CN103187215A - 塑壳断路器的欠压跳闸装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种塑壳断路器的欠压跳闸装置。在所述塑壳断路器中，施加到跳闸驱动部中的驱动电流相对于施加到电路中的电力的减小而成比例地减小。当施加到电路中的电压大于额定电压时，所述跳闸驱动部停止，并且跳闸驱动机构的操作受跳闸杆的限制。当施加到电路中的电压小于额定电压时，跳闸驱动部操作，并且跳闸驱动机构的限制通过由于与跳闸驱动部的操作相关联而转动的跳闸杆而被释放。因此，可以更简单地开关所述电路，并且可以提高产品的操作可靠性。而且，产品可具有更加简化的结构。

Description

塑壳断路器的欠压跳闸装置

技术领域

本公开涉及一种塑壳断路器的欠压跳闸装置。

背景技术

塑壳断路器例如是开关具有几百伏或者更小的相对低电压的电源电路或者当异常电流流入该电源电路时执行用于自动断开该电源电路的跳闸操作的电子装置。这种塑壳断路器包括用于开关电源电路的触头部、用于手动开关该触头部的手柄、提供用于开关该触头部的驱动力的开关机构、用于触发使得开关机构跳闸的脱扣条、用于检测诸如电源电路上的过电流或短路电流的异常电流以操作该脱扣条的跳闸机构，以及用于熄灭在跳闸操作过程中触头部处产生的电弧的灭弧机构。

塑壳断路器可进一步包括欠压跳闸装置，其在所施加的电压小于额定电压时中断电流到该塑壳断路器的电路中的导入并显示电流的中断。

图1是示出根据现有技术的塑壳断路器的欠压跳闸装置的立体图。图2是根据现有技术的构成塑壳断路器的欠压跳闸装置的跳闸驱动机构的分解立体图。

参考图1，可在根据现有技术的塑壳断路器的欠压跳闸装置1(下文中，称作“跳闸装置”)的外壳10内安装各种部件，这些部件用于在小于额定电压的电压施加到电路中时操作塑壳断路器的开关机构，从而断开电路。

更具体地，印刷电路板(PCB)设置在外壳11内。PCB11连接到线路侧端子13以及电源侧端子15上，以计算施加到电路中的电压，从而判定所施加的电压是否小于额定电压。

而且，用于在施加到电路中的电压小于额定电压时操作该塑壳断路器以断开该电路的跳闸机构10安装在外壳10内。跳闸机构10包括跳闸杆17、复位按钮19，以及跳闸驱动部20。

跳闸杆17可转动地安装在外壳10内。跳闸杆17操作该塑壳断路器的开关机构，从而在小于额定电压的电压施加到电路中时断开该电路。也就是说，实质上，跳闸杆17在用于闭合电路的跳闸位置以及用于断开电路的正常位置之间转动。

复位按钮19通过在跳闸杆17转动然后设置在跳闸位置处时与跳闸杆17的转动相关联而突出到外壳10的外部。因此，用户可以通过复位按钮19突出到外壳10的外部而识别出跳闸状态。而且，当完成从跳闸驱动部20到跳闸杆17的驱动力传递时，即，在施加到线圈23中的驱动电流中断的状态下，复位按钮19提供用于转动跳闸杆17以使跳闸杆17从跳闸位置设置到正常位置的驱动力。也就是说，当用户在复位按钮19插入到外壳10中的方向上按压并且推动该复位按钮时，跳闸杆17由于与复位按钮19的插入相关联而转动，从而将跳闸杆17从跳闸位置转动到正常位置。

当施加到电路中的电压小于额定电压时，跳闸驱动部20可提供用于转动跳闸杆17的驱动力。

参考图2，跳闸驱动部20包括运动铁芯21，线圈23、绕线管25、铁芯弹簧(core spring)27，以及轭铁29。

更具体地，运动铁芯21转动跳闸杆17，使得跳闸杆17位于跳闸位置处。而且，线圈23环绕运动铁芯21。当小于额定电压的电压施加到电路中时，线圈23从PCB11接收驱动电流。当驱动电流施加到线圈23中时，产生电磁力。因此，运动铁芯21运动以转动跳闸杆17，使得跳闸杆17设置在跳闸位置处。绕线管25具有柱状形状。线圈23缠绕在绕线管25的外表面上。当施加到线圈23中的驱动电流被中断时，铁芯弹簧27提供弹力到运动铁芯21中，以使得该运动铁芯21运动到其初始位置。对此，铁芯弹簧27受由于驱动电流的施加产生在线圈23中的电磁力而运动的运动铁芯21按压。轭铁29放大在线圈23中产生的电磁力。

在跳闸装置1中，PCB11判定施加到电路中的电压是否小于额定电压。当PCB11判定出施加到电路中的电压小于额定电压时，PCB11施加驱动电流到跳闸驱动部20中。因此，运动铁芯21运动以转动跳闸杆17，使得跳闸杆17从正常位置设置到跳闸位置。此处，铁芯弹簧27受运动铁芯21按压。

