CN1018223B - 断路装置 - Google Patents

Abstract

一种断路装置包括串联在电路上的真空断路器和切断开关的串联连接体；开、关真空断路器的旋转机构；与旋转机构连动、积蓄闭合真空断路器时的能量的弹簧；根据切断的开动作而工作、使真空断路器处于开的第1连杆机构；真空断路器开时使依靠弹簧驱动的旋转机构的旋转轴的旋转延迟进行传输的控制机构，通过该旋转从上述接点断开起延迟预定时间进行驱动的第二连杆机构，及由第二连杆机构驱动的开启切断开关的操作机构。还提供有联锁机构。

Description

本发明涉及对电流及电压进行开关的断路装置。

目前作为开、关电压或电流的装置，开关电压使用没有电流断路能力的切断开关。开关电流使用负载开关器或者接触器。要使短路电流断路时使用断路器、或者将负载开关器或接触器与保险丝组合起来使之具有与断路器同等的功能。

这种开关电流及电压的现有装置能根据不同的用途采用在功能上、经济上最适宜的开关装置。虽然也有用1种类型的开关器进行开关电流及电压的装置，但价格高，不常应用，而是将具有各种专用功能的前述各种开关装置组合起来，为了发挥特殊的功能，将负载开关器或接触器与保险丝组合起来使用，然而保险丝每工作一次就要熔断，必需更换，修理费高。此外，由于断路器不能切断电压，因此必须与切断开关组合起来使用，在这种情况下要进行断路时必须首先使断路器断开，然后使切断开关断开，操作分二步进行很复杂。

在特开昭61-237326中公开了一种断路装置，它具备串联连接的真空断路器及切断开关，将使断路器闭合时的驱动力的能量蓄积起来的装置、用以与切断开关的断开连动、并延迟预定时间使真空断路器成断开状态的联锁装置，用来检测导体的异常电流的检测装置，在检测装置检测异常电流时进行动作的脱扣（trigger）装置，通过用上述的联锁装置或脱扣装置中的任一装置使蓄能的驱动力放出能量而使真空断路器打开的装置。尽管此断路装置已将真空断路器和切断开关组合起来，且断路装置可对电压进行切断，或在存在短路电流或过电流而流有异常电流时进行切断。但该装置在使断路装置 断开时首先使切断开关断开，然后由联锁机构经延迟预定时间后才使真空断路器断开，故不能作到上面提到的首先使真空断路器断开，然后使切断开关断开。且其中没有明确透露有关联锁装置的具体结构。

此外，在特开昭61-024110号公报中曾公开了一种断路器用的操作机构，它也是本发明的断路装置的操作机构的一实施例（见图8）。

图3、图4是现有的联锁机构图，图中，121是联锁操作杆，被安装在固定在操作机构（8）的框架上的轴（122）上，且可自由转动，一端通过用销（124）相连结的操作连杆（123）和切断开关（4）的操作机构（9）的断开操作杆（图示省略）连接。联锁操作杆（121）的另一端依靠销（125）与脱扣连杆（126）连结，且可自由转动，并通过脱扣连杆（126）和销（152），与使之进行操作机构（8）的断开动作的脱扣机构的控制杆（151）连结。（127）是驱动杆，被安装在轴（122）上，且可自由转动，一端依靠销（131）与驱动连杆（130）结合，从而与切断开关（4）的操作机构（9）的断开动作止动闩（图示省略）连结。联锁杆（141）固定在操作机构（8）的杆（27A）上。依靠这样构成的联锁机构（12）使此断路装置进行开动作时，应控制成首先真空断路器（1）开，经过所规定的时间后可动接点（6）断开。

以下说明动作，首先如依靠操作机构（9）使切断开关（4）断开，则这一动作马上把操作连杆（123）向上推，通过销（124）使联锁操作杆（121）以轴（122）为中心在图中逆时针旋转，由于此旋转，脱扣连杆（126）随联锁操作杆（121）上的销（125）而动作，使脱扣机构的控制杆（151）动作，从而使之进行操作机构（8）的断开动作，并依靠真空断路器（1）关闭时弹簧（图示省略）所积蓄的能量的释放，使真空断路器（1）高速断开。由于该断开动作，操作机构（8）的杆（27A）在图3中逆时针方向转动。由于杆（27A）的动作，联锁杆 （141）使驱动杆（127）以轴（122）为中心在图中逆时针旋转。

