CN103077856A - 不对称的双触点断路器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种不对称的双触点断路器。所述双触点断路器包括第一动触头、静触头、触头弹簧、动触头支架、上连杆、下连杆、跳扣、锁扣和机构支架。所述第一动触头的两端分别设置第一触点和第二触点,所述第一动触头通过所述触头弹簧而弹性地连接至所述动触头支架。所述动触头支架具有与所述第一动触头共用的枢轴。所述静触头固定地安装至所述双触点断路器,所述静触头设置有静触头触点。所述上连杆的一端可枢转地连接于所述跳扣,所述上连杆的另一端可枢转地连接于所述下连杆的一端,所述下连杆的另一端可枢转地连接于所述动触头支架。所述跳扣和所述锁扣可枢转地安装至所述机构支架。所述双触点断路器还包括第二动触头和开断驱动杆。
Description
技术领域
本发明涉及一种断路器。更具体地说,本发明涉及一种不对称的双触点断路器。
背景技术
现有断路器属于一种能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流,并能够关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件(包括短路条件)下的电流的开关装置。一般地,现有断路器的部件包括跳扣、锁扣、上连杆、下连杆、动触头支架、动触头和两个静触头,其中,动触头包括两个动触头触点,每个静触头都设置有一个静触头触点。断路器的触头系统采用一种对称结构,动触头触点和静触头触点都具有相同的形状、尺寸及材料。
但是,当采用具有上述结构的现有断路器时,在正常负载下的开合操作时以及短路情况下都会出现失效的情况。失效的现象在正常负载和短路情况下都表现为一侧动触头触点烧毁。
在正常负载下的失效原因如下。上述这种对称的结构有利于均衡地分配开断时的电弧在动触头触点和静触头触点上的能量,使其受到同等的消耗。然而,由于实际情况下,理想的对称是无法实现的。在现有断路器上,通常的情况是其中一个动触头触点先于另一个动触头触点分开,造成先分开的动触头触点的消耗大大高于设计值而过早地烧毁失效。
在短路情况下的失效的原因如下。电弧因灭弧系统的不稳定而发生不希望的跑动,从而使电弧电压降低,造成灭弧时间加长。并以此造成触点的过度消耗。
因此,需要对现有断路器进行改善从而克服现有断路器中存在的上述问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是防止断路器的触头触点在开断操作和闭合操作的情况下出现失效。
根据本发明的一个方面,提供一种不对称的双触点断路器。所述双触点断路器包括第一动触头、静触头、触头弹簧、动触头支架、上连杆、下连杆、跳扣、锁扣和机构支架。所述第一动触头的两端分别设置第一触点和第二触点,所述第一动触头通过所述触头弹簧而弹性地连接至所述动触头支架。所述动触头支架具有与所述第一动触头共用的枢轴。所述静触头固定地安装至所述双触点断路器,所述静触头设置有静触头触点。所述上连杆的一端可枢转地连接于所述跳扣,所述上连杆的另一端可枢转地连接于所述下连杆的一端,所述下连杆的另一端可枢转地连接于所述动触头支架。所述跳扣和所述锁扣可枢转地安装至所述机构支架。所述双触点断路器还包括第二动触头和开断驱动杆,所述第二动触头可枢转地设置在所述双触点断路器中,所述第二动触头的一端设置有第二动触头触点,所述第二动触头的另一端连接至接线端子。所述第一和第二触点通过与所述静触头触点和所述第二动触头触点的接触和分离实现电流的接通和分断。所述开断驱动杆可枢转地设置在所述双触点断路器中,并且配置成在所述双触点断路器的开断过程中受所述动触头支架的驱动而作顺时针旋转,由此驱动所述第二动触头沿逆时针旋转以使所述第二动触头触点远离所述第二触点。采用本发明的不对称的双触点断路器能够保证第一触点先于第二触点从静触头触点分离开,使99%的电弧能量置于第一触点与静触头之间,这样,第二动触头从第二触点离开使电弧的熄灭在开断操作的完成时变得非常容易且稳定,电弧熄灭后不会重燃,电弧熄灭时间变短并且稳定。
根据本发明的一个方面,在正常负载下,所述双触点断路器的开断操作和闭合操作是通过使操作弹簧移动越过所述上连杆而实现的。所述开断驱动杆配置成,在正常载荷下所述操作弹簧越过所述上连杆进行开断操作时,所述操作弹簧驱动所述上连杆绕所述上连杆和所述跳扣连接的连接点作逆时针转动,带动所述下连杆进而带动所述动触头支架和所述第一动触头作顺时针转动,由此使所述第一触点离开所述静触头触点。所述第二动触头随着所述第一动触头作顺时针转动,直到所述第二动触头的连接有接线端子的那端抵靠所述开断驱动杆。随后,所述动触头支架继续转动至抵靠所述开断驱动杆,致使所述第二动触头在所述开断驱动杆的作用下作逆时针转动,从而使所述第二动触头触点离开所述第二触点,由此实现正常负载下所述双触点断路器的开断操作。
