CN102292785A - 电断路器 - Google Patents

Abstract

电断路器包括彼此电隔离的一对触头、在第一位置和第二位置之间可移动的桥触头、以及起朝向第一或者第二位置促动桥触头的作用的弹簧，在第一位置，桥触头与该对触头电连接，在第二位置，桥触头被从该对触头隔开，弹簧包括于其两端装于一对凹进中的纵长弹性变形构件，凹进彼此间隔小于该构件长度的距离。这样一种弹簧提供具有适合处理高电流作用的断路器。该弹簧可以是一段钢板，且在弹簧的近似中点处适当地连接到桥触头。在该对触头之间优选地设置空间，桥触头在处于其第一位置时占据该空间，从而在桥触头的每一侧上接触该对触头的一个触头。电断路器通常将需要壳体。桥触头在处于第二位置时可从壳体中伸出，以给出该装置状态的清晰可见的指示。桥触头可具有位于从壳体凸伸出的部分的通孔，以允许安装上挂锁或类似装置，以防止电路带电。桥触头被安装在可旋转构件上的凸轮可在第一和第二位置之间驱动。该可旋转构件然后可从断路器的外部获取到，例如通过允许一个部分延伸穿过断路器的壳体中的开孔。该部分可包括手柄或用于可拆装的手柄的套座。在断路器中可提供不导电屏蔽，当桥触头处于第二位置时，其可移动至介于桥触头和该对触头的至少一个触头之间的位置。

Description

电断路器

技术领域

本发明涉及一种电断路器。

背景技术

在多种情况下需要电断路器以隔离电路。这是必要的，使得例如电路可以安全地工作。

就高载流电路，例如在1-2千安（KA）范围而言，断路器的设计呈现特殊困难，因为这种范围的电流是“不愿”停止流动的。如果不采取足够的预防措施，那么它们可能建立跨接断路器的名义上分离的触头的电弧，使得电流继续，保持电路仍然带电，以及引起对断路器的损坏。

发明内容

本发明因此提供一种电断路器，包括彼此电隔离的一对触头、在第一位置和第二位置之间可移动的桥触头、以及起朝向所述第一或者所述第二位置促动所述桥触头的作用的弹簧，在所述第一位置，所述桥触头与所述一对触头电连接，在所述第二位置，所述桥触头被从所述一对触头隔开，所述弹簧包括于其两端装于一对凹进中的纵长弹性变形构件，所述凹进彼此间隔小于所述构件长度的距离。

这样一种弹簧提供具有适合处理高电流作用的断路器。它将最初抵抗所述桥触头的运动直到施加足够的力，在该点处，所述弹簧将形变到中间位置。超过该点，储存于所述弹簧中的能量将会突然释放，并且与所述施加的力相结合，将会快速地将所述桥触头推动至其新的位置。这允许电接触的突然产生或者中断。

所述弹簧可以是一段钢板。适当地，它在所述弹簧的近似中点处连接到所述桥触头。

将所述一对触头理想地固定于断路器内的适当位置处。在所述一对触头之间优选地设置空间，所述桥触头在处于其第一位置时占据所述空间，从而在所述桥触头的每一侧上接触所述一对触头的一个触头。

电断路器通常将需要壳体。当处于第二位置时，其位置相关于所述桥触头的突出件可从所述壳体中伸出，以给出所述装置状态的清晰可见的指示。所述突出件可具有位于从所述壳体凸伸出的部分中的通孔，以允许安装上挂锁或类似装置，以防止电路带电。这可以做到，例如，当工程师正操作远离所述断路器位置处的电路。通过随身携带钥匙，工程师可以确保没有人意外地操作所述断路器。

所述桥触头被安装在可旋转构件上的凸轮可在所述第一和第二位置之间驱动。所述可旋转构件然后可从所述断路器的外部获取到，例如通过允许一个部分延伸穿过所述断路器的壳体中的开孔。所述部分可包括手柄或用于可拆装的手柄的套座。

