CN102779693A

CN102779693A - 互锁式断路器

Info

Publication number: CN102779693A
Application number: CN2012101488259A
Authority: CN
Inventors: W·迈尔-哈克
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 2011-05-05
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2032-05-04
Also published as: EP2521151A1; CN102779693B; US8704114B2; EP2521151B1; US20120279833A1

Abstract

本发明涉及互锁式断路器。一种单模块式断路器壳体(250)包括：第一断路器，其中，第一断路器包括第一轴组件(202)和联接到第一轴组件(202)上的第一接触机构(203)；第二断路器，其中，第二断路器包括第二轴组件(220)和联接到第二轴组件(220)上的第二接触机构(230)；联接到第一轴组件(202)和第二接触机构(230)上的第一联结件(204)；以及联接到第二轴组件(220)和第一接触机构(203)上的第二联结件(240)。

Description

互锁式断路器

技术领域

本文公开的主题涉及断路器。具体而言，实例实施例涉及单模块式壳体中的互锁式断路器。

发明内容

根据本发明的一个实例实施例，一种单模块式断路器壳体包括：第一断路器，其中，第一断路器包括第一轴组件和联接到第一轴组件上的第一接触机构；第二断路器，其中，第二断路器包括第二轴组件和联接到第二轴组件上的第二接触机构；联接到第一轴组件和第二接触机构上的第一联结件；以及联接到第二轴组件和第一接触机构上的第二联结件。

根据一个额外的实例实施例，一种单模块式断路器壳体包括：第一断路器，其中，第一断路器包括第一轴组件和联接到第一轴组件上的第一接触机构；第二断路器，其中，第二断路器包括第二轴组件和联接到第二轴组件上的第二接触机构；以及联接到第一轴组件、第二轴组件、第一接触机构和第二接触机构上的枢转机构。根据该实例实施例，如果第一接触机构在闭合位置上，枢转机构就以机械的方式禁用第二接触机构，以及如果第二接触机构在闭合位置上，枢转机构就以机械的方式禁用第一接触机构。

根据一个额外的实例实施例，一种互锁式断路器系统包括第一单模块式断路器壳体和第二单模块式断路器壳体。第一单模块式断路器壳体包括：第一断路器，其中，第一断路器包括第一轴组件和联接到第一轴组件上的第一接触机构；第二断路器，其中，第二断路器包括第二轴组件和联接到第二轴组件上的第二接触机构；联接到第一轴组件和第二接触机构上的第一联结件；联接到第二轴组件和第一接触机构上的第二联结件；以及联接到第一联结件和第二联结件上的第三联结件。根据该实例实施例，第二单模块式断路器壳体包括第三断路器，其中，第三断路器包括第三轴组件和联接到第三轴组件和第三联结件上的第三接触机构。

根据结合附图得到的以下描述，这些和其它优点与特征将变得更加显而易见。

附图说明

在说明书的结论部分处的权利要求中特别指出和明确声明了被视为本发明的主题。根据结合附图得到的以下详细描述，本发明的前述和其它特征与优点是显而易见的，其中：

图1描绘了断路器；

图2描绘了根据一个实例实施例的互锁式断路器；

图3描绘了根据一个实例实施例的互锁式断路器；以及

图4描绘了根据一个实例实施例的互锁式断路器系统。

详细描述参照附图以实例的方式阐明了本发明的实施例，以及优点和特征。

部件列表

1 断路器

2 断路器

100 断路器

101 外部机构

102 轴组件

103 接触机构

104 第一联结件

200 互锁式断路器

201 外部机构

202 轴组件

203 接触机构

204 第一联结件

205 第三联结件

210 外部机构

220 轴组件

230 接触机构

240 第二联结件

250 单模块式壳体

301 分流跳脱部分

302 闭合线圈部分

303 跳脱单元

304 电气通讯介质

305 电气通讯介质

310 分流跳脱部分

320 闭合线圈部分

330 跳脱单元

400 系统

401 单模块式壳体

具体实施方式

本发明的实例实施例涉及互锁式断路器。例如，本文描述的互锁式断路器在单模块式壳体内包括至少两个独立的断路器，在两个断路器之间布置有机械互锁联结件和/或枢转机构。机械互锁联结件和/或枢转机构可包括单个联杆或多个联杆，响应于互锁式断路器的第一断路器被闭合，该单个联杆或该多个联杆禁用互锁式断路器中的所有其它断路器。另外，机械互锁联结件和/或枢转机构可包括在外部连通的联结件，当布置成以机械的方式联接到单独的断路器或单独的互锁式断路器上时，该联结件响应于一个断路器被闭合而禁用互锁式断路器中的所有其它断路器和该单独的断路器。

