CN101834100A - 具有回弹防护装置的断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有回弹防护装置的断路器，所述断路器包括：主体；固定触点，其固定在所述主体上；活动触点，其能够与所述固定触点接触或脱离，并且可动地安装在所述主体上；主轴，其连接到所述活动触点的一侧上，并且可旋转地安装在所述主体上；跳闸机构，其连接到所述主轴的另一侧上，并被构造为转动所述主轴；以及回弹防护装置，其一端可旋转地安装在所述主体上，并设置有形成在其另一端上并与所述主轴相接合的阻止单元，其中所述回弹防护装置与主轴接合并随主轴旋转，并且所述阻止单元在所述回弹防护装置在规定范围内旋转的状态下限制所述主轴的反向旋转。

Description

具有回弹防护装置的断路器

技术领域

本发明涉及一种具有回弹防护装置的断路器，尤其涉及一种用于保护电路免于过载或短路的断路器，其具有在断路器进行跳闸操作时防止回弹的机构。

背景技术

断路器是一种安装在电路中的电气装置，当电路在正常使用状态下被强制地断开或闭合，或者当电路出现例如接地故障电流的故障电流或短路电流时，所述断路器用于安全地阻断电流以保护电力系统以及电力设备。通常，断路器的电路部分可设置有弹簧和刚性体，以便在断开电路时能够快速操作。在图1和图2中部分地示出了断路器的跳闸机构。

图1是表示跳闸机构的一部分的端面的侧视图，图2是跳闸机构的正视图。如图1和图2所示，断路器10可包括布置在其内的活动触点12。活动触点12可以与固定触点(未示出)接触或者从该固定触点脱离从而执行跳闸操作。由绝缘材料形成的推杆14可连接到活动触点12的端部，通过将接触弹簧16插入到主轴18和推杆14之间可将推杆14的另一个端部连接到主轴18的端部上。

主轴18可以基于旋转轴20可旋转地布置，跳闸弹簧22可在接近主轴18的另一端部连接。在跳闸操作时，跳闸弹簧22和接触弹簧16可用于使主轴18沿图1中的顺时针方向旋转。

同时，主轴18的旋转被阻尼元件限制在规定的范围内。主轴18的另一个端部通过杆24连接到旋转连杆26上，旋转连杆26的旋转被限位装置28限定在规定范围内。因此，当主轴18沿顺时针方向旋转时，在图2中杆24向上运动。相应地，旋转连杆26沿逆时针方向旋转，然后被限位装置28挡住。

然而，实际上，旋转连杆26因斥力而撞击在限位装置28上，例如为了之后在相反方向上运动。相应地，活动触点12和固定触点之间的间隔(间隙)变得更窄，这就被称作“回弹(rebound)”。这样的回弹以逐渐减小的振幅重复多次。结果，电极之间的绝缘不能得到维持，从而导致跳闸操作不完全。

为避免这样的问题，限位装置28设置有注油减震器(oil dash pot)，相应地，能够通过该注油减震器的减弱作用而减小回弹。注油减震器利用了包含在其中的油而引起的减弱作用。但是，在只包含少量的油时，这些油虽能吸收强烈的冲击，但减弱冲击所需要的时间却过长。另一方面，在包含大量的油时，回弹量就会增加。这就是说，如图3所示，能够注意到，对于少量的油，由回弹导致的振动完全被衰减的耗时相对短，但却增加了行程量。还可注意到，对于大量的油，由回弹导致的振动完全被衰减所需的行程量减少了，但却增加了耗时(参见图4)。

另外，由于通过注油减震器吸收的撞击量不是恒定的，因而回弹量无法如设计者需要地那样得到控制。同样，随着时间的经过，注油减震器的性能会由于油的泄漏等原因而发生变化。另外，如果断路器在尺寸上像目前这样变得越来越大，在跳闸操作时发生的撞击量也会增加。相应地，注油减震器的尺寸也只能变得越来越大，但是，由于经济和空间上的限制，对尺寸也是有限制的。

发明内容

因此，为克服现有技术的这些缺点，本发明的目的是提供一种具有回弹防护装置的断路器，该回弹防护装置能够在断路器执行跳闸操作时有效地防止回弹。

如在此实施并广泛描述的那样，为了实现上述以及其他优点并且依照本发明的目的，提供了一种断路器，其包括：主体；固定触点，其固定在所述主体上；活动触点，其能够与固定触点接触或脱离，而且可动地安装在所述主体上；主轴，其连接到所述活动触点的一侧上，并且可旋转地安装在所述主体上；跳闸机构，其连接到主轴的另一侧上，并被构造为转动主轴；以及回弹防护装置，其一端可旋转地安装在主体上，并设置有形成在其另一端上并与主轴相接合的阻止单元；其中，回弹防护装置与主轴接合并随主轴旋转，并且阻止单元在回弹防护装置在规定范围内旋转的状态下限制主轴的反向旋转。

