CN101562100A - 用于断路器的弹簧释放机构 - Google Patents

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CN101562100A CNA200910135188XA CN200910135188A CN101562100A CN 101562100 A CN101562100 A CN 101562100A CN A200910135188X A CNA200910135188X A CN A200910135188XA CN 200910135188 A CN200910135188 A CN 200910135188A CN 101562100 A CN101562100 A CN 101562100A
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J·纳拉亚南
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    • H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H3/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor

Abstract

提供一种用于断路器的弹簧释放机构。该机构包括用于使突然移动或释放断路器压缩弹簧的两个联动装置，以允许断路器用于固定式断路器安装装置或者用于具有抽出式机构的安装装置。辅助机构包括与连接板联接的手动起动联动装置。连接板与断开锁轴和闭合锁轴联接，它们配合操作以释放断路器压缩弹簧。连接杆也与连接板联接。连接杆包括与联接到抽出式机构的枢轴凸轮杆相互作用的滚柱。凸轮杆与滚柱相互作用，从而使连接杆旋转该连接板、该断开锁轴和该闭合锁轴。

Description

用于断路器的弹簧释放机构
技术领域
本文所公开的主题涉及用于断路器的机构。具体来说，本文所公开的主题涉及在撤出服务之前释放来自断路器的压缩弹簧的能量的机构。
背景技术
空气断路器(air circuit breaker)常用于配电系统。典型的空气断路器包括用于将电源与称作负载的电力消耗设备连接的部件的组装件。断路器所连接的电路在本文中称作受保护电路。组件称作主要接触部件。在这个部件中，主要触点通常为中断电力从源传播到负载的通路的断开以及提供电力从源传播到负载的通路的闭合。在称作空气断路器的特定类型的断路器中，断开或闭合主要接触部件所需的力通过压缩弹簧的布置来提供。当压缩弹簧释放时，它们发出提供断开或闭合主要触点所需的能量的力。提供闭合主要触点的力的压缩弹簧通常称作闭合弹簧。提供断开主要触点的力的压缩弹簧通常称作接触弹簧。
空气断路器可安装成若干不同的配置来。最简单的方法通常称作“固定式断路器”，其中安装人员安装空气断路器并且利用例如螺栓等硬件将空气断路器与源和负载电路联接。在这种情况下，当需要维护或修理时，联接断路器的硬件必须在可执行维护或修理之前去除。
备选地，空气断路器可安装在称作抽出式装置的机构中。抽出式装置是本领域众所周知的装置，它承载着空气断路器并且带着空气断路器进入与源和负载的电连接点接触或带出脱离该接触。为了使空气断路器撤出服务，抽出式装置自动将断路器与电路断开连接，并且将它移动到维修的位置。
对于任一种类型的安装装置，希望将断路器与受保护电路断开连接，并且在开始维修工作之前释放压缩弹簧中的能量。
虽然现有断路器适合于其预计目的，但是仍然需要特别是与断路器的操作以及断路器压缩弹簧的释放以便允许各种应用中的断路器的维修有关的改进。
发明内容
提供一种操作断路器的方法。该方法包括使连接板从第一位置旋转到第二位置的步骤。通过连接板使断开锁轴从第三位置旋转到第四位置。当断开锁轴处于第四位置时，一组触点断开。连接板还从第二位置旋转到第五位置。当连接板从第二位置旋转到第五位置、同时使断开轴保持在第四位置时，闭合锁轴从第六位置旋转到第七位置。当所述闭合锁轴从所述第六位置旋转到所述第七位置时，释放压缩弹簧中贮存的能量。
还提供一种操作断路器抽出式装置的方法。该方法包括使凸轮杆第一端偏置成与断路器壳体底表面接触。壳体从与电气负载接触的第一位置移动到第二位置。当壳体到达第二位置时，凸轮杆的第二端接触滚柱。连接杆随凸轮杆第二端接触滚柱而从第三位置滑动到第四位置。连接板随连接杆从第三位置移动到第四位置而从第五位置旋转到第六位置。当连接板从第五位置旋转到第六位置时，断开锁轴旋转。连接板从第六位置旋转到第七位置。断开锁轴随该连接板从第六位置旋转到第七位置、同时使断开锁轴保持在所旋转到的位置而旋转。