而且，当跳闸杆17转动然后设置在跳闸位置处时，断路器的开关机构被操作而断开电路。而且，由于复位按钮19与跳闸杆17的转动相关联而突出到外壳10的外部，因此用户可以识别出跳闸状态。

当施加到电路中的电压增加到超过额定电压时，PCB11判定出施加到电路中的电压超过该额定电压。然后，PCB11中断施加到跳闸驱动部20中的驱动电流。因此，运动铁芯21受铁芯弹簧27的弹力而返回到它的初始位置。在此状态下，当用户按压复位按钮19以将该复位按钮19插入到外壳10中时，跳闸杆17由于与复位按钮19的运动相关联而转动，使得跳闸杆17从跳闸位置设置到正常位置。而且，在跳闸杆17设置在正常位置之后，用户操作断路器的开关机构以闭合该电路。

然而，根据现有技术的塑壳断路器的欠压跳闸装置具有如下的局限性。

首先，在现有技术中，为了闭合由跳闸装置1跳闸的电路，跳闸装置1应该被操作(即，复位按钮19应该被操纵)并且断路器应该被操作(即，开关机构应该被操纵)。因此，用户应该执行两阶段操作以闭合电路。

而且，在现有技术中，用于跳闸装置1的跳闸操作的驱动电流基本上通过PCB11传输到跳闸驱动部20中。因此，当施加到电路中的电压为零电压时，驱动电流并未从PCB11施加到跳闸驱动部20中。例如，当施加到电路中的电压范围在额定电压的约0％到约15％时，基本上不能执行跳闸操作。

而且，在现有技术中，PCB11判定施加到电路中的电压是否小于额定电压。因此，用于将电压相互比较的装置应当设置在PCB11上。结果是，随着PCB11价格的增加，产品的制造成本会大幅度增加。

发明内容

实施例提供了一种塑壳断路器的欠压跳闸装置。

在一个实施例中，一种塑壳断路器的欠压跳闸装置，其执行连接到由塑壳断路器开关的电路的导通操作、从电路断开的关断操作，以及在施加到电路中的电源电压小于额定电压的情况下的跳闸操作，所述欠压跳闸装置包括：外壳；可转动地设置在外壳中的跳闸手柄，所述跳闸手柄选择性地设置在关断位置和导通位置处；设置在外壳中的印刷电路板(PCB)，所述PCB选择性地连接到电路的线路侧端子和电源侧端子；与该跳闸手柄的转动相关联的跳闸驱动机构；选择性地从连接到线路侧端子和电源侧端子的PCB接收电磁力的跳闸驱动部，所述跳闸驱动部根据从PCB接收到的电磁力的强度而操作或停止；可转动地设置在外壳内的跳闸杆，所述跳闸杆由于与跳闸驱动部的操作相关联而转动，从而使得跳闸驱动机构选择性地操作；以及第一跳闸弹簧，其施加弹力到该跳闸杆中，使得所述跳闸驱动部在用于保持跳闸驱动部的停止状态的方向上转动，或者所述第一跳闸弹簧施加弹力到所述跳闸驱动机构中，使得跳闸驱动机构由于与设置在关断位置处的跳闸手柄的转动相关联而操作，其中，施加到电路中的电压大于额定电压，所述跳闸驱动部停止，并且跳闸驱动机构的操作受跳闸杆的限制，并且当施加到电路中的电压小于额定电压时，所述跳闸驱动部操作，并且跳闸驱动机构的限制通过由于与跳闸驱动部的操作相关联而转动的跳闸杆而被释放。

在另一个实施例中，一种塑壳断路器的欠压跳闸装置，其执行连接到由塑壳断路器开关的电路的导通操作、从电路断开的关断操作，以及在施加到电路中的电源电压小于额定电压的情况下的跳闸操作，所述欠压跳闸装置包括：外壳；可转动地设置在外壳中的跳闸手柄；设置在外壳中的印刷电路板(PCB)，该PCB选择性地连接到线路侧端子和电源侧端子；与该跳闸手柄的转动相关联的跳闸驱动机构；设置在外壳内的跳闸驱动部，所述跳闸驱动部选择性地从连接到线路侧端子和电源侧端子的PCB接收驱动电力；可转动地设置在外壳内的跳闸杆，所述跳闸杆通过与跳闸驱动部相关联而转动，以选择性限制跳闸驱动机构的操作；以及第一跳闸弹簧，其选择性地施加弹力到跳闸杆或者跳闸驱动机构中，其中，所述跳闸驱动部包括运动铁芯，在导通操作或者关断操作过程中，所述运动铁芯设置在第一位置处，而在跳闸操作过程中，所述运动铁芯运动到第二位置以转动所述跳闸杆。

