CN101562082B - 断路器互锁系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及断路器互锁系统及方法。具体而言，本发明公开了一种断路器互锁系统。该系统包括用于断路器的跳闸单元，以及收容跳闸单元的断路器。断路器在跳闸单元组装到其上时可闭合，以及断路器在跳闸单元未组装到断路器上时是不可闭合的。互锁系统还构造成用以在断路器处于闭合构型时防止从断路器上拆下跳闸单元。断路器具有多个螺线管，并且多个螺线管中的各个螺线管均与断路器可操作地关联，以根据指令使断路器跳闸。多个螺线管中的第一螺线管经由跳闸单元响应来自断路器的信号，而多个螺线管的第二螺线管响应来自除电子跳闸单元之外的源从外部所提供的信号。

Description

断路器互锁系统及方法

技术领域

本发明大体上涉及断路器，且具体地涉及一种断路器互锁系统及其互锁方法。

背景技术

断路器提供了一种用于控制向电路提供电力的装置，例如，该电路可为单相电路、三相电路，或具有切换中点的多相电路。跳闸单元，例如电子跳闸单元控制模块，通常用于与断路器对接来控制跳闸特性，举例来说，例如跳闸率和跳闸电流。跳闸单元可从断路器上移除以便进行保养以及由具有备选跳闸特性的跳闸单元替换。由于在未安装跳闸单元的情况下电路可能未受到跳闸保护，故断路器在跳闸单元从断路器上移除时而处于闭合构型可能为不理想的状态。因此，本行业期望一种将跳闸单元与断路器互锁的系统。

发明内容

本文公开了一种断路器互锁系统。该系统包括用于断路器的跳闸单元，以及收容跳闸单元的断路器。断路器当跳闸单元组装到其上时是可闭合的，以及当跳闸单元未组装到断路器上时该断路器是不可闭合的。互锁系统还构造成用以在断路器处于闭合构型时防止将跳闸单元从断路器拆下。断路器具有多个螺线管，并且各个螺线管均与断路器可操作地关联(communication)，以根据指令而使断路器跳闸。多个螺线管中的第一螺线管经由跳闸单元响应来自断路器的信号，而多个螺线管的第二螺线管响应来自除电子跳闸单元之外的信号源从外部提供的信号。

本文还公开了一种将电子跳闸单元与多相断路器互锁的方法。该方法包括：能使断路器在跳闸单元组装到其上时闭合，使得断路器在跳闸单元未组装到断路器上时不能闭合，在断路器处于闭合构型时将跳闸单元与断路器锁定地接合组装，以及利用多个螺线管能使多相断路器跳闸。多个螺线管中的第一螺线管响应来自断路器经由跳闸单元的信号，而多个螺线管中的第二螺线管响应来自除跳闸单元之外的信号源从外部所提供的信号。

附图说明

不应将如下描述认作是以任意方式进行限制。参照附图，相似元件的编号相似：

图1示出了根据本发明实施例的安装有典型跳闸单元的断路器互锁系统的透视图；

图2示出了图1中已移除跳闸单元的断路器互锁系统的放大透视图；

图3示出了显示为图1中已移除跳闸单元的断路器的局部侧视图；

图4示出了图3中安装了跳闸单元的断路器的局部侧视图；

图5示出了图2中已移除跳闸单元的断路器的局部平面图；

图6示出了图5中的断路器连同显示为安装前的跳闸单元的局部侧视图；

图7示出了图5中已移除跳闸单元的断路器的局部透视图；

图8示出了从不同角度观察到的图7中的断路器的局部透视图；

图9示出了图8中已移除一些构件的断路器的板背面的局部透视图；

图10A和图10B示出了图9中处于两种备选构型下的板的局部平面图；

图11示出了显示为跳闸单元的按钮处于锁定构型而断路器处于闭合构型的图1中的断路器互锁系统的局部侧视图；以及

图12示出了图2中的断路器的局部透视图。

具体实施方式

本文通过举例而非参照附图进行限制的方式介绍了所公开设备及方法的一个或多个实施例的详细描述。

参看图1，示出了本文公开的断路器互锁系统10的实施例。断路器互锁系统10包括断路器14以及显示为组装到其上的电子跳闸单元模块18。断路器14构造成用以响应其处于闭合构型而容许电流流过电路(未示出)，以及响应断路器14处于断开构型而阻止电流流过电路。断路器14包括多个跳闸螺线管，而在该实施例中示出了两个跳闸螺线管22，26。断路器14构造成使得如果两个螺线管22，26中的任何一个螺线管受到激励，则断路器14将跳闸从而断开电路。第一跳闸螺线管22构造成用以响应在电路中出现并与跳闸单元18关联的特定情况而经由跳闸单元18受到激励，而第二跳闸螺线管26构造成用以响应从外部信源所提供的控制信号而受到激励，举例来说，例如二次跳闸单元、附加的电路监测系统或紧急切断信号。