在下文中，详细描述了实例实施例。

传统上，断路器单独地容纳在单独的壳体中。图1描绘了容纳在单独的壳体中的一个实例断路器。如所示出的那样，断路器100包括外部机构101。外部机构101可为拨动式开关(toggle)、切换开关或任何类似的机构。断路器100进一步包括联接到外部机构101上的轴组件102。轴组件102可为副轴组件和/或联结件。断路器100进一步包括联接到副轴组件102上的接触机构103。接触机构103可为布置成和构造成断开/闭合断路器100的触头的机构。

在外部机构101、轴组件102和接触机构103中的各个被联接时，应当理解，对外部机构101的操纵将导致接触机构103内的触头断开/闭合。另外，在过流状况的情况下，应当理解，接触机构103内的触头被迫断开将导致外部机构101拨动到指示触头在断开位置上的位置。

在某些应用中，互锁两个或更多个断路器(例如类似于断路器100的断路器)是合乎需要的，以使得能够切断或禁用一组互锁断路器。例如，在一些情况下，主功率源和备用功率源可为可用的。在此实例中，第一断路器可布置成用于来自主功率源的功率的保护性操作，而第二断路器可布置成用于来自备用功率源的功率的保护性操作。那么如果主功率源和第一断路器是起作用的/闭合的，就应当禁用第二断路器，从而消除两个功率源同时提供功率的可能性。如果第一断路器和第二断路器恰当地互锁，那么任一个断路器的操作会禁用其余的断路器的操作，从而提供此功能性。

但是，传统的互锁技术包括用以互锁单独的断路器的复杂的外部机构和/或电缆连接。这些外部互锁系统与两个断路器分开，并且易于在安装方面失效和/或出错，这可导致不恰当的互锁。另外，这些外部互锁系统可试图在物理上迫使被禁用的断路器的触头分离，而非在实际上禁用断路器；这可导致另外的问题，并且被证实易于失效。

本发明的实例实施例克服了这些缺点。

图2描绘了根据一个实例实施例的单模块式壳体内的互锁式断路器。如所示出的那样，互锁式断路器200容纳在单模块式壳体250内。单模块式壳体250可为大小设置成和构造成布置为单模块式断路器的壳体。例如，单模块式壳体250可在背板、断路器终端组件或其它布置器件上容易地布置为单个断路器，即使在其中包括两个互锁式断路器。

互锁式断路器200包括第一断路器和第二断路器，相应地断路器1和断路器2。第一断路器包括外部机构201。外部机构201可为拨动式开关、切换开关或任何类似的机构。第一断路器进一步包括联接到外部机构201上的轴组件202。轴组件202可为副轴组件和/或联结件。第一断路器进一步包括联接到副轴组件202上的接触机构203。接触机构203可为布置成和构造成断开/闭合第一断路器的触头的机构。

在外部机构201、轴组件202和接触机构203中的各个被联接时，应当理解，对外部机构201的操纵将导致接触机构203内的触头断开/闭合。另外，在过流状况的情况下，应当理解，接触机构203内的触头被迫断开将导致外部机构201拨动到指示触头在断开位置上的位置。

转回到图2，第二断路器包括外部机构210。外部机构210可为拨动式开关、切换开关或任何类似的机构。第二断路器进一步包括联接到外部机构210上的轴组件220。轴组件220可为副轴组件和/或联结件。第二断路器进一步包括联接到副轴组件220上的接触机构230。接触机构230可为布置成和构造成断开/闭合第二断路器的触头的机构。

在外部机构210、轴组件220和接触机构230中的各个被联接时，应当理解，对外部机构210的操纵将导致接触机构230内的触头断开/闭合。另外，在过流状况的情况下，应当理解，接触机构230内的触头被迫断开将导致外部机构210拨动到指示触头在断开位置上的位置。

转回到图2，单模块式壳体250进一步包括布置在其中的第一联结件204和第二联结件240。第一联结件204联接在第一断路器的轴组件202和第二断路器的接触机构230之间。轴组件202的运动通过第一联结件204而以机械的方式传递到接触机构230。当轴组件202在闭合位置上时(例如接触机构203在闭合位置上)，通过内部器件来禁用接触机构230。例如，接触机构230可包括“无触碰式(kiss-free)”机构，通过该机构来实现接触机构230的禁用。当被禁用时，接触机构230不允许布置在其中的触头闭合。照这样，如果第一断路器布置成被闭合，则第二断路器的操作是不可行的，从而提供从第一断路器至第二断路器的互锁连通。