在所述断路器中可提供不导电屏蔽，当所述桥触头处于所述第二位置时，其可移动至介于所述桥触头和所述一对触头的至少一个触头之间的位置。因此，当所述断路器“打开”（即不允许电流流动）时，所述屏蔽将减少电弧形成的可能性。所述屏蔽优选地被偏移向所述位置，且还被设定形状以当它从所述第二移向所述第一位置时，其被所述桥触头促动远离所述位置。

在第二方面，本发明涉及一种电断路器，包括彼此电隔离的一对触头，在第一位置和第二位置之间可移动的桥触头、以及不导电屏蔽，在所述第一位置，所述桥触头与所述一对触头电连接，在所述第二位置，所述桥触头被从所述一对触头隔开，所述不导电屏蔽可与所述桥触头移动，以当所述桥触头处于所述第二位置时，位于所述一对触头之间。

所述一对触头中的每个可包括设置位于所述桥触头两侧（在所述第一位置）的两个弹性指部。然后可以设定所述桥触头（和所述指部）的大小，使得所述指部被所述桥触头促动分离，以保持它们之间安全的电接触。当所述桥触头处于所述第二位置时，可以类似地设定所述不导电屏蔽的大小，以促动分离所述弹性指部，从而减少由于反复操作对所述指部的疲劳损坏。

附图说明

现在将参考附图通过举例方式来说明本发明的一种具体实施方式，其中;

图1是从根据本发明的断路器模块的前面和一侧面的透视图；

图2是对应图1的部分分解的视图；

图3是更充分分解的视图;

图4是插块单元的透视图;

图5是从一侧面的视图；以及

图6到8显示弹簧形变的连续阶段。

具体实施方式

图1显示根据本发明的人力无关（manually independent）转换断路器的总体布局。该断路器组件由后部组件10、及前盖12、以及断路器插块14构成，断路器插块14在图1中不可见但却容纳在后部组件10和前盖12内。操作柄16从断路器插块14凸伸穿过前盖12中的狭槽18，以允许通过向下移动操作柄16（如图示），将断路器从图1中所示的关闭（连接）状态转变到打开（隔离）状态。互锁20被提供以防止意外操作，并将在随后被描述。

后部组件10包括后部组件壳体22，后部组件壳体22支撑通过绝缘套28、30传递至后部组件10中的一对铜导体24、26。图1显示带有传统的螺栓孔32的形状和图案的导体24、26，以允许将断路器单元适当地安装到安装结构上。根据必要可以提供替代的后部组件，以符合安装结构的不同设计。

还打算使该断路器在1000安培和2000安培版本都可用。这可以通过在所示的1000A版本中安装一组触头24、26和一个链板（将被描述），以及在2000A版本中安装两组触头和两个链板来实现。因此，也考虑到不同的安装布置，可以多种形式提供后部组件以考虑到用于这两种等级的单或双导体。

图2示出后部组件10和前盖12相分离的单元，以展现内部的断路器插块14。插块组件14包含齿轮机构、穿梭托盘和弹簧，以实现如将被描述的电路的连接和断开。在整体单元内它作为独立的插块提供，使得可无需卸掉整个单元来改变它（如有必要），以实现断路器工作部件的更换。然而在操作过程中，后部组件和前盖确实给断路器插块提供额外的机械支撑。

图2还示出突出件33，当电路“打开”时，突出件33从断路器插块14的前部凸伸出并穿过前盖12中的相应开口34。如图1所示，这具有通孔36以允许安装互锁20。这由能够适当地锁定到通孔36中的挂锁20构成，防止由断路器所控制的电路的意外连接。还设定挂锁20的大小和形状，使得当安装时，它处于柄16的路径上。在柄处于较低（断开）位置的情况下，挂锁20紧接柄上方，从而完全防止任何运动。