断路器14构造成使得断路器14在跳闸单元18未组装到其上时是不可闭合的，以及反之在跳闸单元组装到其上时是可闭合的。此外，跳闸单元18可与断路器14互锁，使得当断路器处于闭合构型时不可从断路器14上拆下跳闸单元18。将在下文中详细描述控制这些互锁关系的机械结构。

参看图2、图3和图4，断路器14具有可在第一闸板位置32(图3中所示)与第二闸板位置34(图4中所示)之间移动的跳闸闸板30。断路器14构造成用以在跳闸闸板30处于第二闸板位置34时是可闭合的，而在跳闸闸板30处于第一闸板位置32时是不可闭合的。偏压部件(未示出)，例如扭簧，将跳闸闸板30朝向第二闸板位置34偏压。然而，在容许跳闸闸板30响应偏压部件的动作而移动之前，跳闸闸板30保持在第一闸板位置32。如接下来将描述的那样，跳闸闸板30响应当跳闸单元18安装到断路器14上时多个联动装置的运动而绕闸板枢轴40从第一闸板位置32移动到第二闸板位置34。

除图3和图4之外再参看图5至图8，当跳闸单元18安装到断路器14上时，从跳闸单元18伸出的锁销42穿过位于断路器14的板50中的通孔46(注意：如将在下文中参照图9至图11进行详细描述的那样，在锁销42可穿过孔46插入之前，断路器14的按钮106必须处于按下构型)。在此安装期间，锁销42与跳闸臂54接触，跳闸臂54由本文中示为扭簧的偏压部件56旋转地偏压，从而使跳闸臂54在转动方向上受到偏压，该转动方向是如在图3、图4和图7中所看到的顺时针方向，以及如在图6和图8中所看到的反时针方向。另一个偏压部件(未示出)旋转地偏压跳闸部件58，使得附接到跳闸部件58上的跳闸桩柱62抵靠跳闸臂54而受到偏压。因此，当跳闸臂54旋转时，由于与锁销42接触，故容许跳闸部件58在跳闸桩柱62沿着跳闸臂54的一部分64移动时而进行旋转。跳闸部件58的这种旋转引起附接到其上的跳闸销66从第一销位置72移动到第二销位置74。在跳闸销66移动时，容许上文所述的与跳闸销66进行偏压接触的跳闸闸板30移动。总之，前述联动装置的运动如下：锁销42在跳闸单元18安装到断路器14上时穿过位于板50中的孔46行进，锁销42与跳闸臂54的接触引起跳闸臂54旋转，从而容许跳闸桩柱62移动，导致跳闸部件58旋转以及附接到其上的跳闸销66随之从第一销位置72移动到第二销位置74，跳闸销66的移动从而容许跳闸闸板30围绕闸板枢轴40从第一闸板位置32移动到第二闸板位置34。一旦跳闸单元18组装到断路器14上，就可闭合断路器14，并随后做好跳闸准备。

参看图5至图6，以及图9至图10，除断路器互锁系统10在跳闸单元18未组装到断路器14上时阻止断路器闭合外，该系统10还可在断路器14闭合时防止跳闸单元18从断路器14上拆下。这就保证了当跳闸单元18移除时，断路器14并不向电路供电。可动的锁定杆78平行于板50定位在该板50的一侧，与跳闸单元18组装于其上的一侧相对。锁定杆78具有贯穿其的锁定杆轮廓(profile)82，其中锁定杆轮廓82的第一部分80具有第一尺寸81，其在大小上与位于板50中的孔46的尺寸83(图5)相似，使得锁销42在锁定杆78位于第一轮廓位置86(图10B)时可自由地穿过孔46和锁定杆轮廓82。锁定杆轮廓82的第二部分90具有第二尺寸84，其小于锁销42的第一尺寸85(图6)，使得当锁定杆78位于第二部分90与孔46相对齐的第二轮廓位置94(图10A)时，锁销42不能穿过锁定杆轮廓82。

