CN101540245B - 小型剩余电流动作断路器的操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型剩余电流动作断路器的操作机构，底座内装有一对或多对静触头和动触头，所述的动触头安装在转轴上，所述的转轴由位于闭合位置和断开位置之间的机构所驱动，所述的机构包括支架、隔板、固定板、肘节、摇臂、跳扣、杠杆、推杆和传动杆。本发明的小型剩余电流动作断路器的操作机构，由于推杆推动故障脱扣器的撞针的复位是由传动杆复位弹簧驱动的，因而冲击力小，可有效地延长电磁继电器的使用寿命。

Description

小型剩余电流动作断路器的操作机构

技术领域

本发明涉及一种低压电器，具体地说是一种交流50Hz，额定电压不超过400V，额定电流至125A，动作功能与线路电压无关和与线路电压有关的家用或类似用途的主要用作电击危险保护的不带过电流保护的剩余电流动作断路器。本发明旨在为顾客提供一种剩余电流动作断路器的方案。

背景技术

现有的小型剩余电流动作断路器的操作机构，如中国专利CN1808665A公开的技术。当回路中出现剩余故障电流时，故障脱口继电器的撞针推动推杆上面的力臂转动，进而推动动触头支撑件使动静触头分开，同时，锁扣与跳扣解锁，四连杆机构瓦解，手柄无法控制机构动作，保证手柄处在任何位置均能使机构断开。并且，跳扣在第二复位弹簧的作用力在转动至一定角度后复位，重新与在第一复位弹簧作用下复位的锁扣搭接，带动推杆转动并推动故障脱口继电器的撞针复位，为下一次动作作准备。由于所述的第一力臂的长度大于所述的第二力臂的长度，利用杠杆原理可有效减小机构的脱扣力。该技术有效解决了操作机构脱扣力的问题。

但是在该技术中，小型剩余电流动作断路器的动作是通过电磁继电器撞针进行驱动的，而电磁脱扣器的撞针动作后无法自行复位，需要通过操作机构提供复位力使其复位，为下一次驱动做准备。由于该复位力靠转轴和推杆尾部的弹性件的接触后，转轴推动弹性件产生压力后产生复位力。转轴随机构动作时其在运动过程中具有较大冲击，容易使电磁继电器的衔铁和铁心的接触极面变形后出现气隙，直接影响电磁继电器的寿命和特性。

另外，目前很多小型剩余电流动作断路器的零序互感器的一次绕组一般采用软导线，由于软导线截面积大，产品的额定电流一般只能达到63A，如NL1-63等产品。为了使得小型剩余电流动作断路器的额定动作电流达到100A或125A，有些小型剩余电流动作断路器采用了圆形硬导线通过锡焊的方式进行解决，如NL1-100等产品。但这种方式虽然能达到目的，但由于硬导线成型后锡焊较难保证尺寸精度，使后续的装配工序十分困难，产品的温升较高。

发明内容

本发明要解决的是现有技术中电磁继电器的撞针复位力受操作机构的冲击，直接影响电磁继电器的寿命的问题，旨在提供一种回复力较小，电磁继电器的寿命较长的小型剩余电流动作断路器的操作机构。

本发明还要解决的是现有技术中采用软导线或圆形硬导线通过锡焊作为零序互感器的原边绕组，在电流规格上和加工工艺上存在缺陷的问题，旨在提供一种后续工艺简单，产品性能较稳定的小型剩余电流动作断路器的操作机构。

解决上述问题采用的技术方案是：小型剩余电流动作断路器的操作机构，底座内装有一对或多对静触头和动触头，所述的动触头安装在转轴上，所述的转轴由位于闭合位置和断开位置之间的机构所驱动，所述的机构包括：

一个支架、一个隔板和一个固定板；

由一个手动操作手柄与一个第一传动连杆连接形成的一个肘节，所述的手柄装在所述的支架的圆柱形状凸台上，可绕圆柱形凸台转动；所述的手柄还设有手柄复位弹簧；

一个具有3个圆孔的摇臂，其中1个孔通过第一传动连杆与操作手柄连接，另1个孔通过第二传动连杆与转轴连接组成四连杆机构；还有一个孔通过第二旋转轴与跳扣进行铰接，摇臂可绕第二旋转轴转动；