优选地，阻止单元可以是形成在回弹防护装置上的阻止槽，并且主轴可具有与阻止槽相接合的突起。这里，阻止槽的宽度可以从其入口向其内部加宽。

阻止槽可包括：第一接触表面，其能够在回弹防护装置向前旋转时与突起接触；以及第二接触表面，其朝向第一接触表面，而且第一接触表面的一端可以比第二接触表面的一端更加向外延伸。这里，第一接触表面可被构造为具有弓形形状的曲面。同样，第二接触表面可设置有朝向第一接触表面延伸的非连续表面。

在本发明的另一个方案中，提供了一种断路器，其包括：主体；固定触点，其固定在主体上；活动触点，其能够与固定触点接触或脱离，活动触点可动地安装在主体上；主轴，其连接到活动触点的一侧上，并且可旋转地安装在主体上；跳闸机构，其连接到主轴的另一侧上，并被构造为转动主轴；以及回弹防护装置，其一端可旋转地安装在主体上，并且设置有形成在其另一端上并与主轴相接合的阻止单元；其中，阻止单元设置有阻止槽，阻止槽包括彼此相对的第一和第二接触表面，其中，当使活动触点脱离以使回弹防护装置在与主轴旋转相反的方向上旋转时，第一接触表面与主轴的一部分接触，其中，在回弹防护装置在规定范围内旋转的状态下当第二接触表面与主轴的一部分接触时，第二接触表面限制主轴的反向旋转。

优选地，第一接触表面的一端可以比第二接触表面的一端更加向外延伸。这里，第一接触表面可被构造为具有弓形形状的曲面。

在本发明的另一个方案中，提供了一种断路器，在所述断路器中，跳闸机构和活动触点分别被连接到主轴的两端上，所述主轴可旋转地安装在主体上，从而通过将跳闸机构的张力传递给活动触点而执行跳闸操作，所述断路器包括：阻止槽，其与主轴的一部分相接合；以及回弹防护装置，其可旋转地安装在断路器内，其中，阻止槽包括在主轴旋转时能够与主轴的一部分接触的第一和第二接触表面，其中，在主轴反向旋转时，由主轴的一部分施加到第二接触表面上的力的延长线通过回弹防护装置的旋转中心。

这里，主轴可设置有在主轴正向和反向旋转时被插入阻止槽中的突起。

在本发明的另一方案中，提供了一种断路器，在所述断路器中，跳闸机构和活动触点分别被连接到主轴的两端上，主轴可旋转地安装在主体上，从而通过将跳闸机构的张力传递给活动触点而执行跳闸操作，所述断路器包括：阻止槽，其与主轴的一部分相接合；以及回弹防护装置，其可旋转地安装在断路器内，其中，阻止槽包括在主轴旋转时能够与主轴的一部分接触的第一和第二接触表面，其中在主轴的一部分与第二接触表面接触的状态下，主轴不能进行反向旋转。

根据具有这种结构的本发明的方案，能够通过回弹防护装置防止在跳闸操作之后由于斥力而引起的回弹，从而提高了跳闸操作的可靠性。

下面，结合附图对本发明进行详细说明，这样，本发明的上述及其他目的、特征、方案以及优点将更加显而易见。

附图说明

本文中所包括的用于对本发明提供进一步理解因而合并于此、构成本说明书一部分的附图说明了本发明的实施例，其与说明书一起用于解释本发明的原理。

在图中：

图1是根据现有技术的典型断路器的侧视图；

图2是图1所示断路器的正视图；

图3是表示图1所示断路器中的油量与回弹量之间关系的曲线图；

图4是图3所示曲线图在小油量情况下的放大图；

图5是图1的对等视图，表示根据本发明的断路器的一个实施例；

图6是图5所示实施例的回弹制动部分(rebound catch portion)的放大侧视图；

图7至图10是表示图5所示实施例的操作过程的示意图；以及

图11是表示回弹制动器(rebound catch)的另一个实施例的侧视图。

具体实施方式

现在将参考附图，对根据本发明的断路器进行详细阐述。

图5示出了根据本发明的断路器的一个实施例。在下面的说明中，对于与图1和图2所示实施例中相同的部件将采用相同的附图标记，以便略去重复的说明。

根据图5所示的实施例的断路器100基本具有与图1所示的实例的断路器类似的结构。然而，根据该实施例的断路器100可包括：制动杆18a，其从主轴18的旋转轴20的外周在径向上向外延伸；以及制动杆销18b，其从制动杆18a的表面凸出而形成为突起。