然而，如果跳闸单元18完全组装到断路器14上，使得锁销42定位成完全地穿过孔46和锁定杆轮廓82(图4)，则锁定杆78可从第一轮廓位置86移动到第二轮廓位置94。由于锁销42中有凹槽98(图6)，故这种移动是可能的，当跳闸单元18完全安装到断路器14上时，该凹槽98与锁定杆78对齐。凹槽98具有的尺寸102小于锁定杆轮廓82中的第二尺寸84。因而，锁定杆轮廓82与锁销42的凹槽98相接合，从而只要锁定杆78保持在第二轮廓位置94便将跳闸单元18与断路器14锁定成组装件。这种锁定保持使得不需要附加的紧固件来保持跳闸单元18与断路器14的组装。

锁销42与锁定杆轮廓82的接合用来保证当断路器处于闭合构型时跳闸单元18不会从断路器14上移除。这通过阻止可动地附接到锁定杆78上的按钮106运动来实现。按钮106可枢轴转动地连接到可围绕枢轴116旋转的转移杆110上。转移杆110的一部分120可滑动且可枢轴转动地附接到锁定杆78上。因而，当按钮106从安装了跳闸单元18的断路器14的一侧受到下压时，转移杆110的旋转引起锁定杆78从第二轮廓位置94移动到第一轮廓位置86。偏压部件(未示出)朝向第二轮廓位置94偏压锁定杆78，使得按钮106保持在正常未受压的构型。一对有头的支座(standoff)124从板50伸出，穿过锁定杆78中的一对槽孔128，以在保持锁定杆78邻近板50时容许锁定杆78的有限行程。

参看图11，如上文所述，断路器14构造成用以在闭合断路器14时防止跳闸单元18从断路器14上拆下。断路器14结合了锁紧凸轮132，以实现此功能。锁紧凸轮132构造成用以响应断路器14从断开构型变成闭合构型而旋转到锁定方位136。在锁定方位136，凸轮提供了与按钮106的凸缘144相对齐的凸起140，从而阻止将按钮106下压。由此锁定在非下压构型的按钮106将锁定杆78锁定在第二轮廓位置94，从而将跳闸单元18锁定到断路器14上。锁紧凸轮132还构造成用以响应断路器14从闭合构型变成断开构型而进行旋转。随着断路器14的断开，锁紧凸轮132的这种旋转使凸起140移动到与凸缘144未对齐的方位(未示出)，从而容许压下按钮，以及将跳闸单元18从断路器14上拆下。

参看图12，断路器14还构造成用以提供信号来指示断路器14已经跳闸。在该实施例中，该信号由微型开关148提供。由跳闸部件58移动的开关触发器152触发微型开关148。当断路器14通过两个跳闸连杆156中的一个而跳闸时，跳闸部件58进行旋转，各跳闸连杆156均与螺线管22，26可操作地关联。

尽管已参照一个或多个示范性实施例描述了本发明，但本领域的技术人员将会理解到，在不脱离本发明范围的情况下可做出多种改变并且可用等同物代替其元件。此外，在不脱离本发明基本范围的情况下，可做出许多修改，以使特定的情势或材料适应本发明所教导的内容。因此，期望本发明不限于作为为执行本发明而构思的最佳模式所公开的具体实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。此外，在附图和描述中，已公开了本发明的示范性实施例，以及尽管可能已使用了特定的用语，但除非另作说明，则它们仅以一般性和描述性的意义来使用而不以限制为目的，因此本发明的范围并未如此限制。此外，用语第一、第二等的使用并不表示任何顺序或重要程度，而是将用语第一、第二等用来把一个元件与另一个相区别。此外，用语一、一个等的使用并不表示对数量的限制，而是表示存在所提到物件的至少一个。

Claims (13)

1.一种断路器互锁系统，包括：

用于多相断路器的电子跳闸单元；以及

可收容所述电子跳闸单元的多相断路器，所述多相断路器响应于所述电子跳闸单元组装到其上而可以闭合，以及所述多相断路器响应于所述电子跳闸单元未组装到所述多相断路器上而不可闭合，所述互锁系统构造成用以在所述多相断路器处于闭合构型时防止所述电子跳闸单元从所述多相断路器拆下，所述多相断路器具有多个螺线管，所述多个螺线管中的各个螺线管均与所述多相断路器可操作地关联，以根据指令使所述多相断路器跳闸，所述多个螺线管中的第一螺线管经由所述电子跳闸单元响应来自所述多相断路器的信号，以及所述多个螺线管中的第二螺线管响应来自除所述电子跳闸单元之外的源从外部提供的信号；