同时,在正常载荷下所述操作弹簧越过所述上连杆进行闭合操作时,所述操作弹簧驱动所述上连杆绕所述上连杆和所述跳扣连接的连接点作顺时针转动,带动所述下连杆进而带动所述动触头支架和所述第一动触头作逆时针转动,由此使所述动触头支架离开所述开断驱动杆。所述开断驱动杆在所述第二动触头的顺时针转动作用下逆时针转动,直至所述第二动触头触点接触所述第二触点。随后,所述第二动触头逆时针转动使所述第二动触头的连接有接线端子的那端离开所述开断驱动杆,所述第二动触头触点与所述第二触点接触。随着所述动触头支架作逆时针转动,所述第一动触头继续作逆时针转动直到所述第一触点接触所述静触头触点,由此实现正常负载下所述双触点断路器的闭合操作。通过开断驱动杆的上述构造和作用,能够保证第一触点先于第二触点从静触头触点分离开。
根据本发明的一个方面,在短路条件下,所述双触点断路器的开断操作是通过使所述跳扣跳离所述锁扣实现的,复位操作是通过使所述跳扣卡入所述锁扣实现的。所述开断驱动杆配置成,在短路条件下所述第一动触头被驱动作顺时针转动,进而压缩所述触头弹簧带动所述动触头支架,所述第二动触头随着所述第一动触头作顺时针转动,使所述第二动触头抵靠所述开断驱动杆。随着所述第一动触头的顺时针转动,所述下连杆也作顺时针转动,直至所述跳扣脱离所述锁扣作逆时针转动,所述上连杆逆时针旋转,并由此带动所述下连杆和所述动触头支架继续作顺时针转动,使所述动触头支架抵靠所述开断驱动杆,所述开断驱动杆进而抵靠所述第二动触头的连接有接线端子的那端,致使所述第二动触头作逆时针转动而使所述第二动触头触点离开所述第二触点,由此实现短路条件下所述双触点断路器的开断操作。
在短路之后的复位操作时,使所述跳扣卡入所述锁扣以驱动所述上连杆绕所述上连杆和所述跳扣连接的连接点作顺时针转动,带动所述下连杆进而带动所述动触头支架和所述第一动触头作逆时针转动,由此使所述动触头支架离开所述开断驱动杆。所述开断驱动杆在所述第二动触头的顺时针转动作用下逆时针转动,直至所述第二动触头触点接触所述第二触点,随后所述第二动触头逆时针转动使所述第二动触头的连接有接线端子的那端离开所述开断驱动杆,所述第二动触头触点与所述第二触点接触。随着所述动触头支架作逆时针转动,所述第一动触头继续作逆时针转动直到所述第一触点接触所述静触头触点,由此实现短路条件下所述双触点断路器的复合操作。
根据本发明的一个方面,所述双触点断路器还包括限位销。所述限位销固定地设置在所述双触点断路器中,并且相邻于所述动触头支架和所述第二动触头,所述限位销的位置配置成,在所述双触点断路器的开断过程中,在所述第二动触头的连接有接线端子的那端抵靠所述开断驱动杆的同时或之前,所述限位销阻止所述第二动触头的转动。在根据本发明的双触点断路器中设置限位销可以确保第二动触头从第二触点分离开。
根据本发明的一个方面,所述第二动触头的枢轴两侧的臂长不等,枢轴左侧的左臂长于枢轴右侧的右臂,所述开断驱动杆抵靠所述第二动触头的左臂。通过将第二驱动触头的左右臂长设置成左臂比右臂长,可以确保短路情况下第二动触头在电动斥力的作用下进行顺时针旋转,从而保持第二动触头与第二触点的接触以及第一触点从静触头离开。
根据本发明的一个方面,所述开断驱动杆设置在固定支架上并以所述固定支架为枢轴进行转动。所述开断驱动杆设置为弯折状,所述开断驱动杆的两端自其枢轴起弯折地向下延伸。优选地,所述开断驱动杆形成为开口朝下的C形或U形或V形形状。采用如上设置的开断驱动杆,可以确保第二动触头从第二触点分离开。
本领域技术人员通过下述详细说明将清楚地了解本发明的这些和其他目的、特征、方面和优势,下述详细说明结合附图公开了本发明的优选实施例。
附图说明
下面将参照附图说明本发明的选定实施例。这里所述的附图仅仅是示意性的目的,并不意在以任何方式限制本公开的范围。附图是本公开内容的选定教导的示例,也没有示出所有可能的实施方式。
图1A示出现有断路器的结构图,图1B示出现有断路器的结构简图;
图2示出现有断路器触头系统的结构图;
图3示出根据本发明的断路器的结构示意图,此时的断路器在正常负载下处于闭合操作完成状态;
图4示出根据本发明的断路器的结构示意图,此时的断路器在正常负载下处于第一触点从静触点分开但第二触点仍与第二动触头触点闭合的状态;
图5示出根据本发明的断路器的结构示意图,此时的断路器在正常负载下处于开断操作完成状态;
