CN102064058A - 电气保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电气保护装置，包括第一控制装置和第二控制装置，所述第一控制装置包括围绕第一护套安装的第一电磁线圈、固定在第一护套的一端的固定铁芯、可滑动地容纳在第一护套内的第一动铁芯以及可滑动地安装在所述固定铁芯内的致动杆，所述致动杆与所述第一动铁芯协同动作以启动电路断路器的跳闸机构；所述第二控制装置包括围绕第二护套安装的第二电磁线圈、可滑动地容纳在所述第二护套内的第二动铁芯，在所述第一或第二控制装置给出跳闸命令时，所述第一或第二动铁芯驱动所述致动杆到达所述致动杆启动所述跳闸机构的位置，围绕所述第二电磁线圈的外周设置第二壳体，所述第二壳体大致为一端封闭的半圆筒形。

Description

电气保护装置

技术领域

本发明涉及一种用于断路器的电气保护装置，即，过电流和漏电保护装置，并尤其涉及一种易实现、小型化的一体式过电流和漏电保护装置。

背景技术

现有技术中，为了实现过电流保护和漏电保护，通常在两套壳体中分别容纳过电流保护装置和漏电保护装置，然后通过机械连接实现联动。但是这种方式存在的不足之处在于产品体积大、零件多、结构复杂以及成本高，不利于目前小型化的趋势。

在中国发明专利申请第200710112001.5号中，公开了一种由辅助控制装置控制的电气保护设备，在该设备中，主磁性跳闸装置和辅助控制装置沿着一根致动杆排列，致动杆的一端与断路器的跳闸机构协同动作，而另一端插入到辅助控制装置的第二动铁芯内，并固定在该第二动铁芯内。在致动杆的中间部分设置有连接部，以便通过该连接部，致动杆通过复位弹簧的偏压而抵靠在主磁性跳闸装置的第一动铁芯上。由此，在主磁性跳闸装置和辅助控制装置跳闸时，分别由第一动铁芯或第二动铁芯推动致动杆，从而推动断路器的跳闸机构，来实现跳闸。通过将主磁性跳闸装置和辅助控制装置沿着致动杆前后排列，可以使得两个跳闸装置共用全部断路器的跳闸执行机构，减小了整个断路器的尺寸。

但是，在将上述技术付诸实用的过程中，发现这种现有技术的设备仍存在一些缺陷需要改进，这些缺陷为：无法使辅助控制装置产生足够的力来驱动致动杆，并进而驱动跳闸机构；无法满足整个电气保护设备与附近其他电气元件之间的介电要求；致动杆的加工以及将致动杆与第二动铁芯组装比较困难等。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明对上述现有技术的电气保护装置进行改进，并提供了一种电气保护装置，其包括第一控制装置和第二控制装置，所述第一控制装置包括围绕第一护套安装的第一电磁线圈、固定在第一护套的一端的固定铁芯、可滑动地容纳在第一护套内的第一动铁芯以及可滑动地安装在所述固定铁芯内的致动杆，所述致动杆与所述第一动铁芯协同动作以启动电路断路器的跳闸机构；当第一控制装置给出跳闸命令时，所述第一动铁芯驱动所述致动杆到达所述致动杆启动所述跳闸机构的位置；所述第二控制装置包括围绕第二护套安装的第二电磁线圈、可滑动地容纳在所述第二护套内的第二动铁芯，在所述第二控制装置给出跳闸命令时，所述第二动铁芯驱动所述致动杆到达所述致动杆启动所述跳闸机构的位置，围绕所述第二电磁线圈的外周设置第二壳体，所述第二壳体大致为一端封闭的半圆筒形。

通过将第二壳体形成为一端封闭的半圆筒形，可以减小磁路系统中的磁阻，增加第二控制装置中的电磁力，由此提高了电气保护装置的可靠性。

优选的是，所述第二电磁线圈包括多个电磁线圈段，所述第二壳体的封闭端插入到所述第二电磁线圈的相邻两个电磁线圈段之间。

通过将第二壳体的封闭端插入到第二电磁线圈之内，而不是暴露于电气保护装置的后端，可以改善该电气保护装置与附近电气元件的介电绝缘特性。

优选的是，所述致动杆包括彼此连接的第一传动杆和第二传动杆，所述第一传动杆包括与所述跳闸机构协同动作的第一端和被所述第一动铁芯驱动的第二端，所述第二传动杆包括被所述第二动铁芯驱动的第一端和与所述第一传动杆的第二端相连接的第二端。

