CN102844830B - 具有在闭合后返回的开关的混合断路器 - Google Patents

Abstract

一种混合断路器，其具有电弧控制装置（110）和真空开关（20），这两个部件由单个机械控制装置同步控制，以符合预定的断开时序。用于控制所述真空开关（20）断开和闭合的控制系统主要包括控制杆（31），其由所述混合断路器的控制装置控制，且借助活动控制杆（32）固定到所述真空开关（20）的活动触点（22），所述控制通过一固持系统实现，该固持系统使置于所述两个杆中的柔性环形螺旋弹簧（38）变形。在能量积累弹簧（34）的作用下，所述控制杆（31）通过使所述柔性环形螺旋弹簧（38）变形而相对于所述活动触点杆（32）释放。应用于中压和高压混合断路器。

Description

具有在闭合后返回的开关的混合断路器

技术领域

本发明涉及高压和中压混合断路器领域，所述断路器具有电弧控制装置，以及活动触点由单钮控制致动的真空开关。具体地讲，本发明涉及一种机械控制，所述机械控制使得电弧控制装置和真空开关能够同步断开，然后，在电弧控制装置返回到运行中之前，所述真空开关闭合。

背景技术

在该种类型的混合断路器中，单个机械设备控制各个开关的活动触点的活动，这些触点的接触与它们随时间推移的活动分布相符。除了其他方面之外，这使得能够在电弧控制装置断开时保护真空开关。

参见图1，此类混合断路器从专利文件EP 1653491A2中已知，所述断路器具有限定纵轴A，A'的电弧控制装置10，以及与所述电弧控制装置垂直的真空开关20，这两个部件受同一机械结构控制。对组件的控制由沿电弧控制装置10的纵轴A，A'运行的多种机械元件（多数未图示）实施。在这些机械控制元件的一实施例中，设有作用于轮155的滑板154，所述轮被安装成在杆152的端部转动，所述杆固定于真空开关20的带有活动触点22的控制杆23。滑板154的倾斜表面用于致动真空开关的控制杆23以将活动触点22与真空开关20的固定触点21分开，正如EP 1653491的说明书中所定义的那样，在相对于电弧控制装置10的断开而确定的时刻，发生上述动作。

更确切地说，在该种类型的系统中，当控制机构沿电弧控制装置10的纵轴A，A'移动时，除了致动电弧控制装置10的断开机构之外，这种移动还致使真空开关20断开。在滑板154的作用下，真空开关的控制杆23借助于轮155移动。一旦轮155到达滑板55中平行于纵轴A，A'延伸的端斜坡140，真空开关20的控制杆23受推动返回到最初位置，这种推动部分地由弹簧138施加，固定触点21和活动触点22返回到在真空开关20内接触的初始位置。随后可实现另一循环。

应该指出的是，在图1中，特定元件所呈现出的形式已经过简化，尤其对于真空开关20的固定触点21和活动触点22。

但是，该种类型的机械控制需要多个固定和活动的机械元件，因此，需要进行大量的加工。

本发明的目标在于避免这些因机械系统的复杂性及其制造成本而产生的缺点。

发明内容

为此，本发明的主要对象是一种混合断路器，所述混合断路器包括：

·包括第一对触点的第一开关，在所述开关中，活动触点可以相对于第一触点沿第一纵轴在闭合位置与断开位置之间移动；

·包括第二对触点的第二开关，在所述开关中，固定到活动触点杆的活动触点可以借助于控制杆沿第二轴在闭合位置与断开位置之间移动；以及

·致动器装置，所述致动器装置提供单个控制动作，以使所述活动触点相对于所述固定触点在闭合位置与断开位置之间移动，所述致动器装置用于断开第一对触点和第二对触点，然后重新闭合所述第二对触点，同时保持所述第一对触点断开预定的持续时间。

根据本发明，所述混合断路器具有固持系统，所述固持系统用于固持所述第二开关的所述控制杆；以及能量积累系统，所述能量积累系统相对于固定点按压到活动触点上，并且设计成能够承载特定值的装载，在所述特定值下，所述固持系统在力的作用下变形，并使所述控制杆与活动触点杆分开，并使得活动触点能够向固定触点返回。

在本发明的第一实施例中，用于固持控制杆的固持系统是柔性环形螺旋弹簧，该弹簧置于活动触点杆的凹槽以及第二开关的控制杆的凹槽中，且所述固持系统还是能量积累系统，其相对于固定点按压到活动触点杆上，且设计成能够承载特定值的装载，在所述特定值下，柔性环形螺旋弹簧在所述力下变形，并且将控制杆从活动触点杆中释放，并且使得活动触点能够向固定触点返回。