图6示出根据本发明的断路器的结构示意图,此时的断路器在短路条件下处于第一触点从静触点分开但第二触点仍与第二动触头触点闭合的状态;
图7示出根据本发明的断路器的结构示意图,此时的断路器在短路条件下处于锁扣与跳扣相分离的状态;
图8示出根据本发明的断路器的结构示意图,此时的断路器在短路条件下处于开断操作完成状态。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,先结合图1A和1B对现有技术中的断路器的结构进行说明。图1A示出现有断路器的结构图,图1B示出现有断路器的结构简图。现有断路器包括跳扣1、锁扣2、上连杆3、下连杆4、动触头支架5、动触头6、第一静触头71、第二静触头72、触头弹簧8、操作弹簧9和机构支架10。这些部件的结构简图如图1B所示。
具体地说,跳扣1处于断路器的沿图1A的竖直方向的上方,并且通过一枢轴可枢转地安装至机构支架10。跳扣1可围绕安装在机构支架10上的枢轴作逆时针旋转或顺时针旋转。
锁扣2处于断路器的沿图1A的竖直方向的右上方,可绕安装在机构支架10上的枢轴作顺时针旋转或逆时针旋转。锁扣2在锁扣扭簧(未示出)的作用下,保持逆时针运动趋势,从而保持跳扣1能够与锁扣2相接触以阻止跳扣2作逆时针旋转。
上连杆3的上端通过一枢轴连接至跳扣1的大概中部,上连杆3的下端通过另一枢轴连接至下连杆4的上端,下连杆4的下端通过一枢轴连接至动触头支架5。通过上述相互连接的布置方式,动触头支架5与上连杆3和下连杆4共同组成一个四连杆机构。
动触头6的两端各设有动触头触点61和62。动触头支架5通过触头弹簧8弹性地连接至动触头6的动触头触点61附近,由此能够采用弹性的方式驱动动触头6。
第一静触头71和第二静触头72固定地安装在断路器中,第一静触头71和第二静触头72的端部分别设有静触头触点711和721。动触头6的动触头触点61和62能够与第一静触头71的静触头触点711和第二静触头72的静触头触点721接触和分离。当动触头6的动触头触点61和62接触第一静触头71的静触头触点711和第二静触头72的静触头触点721时,断路器的电流接通。当动触头6的动触头触点61和62从第一静触头71的静触头触点711和第二静触头72的静触头触点721分离开时,断路器的电流分断。
操作弹簧9连接至上连杆3与下连杆4枢转连接的连接点,通过拉伸或提动操作弹簧9能够驱使整个四连杆机构以及动触头运动,从而实现断路器的闭合或断开操作。
下面将参照如图1A和图1B所示的现有断路器的结构图说明现有断路器的工作原理。
在正常负载下,当现有断路器完成闭合操作时,电流接通。现有断路器的闭合操作将参照图1A和图1B进行说明。当操作弹簧9受到外力作用时,操作弹簧9绕其枢轴逆时针旋转,从位置A变动到位置B,由此使操作弹簧9并因此使弹簧力方向越过上连杆3与跳扣1所连接的枢轴,促使上连杆3绕上述枢轴作顺时针旋转,驱动包括上连杆3、下连杆4和动触头支架5的上述四连杆机构进行运动。通过该四连杆机构的运动,动触头支架5在下连杆4的带动下作逆时针旋转,动触头6通过触头弹簧8随动触头支架5共同作逆时针旋转,然后动触头6的动触头触点61和62与第一静触头71的静触头触点711和第二静触头72的静触头触点721相接触,从而实现断路器的闭合操作。
在正常负载下,当现有断路器开断时,电流开断。现有断路器的开断操作参照图1进行说明。当操作弹簧9受到外力作用时,操作弹簧9绕其枢轴逆时针旋转,从位置B变动到位置A,由此使操作弹簧9并因此使弹簧力方向越过上连杆3与跳扣1所连接的枢轴,促使上连杆3绕上述枢轴作逆时针旋转,驱动包括上连杆3、下连杆4和动触头支架5的上述四连杆机构进行运动。通过该四连杆机构的运动,动触头支架5在下连杆4的带动下作顺时针旋转,动触头6通过触头弹簧8随动触头支架5共同作顺时针旋转,然后动触头6的动触头触点61和62从第一静触头71的静触头触点711和第二静触头72的静触头触点721分离,从而实现断路器的开断操作。
在短路或过载的情况下,断路器需要进行脱扣操作从而使电流开断,此时锁扣2在瞬时脱扣电磁铁或者延时脱扣双金属片或其他脱扣元件的作用下,绕其枢轴作顺时针旋转。此时,跳扣1与锁扣2相分离,跳扣1在操作弹簧9的力的作用下作逆时针旋转,从而使上述四连杆机构的平衡被打破,上连杆3逆时针旋转,动触头支架5在下连杆4的带动下作顺时针旋转,实现电流的开断操作。
