CN1034250C - 带拉出联锁的可调断路器 - Google Patents

Abstract

一个拉出连锁装置163包括一个耦联到断路器1手动跳闸机构137细长的联锁部件。该联锁部件被弹簧偏压到延伸位置而通过断路器后壁179伸出，借助于断路器压装的表面维持在退回位置。当断路器移离安装表面189时，联锁部件伸出，驱动手动跳闸机构，且在断路器从被保护导体上断开前切断电流，以防止在端子17、19处产生电弧。

Description

带拉出联锁的可调断路器

本发明涉及到具有调整断路器跳闸电流的机构的断路器，且尤其涉及到这样的断路器，该断路器具有一个保证在断路器从其安装处移开前就跳闸的机构。

断路器设有一个机构，用来断开其与保护外壳内单根或多相导电体相通的电路；它一般还设有熄灭在截断大电流时产生的电弧的装置。有些断路器设有快速断开型端子，以便与它们欲插入的导电体相啮合。如果断路器在它与其所保护的导体断开前不跳闸，就会在断开处产生大量不可抑制的电弧。这对那些移开断路器的人是危险的，并且会严重地损坏断路器和导体的端子。

因此对断路器就有一个要求，在断路器触头闭合状态下不能将断路器与它保护的导体断开。

本发明的目的是提供一种断路器，它与导电体断开之前就能够自动跳闸。

大多数断路器都具有调整使断路器跳闸的异常电流条件的机构。这些机构使断路器难于采用一种联锁装置，用来当断路器与被保护导体断开时使其跳闸。本发明进一步的目的还在于对于带有这样一种跳闸调整机构的断路器，如果期望在该断路器触头闭合状态下将其移开，则在端子断开之前就要使其跳闸。

对这种断路器尤其要求容易和廉价地制成或对现有设备改造且还要可靠。

通过本发明的断路器可以满足这种种要求，这种断路器包括一个可从断路器外壳外部接近的手动跳闸机构，用于跳开断路器，而与被保护导体中的电流无关。一个拉出联锁机构包括：一个可以在退回位置和伸出位置之间运动的联锁部件；将该联锁部件偏压向伸出位置的偏压部件；以及将该联锁部件耦连到手动跳闸机构的耦连部件。该联锁部件被耦连到手动跳闸机构，其方法是：该联锁部件运动到伸出位置而使得手动跳闸机构运动到被驱动的位置，使断路器跳闸，另外在该联锁部件外于退回位置时，手动跳闸机构可随意地跳开断路器。

该联锁部件通过断路器外壳伸出，并且通过与安装部件啮合而保持在退回位置，断路器就安装在该安装部件上。当断路器从安装部件拉出时，借助偏压部件使联锁部件运动到伸出位置，在断路器上的可释放端子与导体断开以前，通过动作手动跳闸机构使断路器跳闸。于是，导体中电流的截断就发生在设有灭弧装置的断路器内，而不是在端子处。

结合附图阅读下面对较佳实施例的叙述，即能充分理解本发明，附图中：

图1是引入本发明的一个断路器平面图；

图2是图1所示断路器的断面图，断路器在闭合位置；

图3是一个与图2相似的局部垂直断面，表示断路器在断开位置；

图4是一个与图3相似的示图，表示断路器在跳闸位置；

图5是一个图1断路器所选择部分的断面图，从图2右侧视入；

图6是图5所示机构的断面内局部立面图，从图5右侧视入；

图7是与图6相似的示图，该断路器从其安装处被移开，表示联锁部件在伸出位置，断路器在该位置被跳闸；

图8是一个与图6相似的示图，表示断路器手动跳闸机构被驱动，而联锁部件维持退回。

参考附图，示出一个装有按本发明技术构成的拉出联锁机构的模铸外壳断路器1，虽然这里给出和叙述的断路器1是一个三相或三极断路器，但本发明的原理同样可应用到单相或多相断路器，以及交流和直流断路器上。

断路器1包括一个模铸的、电气绝缘的外壳3，它包括一个顶盖5，用紧固零件9机械地固定到一个模铸的、电气绝缘的底套或底座7上。设置了一套第一弹簧夹端子或线路端子11，每极或每相一个；同样，在断路器底座7的另一端设置一套第二弹簧夹端子或负载端子13。这些端子用来将断路器1分别通过刀形端子17和19电气上串联到包括导体15a、15b、15c的三相电路中，用以保护三相电力系统。

断路器1还包括一个电气上绝缘的、刚性的可啮合的手动手柄21，它通过顶盖5中的开口23伸出，用于将断路器1置于它的闭合位置(图2)或它的断开位置(图3)。断路器1也可以呈现跳闸位置(图4)。借助移动手柄21通过该断开位置(图3)，还可以将断路器1从跳闸位置复归到闭合位置。用以下一步的保护性运行。手柄21可以手动动作或借助一个操作机构25(将作详细介绍)自动动作。最好有一个随手柄21一起可动的电气绝缘片27，以将开口23的底部复盖住，并作为断路器1内、外部之间的一个隔电层。

