CN102891045B - 电气开关装置及其辅助脱扣机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于电气开关装置(2)例如断路器的辅助脱扣机构(100)。断路器包括壳体(4)、被壳体包围的可分离触点(6)和用于打开和关闭所述可分离触点的操作机构(8)。操作机构包括极轴(10)、闭锁组件(12)和用于响应于脱扣状况解锁闭锁组件的脱扣D‑轴(14)。辅助脱扣机构包括布置在脱扣D‑轴(14)上的脱扣D‑轴组件(102)，和连结组件(104)。连结组件包括具有相对的第一和第二端(108、110)的连结构件(106)。第一端(108)与极轴配合。第二端(110)与脱扣D‑轴组件配合。当极轴响应于脱扣状况移动时，连结构件(106)将极轴的运动转化为脱扣D‑轴组件(102)的运动。本发明还公开了一种电气开关装置(2)。

Description

电气开关装置及其辅助脱扣机构

技术领域

本发明总的涉及电气开关装置，更具体地，涉及诸如断路器之类的电气开关装置。本发明还涉及辅助脱扣机构(secondary trip mechanisms)。

背景技术

诸如断路器之类的电气开关装置为电气系统提供电气故障状况的保护，例如电流过载、短路、异常电压和其它故障状况。通常，断路器包括操作机构，其响应于检测到的这种故障状况例如通过脱扣单元打开电气触点组件以中断流过电气系统的导体的电流。电气触点组件包括固定电气触点和相应的可动电气触点，其可与固定电气触点分离。

除了其它部件，一些低压和中压断路器的操作机构例如通常包括极轴、脱扣致动器组件、闭合组件和打开组件。脱扣致动器组件响应于脱扣单元并致动操作机构。闭合组件和打开组件可以具有一些共同的元件，其构造成在第一、打开位置和第二、闭合位置之间移动可动电气触点，其中，在第一、打开位置中可动和固定电气触点分离，在第二、闭合位置中可动和固定电气触点电气连接。特别地，可动电气触点联接到极轴。同样可枢转地联接到极轴的闭合组件和打开组件的元件使极轴枢转以实现电气触点的闭合和打开。

提供足够的脱扣力以确保断路器确实能够响应于脱扣状况执行脱扣是重要的。

因此，在诸如断路器之类的电气开关装置及其辅助脱扣机构中还具有改进的空间。

发明内容

本发明的实施方式满足了这些和其它需求，其针对用于电气开关装置例如断路器的辅助脱扣机构。除了其它益处以外，辅助脱扣机构与极轴配合以确保电气开关装置响应于脱扣状况正确地脱扣。

作为本发明的一个方面，提供用于电气开关装置的辅助脱扣机构。电气开关装置包括壳体、由壳体包围的可分离触点、以及用于打开和关闭可分离触点的操作机构。操作机构包括极轴、闭锁组件(latch assembly)和构造成响应于脱扣状况而解锁闭锁组件的脱扣D-轴。辅助脱扣机构包括：构造成布置在脱扣D-轴上的脱扣D-轴组件；和包括连结构件(linking member)的连结组件，连结构件包括第一端和布置成与第一端相对并远离第一端的第二端，第一端构造成与极轴配合，第二端与脱扣D-轴组件配合。当极轴响应于脱扣状况而运动时，连结构件构造成将极轴的运动转化为脱扣D-轴组件的运动。

脱扣D-轴组件可以包括具有凹槽的毂(hub)，其中连结构件的第二端在凹槽处或凹槽附近与轴毂配合。极轴可以包括互锁销，并且连结构件的第一端可以包括倒钩。倒钩可以构造为与互锁销互锁。当倒钩与互锁销互锁时，连结构件可以构造成和极轴一起运动。

连结组件还可包括偏压元件，该偏压元件包括第一端和布置成与偏压元件第一端相对并远离的第二端。偏压元件的第一端可以构造成联接到电气开关装置的壳体，偏压元件的第二端可以联接到连结构件以偏压连结构件至与极轴接合。

电气开关装置的壳体还可包括侧板组件，其包括侧板。侧板组件还可包括凸轮作用销(cam action pin)，其中凸轮作用销从侧板朝连结构件横向向外延伸。连结构件还可以包括凸轮表面，其中凸轮作用销构造成与凸轮表面配合以移动连结构件的第二端至与D-轴接合和脱离接合。