一个具有2对同轴圆孔的跳扣，其中1对同轴圆孔通过第二旋转轴与摇臂铰接，另1对同轴圆孔与第一旋转轴铰接，跳扣可绕第一旋转轴转动；

一个具有一个圆形凸台和一个方形凸台的杠杆与第三旋转轴铰接，杠杆复位弹簧安装在杠杆和支架上，杠杆的圆形凸台和方形凸台通过支架上的2个孔伸出到支架的另一侧；所述的杠杆具有与跳扣上第一止挡面相配合的第三力臂和与及锁扣上的第二止挡面相配合的第四力臂，并且所述第四力臂的长度大于第三力臂的长度；所述的杠杆的圆形凸台与一个指示件、一个指示锁扣和一个指示件复位弹簧组成指示脱扣装置，当出现脱扣故障时，杠杆的圆形凸台推动指示锁扣使指示脱扣装置解锁，指示件在指示件复位弹簧的作用下复位；

一个铰接在支架和隔板之间的推杆，所述的推杆具有受控于故障脱扣继电器的撞针的第一力臂，和一个与一个锁扣相配合并用于解锁的第二力臂；并且，所述的第一力臂的长度大于所述的第二力臂的长度；

一个铰接在支架和隔板之间的传动杆，所述的传动杆具有2个圆弧面和2个工作圆角，其中第二圆弧面与转轴上的圆弧面配合，第一圆弧面及第二工作圆角与所述的指示件配合，第一工作圆角与推杆配合；所述的传动杆上设有传动杆复位弹簧；

所述的手柄、第一传动连杆、第二传动连杆、摇臂、跳扣、杠杆、第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴、手柄复位弹簧、杠杆复位弹簧安装在支架的一侧和固定板之间；锁扣、推杆、传动杆、指示件、指示锁扣铰接在支架的另一侧和隔板之间，锁扣复位弹簧、指示件复位弹簧、传动杆复位弹簧安装在支架的另一侧和隔板之间。

当出现剩余电流时，故障脱扣器的撞针驱动推杆的第一力臂转动，锁扣被打开，四连杆机构被瓦解，杠杆受机构系统合力的作用转动，杠杆上的圆形凸台推动指示锁扣转动，指示件被解锁后在指示件复位弹簧的作用下复位，指示为故障状态。转轴受力回复到断开状态，传动杆随着转轴转动直到二者不接触，传动杆的第一工作圆角推动推杆转动，使推杆的第一力臂再次产生复位力，故障脱扣器的撞针受力处于初始状态为下一次进行脱扣动作做准备。同时手柄在手柄复位弹簧的作用下复位到断开状态，通过第一传动连杆带动摇臂使跳扣回复到初始状态。

本发明的小型剩余电流动作断路器的操作机构，由于推杆推动故障脱扣器的撞针的复位是由传动杆复位弹簧驱动的，因而冲击力小，可有效地延长电磁继电器的使用寿命。

作为本发明的进一步改进，所述的跳扣还具有一个圆弧面，在机构脱扣的过程中，圆弧面与第三力臂的端部接触；所述圆弧面的圆心与第一旋转轴同心，在机构复位过程中可旋转回到初始位置，而不被卡死。

作为本发明的再进一步改进，所述的转轴的两侧的圆柱形凸台第九旋转轴分别安装在底座上的圆孔内，转轴可以绕第九旋转轴进行小幅度的相对转动。

作为本发明的更再进一步改进，在额定电流到达125A的导电系统中，零序互感器的原边绕组采用方形硬漆包线，原边绕组和接线板、软连接均通过点焊的方式进行连接。其中所述的漆包扁线采用的截流面的尺寸为2.5*4。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的外形示意图，操作机构处于断开状态。