作为它的主要内部部件，断路器1包括每相一组电气触头29，操作机构25和一个跳闸机构31。每组电气触头包括一个固定电触头33和一个可动电触头35。与每组电触头29有联系的是一个灭弧栅37和槽马达(slot motor)39，两者均为传统型的。简单地说，该灭弧栅37根据一个故障状况将分离电触头33和35之间形成的单一电弧分成一串电弧，使总弧电压增加并使故障电流大小受到限制。由一系列基本上为U形履有绝缘的钢叠片或基本为U形的电气绝缘的实心钢棒构成的槽口马达39围着触头33、35安置，集中由大电流的短路或故障电流状况所产生的磁场，借此大大增加分离电气触头33和35之间的磁斥力，以加速它们的分离，电气触头33和35的快速分开导致了相对高的弧电阻，使故障电流的大小受到限制、在美国3815059号专利中可看到灭弧栅37和槽口马达39的较详细叙述。

该固定的电触头33包括一个具有触头43的U形固定部件41，用于机械和电气接触上部电气触头，部件41的端部向底座7外伸出，并作为固定弹簧夹线路端子11用。

该可动电气触头35包括一个可转动的触头臂45和一个触头47，用于机械和电气上接触下部电气触头。

该操作机构25包括一个偏心肘节机构49、单件整体模铸横闩51，一对刚性的间隔开的金属侧板53、一个刚性的可转动的金属手柄轭55，一个刚性的止动销57，一对操作拉簧59和一个闭锁机构61。

该偏心肘节机构49包括一个刚性的金属托架63，它是可以绕着托架支撑销65的纵向中心轴转动，该托架支撑销65在侧板53中枢轴转动。

肘节机构49还包括一对上部肘杆67、一对下部肘杆69、一个肘节弹簧销71和一个上部肘杆跟随销73。该下部肘杆69借助肘节接触销75被固定到可动电气触头35的可转动触头臂45的任一侧。销75的两端部被接收并夹持在模铸的横闩51中。于是，可动电气触头35的移动和横闩51的相应移动受下部肘杆69移动的影响。照这样，由断路器1的中央极或相中的操作机构25造成可动电气触头35的运动，通过该刚性横闩51同时引起与断路器1的其他极或相有关的电气触头35的相同运动。

该上部肘杆67和下部肘杆69由肘节弹簧销71枢轴连接、操作拉簧59在肘节弹簧销71和手柄轭55之间被拉伸，以使弹簧59保持在张力下使偏心肘节机构49的动作能受控制并响应手柄21的外部扳动。

上部肘杆67还包括用于接收和阻挡销73的凹槽或槽沟77，销73在离托架63的旋转轴预定距离的位置处通过托架63，由弹簧59的弹簧张力使销73与上部肘杆67保持啮合。于是托架63的旋转运动对杆67下段的相应运动或位移产生影响。

托架63有一个界限出平的锁定表面的开口或槽沟79，它成形为与一个平的托架连锁面接合，该连锁面形成在基本上为平的中间连锁板83中延伸的开口或孔81的上端部中。托架63还包括一个基本上平的手柄轭接触表面85，它构形成与手柄轭55上端处形成的一个下随延伸的表面87相接触。操作弹簧59使手柄21在跳闸动作时移动，而表面85和87将手柄21定位在跳闸位置(图4)，该位置处于手柄21的闭合位置(图2)和打开位置(图3)之间，以表示断路器1已经跳闸。另外，表面85和87接合使操作机构25在跳闸动作以后进行复位，这是由于托架顶着动作弹簧59的偏压以顺时针方向从它的跳闸位置(图4)运动到并超过它的打开位置(图3)而实现的，这就使槽口79上和孔81中的闭锁表面能重新接合。

操作机构和它的有关的模铸横闩的进一步详细内容可以从美国4630019号专利所公开的相似操作机构的叙述中得到。

跳闸机构23包括：中间闭锁板83、一个整体铸成的跳闸杆89，托架闭锁板91，张力弹簧支撑销93、复动式张力弹簧95、磁力跳闸组件97、双金属构成的热力跳闸装置99、和一个手动跳闸机构101。

整体模铸的跳闸杆89支枢在模铸外壳断路器1的底座7中的垂直隔板103中枢轴转动，该断路器的三极分开(见图5)。该跳闸杆89对于每一极都设有径向下伸的驱动杆105(见图2、3和4)，从跳闸杆向外延伸的跳闸杆107被托架闭锁板91接合。托架闭锁板91装配成围绕着平行于跳闸杆的轴旋转。复动式张力弹簧95的一个臂使托架闭锁板91顶着中间闭锁板83偏移。张力弹簧95的另一臂靠在跳闸杆89上的垂直隔板109上支受着，使跳闸杆如图2中所示向反时针方向偏压。

当断路器如图2所示处于闭合位置时，张力弹簧59会使托架63以及反时针方向转动；但是受到托架闭锁板91的阻挡，该托架闭锁板91由跳闸杆107定位于跳闸杆89上并通过中间闭锁板83起作用。