一个或多个实施例的细节将在附图以及下面的说明书中进行阐明。其他特征将从说明书和附图以及从权利要求中更加显现。

附图说明

图1是示出根据现有技术的塑壳断路器的欠压跳闸装置的立体图。

图2是示出根据现有技术的构成塑壳断路器的欠压跳闸装置的跳闸驱动机构的分解立体图。

图3是示出根据一个实施例的塑壳断路器的欠压跳闸装置的立体图。

图4是根据一个实施例的跳闸驱动机构的分解立体图。

图5到7是示出根据一个实施例的塑壳断路器的欠压跳闸装置的操作的立体图。

具体实施方式

现在将详细参考本公开的实施例，其示例在附图中示出。

在下面优选实施例的详细描述中，参考结合附图，其中附图形成该参考的一部分，并且其中以演示的方式示出本发明可以实施的特定优选实施例。这些实施例以充足的细节进行描述，以使得本领域技术人员可以实施本发明，并且应该知道，只要不脱离本发明的精神或范围，可以采用其他实施例，并且可以进行逻辑结构上的、机械的、电气的以及化学的改变。为了避免对于本领域技术人员实施本发明来说不必要的那些细节，本说明书中省略了本领域技术人员公知的一些信息。因此，下面的具体描述不被认为是限制。

图3是示出根据一个实施例的塑壳断路器的欠压跳闸装置的立体图。图4是根据一个实施例的跳闸驱动机构的分解立体图。

参考图3，根据一个实施例的塑壳断路器的欠压跳闸装置100(下文中，称作“跳闸装置”)连结到塑壳断路器(未示出)(下文中，称作“断路器”)。而且，当施加到电路中的电压小于额定电压时，跳闸装置100执行跳闸操作以断开断路器的电路。

跳闸装置100执行与跳闸装置100连接到施加到电路中的电源之前的操作对应的关断操作、其中跳闸装置100连接到施加到电路中的电源的导通操作，以及根据施加到电路中的电源的电压而断开电路的跳闸操作中的一个操作。

跳闸装置100可以包括外壳110内的跳闸手柄120、跳闸驱动机构200、跳闸驱动部300、跳闸杆400，以及第一弹簧510和第二弹簧520。

用户可以操纵跳闸手柄120以执行关断操作、导通操作和跳闸操作。跳闸手柄120相对于设置在外壳110内的手柄转动轴121可转动地设置。在此，跳闸手柄120的一部分暴露到外壳110的外部，包括手柄转动轴121的跳闸手柄120的其余部分设置在外壳110内。跳闸手柄120在关断位置(见图3)和导通位置(见图5)之间转动。关断位置代表跳闸手柄120在关断操作或跳闸操作过程中的位置，导通位置代表跳闸手柄120在导通操作过程中的位置。

而且，联接孔113限定在跳闸手柄120暴露到外壳110外部的一侧中。与断路器相关联的联接构件(未示出)(实质上为设置在断路器中的手柄(未示出))在跳闸操作过程中可插入到联接孔113中。联接构件穿过联接孔113以及一限定在手柄中的孔(未示出)。

尽管未示出，手柄弹簧布置在跳闸手柄120上。手柄弹簧具有位于跳闸手柄120在关断位置和导通位置之间转动的轨迹中的一个位置处的死点。因此，手柄弹簧的弹力在关断位置和对应于死点的位置之间作用于跳闸手柄120，使得跳闸手柄120设置在关断位置。然而，手柄弹簧的弹力在导通位置和与死点对应的位置之间作用于跳闸手柄120，使得跳闸手柄120设置在导通位置。

PCB130在导通操作过程中电连接到施加到电路中的电源上，从而供给驱动电流到跳闸驱动部300中。PCB130通过活动杆240连接到线路侧端子111和电源侧端子113上，其中活动杆240将在后面进行描述。PCB130供给与施加到电路中的电压成比例的驱动电流到跳闸驱动部300中。在当前实施例中，用于计算施加到电路中的电源的电压的部件可从PCB130中去除。

而且，跳闸驱动机构200通过与跳闸手柄120的转动相关联而操作。并且，跳闸驱动机构200的操作可选择性地受与跳闸驱动部300相关联的跳闸杆400限制。跳闸驱动机构200可包括联杆210、轴220、闩锁230、活动杆240，以及驱动弹簧(未示出)。

联杆210可将跳闸手柄120的转动以及轴220的转动彼此联接。对此，联杆210的一端通过铰链连结到跳闸手柄120上。

轴220相对于轴转动轴221可转动地设置在外壳110内。而且，联杆210的另一端通过铰链连结到轴220上。轴220按压第一跳闸弹簧510，从而在导通操作过程中提供进入到第一跳闸弹簧510中的力矩。而且，轴220在跳闸操作过程中接收来自第一跳闸弹簧510的弹力。

闩锁230相对于闩锁转动轴231可转动地设置在外壳110内。闩锁230的一侧可通过铰链连结到轴220上，使得闩锁230由于与轴220的转动相关联而转动。闩锁230的另一侧在关断操作和导通操作过程中均受跳闸杆400限制。然而，闩锁230的一侧的限制在跳闸操作过程中由跳闸杆400释放。

而且，活动杆240连接到轴220的一侧。活动杆240电连接到PCB130。并且，活动杆240与轴220的转动相关联然后转动以选择性地接触电源侧端子113。也就是说，在关断操作和跳闸操作过程中，活动杆240与电源侧端子113分开。而且，在导通操作过程中，活动杆240接触电源侧端子113。