还提供具有在闭合与断开位置之间可活动的接触结构的断路器。压缩弹簧在被施力与释放位置之间是可操作的，并且与接触结构可操作式联接。断开锁轴与接触结构可操作式联接。断开锁轴与压缩弹簧可操作式联接。断路器包括第一机构，它具在第一位置与第三位置之间经过中间第二位置可枢转的连接板。连接板可操作式联接，以按如下方式旋转断开锁轴和闭合锁轴：当所述连接板在第一与所述中间第二位置之间移动时，将旋转断开锁轴，而且还当所述连接板在中间第二位置与第三位置之间移动时，将旋转所述闭合锁轴。提供连接杆，它在第四位置与第五位置之间是可滑动的。连接杆具有第一端，其可操作式联接以旋转连接板。
附图说明
现在参照用作示范而非限制性的附图，附图中相似元件以相似方式编号：
图1是根据示范实施例、处于闭合位置的断路器的侧视图视图；
图2是处于断开位置的图1的断路器的侧视图视图；
图3是处于连接位置的图1的断路器的断路器弹簧释放机构的侧视图视图；
图4是图3的弹簧释放机构的部分侧视图视图；
图5是处于断开连接位置的图1的断路器的断路器弹簧释放机构的侧视图视图；
图6是已起动弹簧释放特征的图1的断路器的断路器弹簧释放机构的侧视图视图；
图7是断开连接位置之后的图1的断路器的断路器弹簧释放机构的侧视图视图；以及
图8是一个备选实施例抽出式凸轮杆的部分侧视图视图。
具体实施方式
图1示出处于闭合位置的断路器20。断路器20包括与壳体23中的副轴组件(lay shaft assembly)22联接的主机构(未示出)。副轴组件22随主机构在通和断位置之间移动而旋转。副轴组件通过销26与接触臂联接器24联接。如图1所示的接触臂联接器24处于闭合位置，并且传递来自主机构压缩弹簧(闭合弹簧)27的闭合接触臂组件28所需的能量。接触臂组件28安装在断路器20中，以绕销30枢转，从而在闭合与断开位置之间移动。
应当理解，接触臂组件28在示范实施例中示为单个部件。但是，接触臂32可由各与接触臂联接器24联接的多个接触臂组成。此外，示范实施例示出断路器20具有单个接触臂或者通常所说的“电极(pole)”。断路器的各电极传输单电相的电流。在“多电极”断路器中，断路器将具有若干电极、通常三或四个，各通过断路器20传输不同相位的电。电极的每个各通过独立接触臂联接器24连接到副轴组件22上。
接触臂组件28包括具有活动触点34的臂32以及安装到一端的电弧触点36。例如由编织铜电缆制成的柔性导电带38附连到相对端。带38将接触臂32与导体40电联接，它允许电流流经断路器20。电流流经接触臂组件32，并且经由活动触点34离开并进入受保护电路。然后，电流经过固定触点42，并且进入导体44，在导体44处其被传送给受保护电路和负载。
在断路器20的常规操作期间，操作人员可能希望从电路取走电力。为了实现这个目的，例如通过手柄使副轴组件22旋转到断开位置，来起动主机构，如图2所示。副轴组件22的旋转运动转换成接触臂联接器24的运动，从而使接触臂组件28绕枢轴30旋转。接触臂组件28的这种旋转使活动触点34与固定触点42分离以及停止通过受保护电路的电流。为了重新开始电力流到受保护电路，操作人员通过例如移动手柄来反向操作主机构，从而使副轴组件22又旋转到图1所示的位置。
在典型空气断路器中，主机构具有用于保持住闭合闩锁联动装置(closing latch linkage)(未示出)的闭合锁轴组件(closing latch shaftassembly)71以及保持住断开闩锁联动装置(opening latch linkage)(未示出)的断开轴组件(opening shaft assembly)69。参照图3，闭合锁轴组件71按顺时针方向的旋转将引起释放闭合闩锁联动装置，从而进一步引起释放主机构弹簧27中贮存的能量。这个能量将在常规闭合操作期间用于顶着接触弹簧50来闭合接触系统。在常规闭合操作期间，断开轴组件69将保持住断开闩锁联动装置。类似地，在常规条件下，断开轴组件按逆时针方向的旋转将使断开锁被解锁，以及联动装置将通过接触弹簧50松落以断开断路器触点。
现在参照图3，描述弹簧释放机构或突然移动机构。断路器20可通过若干不同的配置来安装。两种最常见的方式是“固定式”断路器安装装置和抽出式安装装置。在固定式断路器安装装置中，导体40、44以机械方式固定到受保护电路。在抽出式安装装置中，断路器20安装到抽出式机构52上。抽出式机构52包括本领域众所周知的用于使断路器20进出与受保护电路连接和脱离连接的其它组件。抽出式机构52通常将包括机械联动装置，它在由维修或安装人员起动时使断路器20移动。