其中，所述多相断路器还包括跳闸闸板，所述多相断路器响应于所述跳闸闸板处于第一闸板位置而不可闭合，以及响应于所述跳闸闸板处于第二闸板位置而可以闭合；

其中，所述多相断路器还包括与所述跳闸闸板可操作地关联的跳闸销，使得所述跳闸销从第一销位置到第二销位置的移动容许所述跳闸闸板响应施加到其上的偏压而从所述第一闸板位置移动到所述第二闸板位置。

2.根据权利要求1所述的断路器互锁系统，其特征在于，所述电子跳闸单元还包括锁销，以及所述电子跳闸单元组装到所述多相断路器上致使所述锁销将所述跳闸销从所述第一销位置移动到所述第二销位置。

3.根据权利要求2所述的断路器互锁系统，其特征在于，所述多相断路器还包括与所述跳闸销可操作地关联的跳闸臂，所述跳闸臂通过与所述锁销相接触而可动，从而在所述电子跳闸单元组装到所述多相断路器的期间时致使所述跳闸销从所述第一销位置移动到所述第二销位置。

4.根据权利要求1所述的断路器互锁系统，其特征在于，所述电子跳闸单元还包括锁销，所述锁销构造成用以致使所述多相断路器响应于所述电子跳闸单元组装到所述多相断路器上而可以闭合。

5.根据权利要求4所述的断路器互锁系统，其特征在于，所述锁销具有可与所述多相断路器的锁定杆轮廓相接合的凹槽，使得所述电子跳闸单元响应所述锁定杆轮廓与所述凹槽相接合而与所述多相断路器锁定组装。

6.根据权利要求5所述的断路器互锁系统，其特征在于，所述电子跳闸单元通过所述凹槽与所述锁定杆轮廓相接合而在结构上紧固到所述多相断路器上。

7.根据权利要求5所述的断路器互锁系统，其特征在于，所述锁定杆轮廓可在第一轮廓位置与第二轮廓位置之间移动，以及当所述锁定杆轮廓位于所述第二轮廓位置且所述电子跳闸单元组装到所述多相断路器上时，所述锁定杆轮廓与所述凹槽相接合，以及当所述锁定杆轮廓位于所述第一轮廓位置时，所述锁定杆轮廓与所述凹槽脱离。

8.根据权利要求7所述的断路器互锁系统，其特征在于，所述多相断路器还包括将所述锁定杆轮廓朝向所述第二轮廓位置偏压的偏压部件。

9.根据权利要求7所述的断路器互锁系统，其特征在于，所述多相断路器还包括构造成用以将所述锁定杆轮廓从所述第二轮廓位置移动到所述第一轮廓位置的按钮。

10.根据权利要求7所述的断路器互锁系统，其特征在于，所述多相断路器构造成使得当所述多相断路器闭合时，阻止锁定杆轮廓从所述第二轮廓位置移动到所述第一轮廓位置。

11.根据权利要求7所述的断路器互锁系统，其特征在于，所述断路器互锁系统还包括闭锁件，其与所述锁定杆轮廓可操作地关联，以响应所述多相断路器处于闭合构型而防止所述锁定杆轮廓从所述第二轮廓位置移动到所述第一轮廓位置。

12.根据权利要求1所述的断路器互锁系统，其特征在于，所述跳闸闸板偏压到所述第二闸板位置以及响应于所述电子跳闸单元组装到所述多相断路器上而可移动到所述第一闸板位置。

13.一种将电子跳闸单元与多相断路器互锁的方法，包括：

响应于所述电子跳闸单元通过所述电子跳闸单元的锁销与所述多相断路器的跳闸闸板相接触而组装到所述多相断路器上，使得所述多相断路器能够闭合；

响应于所述电子跳闸单元从所述多相断路器拆下而使得所述多相断路器不能闭合；

响应于所述多相断路器处于闭合构型而将所述电子跳闸单元与所述多相断路器锁定地接合组装；以及

使得具有多个螺线管的所述多相断路器能够跳闸，所述多个螺线管中的第一螺线管经由所述电子跳闸单元响应来自所述多相断路器的信号，以及所述多个螺线管中的第二螺线管响应来自除所述跳闸单元之外的源从外部提供的信号，

其中，锁定地接合所述电子跳闸单元包括将位于所述电子跳闸单元的锁销中的凹槽与所述多相断路器的锁定杆轮廓相接合。

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