图2是图1去掉盖1后的结构示意图。

图3是图2的后视图。

图4是图2去掉底座2后的结构示意图。

图5是图4的后视图。

图6是图4去掉隔板6和故障继电器4后的结构示意图。

图7是图6的后视图。

图8是本发明机构闭合时的结构示意图。

图9是图8的后视图。

图10是本发明在跳闸过程中的结构示意图。

图11是图10的后视图。

图12是支架的结构示意图。

图13是支架背面的结构示意图。

图14是杠杆的结构示意图。

图15是杠杆背面的结构图。

图16是跳扣摇臂组件的结构示意图。

图17是推杆的结构示意图。

图18是传动杆的结构示意图。

图19是锁扣的结构示意图。

具体实施方式

参照图1-7、图12-19，本发明的小型剩余电流动作断路器的操作机构，包括底座2和盖1，底座2内装有1对或多对静触头17和动触头18，所述的动触头18安装在转轴16上，所述的转轴16由位于闭合位置和断开位置之间的机构所驱动，所述的机构包括：

一个支架7、一个隔板6和一个固定板8；

由一个手动操作手柄3与一个第一传动连杆10连接形成的一个肘节，所述的手柄3装在所述的支架7的圆柱形状凸台上，可绕圆柱形凸台转动；所述的手柄3还设有手柄复位弹簧26；

一个具有3个圆孔的摇臂12，其中1个孔通过第一传动连杆10与操作手柄3连接，另1个孔通过第二传动连杆11与转轴16连接组成四连杆机构；还有一个孔通过第二旋转轴15与跳扣13进行铰接，摇臂12可绕第二旋转轴15转动；

一个具有2对同轴圆孔的跳扣13，其中1对同轴圆孔通过第二旋转轴15与摇臂12铰接，另1对同轴圆孔与第一旋转轴14铰接，跳扣可绕第一旋转轴14转动；

一个具有一个圆形凸台和一个方形凸台的杠杆9与第三旋转轴56铰接，杠杆9复位弹簧23安装在杠杆9和支架7上，杠杆9的圆形凸台42和方形凸台43通过支架7上的2个孔伸出到支架7的另一侧；所述的杠杆9具有与跳扣13上第一止挡面47相配合的第三力臂44和与及锁扣上的第二止挡面51相配合的第四力臂45，并且所述第四力臂45的长度大于第三力臂44的长度；所述的杠杆9的圆形凸台42与一个指示件34、一个指示锁扣37和一个指示件复位弹簧35组成指示脱扣装置，当出现脱扣故障时，杠杆9的圆形凸台42推动指示锁扣37使指示脱扣装置解锁，指示件34在指示件复位弹簧35的作用下复位；

一个铰接在支架7和隔板6之间的推杆33，所述的推杆33具有受控于故障脱扣继电器4的撞针5的第一力臂48，和一个与一个锁扣25相配合并用于解锁的第二力臂49；并且，所述的第一力臂48的长度大于所述的第二力臂49的长度；

一个铰接在支架7和隔板6之间的传动杆38，所述的传动杆38具有2个圆弧面和2个工作圆角，其中第二圆弧面55与转轴16上的圆弧面配合，第一圆弧面54及第二工作圆角53与所述的指示件34配合，第一工作圆角52与推杆33的接触面50配合；所述的传动杆38上设有传动杆复位弹簧36；

所述的手柄3、第一传动连杆10、第二传动连杆11、摇臂12、跳扣13、杠杆9、第一旋转轴14、第二旋转轴15、第三旋转轴56、手柄复位弹簧26、杠杆复位弹簧23安装在支架7的一侧和固定板8之间；锁扣25、推杆33、传动杆38、指示件34、指示锁扣37铰接在支架7的另一侧和隔板6之间，锁扣复位弹簧24、指示件复位弹簧35、传动杆复位弹簧36安装在支架7的另一侧和隔板6之间。

所述的跳扣13还具有一个圆弧面46，在机构脱扣的过程中，圆弧面46与第三力臂44的端部接触；所述圆弧面46的圆心与第一旋转轴14同心，在机构复位过程中可旋转回到初始位置，而不被卡死。