通过将致动杆分成第一传动杆和第二传动杆，可以解决在加工细长形状的致动杆过程中遇到的加工困难。

优选的是，在所述固定铁芯和所述第一动铁芯之间设置有第一弹簧，该第一弹簧沿着远离固定铁芯的方向偏压所述第一动铁芯。在所述第一动铁芯和所述第二传动杆之间设置有第二弹簧，所述第二弹簧沿着使所述第一动铁芯和所述第二传动杆彼此远离的方向偏压。优选的是，所述第二传动杆的第一端形成有直径增大的凸缘，所述第二弹簧设置在所述凸缘和所述第一动铁芯的相应端面之间。

通过将第二弹簧设置的第二传动杆和第一动铁芯之间，可以省略了将第二传动杆与第二动铁芯相固定连接的步骤，并由此省略了在第二动铁芯内形成中心孔的步骤，由此，可以简化第二动铁芯的结构，节省加工成本。

优选的是，所述第一护套和第二护套可以为一体的。所述第二护套在第二动铁芯一侧的端部为封闭端。

通过使第二护套的一端封闭，可以改善电气保护装置与相邻电气元件之间的介电绝缘特性。

优选的是，在所述第二护套的外周上形成多个筋条，以便绝缘相邻第二电磁线圈段以及所述第二壳体与相邻的第二电磁线圈段。

通过在护套上设置筋条，可以用简化的结构实现电气绝缘特性。

下面将参照附图详细描述本发明的优选实施方式。

附图说明

本发明的上述和其他特征和益处将通过下面参照附图对本发明具体实施方式的详细描述中得到更清楚地理解，图中：

图1A和1B分别示出根据本发明优选实施方式的电气保护装置的透视图，其中图1B中去除了电磁线圈；

图2示出图1所示的电气保护装置处于未跳闸状态，其中图2A是沿着图2B中的线C-C截取的横截面图；

图3示出图1所示的电气保护装置处于第一控制装置跳闸状态，其中图3A是沿着图3B的线C-C截取的横截面图；

图4示出图1所示的电气保护装置处于第二控制装置跳闸状态，其中图4A是沿着图4B中的线C-C截取的横截面图；

图5A和5B分别示出除去了致动杆后的图1所示的电气保护装置，其中图5A是沿着图5B中的线C-C截取的横截面图；以及

图6示出根据本发明另一实施方式的电气保护装置的横截面图。

具体实施方式

下面参照附图描述根据本发明的优选实施方式，要指出的是，在此提供的实施方式仅出于举例说明和解释的目的，以便本领域技术人员更好地理解本发明，但是，本发明并不局限于此。另外，在下面的描述中，方向性术语“前”、“后”、“上”、“下”以及序数词“第一”、“第二”等仅仅用于在不同元件或位置和方向之间进行区分，以更清楚解释本发明，而不构成对本发明的任何限制，本领域技术人员可以按照实际应用情况进行改变。

如图1所示，本发明是一种电气保护装置，其通常安装在断路器中，用于过电流保护和漏电保护，其包括第一控制装置A和第二控制装置B，第一控制装置A可以用于在过电流时进行跳闸控制，而第二控制装置B可以在漏电时进行跳闸控制，但是并不局限于此，而是第一控制装置A可以用于漏电保护，而第二控制装置可以用于过电流保护。

如图1和2所示，第一控制装置A包括第一电磁线圈2，该第一电磁线圈2安装在第一护套14的周围，并且第一护套14例如通过压配合固定于固定铁芯7上，而固定铁芯7在其一端15被第一壳体4固定。在该第一护套14内还可滑动地安装有第一动铁芯8，所述固定铁芯7具有中心孔，第一传动杆10可滑动地插入到该第一中心孔中，并且该第一传动杆10具有第一端16，作为撞击端，并具有第二端，该第二端抵靠在第一动铁芯8上。

另外，在第一动铁芯8和固定铁芯7的相对端面之间设置有第一弹簧12，第一弹簧12将第一动铁芯8朝向远离固定铁芯7的方向偏压。为了便于容纳第一弹簧12，第一动铁芯8和固定铁芯7的相对端面内形成有凹陷，第一弹簧12的两端分别容纳在该凹陷中，并且围绕第一传动杆10。

