CN102651293A - 断路器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种断路器，其中根据本公开的示例性实施例的断路器包括可旋转地铰接到轭的永磁体，并且其中通过旋转而改变所述永磁体的磁路方向以产生灵敏电流，从而最小化产品的次品率。

Description

断路器
技术领域
本公开涉及一种断路器，特别涉及一种配置为安装于布线处的断路器。
背景技术
通常，断路器是这样一种电力设备：其用于检测异常电流以自动切断电路，从而当电路中出现例如过电流、短路电流等异常电流时，可以保护生命、电负载设备及电路不受在电源和负载之间的供电电路中的突发电流的损害。断路器被强制安装在例如住宅和工厂的布线处。
基于操作方式可以将断路器归为两类，也就是：电子断路器，其使用漏电检测芯片来运行；以及断路器，其中跳闸线圈直接地连接到被广泛使用的ZCT(零相电流互感器)的次级绕组上。
图1为图示了根据现有技术的断路器的跳闸线圈组件的侧视图，图2为图示了根据现有技术的断路器的跳闸线圈组件的立体图。
根据公知的断路器的跳闸线圈组件包括：永磁体10；轭20，其形成了由永磁体10所感生的磁场的磁路；支架30，其安装到轭20以便将轭20固定到永磁体10；操作杆40，其与轭20的一侧接触以便释放与断路器的机构的连接；跳闸线圈50，其直接地连接到ZCT的次级绕组；以及弹簧60，其安装在支架30上并连接到操作杆40以便向操作杆40提供弹力。
现将描述公知的断路器的操作。
当发生漏电时，与漏电流成比例的电流在连接到ZCT的次级绕组的跳闸线圈50中流动，由此所出现的AC磁场抵消了由永磁体10所形成的磁场，并且在磁场被抵消的瞬间触发操作杆40以便响应连接到所述机构的设备的操作来触发断路器。
因此所述断路器是这样的：因为在发生漏电的情况下通过使用在ZCT的次级绕组中流动的几毫安的电流来抵消永磁体10的磁场，所以永磁体10的能量很小。通常，由公知的永磁体产生的力(即，能量)是通过矫顽力Hc和剩余磁通密度Br的乘积来获得的。
在相应于各自不同的灵敏电流(sensitivity current)(例如，在灵敏电流为30mA、100mA和300mA的情况下)而批量生产产品的情况下，具有300mA灵敏电流的永磁体的能量强度基本大于具有30mA灵敏电流的永磁体的能量强度。
有代表性地，使用退磁方法来产生永磁体的能量强度。退磁方法是这样一种方法：使得AC电流电子磁体接近所装配的RCCB(漏电断路器)的附近区域以使装配在RCCB内的永磁体的强度退磁。
然而，所述的退磁方法存在以下弊端问题：其中因为不能通过一次处理来获得准确的退磁，所以仅能通过重复执行几次退磁来获得期望的灵敏电流值，并且必须为由操作人员的误操作而导致的过度磁化的产品增加再磁化处理，从而使工作复杂化并延长了工作时间。
发明内容
本公开用以解决现有技术的上述问题，因此本公开的特定实施例的目的是提供一种断路器，其被配置为通过改变装配在跳闸线圈的轭上的永磁体的磁路(磁化)方向来执行永磁体的灵敏度产生，从而最小化产品的次品率，简化工序并显著地降低工作时间。
在本公开的一个基本方案中提供了一种断路器，其包括：轭，其形成了磁场的磁路；跳闸线圈，其安装于轭的底部表面处并直接地连接到ZCT(零相电流互感器)的次级绕组处；操作杆，其布置于轭的一侧以使断路器的机构跳闸；弹簧，其连接到操作杆以便为操作杆提供弹力；以及永磁体，其可旋转地铰接于轭的另一侧，其中通过旋转而改变永磁体的磁路方向以产生灵敏电流。
根据本公开的断路器的优势在于：通过使轭包括可旋转地铰接的永磁体并通过永磁体的旋转来改变磁路方向以产生灵敏电流从而最小化产品的次品率。
附图说明
所包括的附图提供了对本公开的进一步理解并且被并入且构成本申请的一部分，附图图示了本公开的实施例并且与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中：
图1为图示了根据现有技术的断路器的跳闸线圈组件的侧视图；
图2为图示了根据现有技术的断路器的跳闸线圈组件的立体图；
图3为图示了根据本公开的示例性实施例的断路器中的跳闸线圈组件的内部的立体图；
图4为根据本公开的示例性实施例的断路器中的跳闸线圈组件的部分剖面立体图；
图5为图示了根据本公开的示例性实施例的断路器中的跳闸线圈组件的立体图；