所述的转轴16的两侧的圆柱形凸台第九旋转轴32分别安装在底座2上的圆孔内，转轴16可以绕第九旋转轴32进行小幅度的相对转动。

所述的跳扣13还具有一个圆弧面46，在机构脱扣的过程中，圆弧面46与第三力臂44的端部接触；所述圆弧面46的圆心与第一旋转轴14同心，在机构复位过程中可旋转回到初始位置，而不被卡死。

所述的转轴16的两侧的圆柱形凸台分别安装在底座2上的圆孔内，转轴16可以绕第九旋转轴32进行小幅度的相对转动。

所述的杠杆9可绕第三旋转轴56小幅转动，当跳扣13通过杠杆9被锁扣25锁定时，用于铰接跳扣13和摇臂12的第二旋转轴15成为固定支点，使操作机构中的四连杆机构能正常运动。当跳扣13从锁扣25中解锁时，跳扣13能够绕第一旋转轴14进行转动，导致固定支点被瓦解，操作机构的四连杆机构的平衡被打破，使处于合闸状态的操作机构在弹簧力的作用下跳闸。

参考图1～图7，操作机构处于断开状态，锁扣25通过杠杆9的第四力臂45将跳扣13锁定，第二旋转轴15被固定，由手柄3、第一传动连杆10、第二传动连杆11、摇臂13、转轴16组成的连杆机构可进行正常操作。此时转轴16与传动杆38无接触，传动杆38在传动杆复位弹簧36的作用下在第一工作圆角52出产生一个力矩，通过第一工作圆角52传递到推杆33的第一力臂48上产生一个复位力推动故障脱扣继电器的撞针5使故障脱扣继电器处于初始状态，保证操作机构能够进行正常闭合和断开操作。

推动手柄3可实现机构闭合和断开的转换，机构闭合状态参考图8-9。手柄3在推动操作机构闭合的过程中转轴16随手柄一起转动，转轴16上的圆弧形凸台推动传动杆38的第二圆弧面55使传动杆38顺时针方向转动，传动杆38的第二工作圆角53驱动指示件34逆时针方向转动使指示锁扣37将指示件34锁定。推杆33不再受传动杆38的推力的作用处于自由状态，可以绕第五旋转轴28转动。

再推动手柄3进行操作机构断开操作时，由于指示锁扣37将指示将34锁定，指示件34仍处于锁定状态，不会复位。传动杆38随着转轴16转动直到二者不接触，推杆33的第一力臂48再次产生复位力，故障脱扣器的撞针5受力处于初始状态。

参照图10-11，当出现剩余电流时，故障脱扣器的撞针5驱动推杆33的第一力臂48转动，锁扣25被打开，四连杆机构被瓦解，杠杆9受机构系统合力的作用转动，杠杆9上的圆形凸台42推动指示锁扣37转动，指示件34被解锁后在指示件复位弹簧35的作用下复位，指示为故障状态。转轴16受力回复到断开状态，传动杆38随着转轴16转动直到二者不接触，传动杆38的第一工作圆角52推动推杆33的接触面50使其转动，从而使推杆33的第一力臂48再次产生复位力，故障脱扣器4的撞针5受力处于初始状态为下一次进行脱扣动作做准备。同时手柄3在手柄复位弹簧26的作用下复位到断开状态，通过第一传动连杆10带动摇臂12使跳扣13回复到初始状态。

额定电流到达125A的导电系统，其零序互感器20的原边绕组21采用方形硬漆包线，原边绕组和接线板22、软连接19均通过点焊的方式进行连接，其中漆包扁线采用的截流面的尺寸为2.5*4。

此外，在前文示提及的图中标记中，1-盖，27-第四旋转轴，29-第六旋转轴，30-第七旋转轴，31-第八旋转轴，39-孔一，40-孔二，41-第十旋转轴。

应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.小型剩余电流动作断路器的操作机构，底座(2)内装有1对或多对静触头(17)和动触头(18)，所述的动触头(18)安装在转轴(16)上，所述的转轴(16)由位于闭合位置和断开位置之间的机构所驱动，其特征在于所述的驱动转轴(16)的机构包括：

