CN101770906B - 脱扣装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种脱扣装置，其特征在于，包括：电源端加热器，连接在塑壳断路器的电源端，并接收电流；负载端加热器，连接在上述塑壳断路器的负载端，并传递上述电流；双金属片，一部分连接固定在上述电源端加热器以及上述负载端加热器之间，当上述塑壳断路器上流有过载电流或短路电流时被弯曲，所述双金属片具有：与所述电源端加热器接触而通电的直热部，以及面向上述电源端加热器的放热部。

Description

脱扣装置

技术领域

本发明涉及一种脱扣装置，尤其涉及当发生过载或短路等电源故障时，用于切断电流的塑壳断路器(MCCB：Molded Case Circuit Breaker)上的脱扣装置。

背景技术

塑壳断路器是，将开闭装置(open/close device)以及脱扣装置等组装在绝缘材质的容器内而成的装置，对通电状态的线路，可通过手动操作或电动操作进行接通或断开，并且是，当发生过载或短路等异常时断开电流，以实现保护线路的装置。

塑壳断路器通常指，用于保护600V以下交流电或250V以下直流电等低压线路的塑壳(Mold case)的断路器。因体积小，制作简单，并且不需要更换保险丝等繁琐的维护，因此替代现有的闸刀开关和保险丝被广泛使用。

脱扣装置的种类有：热动式，双金属片被流过断路器的电流加热而弯曲，从而进行脱扣动作；电磁式，当线圈上流有断路器的电流并施加有过载电流时，向线圈上形成的电磁场方向吸引磁芯，从而进行动作；以及采用微处理器的电子式等。

另外，脱扣的特性是，连续流过100％的额定电流也不会进行脱扣动作，但对于额定电流的125％、200％的电流，专门设定了一定的动作时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能的脱扣装置，其能够改善低压断路器及高压断路器所存在的问题，可提高切断过载电流时的灵敏度，以及可确保切断短路电流时的可靠性。

本发明所要解决的技术问题，不限于上述技术问题，对未涉及的技术问题，本领域的普通技术人员能够在下述材料中明确理解。

本发明之脱扣装置，其特征在于，包括：电源端加热器，连接在塑壳断路器的电源端，并接收电流；负载端加热器，连接在上述塑壳断路器的负载端，并传递上述电流；双金属片，具有与所述电源端加热器接触而通电的直热部和面向所述电源端加热器的放热部，其一部分连接固定在上述电源端加热器以及上述负载端加热器之间，当向上述塑壳断路器流过过载电流或短路电流时弯曲。

本发明的脱扣装置，兼备直热式脱扣装置的优点和放热式脱扣装置的优点，是一种在低压塑壳断路器以及高压塑壳断路器上都可适用的多功能脱扣装置。

附图说明

图1为假想比较例，显示放热式脱扣装置的侧视图；

图2至图4为假想比较例，反映直热式脱扣装置所存在的各种问题的侧视图；

图5为具有本发明之脱扣装置的塑壳断路器的简单结构侧视图；

图6以及图7为本发明之脱扣装置的一实施例的侧视图及立体图；

图8为本发明之脱扣装置的另一实施例的侧视图。

附图符号说明

200：脱扣装置                210：电源端加热器

220：负载端加热器            230：双金属片(bimetal)

230a：第一面                 230b：第二面

232：接触片                  250：铆钉

L1：放热部                   L2：直热部

G：气隙(air gap)

具体实施方式

首先，对对照本发明的假想实施例进行说明。

在低压(40A以下)塑壳断路器中，若将灵敏度设成，使过载电流的切断能够在低压电流的各个区间具有明显的差异，则会发生权衡(Trade-off)而不能可靠地切断具有瞬间峰值的短路电流。相反，在高压塑壳断路器中，具有过载电流的切断特性在各电流区间不明显的问题。

另外，根据双金属片的加热方式，可分为放热式和直热式，图1为假想比较例，显示放热式脱扣装置的侧视图。参照图1，在脱扣装置中，从电源端向负载端，电流依次通过固定片11、可动片12、负载侧端子15。固定片11连接在电源侧，可动片12根据未图示的开闭装置进行动作，因此，对于固定片11，可动片12被切换至接通或断开位置。

电流绕过双金属片13直接流向负载侧端子15，可动片12通过由电源侧施加的电流而发热，从而加热双金属片13，上述受热的双金属片13发生热变形而驱动开闭装置，并断开固定片11及可动片12的连接状态，从而切断过载电流或短路电路。

与图2所示的，因双金属片13上直接流过电流而被加热的直热式脱扣装置不同，图1所示的脱扣装置为，利用热传导部14传递可动片12的热量，从而加热双金属片13的放热式脱扣装置。