在用于控制杆的固持系统的第二实施例中，所述系统包括：滚珠，所述滚珠通过置于所述孔内的弹簧从活动触点杆中的径向非贯通孔向外推动；以及相应的凹口，所述凹口设于控制杆的端部的内表面中，所述端部的长度大于所述控制杆的端部中的所述活动触点杆的冲程的长度，以使得所述滚珠不从所述端部中脱出。

在本发明的断路器的第一实施例中，第一开关是电弧控制装置，其中设有控制凹槽，该控制凹槽具有在平行于纵轴A，A'的两个部分之间的倾斜部分，其中倾斜部分设计成构成用于所述第二开关的所述控制杆的控制斜坡，所述第二开关为真空开关，所述控制通过所述凹槽沿纵轴A，A'的纵向移动来实现。

在第二实施例中，第一开关是沿平行于作为真空开关的第二开关的第二纵轴C，C'设置的电弧控制装置。在这种情况下，真空开关的控制杆具有垂直部分，该垂直部分的端部可滑动地安装于所述电弧控制装置的纵向凹槽中。

附图说明

本发明及其各种技术特性可以通过阅读以下说明来更好地理解。本说明书附有若干附图，其中，相应地：

·图1示出了现有技术混合断路器；

·图2示出了本发明的混合断路器的第一实施例；

·图3是截面图，示出了本发明的混合断路器的细节的第一变型；

·图4是截面图，示出了本发明的混合断路器的相同细节的第二变型；以及

·图5示出了本发明的混合断路器的第二实施例。

具体实施方式

参照图2，本发明实现在诸如欧洲专利申请EP 1653491中所定义的混合断路器中使用开关系统，以致动真空开关20的活动触点21和22。此类致动器装置使得实施以下序列成为可能：

·第一开关的断开命令，所述第一开关在该示例中为电弧控制装置110；

·延迟第二开关的断开，所述第二开关在该实例中为真空开关20，以使得电弧控制装置110触点以最小速度且同步地与真空开关20的活动触点22和固定触点21分开；以及

·闭合真空开关20，同时保持电弧控制装置110处于断开位置。

更确切地说，这使得能够断开真空开关20，然后再使其在弹簧39的作用下重新闭合，同时继续控制杆31的冲程。弹簧39用作能量积累系统。在该系统中，控制杆31通过柔性的环形螺旋弹簧38拉动真空开关20的活动触点22，所述弹簧暂时地将控制杆31与端部紧固到活动触点22的活动触点杆32固持在一起。同时，弹簧39受压缩，直到柔性的环形螺旋弹簧38从压缩状态释放，从而释放活动触点杆32，该活动触点杆32在弹簧39的作用下闭合。

这种布置可以避免活动触点22离开真空开关20的固定触点21过远，同时使控制杆31的冲程相对较大。换言之，活动触点22向活动触点21返回，同时控制杆31继续其冲程，并受到真空开关20和电弧控制装置110的机械致动器系统致动。

图3详细示出了用于断开和闭合所述真空开关的控制杆31与活动触点杆32之间连接的第一变型，，如上所述。控制杆31的顶端34具有扩大且中空的形状。因此，限定的内部空间35具有稍大于活动触点杆32外径的内径。所述活动触点的外围具有凹槽36，且控制杆31的顶端34在其内表面中具有类似的凹槽37，该凹槽37对应于控制杆32的凹槽36。这凹槽36和凹槽37限定了设置柔性的环形螺旋弹簧38的径向空间。

应当了解，如果控制杆31在足够的力的作用下向图3的底部推进，当达到由控制杆31施加的特定应力值时，柔性的环形螺旋弹簧38将释放。柔性的环形螺旋弹簧38因此受压变形，并能够将活动触点杆32从控制杆31中分离开。

参照图4，控制杆41与活动触点杆42之间连接的第二变型使用由弹簧49向其端部推动的滚珠48，该滚珠48朝向控制杆41，所述弹簧安置于活动触点杆42中的径向非贯通孔45中。相应地，细长管状的控制杆41的端部44的内表面具有与滚珠48的位置对应的凹口47。当控制杆41和活动触点杆42固持在一起时，滚珠48凸出于活动触点杆42的外表面，且被接纳在控制杆41的端部44中的凹口47中。

当由弹簧39（图2）提供的牵引力增大时，滚珠48通过按压到弹簧49上而被推回到孔45中。因此，活动触点杆42趋于从控制杆41的端部44通过在其中滑动而内脱离，而不致使滚珠48脱出端部44。因此，控制杆41的端部44的长度远大于控制杆41和活动触点42的两个相对位置之间的设计冲程。