希望当执行维护和维修操作时使断路器主机构弹簧27处于释放位置。还希望使断路器20自动释放主机构弹簧27。这个示范实施例涉及可释放主机构弹簧27的两种方法。一种是手动模式，而另一种是自动模式。手动模式主要用于“固定式”断路器安装装置。自动模式仅可适用于抽出式安装装置。包括这类特征的示范弹簧释放机构54如图3所示。
弹簧释放机构54包括手动起动联动装置56。联动装置56包括平面部分58，它形成让操作人员按压的表面或按钮。与平面部分58垂直的是具有槽62的主体60。槽62大小为适合销64以滑动方式将联动装置56与框架25联接。销64可通过任何典型方式来保持住联动装置56，包括例如固定夹、卡环、铆钉或螺帽。位于与平面部分58相对的另一个销66将联动装置56与连接板68联接。
连接板68通过销70与框架25联接。销70可通过允许连接板绕销70自由旋转的任何方式、例如通过卡环或铆钉来保持住连接板68。连接板68具有三个臂72、74和76。这些臂72、74和76的每个将连接板68与联动装置联接，它最终引起断开锁轴69的旋转。
下面更详细地进行论述，如果断路器触点处于闭合位置，则断开锁轴69的旋转将引起断开断路器20。臂72与手动起动联动装置56联接，如上所述。臂74包括销78，它提供盒式连接杆80上的表面81的接触表面，本文将更详细地进行论述。第三臂76包括另一个销82，它将连接板68与脱扣连接联动装置(trip interface linkage)84联接。
脱扣连接联动装置84将连接板68与断开锁轴69连接。脱扣联动装置84包括销82位于其中的槽86。下面进行论述，当连接板68按逆时针方向旋转时，销82将与联动装置84连接，从而使联动装置84绕枢轴销88按顺时针方向旋转。联动装置84的顺时针旋转将使断开锁轴69旋转。连接联动装置84还通过销88与框架25联接，并且通过紧固件、如卡环来保持。
连接联动装置84的移动使断开锁轴69旋转。如上所述，如果主触点34、42闭合，则断开锁轴69的旋转使主触点34、42断开或分离，从而停止电力向受保护电路的流动。如果触点34、42已经断开，则断开锁轴69的旋转将帮助使断开闩锁联动装置保持在解锁位置，因而不允许触点34、42闭合。在断开锁轴69的旋转之后，连接板68继续旋转并且接合闭合锁轴71。闭合锁轴71按顺时针方向的旋转使压缩弹簧27被释放，因为断开轴69的位置使断开闩锁联动装置保持在解锁状态。因此，来自压缩弹簧27的能量的释放不会用于顶着接触弹簧50来闭合触点34、42。因此，压缩弹簧27所释放的能量将被耗尽，而无需执行任何有用工。释放压缩弹簧27的这种方法有时称作“突然移动(crashing)”断路器。一旦触点34、42断开并且压缩弹簧27被释放，则维修人员可将导体40、44与受保护电路断开连接，并移开断路器20。应当理解，当连接板68使闭合轴71旋转时，断开锁轴69可保持在解锁位置或者进一步旋转，只要进一步旋转保持解锁状态。
压缩弹簧27还可在抽出式安装装置中自动释放。盒式连接杆80与框架25的长度平行延伸。连接杆80包括第一槽90和第二槽92。槽90和92保持在包括紧固件(未示出)、如固定环的一对销93上。槽90、92和销93配合以使连接杆80保持到框架25，同时允许连接杆80在第一与第二位置之间移动。框架部分94位于连接杆80与接触表面81相对的一端。滚柱96安装到框架部分94。拉伸弹簧95联接在连接杆80与框架25之间。弹簧95使连接杆80偏离连接板68。
当断路器20安装在抽出式机构52时，滚柱96位于与安装到抽出式机构52的连接凸轮杆98邻近，如图3和图5-7所示。在这个实施例中，凸轮杆98与括脚100上的枢轴联接。凸轮杆98包括第一凸轮面102和第二凸轮面104。在示范实施例中，两个凸轮面包括一对倾斜表面。第一凸轮面102设置在与滚柱96相邻的括脚100的一侧。第二凸轮面104设置成与第一凸轮面102相对。第二凸轮面104设置成当断路器20设置成与受保护电路连接时与壳体23的底表面106接触。弹簧108与凸轮杆98联接，以便使第二凸轮面104偏置到壳体底表面106。
备选地，如图8所示，还要理解，凸轮面102、104可以是与滚柱96相似的滚柱110、112，而不是凸轮面。此外，滚柱96可以是凸轮面114、如凸轮面102、104，而没有背离要求权益的本发明的范围。