图6为图示了根据本公开的示例性实施例的简化后的永磁体、简化后的轭和简化后的操作杆的示意图；
图7为图示了根据本公开的示例性实施例基于永磁体的磁化方向的磁场行进方向的变化的图表；
图8为图示了根据本公开的示例性实施例基于永磁体的磁化方向和在操作杆中流动的磁场的强度分布的轭的示意图；
图9为示出了根据本公开的示例性实施例基于永磁体的磁化方向的操作杆力的强度变化的表格。
具体实施方式
通过参照附图1至图9来最好地理解所公开的实施例及其优点，相似的附图标记用于表示不同附图的相似的且相应的部件。对于本领域技术人员来说，基于对以下附图和详细描述的考查，所公开的实施例的其他的特征和优点将要或将会变得明显。旨在使所有这些附加的特征和优点均包含在所公开的实施例的范围内，并通过附图加以保护。而且，所示附图仅为示例性的并非旨在主张或暗指对于实施不同实施例的环境、结构、或工序的限制。据此，所述方案旨在包含落入本发明的新颖性和范围内的所有此类替代、改进和改变。
同时，在此使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，并非旨在限制本公开。在此的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量、或重要性，而是用于对一个元件和另一个元件进行区分。例如，第二构成元件可以由第一构成元件来表示而不会背离本公开的范围和精神，相似地，第一构成元件也可以由第二构成元件来表示。
在此使用时，术语“一(a)”和“一个(an)”在此不表示数量的限制，而表示存在至少一个所提及的项目。也就是说，在此使用时，单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“这个(the)”还旨在包括复数形式，除非上下文另外清楚地指出。
应当理解的是，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时，其能够直接地连接或耦合到另一个元件或者可以存在插入元件。相反地，当一个元件被称为“直接地连接”或“直接地耦合”到另一个元件时，则不存在插入元件。
还应当理解的是，虽然术语“包括了”和/或“包括有”或者“包含了”和/或“包含有”在本说明书中使用时指定已述的特征、局部、整体、步骤、操作、元件、和/或部件的存在，但是也不排除一个以上其他特征、局部、整体、步骤、操作、元件、部件、和/或其集合的存在或附加。
而且，“示例性”仅意味着体现一个示例，而不是最佳的。还应当了解的是，为了简单且易于理解的目的，在此叙述的特征、层和/或元件均图示有相对于另一个的特定的尺寸和/或定向，而实际的尺寸和/或定向可以基本上不同于所述的尺寸和/或定向。
也就是说，在附图中，为了清晰可以扩大或缩减层、局部和/或其他元件的大小和相对大小。全文中类似的附图标记指类似的元件并且将省略重复的描述。
现在，参照附图将详细描述根据本公开的示例性实施例的断路器。
图3为图示了根据本公开的示例性实施例的断路器中的跳闸线圈组件的内部的立体图，图4为根据本公开的示例性实施例的断路器中的跳闸线圈组件的部分剖面立体图，并且图5为图示了根据本公开的示例性实施例的断路器中的跳闸线圈组件的立体图。
一种根据本公开的示例性实施例的断路器，包括：永磁体100；轭200，其可旋转地铰接到永磁体100以形成由永磁体所形成的磁场的磁路；跳闸线圈300，其安装于轭200处以直接地连接到ZCT(零相电流互感器)的次级绕组处；操作杆400，其布置于轭200的一侧以使断路器的机构跳闸；以及弹簧500，其连接到操作杆400以便为操作杆400提供弹力。
永磁体100采取具有预定厚度的圆形，永磁体100的一侧的侧表面可旋转地铰接到轭200，并且永磁体100的另一侧的侧表面具有工具插槽110，所述工具插槽110用于使用独立工具来旋转永磁体100以改变永磁体100的磁化方向(磁路方向)。
在一个非限制性示例中，工具插槽110采取直线形，并且可以与扁头螺丝刀一起使用，用以改变磁化方向。然而，所述工具并不限于扁头螺丝刀，而是可以使用任何类型的螺丝刀。
轭200在其上表面处用铆钉220与支架210固定，在其侧表面处可旋转地安装有永磁体100，在底部表面处安装有跳闸线圈300，并且在布置有永磁体100的侧表面的相对侧上布置有操作杆400。支架210的一侧固定在弹簧500的远端，并且另一侧通过操作杆400被可旋转地支撑。