还公开了包括上述辅助脱扣机构的电气开关装置。

附图说明

当结合附图阅读时，可以从以下对优选实施方式的描述获得对本发明的全面理解，其中：

图1是根据本发明的实施方式的断路器及其辅助脱扣机构的一部分的等距视图，其中断路器的一部分以虚线示出以表示隐藏的结构；

图2是图1的断路器及其辅助脱扣机构的所述部分的分解等距视图；

图3是图2的辅助脱扣机构的侧视图，其示出的方位/位置对应于断路器打开和卸载(discharged)，并且还以简化形式示出了断路器壳体的一部分、操作机构和可分离触点；

图4是图3的辅助脱扣机构的侧视图，其示出的方位对应于断路器加载(charged)和打开；

图5是图4的辅助脱扣机构的侧视图，其示出的方位对应于断路器布置在前端触及位置；

图6是图5的辅助脱扣机构的侧视图，其示出的方位恰好在断路器脱扣打开之前；

图7是图6的辅助脱扣机构的侧视图，其示出的方位对应于断路器已经脱扣打开；以及

图8是图7的辅助脱扣机构的侧视图，其示出的方位对应于断路器布置在复位位置。

具体实施方式

这里使用的方向用语，例如顺时针、逆时针、左、右、上、下及其派生词，涉及图中所示元件的取向，而不对权利要求构成限制，除非特别说明。

如这里所使用的，用语“前端触及位置(toe touch position)”是指对应于断路器的可动触点的起弧接触部分(本领域通常称之为“前端”)与断路器的固定触点的对应部分接合的电气开关装置(例如但不限于，断路器)的位置。

如这里所使用的，术语“脱扣状况”是指任何异常的电气状况，其可能导致断路器或其它电气开关装置脱扣，特别地包括但不限于，过电流状况、过载状况、欠压状况或相对高电平短路或故障状况。

如这里所使用的，两个或更多部分“联接(coupled)”到一起的表述是指这些部分直接接合到一起或通过一个或多个中间部件相接合。

如这里所使用的，术语“数量(number)”是指一或大于一的整数(即，多个)。

图1示出了使用根据本发明的辅助脱扣机构100的电气开关装置例如断路器2的一部分。断路器2包括壳体4(部分以虚线图示出；也可以参见图3)；被壳体4包围的可分离触点6(以简化形式示出在图3中)，和用于打开和闭合可分离触点6(图3)的操作机构8(以简化形式示出在图3中)。操作机构8(图3)包括极轴10和闭锁组件12。脱扣D-轴14构造成响应于脱扣状况而解锁闭锁组件12，从而以通常公知的方式脱扣打开断路器2。

继续参考图1，并且还参考图2的分解视图，这里示出和描述的辅助脱扣机构100包括设置在脱扣D-轴14上的脱扣D-轴组件102，和连结组件104。连结组件104包括具有相对的第一和第二端108、110的连结构件106。连结构件106的第一端108与极轴10配合，如下文将更详细描述的。连结构件106的第二端110与脱扣D-轴组件102、尤其是毂112配合。特别地，毂112设置在脱扣D-轴14上，并且包括凹槽114。连结构件106的第二端110在凹槽114处或凹槽114附近与轴毂112配合，如图3-8的侧视图中所示。

如图3-8所示，极轴10包括互锁销16。连结构件106的第一端108优选地包括构造成与互锁销16配合(例如但不限于，互锁)的倒钩116。更具体地，当倒钩116和互锁销16互锁时，如图6和7所示，连结构件106与极轴10一起运动。因此，所公开的辅助脱扣机构100提供了与断路器2的极轴10和脱扣闭锁装置接口的机械连结装置(例如但不限于，连结组件104的连结构件106)，从而当极轴10朝打开位置(图1、3和4)转动(例如但不限于，从图3-8的视角逆时针)时，连结构件106移动(例如但不限于，从图3-8的视角向左)，这导致连结构件106的第二端110接合并移动D-轴14，从而枢转D-轴14并且解锁闭锁组件12以脱扣打开断路器2。因此，除了其它益处以外，辅助脱扣机构100的作用在于提供附加脱扣力以确保在断路器2的触点载体(未示出)开始打开时断路器2确实脱扣，并且极轴10转动。