在抽出式安装装置中，断路器20通过抽出式机构52从图3所示的连接位置移动到图5-7所示的断开连接位置。图5中，断路器20已经开始移动，并且脱离受保护电路，但是压缩弹簧27可保持被施力。在这个中间位置中，第一凸轮面102接近滚柱96，而第二凸轮面104保持与底表面106接触。
当断路器20继续移动离开连接位置时，第一凸轮面102接合于滚柱96。第二凸轮面104保持与底表面106接触，从而防止凸轮杆98旋转，直到断路器20达到期望位置、如断开连接的位置。当断路器20继续移动超过这个期望位置、即断开连接的位置时，滚柱96将沿凸轮面102的倾斜表面上移，如图6所示。滚柱96的这种移动使连接杆80的表面81接合于连接板68的销78。与以上结合起动联动装置56的移动所述的移动相似，连接杆表面81接触连接板68时，连接板68将绕销70旋转。连接板68的旋转又移动脱扣连接联动装置84，并且旋转断开锁轴69。如果触点34、42闭合，则断开锁轴69的旋转将使触点34、42断开。如果触点34、42已经断开，则断开锁轴69的旋转将使断开闩锁联动装置保持在解锁位置，因而不允许触点34、42闭合。与起动联动装置56的操作相似，连接杆80继续行进或滑动经过断开锁轴69旋转的点。这种移动使连接板68接合并旋转闭合锁轴71。闭合锁轴71的旋转释放或突然移动压缩弹簧27。
当抽出式机构继续使断路器20离开受保护电路时，滚柱96沿第一凸轮面102的相对倾斜部分继续向下前进。在弹簧95的偏置下，连接杆80转向，并且表面81滑动离开销78。就在断路器20到达完全抽出位置之前，第二凸轮面104移动经过底表面106的边缘，从而允许凸轮杆98在弹簧的偏置下旋转，如图7所示。凸轮杆98的旋转引起第一凸轮面102旋转离开滚柱96。在完全断开连接的位置，第二凸轮面104位于底表面106之上。
一旦抽出式机构52达到如图7所示的完全抽出位置，维修人员可执行任何修理或维护操作。这类维护操作可包括例如更换触点34、42或者润滑断路器机构。一旦已经执行修理或更换，维修人员再次旋转抽出式机构52。这使断路器20朝图3所示的连接位置的运动返回。
当断路器20移动时，第二凸轮面104接合壳体底表面106的边缘。当底表面106的边缘沿第二凸轮104的倾斜表面移动时，凸轮杆98旋转，从而使第一凸轮面102朝滚柱96移动。与如上所述相似，滚柱将沿第一凸轮面102的倾斜表面向上移动，从而使连接杆80和表面81朝向连接板68并且与其接合。如上所述，连接板68的旋转引起如果是被施力的压缩弹簧27中的能量被释放。因此，如果维修人员使断路器20处于闭合位置，或者压缩弹簧27处于被施力，则在执行修理或维护之后，抽出式机构52使断路器20的移动将引起触点34、42的突然移动或断开。应当理解，希望当断路器20重新连接到受保护电路时使触点34、42断开，以便防止无意或过早接通受保护电路。
应当理解，弹簧释放机构54向维修人员以及在断路器20的制造中提供许多优点。弹簧释放机构54允许制造商将相同的断路器用于固定断路器安装装置和抽出式安装装置，从而引起更低成本。弹簧释放机构54还允许安装人员具有更低的操作成本，因为他们对于上述安装装置类型仅需要存放或购买一种类型的断路器。弹簧释放机构54还在断路器从抽出式安装装置移开的情况下在自动断开断路器触点方面提供优点。
本书面描述使用包括最佳模式的示例来公开本发明，并且还使本领域的技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何结合方法。本发明的专利范围由权利要求书来定义，并且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果这类其它示例具有与权利要求书的文字语言完全相同的结构元件，或者如果它们包括具有与权利要求书的文字语言的非实质差异的等效结构元件，则它们意在处于权利要求书的范围之内。
元件表
  20   断路器
  22   副轴组件
  23   壳体
  24   接触臂机构
  25   框架
  26   销
  27   压缩弹簧
  28   接触臂组件
  30   接触臂销
  32   接触臂
  34   活动触点
  36   电弧触点
  38   带
  40   导体
  42   活动触点
  44   导体
  46   电弧触点
  48   电弧隔板
  50   压缩弹簧
  52   抽出式机构
  54   辅助断开机构
  56   手动起动联动装置
  58   平面部分
  60   主体部分
  62   槽
  64   销
  66   销
  68   连接板
  69   断开锁轴
  70   销
  71   闭合锁轴