同时，参考图6，在断路器的主体中可安装固定托架40，定位在制动杆18a附近并被用作回弹防护装置的回弹制动器30可以以能够围绕铰轴42自由旋转的方式安装。在图6中，回弹制动器30由薄板形状的材料形成，在图6中回弹制动器30在没有外力作用的情况下通过自身重量向下布置。

回弹制动器30可设置有阻止槽32，该阻止槽32的宽度从其入口处向内部加宽。阻止槽32的两个相向表面被称作第一接触表面32a和第二接触表面32b。这里，第一接触表面32a的一端可比第二接触表面32b的一端更加靠外地定位，即，更多地朝向主轴18凸出。而且，第一接触表面32a的表面形成为曲线，其朝向制动杆销18b弯曲。该曲线形成为弓形形状，但是其还可以是不同形状的连续曲线。

现在将参考图7至图10，对根据本实施例的断路器100的操作进行说明。

图7示出了执行跳闸操作之前的状态。在该状态下，没有外力施加到回弹制动器30上。相应地，回弹制动器30通过其自身重量向下布置。之后，在执行跳闸操作时，主轴18沿顺时针方向旋转。响应于这个旋转，制动杆销18b在突起槽32中与第一接触表面32a接触。当主轴18连续旋转时，如图8所示，制动杆销18b使回弹制动器30在逆时针方向上旋转，并且制动杆销18b协同地插入阻止槽32中。

当主轴18在跳闸操作完成后旋转至最大限度时，如前所述，由于接触弹簧16和跳闸弹簧22的斥力等使主轴18在逆时针方向上旋转，但是，如图9所示，制动杆销18b与第二接触表而32b接触。相应地，阻止了主轴18在逆时针方向上旋转，并且很快地将主轴18的回弹限制在规定范围内。这里，主轴18的顺时针方向旋转被称作向前旋转，其逆时针方向旋转被称作反向(向后)旋转。

具体而言，主轴18的回弹操作就是恰好在主轴18因跳闸操作而执行向前旋转至最大限度后，由斥力使主轴18以非常快的速度向后旋转。相应地，即便在回弹制动器30开始沿顺时针方向旋转之前，就使主轴18向后旋转了，以便在回弹制动器30沿逆时针方向旋转到最大限度的状态下与第二接触面32b接触。即使在这种状态下，主轴18也对回弹制动器30施加一个力，只是这个力是沿着穿过回弹制动器30的铰链42的中心的方向施加的。因此，由主轴18朝向回弹制动器30施加的力不能产生使回弹制动器30旋转的扭矩。

结果，由主轴18施加的力被由铰轴42施加的力抵消，使得主轴18不能继续旋转，从而提供了防止回弹的效果。换言之，在制动杆销18b与第二接触表面32b接触的状态下主轴18不能旋转。

同时，仅当回弹制动器30在规定范围内旋转时，第二接触表面32b才可与制动杆销18b接触。

其旋转受到回弹制动器30所限制的主轴18接着受到接触弹簧16和跳闸弹簧22的力的作用而重新向前旋转，以便因此与第一接触表面32a保持接触，如图8所示。

随后，在旋转受限状态解除之后，为使活动触点与固定触点相接触以重新接通电路，在利用跳闸机构使主轴18向后旋转时，主轴18在第一接触表面32a与制动杆销18b相接触的状态下旋转。因此，主轴18能够平稳地沿反向方向旋转。

在所述实施例中，回弹量可由本领域内的技术人员通过对阻止槽的宽度、第二接触表面的长度等加以调节而任意决定。另外，回弹制动器可通过其自身重量操作，而不是单独需要诸如弹簧等机构，所以，即使长时间使用，也不会出现例如操作性能发生改变等问题。

同时，回弹制动器的第二接触表面可被构造为如在图5的实施例中所示的连续表面；但是，其并不限于这种结构。为更快、更精确地阻止主轴的反向旋转，可进一步提供用于限制制动杆销18b的运动的非连续表面，例如阻止钳。就是说，如图11所示，可考虑这样的例子：回弹制动器30′的第二接触表面32b′可被构造为两条相交线形状的非连续表面。

上述实施例及优点仅是示例性的，而不应解释为对本公开的限制。本教导能够容易地应用于其它类型的设备。本说明书旨在示意性的，而不是对权利要求范围的限制。多种可选方案、改进以及变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。在此描述的示例性实施例的特征、结构、方法以及其它特性可以通过多种方式组合，从而获得附加的和/或可选择的示例性实施例。