驱动弹簧施加弹力到轴220、闩锁230以及活动杆240中。更具体地，驱动弹簧具有位于在关断操作和导通操作过程中转动的轴220、闩锁230以及活动杆240的轨迹中的一个位置处的死点。因此，在关断操作过程中，驱动弹簧的弹力作用在以下的方向上：在该方向上，轴220、闩锁230和活动杆240分别转动到在轴220、闩锁230和活动杆240的位置与对应于死点的位置之间执行关断操作时的位置。另一方面，在导通操作过程中，驱动弹簧的弹力作用在以下的方向上：在该方向上，轴220、闩锁230和活动杆240分别转动到在轴220、闩锁230和活动杆240的位置与对应于死点的位置之间执行导通操作时的位置。

跳闸驱动部300通过从PCB130传输的驱动电流而操作，以提供驱动力到跳闸杆400上，该跳闸杆400限制或者释放跳闸驱动机构200的操作，实质上，限制或释放闩锁230的转动。

参考图4，跳闸驱动部300包括绕线管310、运动铁芯320、线圈330、永磁体340、铁芯弹簧350以及绕线管帽360。

绕线管310具有中空柱状形状。运动铁芯320、永磁体340以及铁芯弹簧350设置在绕线管310的内部，并且线圈330设置在绕线管310的外部。

而且，运动铁芯320可运动地设置在绕线管310内。驱动突起321设置在运动铁芯320上。驱动突起321向运动铁芯320的一侧延伸。驱动突起321根据运动铁芯320的运动而选择性地突出到绕线管310的外部。下文中，在驱动突起321设置在绕线管310内时运动铁芯320的位置被称作第一位置(见图3和图5)，而在驱动突起321最大程度地突出到绕线管310的外部时运动铁芯320的位置被称作第二位置(见图6)。运动铁芯320在关断操作和导通操作过程中设置在第一位置处，而在跳闸操作过程中设置在第二位置处。

线圈330和永磁体340提供电磁力到运动铁芯320中，使得运动铁芯320设置在第一位置处。具体而言，线圈330从PCB130接收驱动电流，以提供电磁力到运动铁芯320中，使得运动铁芯320设置在第一位置处。而且，永磁体340提供磁力到线圈330中，使得线圈330设置在第一位置处。这里，由于线圈330的电磁力和永磁体340的磁力而作用在运动铁芯320上的外力可在图3中向右的方向上施加。

铁芯弹簧350提供弹力到运动铁芯320中，使得运动铁芯320设置在第二位置处。例如，在运动铁芯320由于线圈330和永磁体340设置在第一位置处的状态下，铁芯弹簧350由运动铁芯320按压。因此，由于铁芯弹簧350的弹力而作用在运动铁芯320上的外力可施加在与由线圈330的电磁力和永磁体340的磁力而施加到运动铁芯320中的方向相反的方向上，即，在图3中向左的方向上。

绕线管帽360可覆盖绕线管310的一端。运动铁芯320运动到由绕线管帽360覆盖的绕线管320中。驱动突起321穿过的通孔361限定在绕线管帽360中。

再次参考图3，跳闸杆400相对于杆转动轴410可转动地设置在外壳110内。跳闸杆400可以通过与跳闸驱动部300的操作相关联而限制跳闸驱动部300的操作或者选择性地抑制闩锁230的转动。跳闸杆400按压驱动突起321，使得跳闸驱动部300(实质上为运动铁芯320)在关断操作过程中设置在第一位置处。而且，跳闸杆400在导通操作过程中限制了闩锁230的转动。而且，跳闸杆400在跳闸操作过程中释放对闩锁的转动的限制。

跳闸杆400包括限制突起420、联接肋430，以及第一支撑突起440和第二支撑突起450。闩锁230的一侧选择性地接触限制突起420。而且，联接肋430从跳闸杆400的一侧延伸出，以选择性地接触跳闸驱动部300，实质上是选择性地接触驱动突起321。第一跳闸弹簧510的一端由第一支撑突起440支撑。这里，第一跳闸弹簧510的一端仅在关断操作过程中由第一支撑突起440支撑。第二跳闸弹簧520的一端由第二支撑突起450支撑。第二支撑突起450可成对设置。在第二跳闸弹簧520的一端由第二支撑突起450支撑的状态下，该对第二支撑突起450设置在第二跳闸弹簧520的两侧。

第一跳闸弹簧510施加弹力到轴220中或者到跳闸杆400中。设置在该杆转动轴410上的扭转弹簧可用作第一跳闸弹簧510。第一跳闸弹簧510的一端由轴220的一侧或者第一支撑突起440支撑，并且第一跳闸弹簧510的另一端由外壳110的一侧支撑。也就是说，第一跳闸弹簧510的一端仅在关断操作过程中由第一支撑突起440支撑。而且，第一跳闸弹簧510的一端在导通操作和跳闸操作过程中由轴220的一侧支撑。由于第一跳闸弹簧510的一端由轴220按压，另一力矩可施加到第一跳闸弹簧510上。第一跳闸弹簧510可一直保持在该力矩施加在图3中的顺时针方向上的状态。