上述用于相对于真空开关的控制杆而暂时释放活动触点杆的自动系统使得设计出其他混合断路器结构成为可能。

参照图5，能够设计出具有与相应电弧控制装置210的纵轴C，C'平行的纵轴D，D'的真空开关20。该实施例具有相同的主要元件，即，真空开关20；能量积累弹簧24；控制杆231，所述控制杆的顶端234通过柔性的环形螺旋弹簧238固定到活动触点杆32；以及控制杆231的底部，所述底部具有止于端部235的垂直部分232，该端部235可滑动地安装于电弧控制装置210的纵向槽212中。轴承233被图示为在控制杆231周围，以显示该杆被引导沿纵轴D，D'纵向平移。仍然在该示例中，单个机械装置已经过简化，因此在电弧控制装置210中，只需驱动控制杆231的垂直部分232的端部235。因此，电弧控制装置210以及真空开关20的相应断开时序可能与在上文以及专利文件EP 1653491A2中所述的序列相同。

Claims (5)

1.一种混合断路器，包括：

包括第一对触点的第一开关，在所述第一开关中，活动触点可以沿第一纵轴(A，A'、C，C')在闭合位置与断开位置之间移动；

包括第二对触点的第二开关，在所述第二开关中，固定到活动触点杆(32、42)的活动触点(22)可以借助于控制杆(31、41、231)沿第二轴(B，B'、D，D')在闭合位置与断开位置之间移动；以及

致动器装置，所述致动器装置提供单个控制动作，以使所述活动触点相对于固定触点在闭合位置与断开位置之间移动，所述致动器装置用于断开所述第一对触点和第二对触点，然后重新闭合所述第二对触点，同时保持所述第一对触点断开预定的持续时间；

所述断路器的特征在于，包括固持系统，用于固持所述第二开关的所述控制杆(31、41、231)，并且还包括能量积累系统，所述能量积累系统相对于固定点按压到所述活动触点杆(32、42)上，并且设计成能够承载特定值的装载，在该特定值下，所述固持系统在力的作用下变形，并将所述控制杆(31、41、231)与所述活动触点杆(32、42)分开，并使得第二开关的所述活动触点(22)能够向所述固定触点(21)返回。

2.根据权利要求1所述的混合断路器，其特征在于，所述控制杆(31、231)的所述固持系统是柔性环形螺旋弹簧(38、238)，所述弹簧置于所述活动触点杆(32)的凹槽(35)以及所述第二开关的所述控制杆(31、231)的内表面上的凹槽(37)中；且所述固持系统还是能量积累系统，其相对于固定点按压到所述活动触点杆(32)上，且设计成能够承载特定值的装载，在该特定值下，所述柔性环形螺旋弹簧(38、238)在所述力下变形，且将所述控制杆(31、231)从所述活动触点杆(32)释放，并且使得第二开关的所述活动触点(22)能够向所述固定触点(21)返回。

3.根据权利要求1所述的混合断路器，其特征在于，所述控制杆(41)的所述固持系统包括：滚珠(48)，所述滚珠通过置于所述活动触点杆(42)中的径向非贯通孔(45)内的弹簧(49)从所述孔(45)向外推动；以及相应的凹口(47)，所述凹口设于所述控制杆(41)的端部(44)的内表面中，所述端部(44)的长度大于所述控制杆(41)的所述端部(44)中的所述活动触点杆(42)的冲程的长度，以使得所述滚珠(48)不从所述端部(44)脱出。

4.根据权利要求1所述的混合断路器，其特征在于，所述第一开关是电弧控制装置(110)，其中设有控制凹槽(112)，所述控制凹槽具有在平行于所述电弧控制装置(110)的所述纵轴(A，A')的两个部分之间的倾斜部分(114)，所述倾斜部分(114)被设计成构成用于所述第二开关的所述控制杆(31、41)的控制斜坡，所述第二开关为真空开关(20)，控制通过所述控制杆(31、41)的端部在所述凹槽(112)中沿着所述电弧控制装置(110)的所述纵轴(A，A')的纵向移动来实现。

5.根据权利要求1所述的混合断路器，其特征在于，所述第一开关是沿纵轴(C，C')设置的电弧控制装置(210)，所述纵轴(C，C')与作为真空开关(20)的所述第二开关的第二纵轴(D，D')平行，所述真空开关(20)的所述控制杆(231)具有垂直部分(232)，所述垂直部分的端部可滑动地安装于所述电弧控制装置(210)的纵向凹槽(212)中。