放热式脱扣装置，与双金属片13上直接施加电流的直热式相比，双金属片13在整个过程中不会过度热变形，并且是通过周边零部件的热传导而被加热，因此适合于高压塑壳断路器上。但对于额定电流的小幅度变动，双金属片13的热变形并不灵敏，因此，对于切断过载电流需要较高灵敏度的低压塑壳断路器上，其用途受到限制。

图2至图4为假想比较例，反映直热式脱扣装置所存在的各种问题的侧视图。图2至4所示的是，电流直接通过固定片11以及双金属片13，流向负载侧端子15的直热式脱扣装置。

衔铁(Armature)17在发生线路的短路故障时，立即动作而切断电流，其独立于双金属片13进行动作。

图2显示的是，双金属片13由于电源侧施加的电流而被直接加热，从而在断开大电流时，作为两种材料结合体的双金属片13被熔化而分离的部分a；图3显示的是，负载侧端子15以及双金属片13通过电线焊接的部分b被大量的热能而导致分离的问题；图4显示的是，由于整个过程中过度的热变形，导致双金属片向逆方向弯曲的部分c。

本发明提供一种将所述的放热式脱扣装置以及直热式脱扣装置中取长补短而成的多功能脱扣装置。本发明提供的多功能脱扣装置，只采用放热式以及直热式脱扣装置的优点，因此，在低压塑壳断路器以及高压塑壳断路器上都可适用。

图5为具有本发明之脱扣装置的塑壳断路器的简单结构的侧视图；图6以及图7为本发明之脱扣装置的一实施例的侧视图及立体图；图8为本发明之脱扣装置的另一实施例的侧视图。

以下，参照图5至图8，对本发明的实施例进行详细说明。为了便于更明确地说明，在此过程中，图中构成要素的大小或形状等可能有些夸张。另外，考虑本发明的构成以及作用而特别定义的用语，根据使用者、运用者的意图或惯例可能有所不同。对于此用语的定义，以本说明书的整个内容为准。

图5所示的塑壳断路器，包括：脱扣装置200，其设置在本体110内部，并用于对过载电流或短路电流进行脱扣；开闭装置130，由多个连接构件构成，并用于将可动片150和电源侧的固定片(未图示)连接或断开；预报警装置140，其与开闭装置130联动，显示有无过载电流以及短路故障。

开闭装置130包括：手柄131，其可旋转地支承在本体110上；闩锁(Latch)132，连接在手柄131上，并随着手柄131的旋转而发生位置变化，从而移动可动片150；闩锁固定器(Latch holder)133，其连接在闩锁132上，用于对闩锁132的动作进行约束；驱动销134，其连接在闩锁固定器133上，并随着闩锁固定器133的移动而进行移动；横杆135，对闩锁固定器133进行约束。

预报警装置140包括：微型开关141，其设置在本体110内部，其下侧设置有触点144；开关杠杆142，其可旋转地设置在本体110，并被开闭装置130的驱动销134约束；弹簧143，连接在开关杠杆142上向其提供恢复力。

开闭装置130的断开分为，由机械动作引起的断开，以及由电故障引起的断开。

首先，由机械动作引起的开闭装置130的断开是，由用户按压脱扣按钮或脱扣装置200的动作而使开闭装置130断开，其动作如下，

随着横杆135的动作，闩锁固定器133的约束状态被解除而使闩锁固定器133旋转，被闩锁固定器133约束的闩锁132的约束被解除，因此随着可动片150的约束被解除，从而使电源侧和负载侧的线路被断开。

以此同时，当随着闩锁固定器133的移动而使驱动销134进行移动时，开关杠杆142的约束被解除，开关杠杆142，根据弹簧143的弹性恢复力而向顺时针方向旋转，同时其末端按压微型开关141的触点，从而，微型开关141向外部发送预报警信号，显示断路器的断开状态。

另外，过载电流或短路电流等电源故障引起的开闭装置130的断开，动作如下。

首先，当有过载电流流过时，横杆135随着双金属片230的被弯曲推动而移动。随着横杆135的移动，被横杆135支撑的闩锁固定器133进行移动，使被闩锁固定器133约束的闩锁132的约束被解除，因此，随着可动片150的约束被解除，电源端和负载端的线路被断开。

以此同时，当随着闩锁固定器133的移动导致驱动销134进行移动时，开关杠杆142的约束被解除，开关杠杆142根据弹簧143的弹性恢复力而向顺时针方向旋转，同时其末端按压微型开关141的触点144。微型开关141向外部发送预报警信号，从而显示断路器的脱扣状态。

另外，本发明的脱扣装置200，包括：电源端加热器210，其连接在塑壳断路器的电源端(例如，固定片(未图示)或可动片150)上，并接收电流；负载端加热器220，其连接在塑壳断路器的负载端，并传递电流；以及双金属片230。