如图2所示，接着第一护套14形成有直径小于第一护套的第二护套17，第二动铁芯9可滑动地容纳在该第二护套17内，在第一护套14和第二护套之间形成有台阶部分20。在未跳闸时，该台阶部分20作为第一动铁芯8的止挡，阻止第一动铁芯8在第一弹簧12的作用下继续沿着图2中向右方向滑动。或者，第一护套14和第二护套17可以为包括两个不同直径部分的一体的元件。

仍如图2所示，第二控制装置B包括缠绕在第二护套17周围的第二电磁线圈3以及容纳在第二护套17内的第二动铁芯9。在第二电磁线圈3的外部，覆盖有第二壳体5，该第二壳体5与第一壳体4是单独的元件。如图1B所示，第二壳体5为铁磁性材料，基本上为半个圆筒状，并且一端封闭，该第二壳体5的封闭端插入到第二电磁线圈3之内。详细的说，第二电磁线圈3可以包括多个电磁线圈段，这些电磁线圈段由第二护套外周上形成的筋条22分隔，第二壳体5的封闭端插入到两个相邻电磁线圈段之间，并且也通过第二护套17外周上形成的筋条与相邻的电磁垫圈段绝缘。另外，第二壳体5的封闭端具有中心孔21，以允许第二护套17从该中心孔穿过。但是，本发明并不局限于这种结构，如图6所示，该第二壳体5的封闭端也可以位于第二电磁线圈3的端部，包容全部第二电磁线圈3。

还设置有第二传动杆11，该第二传动杆11包括第一端和第二端，所述第一端抵靠在第二动铁芯9上，而第二端穿过第一动铁芯8内形成的中心孔而与第一传动杆10的第二端相连接。如图2所示，该第二传动杆(11)的第二端插入到第一传动杆10的第二端内形成的孔中，并通过压配合连接，但是本发明并不局限于此，也可以采用其他连接装置，如螺纹等将第一传动杆(10)和第二传动杆(11)相连接。

第一传动杆10和第二传动杆11可以使用相同的材料制成，但是也可以使用不同的材料制成，这都在本发明的范围内。

在第二传动杆11和第一动铁芯8之间，设置有第二弹簧13，该第二弹簧13沿着将第二传动杆11压向第二动铁芯9的方向偏压第二传动杆11。为了容纳第二弹簧13，第二传动杆11的第一端可以形成有凸缘，并且第一动铁芯8的相应端面上形成有凹坑，以在该凸缘和凹坑之间设置所述第二弹簧13。

第一护套14在第二动铁芯8的一侧的端部上具有封闭端1，以封闭整个护套14，并用作第二动铁芯8的止挡。

下面，参照图2、3和4，描述本发明的过电流和漏电保护装置的工作原理。

当出现过电流时，如图3所示，第一电磁线圈2产生电磁力，推动第一动铁芯8克服第一弹簧12的力沿着图中的向右方向运动，第一动铁芯8的向右运动推动第一传动杆10以及与第一传动杆10相连接的第二传动杆11随之向右运动，触动机械组件而实现过电流脱扣功能。在过电流消失后，在第一弹簧12和第二弹簧13的作用下，第一动铁芯8以及第一和第二传动杆10和11复位。

当出现漏电电流时，如图4所示，第二电磁线圈3产生电磁力，推动第二动铁芯9向右运动，第二动铁芯9的向右运动推动第二传动杆11，并进而推动第一传动杆10向右运动，进而撞击机械组件而实现漏电保护。

下面，参照图1-5说明本发明过电流和漏电保护装置与现有技术中的保护装置相比的有益效果。

第一、通过将第二壳体5形成为一端封闭的半圆筒形，可以建立更有效地磁路系统、尤其是减小第二电磁线圈3的磁路系统中的磁阻，提高第二电磁线圈3的电磁力；

第二、通过将第二壳体5的封闭端插入到第二电磁线圈3内，并且在第二护套的端部设置封闭端1，可以改善整个装置与附近零件的介电绝缘特性；

第三、在现有技术中，致动杆为细长杆件，加工困难。根据本发明，设置单独的第一传动杆和第二传动杆，并在组装时将第一传动杆和第二传动杆连接，可以简化加工步骤；

第四、在现有技术中，致动杆插入到第二动铁芯的中心孔内，而与第二动铁芯相连接，这导致第二动铁芯加工困难，并且二者的组装也难于实现，为此，根据本发明，第二传动杆11抵靠在第二动铁芯上，而省略了第二动铁芯的中心孔，因此，降低了第二动铁芯的加工成本，并且简化了组装过程；

