5(a)、(b)是电磁线性致动器的动作说明图。
在该实施例中，安装于电路断路器1的远程操作装置2的电磁线性致动器由组合有以下结构的定子和动子的无芯型的音圈电动机构成。即，如图1(b)所示，电磁线性致动器的定子12，是在由非磁性材料制作的导向管(中空轴)12a中串联排列并插入有磁化为反极性的一对棒状永久磁铁12b的结构。另一方面，动子13由操作线圈13a和卷绕有该操作线圈13a的线圈卷绕架13b构成，该线圈卷绕架13b与上述导向管12a的外周嵌合，并以能够沿管的轴方向滑动移动的方式被导向和支承。
当在上述结构中，在操作线圈13a中通过励磁电流时，与该电流方向相对应，在定子12的永久磁铁12b与动子13的操作线圈13a之间作用电磁推力，受到该电磁推力的作用，动子13的线圈卷绕架13b沿着导向管12a向图1(a)、图1(b)的箭头P方向滑动移动。图1(b)表示操作线圈13a为非励磁、动子13在移动行程的中央位置停止的状态。
而且，在图示实施例的远程操作装置2中，上述两组电磁线性致动器左右组合并配置于电路断路器1的把手1a的侧面(参照图1(a)、图3)，在该位置，如下所述，动子13的线圈卷绕架13b与电路断路器1的把手1a连接。即，各组的定子12通过与导向管12a的两端结合的端板12c，组装于远程操作装置2的箱体3，该箱体3螺纹固定在电路断路器1的盖的上表面，并固定于规定位置。而且，在箱体3的上表面开设有窗口3a，通过该窗口3a确认把手1a的位置，并且手动进行把手1a的切换操作。另一方面，动子13通过U字形的连接板13c使各组线圈卷绕架13b相互之间一体结合，并且使在连接板13c的底部中央开口的卡合孔(角孔)与电路断路器1的把手1a的前端部嵌合，连接把手/动子之间。
接着对上述结构的远程操作装置2的动作进行说明。在将电路断路器1的把手1a在ON、OFF、RESET位置之间进行切换操作的情况下，与图8所示的远距离控制部10同样，根据来自外部的指令，使电磁线性致动器的操作线圈13a通过励磁电流。
此处，在切换操作把手1a为OFF时(参照图8(b))，在操作线圈13a中通过的励磁电流在图5(a)的方向流动。由此，通过在操作线圈13a与定子12的永久磁铁12b之间作用的箭头方向的电磁推力F，使动子13向左方向移动，并将电路断路器的把手1a切换至OFF位置。此外，在电路断路器的跳闸动作之后进行RESET时也是同样的。另一方面，在将把手1a驱动至ON位置并切换操作电路断路器为ON时，与上述相反，在操作线圈13a中通过的励磁电流反转至图5(b)的方向。由此，动子13受到右方向的电磁推力F，电路断路器的把手1a切换至ON位置。而且，把手1a的位置能够通过在箱体3的顶面开设的窗口3a目视确认。
此处，如图1(a)、图2、图3所示的实施例那样，通过夹着把手1a、左右相对地配置两组电磁线性致动器，并使其动子彼此一体结合，能够加算两组电磁线性致动器的磁推力并驱动电路断路器的把手，此外还能够防止动子相对定子的转动。
此外，在停电时这样的不能够在操作线圈13a中通过励磁电流的状态下，在手动进行电路断路器1的把手1a的切换操作的情况下，能够从在远程操作装置2的箱体3上开设的窗口3a(参照图2)直接用手对把手1a进行切换。而且，在该情况下，因为动子13不受永久磁铁12b的磁力的影响，所以不需要施加额外的力就能够简单地对把手1a进行切换操作。

Claims (3)

1.一种电路断路器的远程操作装置，其安装于设置有摇杆式把手的电路断路器，在ON、OFF、RESET位置之间对所述把手进行切换操作，该远程操作装置包括电磁线性致动器，电磁线性致动器的动子与电路断路器的把手连接，通过该电磁线性致动器的远距离操作对把手进行切换，其特征在于：
所述电磁线性致动器由将磁化成相互为反极性的一对棒状永久磁铁串联排列并内装于动子导向用的导向管的定子、和对操作线圈进行导向和支承使其能够沿着所述导向管移动的动子构成，所述动子与电路断路器的把手连接，选择性地切换通电于操作线圈的励磁电流的方向，进行切换把手的操作。
2.如权利要求1所述的远程操作装置，其特征在于：
内装有定子的棒状永久磁铁的导向管是非磁性的管，在把手的侧面铺设该导向管，并且卷绕有动子的操作线圈的线圈卷绕架能够滑动地嵌插于所述导向管的外周，在该位置，所述线圈卷绕架与电路断路器的把手卡合连接。
3.如权利要求1所述的远程操作装置，其特征在于：
两组线性致动器并排设置于把手的两侧，且其动子彼此一体结合，并与电路断路器的把手连接。
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