此驱动杆（127）的动作通过驱动连杆（130）使切断开关（4）的操作机构（9）的断开动作止动闩（图示省略）工作，首先真空断路器（1）断开，经过所规定的时间后，可动接点（6）断开。

现有的断路装置的联锁机构如上述构成，因此如图4所示，在操作机构（8）的断开动作位置上，联锁杆（141）维持着把驱动杆（127）推下的状态，且在此状态下操作机构（9）的断开动作止动闩也继续进行断开动作，故在试验时等只想关闭切断开关4时，存在不能保持关闭之类的问题。

此外也可以设置切槽（127a）等，使驱动杆（127）复原，但是在操作机构（8）的闭过程中，由于联锁杆（141）将驱动杆（127）推下，因此也存在断开动作止动闩动作，且如果切断开关呈闭状态则进行断开动作等问题。

为了解决上述问题，本发明的目在在于提供一种具备串联连接的真空断路器和切断开关的断路装置，它能首先使真空断路器开，而在延迟预定时间后使切断开关开。

本发明的目的还在于提供一种改进了的用于上述断路装置的联锁机构，能在与切断开关的开关状态无关的情况下，使真空断路器闭合、并且切断开关能可靠地与真空断路器的断开动作连贯动作，且在用于上述断路装置中时可保证在比真空遮断器的“开”动作点滞后预定时间后切断开关的接点才变为“开”状态。

本发明的断路装置的构成如下，将真空断路器和切断开关的串联连接体串联在电路上，依靠与开关真空断路器的旋转机构连动的弹簧积蓄关闭真空断路器时的能量，根据切断开关的断开操作而工作的第1连杆机构使真空断路器断开，此时，控制机构使依靠上述弹簧的积蓄能量而驱动的旋转机构的旋转轴的旋转延迟所规定的时间后进行传输，比前述真空断路器的断开延迟所定时间而驱动 的第2连杆机构使操作机构工作，从而使切断开关断开。

依靠弹簧的积蓄能量而驱动的旋转机构的旋转速度被控制在所规定的速度，因此真空断路器断开后，延迟所规定的时间后切断开关断开。

本发明的断路装置的联锁机构，用于在串联连接的断路器和切断开关中与切断开关的断开动作连动，并比该动作先行所定的时间使断路器断开，该联锁机构备有使断路器断开的操作杆，根据断路器的断开动作转动。并且有联锁杆的操作杆，及使切断开关断开的驱动杆，在上述断路器的断开动作时，依靠上述联锁杆使上述驱动杆旋转，并使上述切断开关断开，其特征在于在上述驱动杆上设有双向（seesaw）运动的浮动杆，以使上述联锁杆与该浮动杆接触，只有当上述断路器进行切断用的操作杆动作时，上述浮动杆的一端才被固定，以使上述联锁杆的动作传递到上述驱动杆上。

本发明的断路装置的构成是，依靠连杆机构使真空断路器和切断开关连动，在真空断路器作断开动作时，其接点断开，经所定的时间之后而动作的操作机构使切断开关断开，因此进行断开操作时，首先真空开关器断开，然后延迟上述所定的时间后切断开关断开。因而可实现使电流电压断开的一步操作。并且由于不用保险丝这种消耗品而降低了维修费，此外，作为其他效果还可用便宜的手动操作型的真空断路器及切断开关组合应用，因此总成本低。

根据本发明的联锁装置，其构成是，根据浮动杆的双向连动能进行断开动作，因此，可得到能在不使切断开关作不需要的动作下以简单的结构使断路器先进行断开动作的可靠性高的开关装置，此外，如果没有切断开关的断开操作的条件，则切断开关不会断开。

说明书的附图中：

图1是本发明的断路装置的联锁机构一实施例的正视图;

图2是表示其断开动作后的状态的正视图;

图3是现有的断路装置的联锁机构的正视图;

图4是表示其断开动作后的状态的正视图;

图5是本发明的断路装置的方块图;

图6及图7是表示本发明的断路装置的动作的同步波形图;