因此，第一跳闸弹簧510的弹力可以在关断操作过程中在图3中的顺时针方向上作用于跳闸杆400上。而且，第一跳闸弹簧510的弹力可在导通操作和跳闸操作过程中在图3中的逆时针方向上作用于轴220上。而且，实质上施加到跳闸杆400中的第一跳闸弹簧510的弹力可在图3中向右的方向上作用于运动铁芯320上。

第二跳闸弹簧520选择性地施加弹力到跳闸杆400中。更具体地，第二跳闸弹簧520设置在手柄转动轴121上。如上所述，在第二跳闸弹簧520的一端由第二支撑突起450支撑的状态下，第二跳闸弹簧520的另一端被保持为自由端。这里，在第二跳闸弹簧520的一端以预定角度或曲率弯曲的状态下，第二跳闸弹簧520的一端由第二支撑突起450支撑，使得用于在逆时针方向上转动跳闸杆400的弹力施加到跳闸杆400上。因此，施加到跳闸杆400中的第二跳闸弹簧520的弹力还可作用在图3中向右的方向上，如同第一跳闸弹簧510的弹力那样。

在当前的实施例中，由线圈330的电磁力所产生的作用在运动铁芯320上的外力F1、由永磁体340的磁力所产生的作用在运动铁芯320上的外力F2、由铁芯弹簧350的弹力所产生的作用在运动铁芯320上的外力F3、由施加到跳闸杆400中的第一跳闸弹簧510的弹力所产生的作用在运动铁芯320上的外力F4，以及由施加到跳闸杆400中的第二跳闸弹簧520的弹力所产生的作用在运动铁芯320上的外力F5可以满足下面的公式。

[公式1]-在关断操作过程中

F2+F4+F5≥F3

[公式2]-额定电压或更高电压

F1+F2+F5＞F3

[公式3]-在跳闸操作过程中(额定电压或更低电压)

F1+F2+F5＜F3

公式1适用于关断操作过程。也就是说，在关断操作的情况下，由于驱动电流未施加到线圈330中，实质上仅有永磁体340、铁芯弹簧350以及第一跳闸弹簧510和第二跳闸弹簧520的外力作用在运动铁芯320上。然而，由永磁体340以及第一跳闸弹簧510和第二跳闸弹簧520所产生的外力以及由铁芯弹簧350所产生的外力在彼此相反的方向上作用在运动铁芯320上。因此，为了保持图3的状态，必须满足公式1。

在导通操作过程中，施加到电路中的电源电压可以保持为额定电压或者更高电压。而且，在导通操作过程中，由于第一跳闸弹簧510的弹力施加到轴220中，因此仅有线圈330、永磁体340、铁芯弹簧350以及第二跳闸弹簧520的外力作用在运动铁芯320上。然而，由线圈330、永磁体340以及第二跳闸弹簧520所产生的外力以及由铁芯弹簧350所产生的外力作用在彼此相反的方向上。因此，为了保持导通操作(见图5)，应该满足公式2。

另一方面，在跳闸操作过程中，第一跳闸弹簧510的弹力连续施加到轴220中。因此，在跳闸操作过程中，外力可施加到运动铁芯320中，如同导通操作过程那样。然而，实质上，由于施加到线圈330中的驱动电流与导通操作过程中的相比减小，因此由线圈330所产生的作用在运动铁芯320上的外力可能会减小。因此，应该满足公式3。

下文中，将参考附图详细描述塑壳断路器的操作。

图5到图7是示出根据一个实施例的塑壳断路器的欠压跳闸装置的操作的立体图。

参考图3，在跳闸装置100的关断操作的状态下，跳闸手柄120设置在关断位置处。而且，闩锁230的转动可通过接触跳闸杆400的限制突起420而被限制。而且，第一跳闸弹簧510的一端保持在该一端由跳闸杆400支撑的状态。

由于活动杆240与电源侧端子113分开，驱动电流未从PCB130供给到线圈330中。因此，仅有由永磁体340所产生的外力F2、由铁芯弹簧350所产生的外力F3、施加到跳闸杆400中的由第一跳闸弹簧510所产生的外力F4以及施加到跳闸杆400中的由第二跳闸弹簧520所产生的外力F5作用在运动铁芯320上。然而，由于外力F2、F3、F4和F5满足公式1，因此外力在图5到图7中在向右的方向上作用到运动铁芯上。因此，运动铁芯320可保持在运动铁芯320设置在第一位置处的状态。

在该状态下，参考图5，跳闸手柄120相对于手柄转动轴121在附图中的顺时针方向上转动，以执行跳闸装置100的导通操作。因此，断路器由于与跳闸手柄120的转动相关联而转动，从而闭合电路。

而且，当跳闸手柄120转动时，轴220与跳闸手柄120的转动相关联，然后相对于轴转动轴211在附图中的逆时针方向上转动。而且，当轴220转动时，活动杆240与轴220的转动相关联，然后在附图中的逆时针方向上转动。这里，由于闩锁230的转动受到跳闸杆400的限制，闩锁230未与轴220的转动相关联，因此不转动。这里，可实现轴220和活动杆240的转动，以克服驱动弹簧的弹力。