第五、如上所述，第二传动杆11不再与第二动铁芯9连接，使得在第一控制装置A触发时，第二动铁芯9保持不动，由此，减轻了第一控制装置A的惯性负载，有利于触发的可靠性。

上面已经参照附图图示和描述了根据本发明的优选实施方式，但是，本领域技术人员可以理解到本发明决不局限于上面的实施方式，而是在不背离本发明的精髓和范围的前提下，可以在其中作出各种修改和变化，本发明的范围仅由所附的权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种电气保护装置，包括第一控制装置(A)和第二控制装置(B)，

所述第一控制装置(A)包括围绕第一护套(14)安装的第一电磁线圈(2)、固定在第一护套(14)的一端的固定铁芯(7)、可滑动地容纳在第一护套(14)内的第一动铁芯(8)以及可滑动地安装在所述固定铁芯(7)内的致动杆(10、11)，所述致动杆(10、11)与所述第一动铁芯协同动作以启动电路断路器的跳闸机构；当第一控制装置(A)给出跳闸命令时，所述第一动铁芯驱动所述致动杆到达所述致动杆启动所述跳闸机构的位置；

所述第二控制装置(B)包括围绕第二护套(17)安装的第二电磁线圈(3)、可滑动地容纳在所述第二护套(17)内的第二动铁芯(9)，在所述第二控制装置(B)给出跳闸命令时，所述第二动铁芯(9)驱动所述致动杆到达所述致动杆(10、11)启动所述跳闸机构的位置，

其特征在于：

围绕所述第二电磁线圈(3)的外周设置第二壳体(5)，所述第二壳体(5)由铁磁性材料形成，并且为一端封闭的半圆筒形。

2.如权利要求1所述的电气保护装置，其特征在于，所述第二电磁线圈(3)包括多个电磁线圈段，所述第二壳体的封闭端插入到所述第二电磁线圈(3)的相邻两个电磁线圈段之间。

3.如权利要求1或2所述的电气保护装置，其特征在于，所述致动杆(10、11)包括彼此连接的第一传动杆(10)和第二传动杆(11)，所述第一传动杆(10)包括与所述跳闸机构协同动作的第一端和被所述第一动铁芯(8)驱动的第二端，所述第二传动杆(11)包括被所述第二动铁芯(9)驱动的第一端和与所述第一传动杆(10)的第二端相连接的第二端。

4.如权利要求3所述的电气保护装置，其特征在于，在所述固定铁芯和所述第一动铁芯(8)之间设置有第一弹簧(12)，该第一弹簧(12)沿着远离固定铁芯的方向偏压所述第一动铁芯。

5.如权利要求3所述的电气保护装置，其特征在于，在所述第一动铁芯(7)和所述第二传动杆(11)之间设置有第二弹簧(13)，所述第二弹簧(13)沿着使所述第一动铁芯(8)和所述第二传动杆(11)彼此远离的方向偏压。

6.如权利要求1所述的电气保护装置，其特征在于，所述第一护套(14)和第二护套(17)为一体的。

7.如权利要求1或6所述的电气保护装置，其特征在于，所述第二护套(17)在第二动铁芯(9)一侧的端部为封闭端。

8.如权利要求2所述的电气保护装置，其特征在于，在所述第二护套(17)的外周上形成多个筋条(22)，以便绝缘相邻第二电磁线圈段以及所述第二壳体与相邻的第二电磁线圈段。

9.如权利要求5所述的电气保护装置，其特征在于，所述第二传动杆(11)的第一端形成有直径增大的凸缘，所述第二弹簧(13)设置在所述凸缘和所述第一动铁芯(8)的相应端面之间。

10.如权利要求3所述的电气保护装置，其特征在于，所述第一传动杆(10)和第二传动杆(11)由不同材料形成。

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