在特大短路情况下,断路器也需要进行脱扣操作从而使电流开断,此时动触头6受到来自于第一静触头71和第二静触头72的巨大的电动斥力,该斥力使动触头6迅速压缩触头弹簧8作顺时针旋转与静触头7分离,从而开断短路电流。紧接着,锁扣2在瞬时脱扣电磁铁或其他脱扣元件的作用下,绕其枢轴作顺时针旋转。此时,跳扣1与锁扣2相分离,跳扣1在操作弹簧9的力的作用下作逆时针旋转,从而使上述四连杆机构的平衡被打破,上连杆3逆时针旋转,动触头支架5在下连杆4的带动下作顺时针旋转,实现电流的开断操作,使动触永久地保持上开断位置。
但是,当采用现有断路器时,在正常负载下的开合操作时以及短路情况下都会出现失效的情况。失效的现象在正常负载和短路情况下都表现为一侧动触头触点烧毁。
在正常负载下的失效原因如下。断路器的触头系统采用一种对称结构,即,动触头6是如图2所示的对称结构,动触头触点61和62具有相同的形状、尺寸及材料;同时,第一静触头71的静触头触点711和第二静触头72的静触头触点721也具有相同的形状、尺寸及材料。这种对称的结构有利于均衡地分配开断时的电弧在动触头触点和静触头触点上的能量,使其受到同等的消耗。然而,由于实际情况下,理想的对称是无法实现的。在现有断路器上,通常的情况是其中一个动触头触点先于另一个动触头触点从静触头分开,造成先分开的动触头触点的消耗大大高于设计值而过早地烧毁失效。
在短路情况下的失效的原因如下。电弧因灭弧系统的不稳定而发生不希望的跑动,从而使电弧电压降低,造成灭弧时间加长,并以此造成触点的过度消耗。
现有断路器中存在的上述问题可以通过本发明的不对称的双触点断路器得到解决。下面将参照图3对本发明的不对称的双触点断路器进行详细说明。本领域技术人员从下述公开内容可知,本发明的实施例的下述说明只是示意性的,并不是为了限定本发明的范围。
与现有断路器类似,根据本发明的不对称的双触点断路器同样包括跳扣1、锁扣2、上连杆3、下连杆4、静触头7、触头弹簧8、操作弹簧9以及机构支架(结构简图中未示出)。根据本发明的不对称的双触点断路器还包括动触头支架51、第一动触头601、第二动触头602和开断驱动杆11。
从结构的方面来看,现有断路器包括两个静触头,即,第一静触头和第二静触头,而根据本发明的不对称的双触点断路器只包括一个静触头,即,静触头7,该静触头相当于现有断路器中的第一静触头;现有断路器包括一个动触头,而根据本发明的不对称的双触点断路器包括两个动触头,即第一动触头601和第二动触头602,其中,第一动触头601相当于现有断路器中的动触头,第二动触头602处于现有断路器中的第二静触头的位置。除此之外,根据本发明的不对称的双触点断路器还包括动触头支架51和开断驱动架11。下面将详细说明上述部件的具体位置和连接结构。
跳扣1处于整个双触头断路器的沿图3的竖直方向的上方,并且通过一枢轴可枢转地安装至机构支架。跳扣1可围绕安装在机构支架上的枢轴作逆时针转动或顺时针转动。
锁扣2处于整个双触头断路器的沿图3的竖直方向的右上方,可绕安装在机构支架上的枢轴作顺时针转动或逆时针转动。锁扣2在锁扣扭簧(未示出)的作用下,保持逆时针转动的趋势,从而保持跳扣1能够与锁扣2相接触以阻止跳扣2作逆时针转动。
上连杆3的一端可枢转地连接于跳扣1,上连杆3的另一端可枢转地连接于下连杆4的一端,下连杆4的相对另一端可枢转地连接于动触头支架51。通过上述相互连接的布置方式,动触头支架51与上连杆3和下连杆4共同组成一个四连杆机构。
静触头7固定地安装至整个双触点断路器的沿图3的竖直方向的左下方,静触头7的端部设置有静触头触点701。
动触头支架51具有一个固定在底座(未示出)上并且与第一动触头共用的枢轴,并通过下连杆的驱动在开断操作时实现顺时针转动,在闭合操作时实现逆时针转动。动触头支架51通过触头弹簧8与第一动触头601实现弹性连接。
第一动触头601类似于现有断路器中的动触头,通过触头弹簧8而弹性地连接至动触头支架51。该第一动触头601的两端分别设置有第一触点611和第二触点612。
第二动触头602可枢转地设置在双触点断路器中,可选择地,第二动触头602通过一枢轴可枢转地设置在底座(未示出)上。第二动触头602的一端设置有第二动触头触点622,另一端通过很柔软的铜辫线(软连接)与客户的接线端子相连,从而使得第二动触头既能够旋转又不影响承载电流。同时,该第二动触头602具有一扭簧(未示出),驱使其作顺时针转动,以保证触头压力。第二动触头602在该扭簧的驱动下作顺时针转动,并将足够的触头压力施加于第二触点612。电流的接通是通过第一触点611与静触头触点701接触以及第二触点612与第二动触头触点622接触而实现的,电流的断开是通过使第一触点611从静触头触点701分离以及使第二触点612从第二动触头触点622分离而实现的。也就是说,第一触点611和第二触点612通过与静触头触点701和第二动触头触点622的接触和分离实现电流的接通和分断。优选地,第二动触头602的枢轴两侧的臂长可以设置成枢轴左侧的臂长长、枢轴右侧的臂长短,即左侧的臂长长于右侧的臂长,如图3示意性地示出。采用这种构造,在短路情况下,第二动触头602的左臂受到的来自于第一动触头601的电动斥力大于右臂,其受力图如图6所示,由此第二动触头602受到因所述电动斥力形成的围绕其枢轴的顺时针方向的扭矩,这一扭矩将第二动触头602的右臂紧紧地压在第一动触头601的第二触点612上,便于如后文所述的开断驱动杆接触第二动触头602的左臂。