而且，当跳闸手柄120转动并且设置在导通位置处时，轴220相对于轴转动轴221转动，以在附图中的顺时针方向上按压第一跳闸弹簧510的一端。因此，由于第一跳闸弹簧510被跳闸杆400支撑的一端由轴220的一侧支撑，因此第一跳闸弹簧510的弹力施加到轴220上。这里，由于轴220转动以穿过驱动弹簧的死点，因此驱动弹簧的弹力起作用，使得轴220在附图中的逆时针方向上转动。而且，由于闩锁230的转动受跳闸杆400的限制，因此轴220由于第一跳闸弹簧510的弹力而不转动。

当跳闸手柄120转动并且设置在导通位置处时，活动杆240接触电源侧端子113。因此，PCB130电连接到施加到电路中的电源上，并且因此，驱动电流从PCB130施加到线圈330中。

如上所述，由于跳闸手柄120的转动以及驱动电流施加到线圈330中，因此施加到跳闸杆400中的由第二跳闸弹簧520的弹力所产生的外力F5以及由线圈330的磁力所产生的外力F1可另外作用在运动铁芯320上。而且，由于轴220的转动，通过施加到跳闸杆400中的第一跳闸弹簧510的弹力抵消了作用在运动铁芯320上的外力F4。然而，作用在运动铁芯320上的由线圈330的电磁力所产生的外力F1、由永磁体340的弹力所产生的外力F2、由铁芯弹簧350的弹力所产生的外力F3以及由第二跳闸弹簧520的弹力所产生的外力F5满足公式2。因此，外力在附图中向右的方向上作用在运动铁芯320上，使得运动铁芯320保持在第一位置。

当跳闸手柄120转动以实现跳闸装置100的导通操作时，塑壳断路器的手柄可由于与跳闸手柄120的转动相关联而转动。因此，实质上，跳闸装置100的导通操作和塑壳断路器的导通操作可以同时且即刻执行。

而且，当施加到电路中的电源电压下降到额定电压或者更低时，跳闸装置100执行跳闸操作。首先，当施加到电路中的电源电压下降时，从PCB130施加到线圈330中的驱动电流相对于该下降的电压成比例减小。因此，由于线圈330的电磁力减小，作用在运动铁芯320上的由线圈330的电磁力所产生的外力F1、由永磁体340的弹力所产生的外力F2、由铁芯弹簧350的弹力所产生的外力F3以及由第二跳闸弹簧520的弹力所产生的外力F5满足公式3。也就是说，外力在附图中向左的方向上作用到运动铁芯320上。因此，运动铁芯320在附图中向左的方向上运动，即，从第一位置运动到第二位置。

而且，当运动铁芯320向第二位置运动时，跳闸杆400，即，联接肋430受运动铁芯320按压，实质上，受驱动突起321按压。因此，跳闸杆400相对于杆转动轴410在附图中的逆时针方向上转动。

当跳闸杆400转动时，闩锁230的一侧与限制突起420分开。然而，第一跳闸弹簧510的弹力在附图中的逆时针方向上作用到轴220上。因此，轴220由于第一跳闸弹簧510的弹力而相对于轴转动轴221在顺时针方向上转动。并且，当轴220转动以穿过驱动弹簧的死点时，轴220由于驱动弹簧的弹力而转动。而且，闩锁230与轴220的转动相关联，并且相对于闩锁转动轴231在附图中的顺时针方向上转动。

跳闸手柄120与轴220的转动相关联，并且相对于手柄转动轴121在附图中的逆时针方向上转动。实质上，当跳闸手柄120与轴220的转动相关联并且转动以穿过手柄弹簧的死点时，跳闸手柄120由于手柄弹簧的弹力而转动，并且因此设置在关断位置处。

并且，活动杆240与轴220的转动相关联并在附图中的逆时针方向上转动，从而与电源侧端子113分开。因此，施加到PCB130中的电力被中断，而且，从PCB130施加到线圈330中的驱动电流被中断。而且，当施加到PCB130中的驱动电流被中断时，作用在运动铁芯320上的外力F1可实质上由线圈330的电磁力抵消。

而且，当轴220转动时，在第一跳闸弹簧510的一端由轴220的一侧支撑的状态下，第一跳闸弹簧510的一端由跳闸杆400支撑。因此，第一跳闸弹簧510的弹力作用在跳闸杆400上。而且，跳闸杆400由于第一跳闸弹簧510的弹力而相对于杆转动轴410在逆时针方向上转动，从而在第一位置的方向上按压和推动运动铁芯320。而且，当运动铁芯320向第一位置运动以接近永磁体340时，由永磁体340的弹力所产生的外力F2、由铁芯弹簧350的弹力所产生的外力F3以及由第一跳闸弹簧510产生的外力F4作用在运动铁芯320上。然而，由于外力F2、F3和F4满足公式1，因此运动铁芯320可以保持在第一位置处。