容易地理解到，第一联结件204所提供的功能性仅会实现第二断路器的禁用操作。但是，第二联结件240则提供完成第一断路和第二断路器之间的互锁的额外的功能性。

如所示出的那样，第二联结件240联接在第二断路器的轴组件220和第一断路器的接触机构203之间。轴组件220的运动通过第二联结件240而以机械的方式传递到接触机构203。当轴组件220在闭合位置上时(例如接触机构230在闭合位置上)，通过内部器件来禁用接触机构203。例如，接触机构203可包括“无触碰式”机构，通过该机构来实现接触机构203的禁用。当被禁用时，接触机构203不允许布置在其中的触头闭合。照这样，如果第二断路器布置成被闭合，则第一断路器的操作是不可行的，从而提供从第二断路器至第一断路器的互锁连通。

如上面描述的那样，布置在单模块式壳体250内的或者第一断路器或者第二断路器的闭合会禁用其余的断路器的操作。要理解，如果第一断路器在第二断路器之前闭合，则接触机构230被禁用。另外，在接触机构230被禁用且还以机械的方式联接到轴组件220上时，轴组件220的操作也被禁用，从而消除禁用接触机构203的可能性。更清楚地，如果通过第一联结件204来禁用第二断路器，则第二联结件240不会禁用接触机构203，即便试图在外部机构210处进行拨动时。

另外，要理解，如果第二断路器在第一断路器之前闭合，则接触机构203被禁用。另外，在接触机构203被禁用且还以机械的方式联接到轴组件202上，则轴组件202的操作也被禁用，从而消除禁用接触机构203的可能性。更清楚地，如果通过第二联结件240来禁用第一断路器，则第一联结件204不会禁用接触机构230，即便试图在外部机构201处进行拨动时。

虽然被描述成单独的联结件，但是第一联结件204和第二联结件240可以机械的方式联接。例如，第一联结件204和第二联结件240可体现为由两个联结件形成的枢转机构。枢转机构可布置和/或支承在单模块式壳体250的壁或一部分上。

因为这个枢转机构在内部支承在单模块式壳体250内且一体地布置在第一断路器和第二断路器的相应的轴组件和接触机构之间，所以应当理解，当与传统的外部电缆连接和机械互锁相比时，可减少错误操作。

另外，因为这个枢转机构在内部支承在单模块式壳体250内且一体地布置在第一断路器和第二断路器的相应的轴组件和接触机构之间，所以应当理解，对互锁断路器200的部署较容易，因为不必在外部对内部构件进行操纵。

转回到图2，单模块式壳体250可进一步包括联接到第一联结件204和第二联结件240上的第三联结件205。注意，第三联结件205是可选的联结件。第三联结件205可布置成将在外部将第一联结件104和第二联结件240的机械运动传递到例如单独的断路器。参照图4更加全面地描述了这个外部机械传递。

虽然在上面被描述成以机械的方式互锁，但是互锁式断路器200不受此限制。例如，或者可单独采用多个不同的电互锁，或者可与上面描述的机械互锁实例结合起来采用多个不同的电互锁。

例如，图3描绘了根据一个实例实施例的互锁式断路器。如所示出的那样，互锁式断路器200包括可通过电气通讯介质利用关于相对的断路器的触头位置的状态的反馈而互锁的多个电气部分。

第一断路器包括分流(shunt)跳脱部分301。分流跳脱部分301可包括布置成使第一断路器跳脱或断开的分流跳脱磁性线圈。分流跳脱部分301可通过电气通讯介质304而与第二断路器处于电气通讯。另外，第二断路器可包括通过电气通讯介质305而与第一断路器通讯的分流跳脱部分310。分流跳脱部分310可在结构和功能上类似于分流跳脱部分301。电气通讯介质304和305可为构造成在分流跳脱部分301和分流跳脱部分310之间传输指示第一断路器和第二断路器中任一个的状态的电气信号的任何适当的介质。指示性电气信号可为瞬时的、暂时的和/或固定的信号。指示性信号可响应于正闭合的其它断路器而禁用任一个断路器和/或对任一个断路器进行超控(override)。照这样，第一断路器和第二断路器可以电气的方式互锁。