而且，操作杆400通过支架210可旋转地支撑，并且在电流流向跳闸线圈300以抵消由永磁体100所形成的磁场的情况下，操作杆400通过由弹簧500的弹力而旋转使断路器跳闸。
轭200的外侧安装有用于防止诸如灰尘的异物进入轭200的塑壳600，而且形成有永磁体100的侧表面布置有固定到塑壳600以包裹永磁体的罩610。
罩610设置有供工具穿过的工具路径620，从而工具能够插入到永磁体100的插槽110内。
根据本公开的示例性实施例的断路器的优势在于：能够大幅降低产生永磁体100的灵敏电流的工作时间，并且通过旋转永磁体100以改变永磁体100的磁化方向(磁路方向)并产生灵敏电流，能够防止由于过度退磁或退磁不足而导致的瑕疵产品。
接下来，将描述响应于永磁体的旋转而产生灵敏电流的方法。
图6为图示了根据本公开的示例性实施例的简化后的永磁体、简化后的轭和简化后的操作杆的示意图，并且图7为图示了根据本公开的示例性实施例基于永磁体的磁化方向的磁场行进方向的变化的图表。
参照图6，在永磁体100的位置由X轴、Y轴和Z轴来设定时，在永磁体的磁化方向为X轴的情况下，θ为90°，并且在永磁体的磁化方向为Y轴的情况下，θ为0°。永磁体的磁路方向依据于永磁体的位置而变化。
也就是说，在θ为0°的情况下，如A中所示永磁体的磁路方向平行于Y轴而分布，并且在工具插入到永磁体100的工具插槽110内以便使永磁体100旋转至预定的角度以使θ为30°的情况下，如B中所示永磁体100的磁路方向与Y轴形成30°角而分布。
在永磁体100旋转以使θ为45°的情况下，如C中所示永磁体100的磁路方向与Y轴形成45°角而分布。在永磁体100旋转以使θ为60°的情况下，如D中所示永磁体100的磁路方向与Y轴形成60°角而分布。在永磁体100旋转以使θ为90°的情况下，如E中所示永磁体100的磁路方向与Y轴形成90°角而分布。
如上所述，磁路方向依据于永磁体的旋转角度而改变，并且由于改变了永磁体的磁路方向，所以改变了永磁体施加到操作杆400的强度。
也就是说，如图8中所示，如果响应于θ数值的改变来测量永磁体施加到操作杆的力的强度，则能够发现在θ为0°的情况下，在轭200和操作杆400中流动的磁场为最小分布，在轭200和操作杆400中流动的磁场的分布随着θ数值的增加而逐渐增加，并且当θ为90°时在轭200和操作杆400中流动的磁场的分布变为最大。
而且，如图9中所示，当响应于θ数值的改变来测量作用在操作杆上的力的强度时，能够注意到，作用在操作杆上的力的强度随着θ数值的增加而逐渐增加。
如上述所显而易见的，根据本公开的断路器具有工业实用性，其中因为通过旋转永磁体以改变永磁体的磁路(磁化)方向而在永磁体中实现了灵敏电流的产生，所以能够最小化产品的次品率并且能够简化工序。
虽然通过参照其若干说明性实施例已经对本公开进行了描述，但应当理解的是，本领域技术人员能够想出很多的其他改造和实施例，这些改造和实施例将落入本公开的概念的精神和范围内。
更具体地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内对本主题的结合布置的组成部件和/或布置方式的各种变化和改造均为可能的。除对于组成部件和/或布置方式的变化和改造外，对于本领域技术人员来说替代方案也将是显而易见的。

Claims (7)

1.一种断路器，其中零相电流互感器的次级绕组直接地连接到跳闸线圈上，所述断路器包括：轭，其形成磁场的磁路；跳闸线圈，其安装于所述轭的底部表面；操作杆，其布置于所述轭的一侧以使所述断路器的机构跳闸；弹簧，其连接到所述操作杆以便为所述操作杆提供弹力；以及永磁体，其可旋转地铰接于所述轭的另一侧，其中所述永磁体的旋转改变了磁路方向以产生灵敏电流。
2.根据权利要求1所述的断路器，其中所述轭的上表面由支架固定并且所述支架的一侧可旋转地支撑所述操作杆。
3.根据权利要求2所述的断路器，其中所述支架的另一侧由所述弹簧的一侧固定。
4.根据权利要求1所述的断路器，其中所述永磁体可旋转地铰接到所述轭的另一侧的侧表面。
5.根据权利要求1所述的断路器，其中所述永磁体具有带预定形状的工具插槽。
6.根据权利要求1所述的断路器，还包括包裹所述永磁体的罩。
7.根据权利要求6所述的断路器，其中所述罩设置有工具路径。
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