开断驱动杆11可枢转地设置在双触头断路器中,可选择地,开断驱动杆11具有一个固定支架并且通过一个枢轴可枢转地设置在该固定支架上。在一项优选实施例中,开断驱动杆11设置为弯折状,开断驱动杆11的枢轴处于开断驱动杆沿竖直方向的最高的位置,开断驱动杆的两端沿竖直方向的高度都低于枢轴的高度,也就是说,开断驱动杆11可以形成为一个向下弯折的杆,该开断驱动杆11弯折所形成的开口形成朝向竖直向下的方向敞开。如图3中的实施例所示,开断驱动杆11形成为开口朝下的“C”字形状。可选择地,开断驱动杆11也可形成为开口朝下的正三角的形状,该正三角的底边敞开,或者开断驱动杆11也可形成为开口朝下的U形形状或V形形状。一般来说,在断路器开断的过程中,开断驱动杆11会受到动触头支架51的驱动,由此驱动第二动触头602沿逆时针旋转,从而使第二动触头触点622远离第二触点612。
采用具有上述结构的本发明的不对称的双触点断路器能够保证第一动触头的第一触点先于第二触点从静触头触点离开,在第一触点从静触头触点离开之后,第二触点才从第二静触头触点离开,即第一触点先于第二触点打开,使99%的电弧能量置于第一动触头的第一触点与静触头触点之间。当开断操作完成时,第二动触头的打开使电弧的熄灭变得非常容易且稳定,而且电弧熄灭后不会重燃,电弧熄灭时间变短且稳定。
下面将参照图3至图5说明根据本发明的不对称的双触点断路器在正常负载下的开断操作和闭合操作各个部件的操作方式和配合连接关系。
需要指出的是,在正常负载下,双触点断路器的开断操作和闭合操作都是通过使操作弹簧移动越过上连杆而实现的。当双触点断路器进行开断操作时,操作弹簧沿图3的从左至右的方向使操作弹簧移动越过上连杆;当双触点断路器进行闭合操作时,操作弹簧沿图3的从右至左的方向使操作弹簧移动越过上连杆。
具体地说,当根据本发明的不对称的双触点断路器在正常载荷下开始进行开断操作时,如图3所示,操作弹簧9从左至右越过上连杆3,由此,操作弹簧9驱动上连杆3绕上连杆3和跳扣1连接的连接点作逆时针转动。这一逆时针转动能够带动下连杆4并进而带动动触头支架51和第一动触头601作顺时针转动,如图4所示,这样使得第一动触头601的第一触点611离开静触头触点701。由于初始状态下第一动触头601的第二触点612接触第二动触头触点622,同时第二动触头602受到扭簧作用,所以第二动触头602也随着第一动触头601作顺时针转动,直到第二动触头602的连接有接线端子的那端抵靠开断驱动杆11。在开断驱动杆11的抵靠作用下,第二动触头602将临时停止转动,此时第二动触头触点622将仍然接触第二触点612,或者可能在开断驱动杆11的抵靠作用下稍微离开第二触点612,但是尚不能使第二动触头触点622与第二触点612完全分离开。一般来讲,开断驱动杆11抵靠第二动触头602的左臂。
随后,如图5所示,动触头支架51继续顺时针转动直至能够接触抵靠开断驱动杆11。在动触头支架51的抵靠作用下,开断驱动杆11作顺时针转动并随后接触抵靠第二动触头602的左臂,第二动触头602在开断驱动杆11的抵靠作用下作逆时针转动,从而使第二动触头触点622完全离开第二触点612,由此实现正常负载下双触点断路器的开断操作。
在一项优选实施例中,双触点断路器还可以选择性地包括限位销12。限位销12可以固定地设置在双触点断路器中,相邻于开断驱动杆11和第二动触头602。该限位销12的作用主要是在第二动触头602受到开断驱动杆11的抵靠作用下而临时停止转动时顶住第二动触头602,防止第二动触头602继续转动。因此,该限位销12的位置可以配置成,在双触点断路器的开断过程中,在第二动触头602的连接有接线端子的那端抵靠开断驱动杆11的同时或之前,限位销12能够阻止第二动触头602的转动。可选择地,限位销12设置在第二动触头602的连接有接线端子的那一端部的上方,相邻于开断驱动杆11,但是开断驱动杆11不能碰到该限位销12。