第一断路器进一步包括闭合线圈部分302。闭合线圈部分302可包括布置成启用或闭合第一断路器的线圈。闭合线圈部分302可通过电气通讯介质304而与第二断路器处于电气通讯。第二断路器可进一步包括通过电气通讯介质305而与第一断路器通讯的闭合线圈部分320。闭合线圈部分320可在结构和功能上类似于闭合线圈部分302。除了上面描述的之外，电气通讯介质304和305可为构造成在闭合线圈部分302和闭合线圈部分320之间传输指示第一断路器和第二断路器中的任一个的状态的电气信号的任何适当的介质。另外，虽然被示为单个介质，但是应当理解，可提供用于连通第一断路器和第二断路器的各个部分的单独的介质。照这样，第一断路器和第二断路器可以电气的方式互锁。

第一断路器进一步包括跳脱单元303。跳脱单元303可构造成使第一断路器跳脱或断开。跳脱单元303可通过电气通讯介质304而与第二断路器处于电气通讯。另外，第二断路器可包括通过电气通讯介质305而与第一断路器通讯的跳脱单元330。跳脱单元330可在功能上类似于跳脱单元303。除了上面描述的之外，电气通讯介质304和305可为构造成在跳脱单元303和跳脱单元330之间传输指示第一断路器和第二断路器中的任一个的状态的电气信号的任何适当的介质。指示性电气信号可为瞬时的、暂时的和/或固定的信号。响应于或者第一断路器或者第二断路器的启用或停用，相对的跳脱单元会对互锁式断路器进行超控或接管对互锁式断路器的控制。

备选地，可在跳脱单元303和330本身之间和/或各个跳脱单元和相对的断路器的接触机构(未示出)之间提供单独的或不同的通讯介质。这些电气通讯介质可为构造串行CAN总线或其它通讯总线。因此，电气通讯介质可提供关于任一断路器的状态的其它信息。例如，电气通讯介质可提供关于电流和/或过流状况的信息、来自外部处理器和/或计算机设备的信息，以及任何其它适当的信息。此信息可响应于其它断路器正闭合或启用而禁用任一断路器。另外，这些通讯介质可构造成允许有超控，如上面描述和下面更加详细地描述的那样。

关于断路器的超控，各个断路器可构造成或设置成接收来自用户或外部单元的、指引断路器启用的输入(一个或多个)。响应于该输入，接收断路器将信息传输到相对的断路器，从而促进停用和控制的转移/超控。

例如，如果第一断路器在起作用且在第二断路器处接收到指示启用请求的输入，则第二断路器将该请求传递给第一断路器，第一断路器放弃控制，而第二断路器则执掌控制。这个功能性可实现成具有预先确定的或期望的时间延迟或任何其它期望的附加项。在不同的场景中，例如，如果第一断路器跳脱，则跳脱信息被传输到第二断路器，从而允许第二断路器执掌控制。可在各跳脱单元之间传输启用请求和断路器状态信息。另外，应当理解，或者各个相应的断路器的跳脱单元或者各个相应的断路器的电子控制部分执掌控制/对相对的断路器进行超控。

另外，考虑到第一断路器和第二断路器两者之间的电气通讯，跳脱单元303可构造成使第一断路器和第二断路器中的一个或两者跳脱。这同样适用于跳脱单元330。例如，如果第一断路器探测到下游接地故障，则将控制转移给第二断路器可为不合适的。因而使两个断路器跳脱可为有益的。因而，本发明的实例实施例可提供预防性保护。

因此，如上面描述的那样，实例实施例提供新颖的互锁器件来有效地互锁容纳在单模块式壳体中的两个或更多个断路器。互锁器件可包括机械互锁枢转机构、联结件、电气通讯通道和/或任何其它适当的互锁器件。可单独使用上面公开的互锁器件中的各个，或者以任何适当的组合来使用它们。例如，第一联结件204和第二联结件和240可布置成以机械的方式互锁第一断路器和第二断路器，而且可在第一断路器和第二断路器的分流跳脱部分、闭合线圈部分和/或跳脱单元之间提供额外的电气互锁。因而，实例实施例提供减少断路器之间的错误互锁操作的互锁器件。

另外，虽然关于容纳在单模块式壳体中的两个或更多个断路器之间的互锁来描述了上面的实例实施例，但是通过使用上面描述的第三联结件205，那两个或更多个断路器可延伸跨过多个单模块式壳体。例如，图4描绘了根据一个实例实施例的包括不止一个单模块式壳体的互锁式断路器系统。