图8（a）、图8（b）及图8（c）是真空断路器的操作机构的结构图。

以下结合图1，2和图5到图8对本发明的实施例作详细描述。

图1中，除浮动杆（128），销（129）外其余与上述现有的联锁机构相同。（127）是驱动杆，与联锁操作杆（121）相同，被安装在轴（122）上，可自由转动，浮动杆（128）依靠销（129）安装在驱动杆（127）的一端，可自由转动，销（131）使驱动连杆（130）与驱动杆（127）的另一端结合，与切断开关（4）的操作机构（9）的断开动作止动闩（图示省略）连结。联锁杆（141）固定在操作机构（8）的杆（27A）上。根据上述构成的联锁机构（12），当该断路装置作开动作时，可控制成首先真空断路器（1）断开，经所定时间后，可动接点（6）断开。

首先，依靠操作机构（9）使切断开关（4）进行断开操作，则该动作把操作连杆（123）推上，通过销（124）使联锁操作杆（121）以轴（122）为中心在图中作逆时针方向转动。由于此转动，脱扣连杆126根据联锁操作杆（121）上的销（125）而动作，使脱扣机构15的操作杆（151）动作，使之进行操作机构（8）的断开动作，依靠关闭真空断路器（1）时储能的弹簧（图示省略）放能，从而使真空断路器（1）高速断开。由于该断开动作，操作机构（8）的杆（27A）在图1中作逆时针方向转动。

在这些动作中，设置在驱动杆（127）前端的浮动杆（128）受到销（125）的作用而绕销（129）作逆时针转动，由于连续动作的杆（27A）的动作和联锁杆（141）的作用，将脱扣连杆的销（125）推下，并如以该位置为基准将销（129）推下那样，将浮动杆（128）推下， 使驱动杆（127）以轴122为中心在图中作逆时针方向转动。驱动杆（127）的动作通过驱动连杆（130）使切断开关（4）的操作机构（9）的断开动作止动闩（图示省略）动作，并比真空断路器（1）的断开动作点落后所规定的时间，使切断开关（4）的接点（6）断开。如果不作切断开关（4）的操作机构（9）的断开操作，则脱扣连杆的销（125）不下降，因此，即使操作机构（8）单独动作，联锁杆（141）也不能充分将驱动杆（127）推下，因而操作机构（9）不会动作。

图2中，在操作机构（8）的断开动作后，脱扣连杆（126）回复原位，联锁杆（141）位于图示的位置。但是由于浮动杆（128）以销（129）为中心朝箭头方向A转动（图表示转动后），因此驱动杆（127）回复原位，解除操作机构9的断开动作止动闩的动作。

图5是结构图，给出了本发明一个实施例的断路装置。图中，具有一对接点（2）及（3）的真空断路器（1）具有分别与各接点连接的接头（2a）及（3a），接头（3a）与切断开关（4）的固定接点（5）连结。接头（2a）与外部线路连结。切断开关（4）具有与固定接点（5）接合和离开的可动接点（6），通过铰链（6a）转动自由地与导体（7）连结。导体（7）通过检流器（11）与外部线路连接。检流器（11）的输出端与过电流继电器（10）连接。操作机构（8）是用手动操作使真空断路器（1）的接点（2）及（3）闭合的机构，使控制杆（14）朝箭头方向移动则可使真空断路器（1）闭合。

图8（a）、图8（b）及图8（c）给出了本发明的断路装置的断路器用的操作机构（8）的一实施例的详细的结构图。这些机构设置在图1所示的操作机构的方框（8）的内部。图8（a）示出了真空断路器（1）的接点（2）及（3）的闭合状态。接点（2）是可动接点，随轴（137）而转动。轴（137）通过使杆（pole）轴（136）与控制杆（25）的轴（27）连接起来，并随控制杆（25）的转动而转动。拉伸弹簧（107）设在接点（2）与操作机构（8）的框架之间，当使固定在控制杆（26）上的控制杆 （14）朝箭头（A）的方向移动，而使接点（2）及（3）闭合时，弹簧受到拉伸而储能。控制杆（26）转动自由地安装在轴（27）上。连杆（28）安装在控制杆（25）的端部，可随轴（29）自由转动，连杆（30）安装在控制杆（26）的端部，可随轴（32）自由转动。连杆（28）、（30）的另一端通过销（33）转动自由地结合在一起。销（33）上安有滚子（34），与弓型的臂（38）的凹部吻接，在轴（29）、（32）及设置在连杆（28）上的销（31）上设有弹簧（36），力图使控制杆（25）及（26）的交角扩大。销（37）固定在框架上。臂（38）是使设置在其一端的滚子（38b）与止动闩（43）的止动面（43a）吻接，而保持图示的位置。