当根据本发明的不对称的双触点断路器在正常载荷下开始进行闭合操作时,初始状态如图5所示,第二动触头触点622与第二触点612完全分离开,静触头触点701与第一触点611完全分离开。为了实现闭合操作,使操作弹簧9从右至左越过上连杆3,由此驱动上连杆3绕上连杆3和跳扣1连接的连接点作顺时针转动,带动下连杆4进而带动动触头支架51和第一动触头601作逆时针转动,如图4所示,这样使得动触头支架51离开开断驱动杆11。由于动触头支架51离开开断驱动杆11,所以开断驱动杆11不再受到动触头支架51的顶靠力或抵靠力,致使开断驱动杆11对第二动触头602的抵靠力减弱,第二动触头602将围绕其枢轴作顺时针转动。开断驱动杆11在第二动触头602的顺时针转动作用下逆时针转动,直至第二动触头触点622逐渐接触第一动触头601的第二触点612。此时,第二动触头的连接有接线端子的那端将反作用抵靠于开断驱动杆11。
随后,随着第一动触头601逆时针转动,在第一动触头601的第二触点612的作用下,第二动触头602逆时针转动使第二动触头的连接有接线端子的那端完全离开开断驱动杆11,并且逐渐地,第二动触头触点622与第二触点612接触。随着动触头支架51作逆时针转动,第一动触头601继续作逆时针转动直到第一触点611完全接触静触头触点701并且第二动触头触点622完全接触第二触点612,形成第一动触头601与第二动触头602处于大概水平的方向的状态,如图3所示,由此实现正常负载下双触点断路器的闭合操作。如上可知,双触点断路器的闭合操作基本上相当于开断操作的逆过程。
与开断操作类似地,如果在设置有限位销的优选实施例中,当开断驱动杆11对第二动触头602的抵靠力减弱并且第二动触头602围绕其枢轴作顺时针转动时,第二动触头的连接有接线端子的那端被抵靠于开断驱动杆11的同时,还可以受到限位销12的抵靠作用,从而确保第二动触头触点622在第一动触头601的第二触点612的作用下,随着第一动触头601的逆时针转动而转动。
下面将参照图6至图8说明根据本发明的不对称的双触点断路器在短路条件下的开断操作和复位操作期间各个部件的操作方式和配合连接关系。
在短路条件下,双触点断路器的开断操作是通过使跳扣跳离锁扣实现的,复位操作是通过使跳扣卡入锁扣实现的。
如图6所示,短路电流在第一和第二动触头601和602与静触头7之间以及第一动触头601与第二动触头602之间产生大的电动斥力,驱使第一动触头601压缩触头弹簧8并作顺时针转动。同时,第二动触头602在因电动斥力所形成的顺时针方向的扭矩和扭簧的作用下也顺时针转动,从而跟随第一动触头601转动。随着第一动触头601的顺时针转动,第一动触头601的第一触点611离开静触头触点701。
如图7所示,第一动触头601的顺时针转动也使第一动触头601压缩触头弹簧8带动动触头支架51,同时第二动触头602随着第一动触头601作顺时针转动,使第二动触头602逐渐接触抵靠开断驱动杆11。随着第一动触头601的顺时针转动,下连杆4也作顺时针转动。此时,锁扣2在瞬时脱扣电磁铁或其他脱扣元件的作用下,绕其枢轴作顺时针转动,使其锁扣2与跳扣1相分离,从而使包括上连杆、下连杆和动触头支架的四连杆机构的平衡被打破,上连杆3逆时针旋转,带动下连杆4和动触头支架51继续作顺时针转动,使动触头支架51抵靠开断驱动杆11。由此,如图8所示,在动触头支架51的作用下,开断驱动杆11顺时针转动,进而抵靠第二动触头的连接有接线端子的那端,致使第二动触头602作逆时针转动而使第二动触头触点622加速离开第二触点612,由此实现短路条件下双触点断路器的开断操作。
在本发明的一项优选实施例中,第二动触头602的枢轴的左右两侧的臂长不同。在这种情况下,当出现短路电流时,由于其左右两侧臂长不一样,如图6所示,左右两侧臂所受到的来自于第一动触头601的电动斥力F1>F2,从而形成促使第二动触头602顺时针转动的力矩。通过这种设置,可以更容易地保持第二动触头触点622与第二触点612接触,以使第二动触头602能够随着第一动触头601作顺时针转动。
如果在设置有限位销的优选实施例中,当开断驱动杆11对第二动触头602的抵靠力减弱并且第二动触头602围绕其枢轴作顺时针转动时,第二动触头的连接有接线端子的那端被抵靠于开断驱动杆11的同时,还可以受到限位销12的抵靠作用以停止运动,从而确保第二动触头触点622在第一动触头601的第二触点612的作用下,随着第一动触头601的逆时针转动而转动。
当根据本发明的不对称的双触点断路器在过载或短路情况下开断之后进行复位操作时,初始状态如图8所示,跳扣1完全脱离锁扣2,第二动触头触点622与第二触点612完全脱离,静触头触点701与第一触点611完全脱离。