现在将更详细描述连结构件106与D-轴14的相互作用。即，连结构件106的第二端110包括具有第一边120的突起118。前述的轴毂112包括设置在毂112的凹槽114处或附近的第二边122。因此，可以理解的是，连结构件106可在第一位置(图6-8)和第二位置(图3-5)之间移动，该第一位置对应于连结构件106的第一端108接合极轴10并且与极轴10一起运动，并且第二端110的第一边120接合毂112的第二边122以便移动(例如但不限于，从图3-8的视角顺时针枢转)D-轴14，该第二位置对应于连结构件106的突起118与毂112脱离接合。如将在下文中更详细描述的，连结构件106的这种运动通过连结构件106的与断路器2的各种部件(例如但不限于，极轴10及其互锁销16；D-轴毂112；凸轮作用销30；极轴分离枢轴〔poleshaft tripper pivot〕150)配合的一定数量的结构部件(例如但不限于，倒钩116；突起118；凸轮表面140；开口160)实现。

如图2最佳示出的，示例性的连结组件104还包括偏压元件，例如但不限于，弹簧130。弹簧130包括相对的第一和第二端132、134。弹簧130的第一端132联接到断路器2的壳体4，尤其是联接到从断路器壳体4的侧板22横向(laterally)向外延伸的弹簧销18。弹簧130的第二端134联接到连结构件106，如图3-8所示。因此，弹簧130构造成朝着与断路器极轴10的接合偏压连结构件106，尤其是连结构件106的第一端108上的倒钩116。

在这里示出和描述的示例中，断路器壳体4包括侧板组件20，除了前述的第一侧板22之外，该侧板组件20还包括从壳体4向外延伸且与第一侧板22相对并远离的第二侧板24，以及凸轮作用销30。凸轮作用销30从第一侧板22朝连结构件106，尤其是其凸轮表面140，横向向外延伸。凸轮作用销30与凸轮表面140配合以便移动(例如但不限于，从图3-8的视角向上和向下)连结构件106的第二端110至与D-轴毂112接合和脱离接合。更具体地，作为示例，在操作中当连结构件106的倒钩116与极轴互锁销16互锁时，如图6和7所示，极轴10的运动相应地移动连结构件106，从而连结构件106的第二端110的突起118与D-轴毂112配合，如上文所述。连结构件的这种运动还导致凸轮作用销30与连结构件106的凸轮表面140配合。特别地，随着连结构件106移动(例如，从图3-8的视角向左)，凸轮作用销30接合倾斜的凸轮表面140，导致连结构件106的第二端110移动(例如，从图3-8的视角向下)，从而如图8所示最终脱离D-轴14。这种运动也导致连结构件106的第一端108与极轴10脱离接合，从而断路器2和D-轴14回到复位位置(图8)。

在这里示出和描述的示例中，断路器2的操作机构8还包括极轴分离枢轴150。其可移动地设置在连结构件106的开口160中。开口160设置在连结构件106的第一和第二端108、110之间，如图3-8所示。

图3示出了设置在对应于断路器2打开和卸载的相应位置的辅助脱扣机构100，尤其是其连结组件104的部件。图4示出了当断路器2打开和加载时所定位的辅助脱扣机构100的连结组件104的部件。图5示出了当断路器2位于前端触及位置时所设置的断路器2和辅助脱扣机构100。图6示出已经开始向后旋转的断路器2的极轴10，其中连结构件106的第一端108的倒钩116已经接合极轴10的互锁销16，如上文所述。图7示出在极轴10进一步向后旋转之后辅助脱扣机构100的部件，其中断路器2已经几乎脱扣。最后，图8示出脱扣后的断路器2，其中连结构件106的第一端108的倒钩116已经脱离极轴10的互锁销116，并且连结构件106的第二端110与D-轴毂112脱离接合以允许断路器2复位。

因此，所公开的辅助脱扣机构100对于与断路器极轴10接口提供了方便和有效的机械连结装置，以确保响应于脱扣状况施加足够的附加脱扣力来实现断路器2的脱扣操作。

虽然已经对本发明的特定实施方式进行了详细的描述，但是本领域技术人员可以理解，可以根据所公开的总体教导来得出对这些细节的各种变型和变化。因此，所公开的特定配置旨在仅是示例性的而不作为对本发明范围的限制，本发明的范围将由所附权利要求及其任何和所有等同方案的全部内容给出。

附图标记列表

2 电气开关装置

4 壳体

6 可分离触点

8 操作机构

10 极轴

12 闭锁组件

14 脱扣D-轴

16 互锁销

18 弹簧销

20 侧板组件

22 第一侧板

24 第二侧板

30 凸轮作用销

100 辅助脱扣机构

102 脱扣D-轴组件

104 连结组件

106 连结构件

108 连结构件的第一端

110 连结构件的第二端

112 轴毂

114 凹槽

116 倒钩

118 突起

120 突起的第一边

122 毂的第二边

130 弹簧

132 弹簧的第一端

134 弹簧的第二端

140 凸轮作用表面

150 极轴分离枢轴

160 开口

Claims (18)