一个支架(7)、一个隔板(6)和一个固定板(8)；

由一个手动操作手柄(3)与一个第一传动连杆(10)连接形成的一个肘节，所述的手柄(3)装在所述的支架(7)的圆柱形状凸台上，可绕圆柱形凸台转动；所述的手柄(3)还设有手柄复位弹簧(26)；

一个具有3个圆孔的摇臂(12)，其中1个孔通过第一传动连杆(10)与操作手柄(3)连接，另1个孔通过第二传动连杆(11)与转轴(16)连接；还有一个孔通过第二旋转轴(15)与跳扣(13)进行铰接，摇臂(12)可绕第二旋转轴(15)转动；

一个具有2对同轴圆孔的跳扣(13)，其中1对同轴圆孔通过第二旋转轴(15)与摇臂(12)铰接，另1对同轴圆孔与第一旋转轴(14)铰接，跳扣可绕第一旋转轴(14)转动；

一个具有一个圆形凸台和一个方形凸台的杠杆(9)与第三旋转轴(56)铰接，杠杆复位弹簧(23)安装在杠杆(9)和支架(7)上，杠杆(9)的圆形凸台(42)和方形凸台(43)通过支架(7)上的2个孔伸出到支架(7)的另一侧；所述的杠杆(9)具有与跳扣(13)上第一止挡面(47)相配合的第三力臂(44)和与及锁扣(25)上的第二止挡面(51)相配合的第四力臂(45)，并且所述第四力臂(45)的长度大于第三力臂(44)的长度；所述的杠杆(9)的圆形凸台(42)与一个指示件(34)、一个指示锁扣(37)和一个指示件复位弹簧(35)组成指示脱扣装置，当出现脱扣故障时，杠杆(9)的圆形凸台(42)推动指示锁扣(37)使指示脱扣装置解锁，指示件(34)在指示件复位弹簧(35)的作用下复位；

一个铰接在支架(7)和隔板(6)之间的推杆(33)，所述的推杆(33)具有受控于故障脱扣继电器的撞针(5)的第一力臂(48)，和一个与锁扣(25)相配合并用于解锁的第二力臂(49)；并且，所述的第一力臂(48)的长度大于所述的第二力臂(49)的长度；

一个铰接在支架(7)和隔板(6)之间的传动杆(38)，所述的传动杆(38)具有2个圆弧面和2个工作圆角，其中第二圆弧面(55)与转轴(16)上的圆弧面配合，第一圆弧面(54)及第二工作圆角(53)与所述的指示件(34)配合，第一工作圆角(52)与推杆(33)配合；所述的传动杆(38)上设有传动杆复位弹簧(36)；

所述的手柄(3)、第一传动连杆(10)、第二传动连杆(11)、摇臂(12)、跳扣(13)、杠杆(9)、第一旋转轴(14)、第二旋转轴(15)、第三旋转轴(56)、手柄复位弹簧(26)、杠杆复位弹簧(23)安装在支架(7)的一侧和固定板(8)之间；锁扣(25)、推杆(33)、传动杆(38)、指示件(34)、指示锁扣(37)铰接在支架(7)的另一侧和隔板(6)之间，锁扣复位弹簧(24)、指示件复位弹簧(35)、传动杆复位弹簧(36)安装在支架(7)的另一侧和隔板(6)之间。

2.如权利要求1所述的小型剩余电流动作断路器的操作机构，其特征在于所述的跳扣(13)还具有一个圆弧面(46)，在机构脱扣的过程中，圆弧面(46)与第三力臂(44)的端部接触；所述圆弧面(46)的圆心与第一旋转轴(14)同心，在机构复位过程中可旋转回到初始位置，而不被卡死。

3.如权利要求1所述的小型剩余电流动作断路器的操作机构，其特征在于所述的转轴(16)的两侧的圆柱形凸台第九旋转轴(32)分别安装在底座(2)上的圆孔内，转轴(16)可以绕第九旋转轴(32)进行小幅度的相对转动。

4.如权利要求1-3任何一项所述的小型剩余电流动作断路器的操作机构，其特征在于在额定电流到达125A的导电系统中，零序互感器的原边绕组采用方形硬漆包线，原边绕组和接线板、软连接均通过点焊的方式进行连接。

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