为了进行复位操作,拨动操作手柄(未示出)促使跳扣1逐渐卡入锁扣2,由此驱动上连杆3绕上连杆3和跳扣1连接的连接点作顺时针转动,带动下连杆4进而带动动触头支架51和第一动触头601作逆时针转动,如图7所示,这样使得动触头支架51离开开断驱动杆11。由于动触头支架51离开开断驱动杆11,所以开断驱动杆11对第二动触头602的抵靠力将减弱,第二动触头602将围绕其枢轴作顺时针转动。开断驱动杆11在第二动触头602的顺时针转动作用下逆时针转动,直至第二动触头触点622逐渐接触第一动触头601的第二触点612。此时,第二动触头的连接有接线端子的那端将反作用抵靠于开断驱动杆11。
随后,随着第一动触头601逆时针转动,在第一动触头601的第二触点612的作用下,第二动触头602逆时针转动使第二动触头的连接有接线端子的那端完全离开开断驱动杆11,并且逐渐地,第二动触头触点622与第二触点612接触。随着动触头支架51作逆时针转动,第一动触头601继续作逆时针转动直到第一触点611完全接触静触头触点701并且第二动触头触点622完全接触第二触点612,形成第一动触头601与第二动触头602处于大概水平的方向的状态,如图6所示,由此实现正常负载下双触点断路器的闭合操作。如上可知,双触点断路器的复位操作基本上相当于开断操作的逆过程。
与开断操作类似地,如果在设置有限位销的优选实施例中,当开断驱动杆11对第二动触头602的抵靠力减弱并且第二动触头602围绕其枢轴作顺时针转动时,第二动触头的连接有接线端子的那端被抵靠于开断驱动杆11的同时,还可以受到限位销12的抵靠作用,从而确保第二动触头触点622在第一动触头601的第二触点612的作用下,随着第一动触头601的逆时针转动而转动。上面已经通过对本发明的实施例的描述说明了根据本发明的不对称的双触点断路器的结构和连接关系,以及各个部件在正常负载下和短路情况下进行操作的过程。但是,本领域技术人员应当理解,本发明在应用过程中并不限制于如上描述中提出的或者在附图中示出的结构的细节和部件的配置。本发明也可以采用除了上述实施例之外的实施例,并能够以不同方式实施和进行。此外,本领域技术人员应当理解,在此采用的措辞和术语以及概要是为了描述的目的,而不是对本发明进行任何限定。
在这里使用的术语仅仅是为了描述特定例子的目的,并不意在为限制性的。如在这里使用的,“一”和“所述”可以意在包括多个,除非上下文另有清楚说明。术语“包括”、“具有”是开放式的,因此指定声称的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但是并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或者加入。在这里描述的方法步骤、工艺和操作不应理解为必须需要它们以讨论或者示出的特定的顺序来执行,除非特别说明了执行顺序。还可以理解,其它或者替代的步骤也可以采用。
虽然术语第一、第二、第三等可以在此用于描述各元件、部件、区域、层和/或部分,但是,这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受到这些术语的限制。这些术语可以仅用于区分一个元件、部件、区域、层和/或部分与另一区域、层或者部分。例如“第一”、“第二”的术语以及其它数值术语当在此使用时并不意味着次序和/或顺序,除非上下文另有清楚说明。这样,在下面讨论的第一元件、部件、区域、层或者部分可以表示为第二元件、部件、区域层或者部分,而不会脱离示例性实施例的教导。
空间相对性术语,例如“内”、“外”、“之下”、“下面”、“下”、“上方”、“上”等在这里可以为了便于描述而使用以描述一个元件或者特征相对于如图所示的另一元件或特征的关系。空间相对性术语可以意在包括除了图中描述的方向之外的在使用或者操作中不同的装置方向。例如,如果在图中的装置被倒过来,描述为在其它元件或者特征“下面”或者“之下”的元件将然后取向为在其它元件或者特征“上方”。这样,示例性的术语“下面”可以包括上方和下面两种方向。装置可以其它取向(旋转90度或者在其它的方向),在此使用的空间相对性描述语言将进行相应的解释。
Claims (10)
1.一种不对称的双触点断路器,所述双触点断路器包括第一动触头、静触头、触头弹簧、动触头支架、上连杆、下连杆、跳扣、锁扣和机构支架,
所述第一动触头的两端分别设置第一触点和第二触点,所述第一动触头通过所述触头弹簧而弹性地连接至所述动触头支架,
所述动触头支架具有与所述第一动触头共用的枢轴,