如所示出的，可用第三联结件205将互锁式断路器200联接到单模块式壳体401上。单模块式壳体401可包括一个断路器；或者例如与互锁断路器200类似地布置而成的两个或更多个互锁断路器。

根据至少一个实例实施例，单模块式壳体401包括有点类似于图1的断路器100的单个断路器。第三联结件205可以机械的方式联接到容纳在单模块式壳体401中的断路器的接触机构上，从而禁用此断路器的操作。另外，第三联结件205可以机械的方式从单模块式壳体401连通到互锁式断路器200。例如，如果单模块式壳体401的断路器被启用或闭合，则第三联结件205可禁用两个互锁断路器200的操作。照这样，整个断路器系统400就以机械的方式互锁。另外，系统400的断路器的闭环线圈部分、分流跳脱线圈部分和跳脱单元中的一个或多个也可以电气的方式互锁，从而促进跨过整个断路器系统400进行电气互锁。

根据另一个实例实施例，单模块式壳体401可包括两个或更多个互锁式断路器。这两个或更多个互锁式断路器可类似于互锁式断路器200而进行布置。因此，第三联结件205可以机械的方式联接到容纳在单模块式壳体401中的互锁式断路器的外部联结件上，从而禁用这些互锁式断路器的操作。另外，第三联结件205可以机械的方式从单模块式壳体401连通到互锁断路器200。例如，如果单模块式壳体401的任一个互锁式断路器被启用或闭合，第三联结件205则可禁用两个互锁式断路器200的操作。照这样，整个断路器系统400就以机械的方式互锁。另外，系统400的断路器的闭环线圈部分、分流跳脱线圈部分和跳脱单元中的一个或多个也可以电气的方式互锁，从而促进跨过整个断路器系统400而进行电气互锁。

因而，如上面描述的那样，实例实施例提供了可较轻松地部署的互锁式断路器系统，从而促进降低错误操作的可能。该互锁式断路器系统可以机械和/或电的方式互锁。

虽然结合仅有限数量的实施例来详细描述本发明，但是应当容易地理解，本发明不限于这样公开的实施例。相反，可修改本发明，以结合此前未描述但与本发明的精神和范围相当的任何数量的变型、改变、替代或等效布置。另外，虽然描述了本发明的多种实施例，但是要理解，本发明的各方面可包括所描述的实施例中的仅一些。因此，本发明不应视为由前述描述限制，而是仅由所附权利要求的范围限制。

Claims

1.一种单模块式断路器壳体(250)，包括：

第一断路器，其中，所述第一断路器包括第一轴组件(202)和联接到所述第一轴组件(202)上的第一接触机构(203)；

第二断路器，其中，所述第二断路器包括第二轴组件(220)和联接到所述第二轴组件(220)上的第二接触机构(230)；

联接到所述第一轴组件(202)和所述第二接触机构(230)上的第一联结件(204)；以及

联接到所述第二轴组件(220)和所述第一接触机构(203)上的第二联结件(240)。

2.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，如果所述第一断路器在闭合位置上，所述第二接触机构(230)被禁用。

3.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，如果所述第二断路器在闭合位置上，所述第一接触机构(203)被禁用。

4.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述第一联结件(204)构造成以机械的方式禁用所述第二接触机构(230)。

5.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述第二联结件(240)构造成以机械的方式禁用所述第一接触机构(203)。

6.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述第一联结件(204)联接到所述第二联结件(240)上，以在所述第一轴组件(202)、所述第二轴组件(220)、所述第一接触机构(203)和所述第二接触机构(230)之间形成枢转机构。

7.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于：

所述第一断路器进一步包括与所述第二断路器电气通讯的第一分流跳脱部分(301)；以及

所述第二断路器进一步包括与所述第一断路器电气通讯的第二分流跳脱部分(310)。

8.根据权利要求7所述的壳体，其特征在于，所述第一分流跳脱部分(301)构造成以电气的方式禁用所述第二分流跳脱部分(310)。

9.根据权利要求7所述的壳体，其特征在于，所述第二分流跳脱部分(310)构造成以电气的方式禁用所述第一分流跳脱部分(301)。

10.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于：

所述第一断路器进一步包括与所述第二断路器电气通讯的第一闭合线圈部分(302)；以及

所述第二断路器进一步包括与所述第一断路器电气通讯的第二闭合线圈部分(320)。