由于本特征可以在不与其特性相悖的情况下以多种形式来体现，因而还应当理解的是，除另有说明的情况之外，上述实施例不受上述说明书中的任何细节所限制，而应当在附随的权利要求所限定的范围内做广义地解释，因此落入权利要求的界限和范围内或者所述界限和范围的等价物之内的所有变化和改进旨在由附随的权利要求所包含。

Claims (12)

1.一种断路器，其包括：

主体；

固定触点，其固定到所述主体上；

活动触点，其能够与所述固定触点接触或脱离，而且可动地安装在所述主体上；

主轴，其连接到所述活动触点的一侧上，所述主轴可旋转地安装在所述主体上；

跳闸机构，其连接到所述主轴的另一侧上，并被构造为转动所述主轴；以及

回弹防护装置，其一端可旋转地安装在所述主体上，并设置有形成在其另一端上并与所述主轴相接合的阻止单元；

其中所述回弹防护装置与所述主轴接合并随所述主轴旋转，并且所述阻止单元在所述回弹防护装置在规定范围内旋转的状态下限制所述主轴的反向旋转。

2.根据权利要求1所示的断路器，其中所述阻止单元为形成在所述回弹防护装置上的阻止槽，所述主轴具有与所述阻止槽接合的突起。

3.根据权利要求2所示的断路器，其中所述阻止槽的宽度从其入口向内部加宽。

4.根据权利要求2所示的断路器，其中所述阻止槽包括：

第一接触表面，其能够在所述回弹防护装置向前旋转时与所述突起接触；以及

第二接触表面，其朝向所述第一接触表面，

其中所述第一接触表面的一端比所述第二接触表面的一端更加向外地延伸。

5.根据权利要求4所示的断路器，其中所述第一接触表面被构造为具有弓形形状的曲面。

6.根据权利要求4所示的断路器，其中所述第二接触表面设置有朝向所述第一接触表面延伸的非连续表面。

7.一种断路器，其包括：

主体；

固定触点，其固定到所述主体上；

活动触点，其能够与所述固定触点接触或脱离，所述可动触点可动地安装在所述主体上；

主轴，其连接到所述活动触点的一侧上，所述主轴可旋转地安装在所述主体上；

跳闸机构，其连接到所述主轴的另一侧上，并被构造为转动所述主轴；以及

回弹防护装置，其一端可旋转地安装在所述主体上，并设置有形成在其另一端上并与所述主轴相接合的阻止单元；

其中，所述阻止单元设置有阻止槽，所述阻止槽具有彼此相向的第一和第二接触表面，

其中，当使所述活动触点脱离以使所述回弹防护装置在与所述主轴旋转相反的方向上旋转时，所述第一接触表面与所述主轴的一部分接触，

其中，在所述回弹防护装置在规定范围内旋转的状态下当所述第二接触表面与所述主轴的一部分接触时，所述第二接触表面限制所述主轴的反向旋转。

8.根据权利要求7所示的断路器，其中所述第一接触表面的一端比所述第二接触表面的一端更加向外地延伸。

9.根据权利要求8所示的断路器，其中所述第一接触表面被构造为具有弓形形状的曲面。

10.一种断路器，其中跳闸机构和活动触点分别被连接到主轴的两端上，所述主轴可旋转地安装在主体上，从而通过将所述跳闸机构的张力传递给所述活动触点而执行跳闸操作，所述断路器包括：

阻止槽，其与所述主轴的一部分相接合；以及

回弹防护装置，其可旋转地安装在所述断路器内，

其中所述阻止槽包括在所述主轴旋转时能够与所述主轴的一部分接触的第一和第二接触表面，其中，在所述主轴反向旋转时，由所述主轴的一部分施加到所述第二接触表面上的力的延长线通过所述回弹防护装置的旋转中心。

11.根据权利要求10所示的断路器，其中所述主轴设置有在所述主轴正向和反向旋转时被插入所述阻止槽中的突起。

12.一种断路器，其中，跳闸机构和活动触点分别被连接到主轴的两端上，所述主轴可旋转地安装在主体上，从而通过将所述跳闸机构的张力传递给所述活动触点而执行跳闸操作，所述断路器包括：

阻止槽，其与所述主轴的一部分相接合；以及

回弹防护装置，其可旋转地安装在所述断路器内，

其中所述阻止槽包括在所述主轴旋转时能够与所述主轴的一部分接触的第一和第二接触表面，其中在所述主轴的一部分与所述第二接触表面接触的状态下，所述主轴不能进行反向旋转。

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