图3以分解形式显示断路器插块14。两个外壳体38、40位于两侧，封闭并支撑内部的部件。穿梭托盘42是由左和右两半42a、42b构成，并且能在插块14内向前及向后滑动。在它的后部，上部突出件44和下部突出件46向后延伸，这些的紧接前方是穿梭托盘42两侧上的开口48、50。穿梭托盘42内有垂直排列的铜导体棒52，铜导体棒52额定安全地承载1000 A并定位使得两侧都被开口48、50暴露。

上组触头54和下组触头56位于插块14内，并从其后部向穿梭托盘42延伸。每一个包括一对弹性指部，该对弹性指部之间可夹入一个合适的导体，以实现电接触。当将插块14适当地安装在后部组件10和前盖12之间时，上部和下部触头54、56分别安装在铜导体26、24中的每一个上。因此，当穿梭托盘42向前及向后移动时，导体棒52移入及移出与上部和下部触头54、56的电接触。当它移出接触时，它由突出件44、46所替代，突出件44、46将触头54、56维持在正确的间距，防止疲劳损坏，并且在触头54、56和导体棒52之间还插入绝缘材料。可以选择合适的高介电强度材料，以减少电弧的发生率。

为了推动穿梭托盘42，柄16可拆装地安装至从中心体58延伸的杆56中。中心体58可旋转地安装在杆60上，杆60穿过穿梭托盘42中的狭槽62横向延伸至外壳体38、40。因此，当将柄16移动穿过操作电弧时，中心体58在杆60上旋转。

中心体58的外部是齿状的，并且与下部中心体64的外部齿相接合，下部中心体64在类似的安装杆上紧接中心体58下方被安装。因此，中心体58的旋转引起下部中心体64相应的及相对的旋转。中心体58的上边缘和下部中心体64的下边缘各携带一对凸轮销66，凸轮销66从两侧向外延伸，并且接合在穿梭托盘42左和右两半42a、42b的内表面上的四个对应凹进68中。因此，当操作手柄时，中心体旋转并向前和向后驱动穿梭托盘42，将导体棒52带入和带出与触头54、56的接触。

因此，当拉动手柄转动两个齿轮时，两个齿轮的存在确保对穿梭托盘的压力的更均匀的应用。然后齿轮上的销在所需的方向上推动托盘。这种运动（最初）被弹簧70所抵制，弹簧70是其两端插入到外壳体40的两个容器（不可见）中的直弹簧钢元件。这些容器是间隔的，使得（在休息时）弹簧采用如图3所示的弯曲状态。为清楚起见，图3显示接近齿轮的弹簧70;实际上它将位于穿梭托盘的外部，介于托盘和40之间。如果需要的话，可以在穿梭托盘的相对侧在它和外壳体38之间提供第二弹簧。因此，弹簧70于两端被保持在外壳体40上的容器里，并且于它的中点处被夹在穿梭托盘42外部的沟槽72中。当转动手柄时，穿梭托盘42推动弹簧70并使得它通过它的中心点。从此，弹簧接管并推动载体，直至弹簧到达第二自然弯曲点，成为初始状态的镜像。

图4显示穿梭托盘42和夹在沟槽72中的弹簧70。当推动穿梭托盘42经过中心点时，弹簧70然后将向前发射（fire）托盘以实现接触。托盘中的狭槽62允许托盘独立于齿轮移动。图4还显示处于适当位置并附接于穿梭托盘42的突出件33。因此，当穿梭托盘42来回移动时，突出件33将跟着它移动。在托盘42处于其前方位置并断开供应的情况下，突出件33将凸伸穿过开口34，允许安装挂锁20并防止穿梭托盘被撤回。

图6到图8显示在断路器的操作期间弹簧70形变的连续步骤。最初，如图6所示，弹簧采用轻微弯曲的U形。当压力通过穿梭托盘42施加在弹簧的中点74上时，它将最初围绕其中点开始局部变形。最后，将到达如图7所示的位置，在该位置，弹簧70接管并驱动自身到与第一相反的第二轻微弯曲的U形。这样，提供给弹簧形变到图7的中途状态的能量将释放成为对穿梭托盘42的动能。这种释放是突然的，并将托盘42推动到连接或断开状态。因此将断路器花费在中间状态的时间最小化，减少电弧的危险。