1.一种用于电气开关装置(2)的辅助脱扣机构(100)，所述电气开关装置(2)包括壳体(4)、被壳体(4)包围的可分离触点(6)和用于打开和关闭所述可分离触点(6)的操作机构(8)，所述操作机构(8)包括极轴(10)、闭锁组件(12)和构造成响应于脱扣状况解锁所述闭锁组件(12)的脱扣D-轴(14)，所述辅助脱扣机构(100)包括：

构造成设置在所述脱扣D-轴(14)上的脱扣D-轴组件(102)；和

包括连结构件(106)的连结组件(104)，所述连结构件(106)包括第一端(108)和相对并远离第一端(108)布置的第二端(110)，第一端(108)构造成与所述极轴(10)配合，第二端(110)与所述脱扣D-轴组件(102)配合，

其中，所述极轴(10)包括互锁销(16)；所述连结构件(106)的第一端(108)包括倒钩(116)；所述倒钩(116)构造为与所述互锁销(16)互锁；当所述倒钩(116)与所述互锁销(16)互锁时，所述连结构件(106)构造为与所述极轴(10)一起运动，使得当所述极轴(10)响应于脱扣状况移动时，所述连结构件(106)将所述极轴(10)的运动转化为所述脱扣D-轴组件(102)的运动。

2.根据权利要求1的辅助脱扣机构(100)，其特征在于，所述脱扣D-轴组件(102)包括具有凹槽(114)的轴毂(112)；所述连结构件(106)的第二端(110)在所述凹槽(114)处或附近与所述轴毂(112)配合。

3.根据权利要求2的辅助脱扣机构(100)，其特征在于，所述连结构件(106)的第二端(110)包括突起(118)；所述突起(118)包括第一边(120)；所述轴毂(112)包括设置在所述凹槽(114)处或附近的第二边(122)；所述连结构件(106)能够在第一位置和第二位置之间移动，所述第一位置对应于第一端(108)与所述极轴(10)接合并一起运动并且第二端(110)的第一边(120)与所述轴毂(112)的第二边(122)接合以移动所述脱扣D-轴(14)，所述第二位置对应于所述突起(118)与所述轴毂(112)脱离接合。

4.根据权利要求1的辅助脱扣机构(100)，其特征在于，所述连结组件(104)还包括偏压元件(130)；所述偏压元件(130)包括第一端(132)和相对并远离所述偏压元件(130)的第一端(132)布置的第二端(134)；所述偏压元件(130)的第一端(132)构造为与所述电气开关装置(2)的壳体(4)联接；所述偏压元件(130)的第二端(134)与所述连结构件(106)联接；所述偏压元件(130)构造为将所述连结构件(106)偏压至与所述极轴(10)接合。

5.根据权利要求4的辅助脱扣机构(100)，其特征在于，所述偏压元件是弹簧(130)；所述电气开关装置(2)的壳体(4)包括弹簧销(18)；所述弹簧(130)的第一端(132)构造成与所述弹簧销(18)联接；所述弹簧(130)的第二端(134)与所述连结构件(106)联接。

6.根据权利要求5的辅助脱扣机构(100)，其特征在于，所述电气开关装置(2)的壳体(4)还包括侧板组件(20)；所述侧板组件(20)包括侧板(22)；所述弹簧销(18)从所述侧板(22)横向向外延伸。

7.根据权利要求6的辅助脱扣机构(100)，其特征在于，所述侧板组件(20)还包括凸轮作用销(30)；所述凸轮作用销(30)从所述侧板(22)朝所述连结构件(106)横向向外延伸。

8.根据权利要求7的辅助脱扣机构(100)，其特征在于，所述连结构件(106)还包括凸轮表面(140)；所述凸轮作用销(30)构造为与所述凸轮表面(140)配合以便移动所述连结构件(106)的第二端(110)至与所述脱扣D-轴(14)接合和脱离接合。

9.根据权利要求1的辅助脱扣机构(100)，其特征在于，所述操作机构(8)还包括极轴分离枢轴(150)；所述连结构件(106)还包括在所述连结构件(106)的第一端(108)和所述连结构件(106)的第二端(110)之间延伸穿过所述连结构件(106)的开口(160)；所述极轴分离枢轴(150)构造为可移动地设置在所述开口(160)中。