切断开关（4）的可动接点（6）受操作机构（9）的驱动、该驱动力来自图中省略了的弹簧或者电磁铁。过电流继电器（10）依靠检流器（11）的输出而工作，使真空断路器（1）的操作机构（8）的脱扣（trig-ger）机构（24）工作。

联锁机构（12）是用来控制切断开关（4）的操作机构（9）与真空断路器（1）的操作机构（8）之间的动作的机构，如图1、图2所示，其构成是：操作连杆（123）、联锁操作杆（121）、脱扣连杆（126）及控制杆（151）所组成的第1连杆机构，和由驱动杆（127）、浮动杆（128）以及驱动连杆（130）所组成的第2连杆机构。联锁操作杆（121）依靠设置在操作机构（8）的框架（8a）上的轴（122）而被安装成可自由转动，其一端通过销（124）与操作连杆（123）结合。操作连杆（123）的另一端与操作机构（9）的断开操作杆（图示省略）连接。联锁操作杆（121）的另一端依靠销（125）与脱扣连杆（126）连接。脱扣连杆（126）的上端依靠销（152）与进行操作机构（8）的断开动作的控制杆（151）连接。控制杆（151）与图8（a）所示的操作机构（8）的止动闩（43）的轴（44）结合，与止动闩（43）一起动作。驱动杆（127）依靠轴（122）被安装成可自由转动，浮动杆（128）由销（129）转动自由地安装在驱动杆（127）的一端，驱动杆（127）的另一端用销 （131）使驱动连杆（130）与操作机构（9）的断开动作止动闩（图示省略）连接。操作机构（8）的控制杆（14）的旋转轴与图8（a）所示的操作机构（8）的控制杆（26）形成一体。在其一端设有联锁杆（141）。依靠这种联锁机构（12）进行如下控制，即当断路装置做断开动作时，首先使真空断路器（1）断开，经所定的时间后驱动操作机构（9），使切断开关（4）的可动接点（6）断开。

以下说明动作，图6及图7给出了这一实例的动作的同步波形图。如图所示，各波形的高电平表示关，低电平表示开。图6中，波形（A）表示真空断路器（1）的开关，波形（B）表示切断开关（4）的开关。该断路装置关闭时的动作如下。

图8（c）中，依靠手动操作，使操作机构（8）的操作杆（14）朝箭头（A）的方向转动，通过连杆（28）、（30）、操作杆（25）及轴（27）朝顺时针方向转动，通过与轴（27）结合的杆轴（136），轴（131）顺时针旋转，使接点（2）、（3）关闭。此时弹簧（7）受到拉伸而储能。接着，制动器（49）与设置在臂（26）端部的轴（32）上的滚子（48）吻接，放开操作杆（14）后，臂（25）及（26）形成一体，以受到弹簧力的作用而具有逆时针方向的旋转力的状态，并被制动器（49）支承着，此时的状态如第图8（a）所示，接点的状态如图6的波形（A）的点（a）所示。接着，依靠操作机构（9）的闭操作而获得的动力，例如储能的弹簧或者电磁铁等使切断开关（4）关闭。此状态如图6的波形（B）的点（b）所示。结果，串联的真空断路器（1）及切断开关（4）关闭，电流流过导体（7）。