图5显示从侧面的断路器的部分剖面图，阐示柄16、中心体58、64和凸轮销66的布置。

因此，本发明的断路器提供许多使用中的优势。当操作时，穿梭托盘的鼻部总是介于触头之间，且由与触头形成接触的铜条造成转换。穿梭装置的塑料前部和内部插块中的肋条实现打开位置处的有用程度的屏蔽。通过在托盘设有模制的鼻部将压力一直保持在触头上。当断路器处于切断（off）位置时，通过放置穿过指示器的挂锁，可以锁定指示器以防止断路器被转回到接通（on）。然而，通过凸伸穿过前盖以允许锁定来呈现指示以显示打开或关闭状态。可以增加间隔件以降低成本及实现不同的等级。后部组件和前盖环绕并支撑内部插块，以实现弹簧所需的强度。

特别地，本发明的一个独特特征是使用扁平的弹簧钢元件来实现人力无关性。本断路器设计的这种及其他方面允许人力无关转换。

当然将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述的具体实施方式做出许多变化。

Claims (18)

1.一种电断路器，包括彼此电隔离的一对触头、在第一位置和第二位置之间可移动的桥触头以及起朝向所述第一或者所述第二位置促动所述桥触头的作用的弹簧，在所述第一位置，所述桥触头与所述一对触头电连接，在所述第二位置，所述桥触头被从所述一对触头隔开，所述弹簧包括于其两端装于一对凹进中的纵长弹性变形构件，所述凹进彼此间隔小于所述构件长度的距离。

2.根据权利要求1所述的电断路器，其中，所述弹簧是一段钢板。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的电断路器，其中，所述弹簧和所述桥触头之间的连接位于所述弹簧的中点处。

4.根据前述权利要求的任一项所述的电断路器，其中，所述一对触头被固定在适当位置。

5.根据前述权利要求的任一项所述的电断路器，其中，在所述一对触头之间设置空间。

6.根据权利要求5所述的电断路器，其中，所述桥触头在所述第一位置时占据所述空间，从而在所述桥触头的每一侧上接触所述一对触头的一个触头。

7.根据前述权利要求的任一项所述的电断路器，还包括壳体。

8.根据前述权利要求的任一项所述的电断路器，其中，所述桥触头被安装在可旋转构件上的凸轮在所述第一和第二位置之间驱动。

9.根据权利要求8所述的电断路器，其中，从所述断路器的外部可获取所述可旋转构件。

10.根据权利要求9所述的电断路器，其中，通过所述断路器的壳体中的开孔，可获取所述可旋转构件的部分。

11.根据权利要求10所述的电断路器，其中，所述部分包括手柄。

12.根据权利要求10所述的电断路器，其中，所述部分包括用于可拆装的手柄的套座。

13.根据前述权利要求的任一项所述的电断路器，还包括不导电屏蔽，当所述桥触头处于所述第二位置时，其可移动至介于所述桥触头和所述一对触头的至少一个触头之间的位置。

14.根据权利要求13所述的电断路器，其中，所述屏蔽被偏移向所述位置。

15.一种电断路器，包括彼此电隔离的一对触头、在第一位置和第二位置之间可移动的桥触头、以及不导电屏蔽，在所述第一位置，所述桥触头与所述一对触头电连接，在所述第二位置，所述桥触头被从所述一对触头隔开，所述不导电屏蔽可与所述桥触头移动，从而当所述桥触头处于所述第二位置时位于所述一对触头之间。

16.根据权利要求15所述的电断路器，其中，所述一对触头中的每个包括两个弹性指部，所述桥触头在所述第一位置时在所述两个弹性指部之间停止并促使分离。

17.根据权利要求16所述的电断路器，其中，所述不导电屏蔽的大小被设为当所述桥触头处于所述第二位置时促使所述弹性指部分离。

18.一种本质上如参考附图在此所揭示的和/或如在附图中所阐示的电断路器。

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