10.一种电气开关装置(2)，包括：

壳体(4)；

被壳体(4)包围的可分离触点(6)；

用于打开和闭合所述可分离触点(6)的操作机构(8)，所述操作机构(8)包括极轴(10)、闭锁组件(12)和脱扣D-轴(14)，所述脱扣D-轴(14)响应于脱扣状况解锁所述闭锁组件(12)；和

辅助脱扣机构(100)，所述辅助脱扣机构(100)包括：

设置在所述脱扣D-轴(14)上的脱扣D-轴组件(102)，和

包括连结构件(106)的连结组件(104)，所述连结构件(106)包括第一端(108)和相对并远离第一端(108)布置的第二端(110)，第一端(108)与所述极轴(10)配合，第二端(110)与所述脱扣D-轴组件(102)配合，

其中，所述极轴(10)包括互锁销(16)；所述连结构件(106)的第一端(108)包括倒钩(116)；所述倒钩(116)与所述互锁销(16)互锁；当所述倒钩(116)与所述互锁销(16)互锁时，所述连结构件(106)与所述极轴(10)一起运动，使得当所述极轴(10)响应于脱扣状况移动时，所述连结构件(106)将所述极轴(10)的运动转化为所述脱扣D-轴组件(102)的运动。

11.根据权利要求10的电气开关装置(2)，其特征在于，所述脱扣D-轴组件(102)包括具有凹槽(114)的轴毂(112)；所述连结构件(106)的第二端(110)在所述凹槽(114)处或附近与所述轴毂(112)配合。

12.根据权利要求11的电气开关装置(2)，其特征在于，所述连结构件(106)的第二端(110)包括突起(118)；所述突起(118)包括第一边(120)；所述轴毂(112)包括设置在所述凹槽(114)处或附近的第二边(122)；所述连结构件(106)能够在第一位置和第二位置之间移动，所述第一位置对应于第一端(108)与所述极轴(10)接合并一起运动并且第二端(110)的第一边(120)与所述轴毂(112)的第二边(122)接合以移动所述脱扣D-轴(14)，所述第二位置对应于所述突起(118)与所述轴毂(112)脱离接合。

13.根据权利要求10的电气开关装置(2)，其特征在于，所述连结组件(104)还包括偏压元件(130)；所述偏压元件(130)包括第一端(132)和相对并远离所述偏压元件(130)的第一端(132)布置的第二端(134)；所述偏压元件(130)的第一端(132)与壳体(4)联接；所述偏压元件(130)的第二端(134)与所述连结构件(106)联接；所述偏压元件(130)将所述连结构件(106)偏压至与所述极轴(10)接合。

14.根据权利要求13的电气开关装置(2)，其特征在于，所述偏压元件是弹簧(130)；所述电气开关装置(2)的壳体(4)包括弹簧销(18)；所述弹簧(130)的第一端(132)与所述弹簧销(18)联接；所述弹簧(130)的第二端(134)与所述连结构件(106)联接。

15.根据权利要求14的电气开关装置(2)，其特征在于，壳体(4)还包括侧板组件(20)；所述侧板组件(20)包括侧板(22)；所述弹簧销(18)从所述侧板(22)横向向外延伸。

16.根据权利要求15的电气开关装置(2)，其特征在于，所述侧板组件(20)还包括凸轮作用销(30)；所述凸轮作用销(30)从所述侧板(22)朝所述连结构件(106)横向向外延伸；所述连结构件(106)还包括凸轮表面(140)；所述凸轮作用销(30)与所述凸轮表面(140)配合以便移动所述连结构件(106)的第二端(110)至与所述脱扣D-轴(14)接合和脱离接合。

17.根据权利要求10的电气开关装置(2)，其特征在于，所述操作机构(8)还包括极轴分离枢轴(150)；所述连结构件(106)还包括在所述连结构件(106)的第一端(108)和所述连结构件(106)的第二端(110)之间延伸穿过所述连结构件(106)的开口(160)；所述极轴分离枢轴(150)可移动地设置在所述开口(160)中。

18.根据权利要求10的电气开关装置(2)，其特征在于，所述电气开关装置是断路器(2)；所述断路器(2)包括从壳体(4)向外延伸的第一侧板(22)和相对并远离第一侧板(22)从壳体(4)向外延伸的第二侧板(24)；所述辅助脱扣机构(100)设置在所述第一侧板(22)和所述第二侧板(24)之间。