所述静触头固定地安装至所述双触点断路器,所述静触头设置有静触头触点,
所述上连杆的一端可枢转地连接于所述跳扣,所述上连杆的另一端可枢转地连接于所述下连杆的一端,所述下连杆的另一端可枢转地连接于所述动触头支架,
所述跳扣和所述锁扣可枢转地安装至所述机构支架,
其特征在于,所述双触点断路器还包括第二动触头和开断驱动杆,
所述第二动触头可枢转地设置在所述双触点断路器中,所述第二动触头的一端设置有第二动触头触点,所述第二动触头的另一端连接至接线端子,
所述第一和第二触点通过与所述静触头触点和所述第二动触头触点的接触和分离实现电流的接通和分断,
所述开断驱动杆可枢转地设置在所述双触点断路器中,并且配置成在所述双触点断路器的开断过程中受所述动触头支架的驱动而作顺时针旋转,由此驱动所述第二动触头沿逆时针旋转以使所述第二动触头触点远离所述第二触点。
2.根据权利要求1所述的不对称的双触点断路器,其特征在于,在正常负载下,所述双触点断路器的开断操作和闭合操作是通过使操作弹簧移动越过所述上连杆而实现的。
3.根据权利要求2所述的不对称的双触点断路器,其特征在于,所述开断驱动杆配置成,在正常载荷下所述操作弹簧越过所述上连杆进行开断操作时,所述操作弹簧驱动所述上连杆绕所述上连杆和所述跳扣连接的连接点作逆时针转动,带动所述下连杆进而带动所述动触头支架和所述第一动触头作顺时针转动,由此使所述第一触点离开所述静触头触点,所述第二动触头随着所述第一动触头作顺时针转动,直到所述第二动触头的连接有接线端子的那端抵靠所述开断驱动杆,随后所述动触头支架继续转动至抵靠所述开断驱动杆,致使所述第二动触头在所述开断驱动杆的作用下作逆时针转动,从而使所述第二动触头触点离开所述第二触点,由此实现正常负载下所述双触点断路器的开断操作。
4.根据权利要求2所述的不对称的双触点断路器,其特征在于,所述开断驱动杆配置成,在正常载荷下所述操作弹簧越过所述上连杆进行闭合操作时,所述操作弹簧驱动所述上连杆绕所述上连杆和所述跳扣连接的连接点作顺时针转动,带动所述下连杆进而带动所述动触头支架和所述第一动触头作逆时针转动,由此使所述动触头支架离开所述开断驱动杆,所述开断驱动杆在所述第二动触头的顺时针转动作用下逆时针转动,直至所述第二动触头触点接触所述第二触点,随后所述第二动触头逆时针转动使所述第二动触头的连接有接线端子的那端离开所述开断驱动杆,所述第二动触头触点与所述第二触点接触,随着所述动触头支架作逆时针转动,所述第一动触头继续作逆时针转动直到所述第一触点接触所述静触头触点,由此实现正常负载下所述双触点断路器的闭合操作。
5.根据权利要求1所述的不对称的双触点断路器,其特征在于,在短路条件下,所述双触点断路器的开断操作是通过使所述跳扣跳离所述锁扣实现的,复位操作是通过使所述跳扣卡入所述锁扣实现的。
6.根据权利要求5所述的不对称的双触点断路器,其特征在于,所述开断驱动杆配置成,在短路条件下所述第一动触头被驱动作顺时针转动,进而压缩所述触头弹簧带动所述动触头支架,所述第二动触头随着所述第一动触头作顺时针转动,使所述第二动触头抵靠所述开断驱动杆,随着所述第一动触头的顺时针转动,所述下连杆也作顺时针转动,直至所述跳扣脱离所述锁扣作逆时针转动,所述上连杆逆时针旋转,并由此带动所述下连杆和所述动触头支架继续作顺时针转动,使所述动触头支架抵靠所述开断驱动杆,所述开断驱动杆进而抵靠所述第二动触头的连接有接线端子的那端,致使所述第二动触头作逆时针转动而使所述第二动触头触点离开所述第二触点,由此实现短路条件下所述双触点断路器的开断操作。
7.根据前述任一权利要求所述的不对称的双触点断路器,其特征在于,所述双触点断路器还包括限位销,所述限位销固定地设置在所述双触点断路器中,并且相邻于所述开断驱动杆和所述第二动触头,所述限位销的位置配置成,在所述双触点断路器的开断过程中,在所述第二动触头的连接有接线端子的那端抵靠所述开断驱动杆的同时或之前,所述限位销阻止所述第二动触头的转动。
8.根据前述任一权利要求所述的不对称的双触点断路器,其特征在于,所述第二动触头的枢轴两侧的臂长不等,枢轴左侧的左臂长于枢轴右侧的右臂,所述开断驱动杆抵靠所述第二动触头的左臂。
9.根据前述任一权利要求所述的不对称的双触点断路器,其特征在于,所述开断驱动杆设置在固定支架上并以所述固定支架为枢轴进行转动,所述开断驱动杆设置为弯折状,所述开断驱动杆的两端自其枢轴起弯折地向下延伸。
10.根据权利要求9所述的不对称的双触点断路器,其特征在于,所述开断驱动杆形成为开口朝下的C形或U形或V形形状。
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