以下介绍使此种断路装置断开的情况，图1、2中，首先切断开关（4）的操作机构（9）进行断开操作。此操作把操作连杆（123）推向图的上方，使通过销（124）与其连结的操作杆（121）以轴（122）为中心逆时针旋转。其结果，通过销（125）的作用把脱扣连杆（126）引向下方，使操作杆（151）顺时针转动。此时销（125）推压浮动杆 （128）的左端，使浮动杆（128）逆时针转动，并朝右上倾斜。结果，与操作杆（151）的轴（44）结合的图8（a）所示的操作机构（8）的止动闩（43）顺时针旋转，从滚子（38b）的止动面（43a）分离。由于弹簧（107）是使用强度远远大于弹簧（36）及（42）的，因此，弹簧（107）的力通过杆轴（136）抵抗弹簧（36）的力，使操作杆（25）逆时针方向转动。结果接点（2）与接点（3）分离，同时，连结连杆（28）及（30）的销（33）朝离开轴（27）的方向移动，抵抗弹簧（42）的力，把臂（38）向上推。此状态如图8（b）所示。此时的操作机构（8）的接点（2）、（3）的状态如图6的波形（A）的点（C）所示。连杆（28）、（30）从图8（a）的状态进入图8（b）的状态时，连杆（30）的端部（30A）把制动器（49）的销（51）推向下方，使制动器（49）顺时针旋转。结果，由于滚子（48）脱离制动器（49），从而使操作杆（26）受弹簧作用朝逆时针方向旋转。其状态如图8（c）所示。依靠操作杆（26）的旋转而得到固定。操作机构（8）的杆（27A）在图1、2中逆时针旋转。其结果是，由于联锁杆（141）把朝右上倾斜的浮动杆（128）压下，从而使驱动杆（127）以轴（122）为中心作逆时针旋转。驱动杆（127）的动作使驱动连杆（130）向上提升，通过切断开关（4）的操作机构（9），使接点（6）作断开动作;在以上动作中，设置在连杆（30）的连结部附近的滚子（34）在臂（38）的凹部（38a）中边转动边从右向左移动，形成图8（b）所示的伸长状态后，再回复到图8（c）所示的屈曲状态需要所规定的时间（例如0.05～0.1秒），因此，联锁杆（141）在接点（2）及（3）分离之后，要延迟前述所规定的时间后，推压浮动杆（128），结果切断开关（4）的接点（6）在接点（2）及（3）分开后，要延迟所规定的时间才断开。即如图6所示，由于该联锁机构（12）的作用，比真空断路器（1）的断开动作点（c）滞后前述所规定时间的t1时间后，在波形（B）的点（d）所示的时间，切断开关（4）的接点（6）变为断开。

在过电流及短路电流流过导体（7）的情况下，检流器（11）检测 出其异常电流，使过电流继电器（10）动作。过电流继电器一开始工作，图8（a）所示的脱扣机构（24）也动作，其柱塞（24a）推压止动闩（43）的端部（46），使之顺时针转动。滚子（38b）离开止动面（43a），臂（38）顺时针转动。以后的动作与前述断路操作的情况相同，接点（2）及（3）断开的同时，杆（27A）逆时针转动。可是在此情况下如图1，2所示，脱扣连杆（126）未下降，因此销（125）离开浮动杆（128），浮动杆（128）处于图1所示的状态。因而即使杆（27A）逆时针转动，联锁杆（141）也不接触浮动杆（128），驱动连杆（130）也不会被驱向上方。因此，操作机构（9）不动作，切断开关（4）保持关闭状态。此状态如图7（A）的点（e）所示。此情况下可以用手动开关操作切断开关（4）的操作机构（9）使切断开关（4）开。其状态如图7（B）的点（f）所示。

上述实例中，虽然真空断路器（1）的操作机构（8）可以用手动操作，但在大型断路器中也可由电动机或油压机构进行驱动。也可采用手动操作切断开关（4）的方式。此外，使此断路装置断开时的真空断路器（1）与切断开关（4）的动作的滞后时间只要大于真空断路器（1）的断路时间即可，通常大于1个周期即可。

图中，1、真空断路器，4、切断开关，8、真空断路器的操作机构，9、切断开关的操作机构，27A、杆，34、滚子，107、弹簧，121、123、126、151、第一连杆机构，127、128、130、第二连杆机构，121、联锁操作杆，122、轴，123、操作连杆，124、125、131、129、销，126、脱扣连杆，127、驱动杆，130、驱动连杆，141、联锁杆，128、浮动杆。

Claims (1)

1、一种断路装置，备有串联连接的真空断路器(1)和切断开关(4)，并具有一联锁机构，该联锁机构与上述切断开关的断开动作连动，并比上述切断开关的断开动作先行所定的时间使上述断路器断开，该联锁机构备有使上述真空断路器(1)断开的联锁操作杆(121)；根据上述真空断路器(1)的断开动作进行转动，并具有联锁杆(141)的杆(27A)；及使切断开关(4)断开的驱动杆(127)；在上述真空断路器(1)的断开动作时，依靠上述联锁杆(141)使上述驱动杆(127)旋转，并使上述真空切断开关(4)断开，其特征在于在上述驱动杆(127)上设有双向运动的浮动杆(128)，以使上述联锁杆(141)与该浮动杆(128)接触，且只有当对上述真空断路器(1)进行切断用的联锁操作杆(121)动作时，上述浮动杆(128)的一端才被固定，以使上述联锁杆(141)的动作传递到上述驱动杆(127)上。

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