可参考图6和图7来理解如上所述的在跳闸装置100的跳闸操作过程中跳闸驱动部300的操作。最后，跳闸操作之后的跳闸装置100可设置在与图3所示的关断操作过程中的位置相同的位置处。这里，当跳闸手柄120设置在关断位置处时，断路器的手柄可由于与跳闸手柄120的操作相关联而被设置在关断位置处。因此，该电路可由断路器断开。

应该知道，大量的其他变形和实施例可由本领域技术人员推导出，其将落入本公开原理的精神和范围之内。更具体地，在本公开、附图以及所附权利要求的范围之内，对主题组合设置的部件部分和/或设置可以进行各种改变和变形。

在上述实施例中，跳闸驱动部的操作相对于运动铁芯的位置进行了限制性描述。然而，当运动铁芯设置在第一位置处时，跳闸驱动部可处于停止状态。而且，当运动铁芯设置在第二位置处时，跳闸驱动部可处于运动状态。

而且，在上述实施例中，第二跳闸弹簧的弹力连续作用在跳闸杆上。然而，第二跳闸弹簧的弹力与铁芯弹簧或者第一跳闸弹簧相比是可以忽略的量。因此，尽管第二跳闸弹簧运动，但是可以执行跳闸操作。然而，第二跳闸弹簧的弹力可以防止在跳闸杆从跳闸位置转动到关断位置时跳闸杆晃动。

根据该实施例的塑壳断路器的欠压跳闸装置可具有如下的效果。

首先，在实施例中，该塑壳断路器的手柄和跳闸装置的跳闸手柄彼此相关联。因此，根据该实施例，用户可以操纵手柄以及跳闸手柄中的一个以更加简单地开关该电路。

而且，在该实施例中，当施加到电路中的电源电压小于额定电压时，跳闸操作可以进行，而不管电压范围或强度如何。因此，产品的操作可靠性可得到改进。

而且，不需要比较和确定施加到电路中的电源电压的强度。因此，可以根据作用在跳闸驱动部上的与电源电压成比例的外力来执行跳闸操作。因此，产品可以具有更加简化的结构。

尽管已经参考其多个示例性的实施例对实施例进行了描述，但是应该知道，本领域技术人员可以得到大量的其他变形和实施例，这些都落入到本公开原理的精神和范围之内。更具体地，在本公开、附图以及所附权利要求的范围内，可以对主题组合设置的部件部分和/或设置进行各种改变和变形。除了对部件部分和/或设置的各种改变和变形之外，替代使用对于本领域的技术人员来说也将是显而易见的。

Claims (17)

1.一种塑壳断路器的欠压跳闸装置，其执行连接到由所述塑壳断路器开关的电路的导通操作、从所述电路断开的关断操作，以及在施加到电路中的电源电压小于额定电压的情形下的跳闸操作，所述欠压跳闸装置包括：

外壳；

可转动地设置在外壳中的跳闸手柄，所述跳闸手柄选择性地设置在关断位置和导通位置处；

设置在外壳中的印刷电路板，所述印刷电路板选择性地连接到电路的线路侧端子和电源侧端子；

与所述跳闸手柄的转动相关联的跳闸驱动机构；

选择性地从连接到线路侧端子和电源侧端子的印刷电路板接收电磁力的跳闸驱动部，所述跳闸驱动部根据从印刷电路板接收到的电磁力的强度而操作或停止；

可转动地设置在外壳内的跳闸杆，所述跳闸杆由于与所述跳闸驱动部的操作相关联而转动，以使得所述跳闸驱动机构选择性地操作；以及

第一跳闸弹簧，其施加弹力到所述跳闸杆中，使得所述跳闸驱动部在用于保持所述跳闸驱动部的停止状态的方向上转动，或者所述第一跳闸弹簧施加弹力到所述跳闸驱动机构中，使得所述跳闸驱动机构由于与设置在关断位置处的跳闸手柄的转动相关联而操作，