双金属片230，其一部分连接固定在电源端加热器210以及负载端加热器220之间，当塑壳断路器上流过过载电流或短路电流时被弯曲。双金属片230弯曲时，其端部的接触片232推动横杆135，从而释放开闭装置130。

另外，双金属片230具有，与电源端加热器210连接而通电的直热部L2，和面向电源端加热器210的放热部L1。双金属片230在直热部L2通过热传导以及直热部L2的欧姆电阻而被加热。

双金属片230以及电源端加热器210相互面向对方，并通过放热方式传递热量，可以是如图6以及图7所示的相互隔着距离的状态面向对方，也可以是如图8所示的相互接触的状态面向对方。

即，图6以及图7所示的实施例中，在双金属片230以及电源端加热器210之间的放热部L1位置，形成有气隙(Air Gap)G，由放热部L1的对流热传导，使双金属片230受热而弯曲。

相反，图8所示的实施例中，双金属片230以及电源端加热器210相互接触，并由放热部L1的热传导，使双金属片230受热而弯曲。

即，在直热部L2，双金属片230以及电源端加热器210相互接触并固定，因此，对于相当于直热部L2的一部分而言，可获得施加电流导致的欧姆电阻的直接热效应和根据热传导的热效应。另外，在相当于放热部L1的部分，通过对流或热传导，可具有放热式脱扣装置的优秀效果。

因此，本发明的脱扣装置200，兼备直热式脱扣装置200的优点和放热式脱扣装置200的优点，是一种在低压塑壳断路器以及高压塑壳断路器上都可适用的多功能脱扣装置。

另外，在直热部L2，对于双金属片230，其第一面230a连接固定有电源端加热器210，而第一面230a的背面即第二面230b上连接固定有负载端加热器220。双金属片230，作为两种材料的结合体，其第一面230a和第二面230b的材料不相同。

若电源端加热器210以及负载端加热器220都固定在第一面230a，则因只加热一种材料而会发生如图2所示的弯曲现象，因此，为了防止这种现象，最好是将电源端加热器210以及负载端加热器220分别固定在双金属片230的第一面230a以及第二面230b上。因此，可防止因集中加热一种材料而发生的图2所示的卷曲(Fusion)现象，以及图4所示的向逆方向弯曲的问题。

另外，电源端加热器210以及负载端加热器220优选为，通过铆钉250固定在双金属片230上，这是为了防止如图3所示的用焊接或黏合方式固定时热能导致固定状态被破坏的缺陷。

另外，电源端加热器210和负载端加热器220对于双金属片230的连接固定位置，从双金属片230延伸的方向来看，优选为处于同一高度。当施加过载电流时，因只在直热部L2的一部分导通过载电流，而不是整个双金属片230受影响，因此，可防止过载电流引起的如图4所示的缺陷。

另外，电源端加热器210和负载端加热器220对于双金属片230的连接固定位置，从双金属片230延伸的垂直方向观察时，优选为处于相互不同的位置。这样，如上所述不仅能够在同一高度设置钉铆钉的位置，而且可获得在各自钉铆钉位置之间的直热部L2的欧姆电阻所带来的热效应。

如上所述的脱扣装置，并不限定于上述说明的实施例的构成和方法，还可以选择性地组合各个实施例的全部或者一部分，以构成上述实施例的多种变形。

上述对涉及本发明的实施例进行了说明，本领域的普通技术人员可以对本发明进行变形以及等同替换，因此，本发明的真正技术保护范围应限定在上述权利要求范围之内。

Claims (3)

1.一种脱扣装置，其特征在于，包括：

电源端加热器，连接在塑壳断路器的电源端，并接收电流；

负载端加热器，连接在所述塑壳断路器的负载端，并传递所述电流；

双金属片，其具有：直热部，在所述电源端加热器以及所述负载端加热器之间，在所述直热部的第一面上连接固定有所述电源端加热器，而所述第一面的背面即第二面上连接固定有所述负载端加热器；放热部，在所述第一面上所述放热部面向所述电源端加热器，

当所述塑壳断路器上流过过载电流或短路电流时所述双金属片被弯曲,

其中,所述电源端加热器以及所述负载端加热器，通过铆钉固定在所述双金属片上，

其中，所述电源端加热器和所述负载端加热器在所述双金属片上的连接固定位置，从所述双金属片的延伸方向观察时，处于同一高度，并且

其中，所述电源端加热器和所述负载端加热器在所述双金属片上的连接固定位置，从与所述双金属片延伸方向垂直的方向观察时，处于相互不同的位置。

2.如权利要求1所述脱扣装置，其特征在于，

在所述双金属片以及所述电源端加热器之间的所述放热部处，形成有气隙。

3.如权利要求1所述脱扣装置，其特征在于，

所述双金属片，在所述直热部通过热传导以及所述直热部的欧姆电阻而被加热，而在所述放热部通过对流热传导而被加热，从而发生弯曲。

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