  72   连接板臂
  74   连接板臂
  76   连接板臂
  78   销
  80   卡式连接杆
  81   连接杆表面
  82   销
  84   脱扣连接联动装置
  86   槽
  88   销
  90   槽
  92   槽
  93   销
  94   框架部分
  95   弹簧
  96   滚柱
  98   凸轮杆
  100   支座(standoff)
  102   凸轮面
  104   凸轮面
  106   壳体底表面
  108   弹簧
  110   滚柱
  112   滚柱
  114   凸轮面
。

Claims (10)

1.一种操作断路器的方法，所述方法包括：
使连接板(68)从第一位置旋转到第二位置；
通过所述连接板(68)使断开锁轴(69)从第三位置旋转到第四位置；
当所述断开锁轴(69)处于所述第四位置时，断开一组触点(34，42)；
使所述连接板(68)从所述第二位置旋转到第五位置；
当所述连接板(68)从所述第二位置旋转到所述第五位置时，使闭合锁轴(71)从第六位置旋转到第七位置；以及
当所述闭合锁轴(71)从所述第六位置旋转到所述第七位置、同时使所述断开轴(69)保持在位于所述第四位置的位置或者比所述第四位置更大的位置时，释放压缩弹簧(27)中存储的能量。
2.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
使凸轮杆(98)第一表面(102)偏置到与断路器壳体(23)底表面(106)接触；
使所述壳体(23)从与电负载接触的第八位置移动到第九位置；
当所述壳体(23)到达所述第九位置时，使所述凸轮杆(98)的第二表面(104)与滚柱(96)接触；以及
使连接杆(80)随所述凸轮杆(98)第二表面(104)接触所述滚柱(96)而从第十位置滑动到第十一位置。
3.如权利要求2所述的方法，还包括：使所述连接板(68)与所述连接杆(80)接触的步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述连接杆(80)的所述滑动使所述连接板(68)从所述第一位置经由中间第十二位置旋转到所述第二位置。
5.如权利要求1所述的方法，还包括：使手动起动联动装置(56)从第十二位置滑动到第十三位置的步骤。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述手动起动联动装置(56)的所述滑动使所述连接板(68)从所述第一位置经由中间第十二位置旋转到所述第五位置。
7.一种断路器，包括：
接触结构(34)，在闭合与断开位置之间可移动；
压缩弹簧(27)，在被施力与释放位置之间可操作，所述压缩弹簧(27)与所述接触结构(34)可操作式联接；
断开锁轴(69)，与所述接触结构(34)可操作式联接；
闭合锁轴(71)，与所述压缩弹簧(27)可操作式联接；以及
第一机构(54)，包括：
连接板(68)，在第一位置与第二位置之间经由中间第二位置可枢转，所述连接板(68)可操作式联接以旋转所述断开锁轴(69)和所述闭合锁轴(71)，其中，当所述连接板(68)在所述第一位置与所述中间第二位置之间移动时，使所述闭合锁轴(71)旋转，而当所述连接板(68)在所述中间第二位置与所述第三位置之间移动时，使所述断开锁轴(69)旋转；
连接杆(80)，在第三位置与第五位置之间可滑动，所述连接杆(80)具有可操作式联接以旋转所述连接板(68)的第一表面(81)。
8.如权利要求7所述的断路器，还包括：
手动起动联动装置(56)，联接以旋转所述连接板(68)；
脱扣连接联动装置(56)，联接在所述连接板(68)与所述断开锁轴(69)之间；以及
滚柱(96)，可旋转地联接到所述连接杆(80)。
9.如权利要求8所述的断路器，还包括：抽出式机构(52)，所述抽出式机构(52)包括具有第一和第二端的杆(98)，所述杆(98)绕中部可枢转，所述杆(98)第一端包括设置成用于接合所述第一滚柱(96)的第一凸轮面(102)，所述杆第二端包括设置成用于接合断路器壳体(23)的第二凸轮面(104)。
10.如权利要求8所述的断路器，还包括：抽出式机构(52)，所述抽出式机构(52)包括具有第一和第二端的杆(98)，所述杆(98)绕中部可枢转；所述杆(98)第二端包括设置成用于接合断路器壳体(23)的第二滚柱(112)。
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