其中，施加到所述电路中的电压大于额定电压，所述跳闸驱动部停止，并且所述跳闸驱动机构的操作受跳闸杆的限制，并且

当施加到所述电路中的电压小于额定电压时，所述跳闸驱动部操作，并且所述跳闸驱动机构的限制通过由于与所述跳闸驱动部的操作相关联而转动的所述跳闸杆而被释放。

2.根据权利要求1所述的欠压跳闸装置，其中，当施加到所述电路中的电压大于额定电压时，所述跳闸杆接触所述跳闸驱动机构，并且

当施加到所述电路中的电压小于额定电压时，所述跳闸杆通过所述跳闸驱动部而与所述跳闸驱动机构分开。

3.根据权利要求1所述的欠压跳闸装置，其中，所述跳闸驱动机构包括：

通过联杆连接到所述跳闸手柄的轴；

由于与轴的转动相关联而转动的闩锁，所述闩锁选择性地受跳闸杆限制；以及

由于与所述轴的转动相关联而转动的活动杆，在所述活动杆电连接到印刷电路板的状态下，所述活动杆选择性地接触线路侧端子和电源侧端子中的一个。

4.根据权利要求3所述的欠压跳闸装置，其中，所述跳闸手柄从关断位置转动到导通位置，所述轴按压第一跳闸弹簧，同时由于与所述跳闸手柄的转动相关联而转动。

5.根据权利要求3所述的欠压跳闸装置，其中，所述闩锁由所述跳闸杆选择性地限制或释放。

6.根据权利要求1所述的欠压跳闸装置，其中，所述第一跳闸弹簧包括设置在所述跳闸杆的转动轴上的扭转弹簧。

7.根据权利要求6所述的欠压跳闸装置，其中，所述第一跳闸弹簧具有支撑在外壳内部的一端以及由跳闸杆或跳闸驱动机构的一侧支撑的另一端。

8.根据权利要求1所述的欠压跳闸装置，其中，所述跳闸驱动部包括活动驱动铁芯，

所述驱动铁芯包括突出到所述跳闸驱动部的外部的突起，并且

当施加到所述电路中的电压小于额定电压时，所述突起突出到所述跳闸驱动部的外部以转动所述跳闸杆。

9.根据权利要求8所述的欠压跳闸装置，其中，所述跳闸驱动部包括：

由从印刷电路板传输的驱动电流产生电磁力的线圈；

产生作用在运动铁芯上的电磁力的永磁体；以及

施加弹力到所述运动铁芯中的铁芯弹簧。

10.根据权利要求9所述的欠压跳闸装置，其中，由线圈的电磁力产生的作用在运动铁芯上的外力(F1)以及由永磁体的磁力所产生的作用在运动铁芯上的外力(F2)二者作用在与铁芯弹簧的弹力所产生的作用在运动铁芯上的外力(F3)相反的方向上，并且

施加到跳闸杆中的第一跳闸弹簧的弹力作为外力(F4)作用在所述运动铁芯上，所述外力(F4)的方向与由线圈的电磁力所产生的作用在所述运动铁芯上的外力(F1)以及由永磁体的磁力所产生的作用在所述运动铁芯上的外力(F2)的方向相同。

11.根据权利要求10所述的欠压跳闸装置，其中，在关断操作过程中，由铁芯弹簧的弹力所产生的外力(F3)以及由施加到跳闸杆中的第一跳闸弹簧的弹力所产生的外力(F4)作用在所述运动铁芯上，并且

外力(F2)和外力(F4)的和超过了由该铁芯弹簧的弹力所产生的作用在运动铁芯上的外力(F3)，以保持所述运动铁芯的停止状态。

12.根据权利要求10所述的欠压跳闸装置，其中，在导通操作过程中，由线圈的电磁力所产生的外力(F1)、由永磁体的磁力所产生的外力(F2)，以及由铁芯弹簧的弹力所产生的外力(F3)作用在运动铁芯上，

外力(F1)和外力(F2)的和超过了由铁芯弹簧的弹力所产生的作用在运动铁芯上的外力(F3)，以保持所述运动铁芯的停止状态。

13.根据权利要求12所述的欠压跳闸装置，其中，在跳闸操作过程中，在导通操作中作用在运动铁芯上的外力中由线圈的电磁力所产生的外力(F1)相对于施加到电路中的电力的减小而成比例地减小，并且

外力(F3)超过了外力(F1)和外力(F2)的和，并且所述运动铁芯运动，以使得所述运动铁芯的所述突起转动所述跳闸杆。

14.根据权利要求10所述的欠压跳闸装置，还包括施加弹力到所述跳闸杆中的第二跳闸弹簧，

其中，施加到跳闸杆中的第二跳闸弹簧的弹力作为外力(F5)在与外力(F1)和外力(F2)相同的方向上作用在所述运动铁芯上。

15.根据权利要求14所述的欠压跳闸装置，其中，在关断操作过程中，仅有外力(F2)、外力(F3)、外力(F4)以及施加到跳闸杆的由第二跳闸弹簧的弹力所产生的外力(F5)作用在运动铁芯上，并且

外力(F2)、外力(F4)以及外力(F5)的和超过了由铁芯弹簧的弹力所产生的作用在所述运动铁芯上的外力(F3)，以保持运动铁芯的停止状态。

16.根据权利要求14所述的欠压跳闸装置，其中，在导通操作过程中，外力(F1)、外力(F2)、外力(F3)以及施加到跳闸杆中的由第二跳闸弹簧的弹力所产生的外力(F5)作用在运动铁芯上，并且

外力(F1)、外力(F2)以及外力(F5)的和超过了由铁芯弹簧的弹力所产生的作用在所述运动铁芯上的外力(F3)，以保持运动铁芯的停止状态。

17.根据权利要求16所述的欠压跳闸装置，其中，在跳闸操作过程中，在导通操作过程中作用在运动铁芯上的外力中由线圈的电磁力所产生的外力(F1)相对于施加到电路中的电力的减小而成比例地减小，并且

外力(F3)超过了外力(F1)、外力(F2)以及外力(F2)的和，并且所述运动铁芯运动以使得所述运动铁芯的所述突起转动所述跳闸杆。

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