磁力跳闸组件97包括一个固定磁构件111，一个衔铁113，以及调整磁力跳闸的装置115。

该衔铁借助一个销117支枢而可转动；一个弹簧119将该衔铁偏压远离固定的磁构件111。调整装置115调整磁力跳闸装置97的动作电流。

每相的双金属片热跳闸装置通过导电部件121电气上连到相应的负荷端子13。双金属片99的下端设有一个指状件123，它与在跳闸杆89的驱动臂105下端上的一个斜表面125空间上分开。该斜表面125限定一个平面，该平面在图2中的左侧边棱比右边棱较紧(closer)。调整在指状件123和面125之间间隔，能够由两个装置实现。靠销129呈枢轴装设的杆臂127(见图5)借助可通过上盖5的凸轮装置131转动，因而使跳闸杆89轴向滑动，借此调整指状件123和斜面125之间的间隔。双金属片99的校准可在工厂通过旋转螺栓133完成。

借助一个挠性铜分流器135提供一个在双金属片99下端和可动电气触头35之间的电流通路，该分流器135通过任何适当的方法(如铜焊)连到该双金属片99的下端以及横梁51内的可动电气触头35上。用这种方式。通过在端子11和13之间的断路器，途经固定电气触头33、可动电气触头35、挠性分流器135、双金属片99和导电部件121，为每相提供电气通路。由于双金属片99被固定的磁构件111围绕，则由双金属片传导的电流在该固定磁构件中产生磁场，吸引衔铁113。

手动跳闸机构101包括一个细长的撑架137，它具有一个从其上端水平延伸的驱动臂139，以及一个有水平偏移下部143的垂直部分141。撑架137安装成借助导向件145及147作垂直的直线运动，导向件145及147分别在基座7内的矩形垂直定向槽146和148内滑动。一个从撑架137下端水平延伸的跳闸臂149啮合一个在跳闸杆89上的驱动杆151，使该跳闸杆转动，于是通过该撑架的向下运动使断路器跳闸。借助压在从驱动臂139及部件121顶部延伸出的凸缘155上的压簧153，对撑架137向上偏压。凸缘155上的凸台157将压簧153保持定位。一个在驱动臂139上的绝缘按鈕159从盖5上的一个开口160伸出，此处用于断路器的手动跳闸。

在运行中，断路器被整定为图2所示的闭合位置。超过磁力跳闸整定值的电流在固定磁构件111中产生一个磁场，足以将衔铁113以从图2看去的顺时针方向拉向它。电枢的下端使跳闸杆89以顺时针方向旋转，直至托架闭锁板91滑脱跳闸杆107为止。这就松开了托架63，允许操作拉簧59按图2中的反时针方向转动该托架63，这就使得肘节机构49越到图4所示的位置，从而就断开一组电器触头29。如上所述这就导致横闩51的转动，断开断路器1每一极上的触头组29。与此相似，一个持续的低值电流使双金属片99弯曲，使指状件123与在跳闸杆89上的驱动杆105上的凸轮表面125接触，因而转动跳闸杆89，并且使断路器断闸，其方式为上边对磁力跳闸所讨论的相同。

如果要求手动使断路器1跳闸，就压下按扭159，使撑架反抗弹簧153的力向下运动而转动跳闸杆上的驱动杆151，使断路器如上述地跳闸。

如果从装设断路器的构件161上在触头29闭合时取出断路器1，则流过导体15a、15b和15c的电流，将在端子11和/或13处发生电弧。依靠本发明可避免这种情况，本发明保证了当断路器与导体15断开时该断路器的触头29打开。这种功能是由拉出连锁机构163实现的。

该拉出连锁机构163包括一个细长的连锁部件165，它被插在断路器1的底座7内的一个槽167中。该连锁部件借助耦连部件169耦连到手动跳闸撑架137，该耦连件169包括一个从手动跳闸撑架137水平伸出来的凸出部分171。在该联锁部件165内的一个凹槽175限定一个台肩177，该台肩177在凸出部分171上滑动并啮合。该联锁部件165能够在如图5、6和8中所示的退回位置和图7中所示的延伸位置之间运动，在退回位置中联锁部件165的下端与底座7的后壁179的外表面齐平，在延伸位置，该联锁部件实际上伸过了外壳的底座7。靠一个垂直压簧181将该联锁部件165偏压到延伸位置，压簧181压在联锁部件165上的一个水平边棱183上，同时依靠从边棱183伸出来的一个指状件185将该联锁部件165定位。压簧181还压在外壳的底座7内槽167中的水平表面187上。在安装构件161上的断路器就位时，联锁部件165被构件161的表面189压在退回位置并保持在那里，如图8所示。在联锁部件165中的凹槽175的尺寸是这样一种情况：能够驱动手动跳闸机构使装在图8所示的安装构件161上的断路器跳闸。当断路器从安装构件中拉出时，压簧181将联锁部件推向图7所示的伸出位置。在发生这种情况时，在联锁部件165上的台肩177啮合凸出部分171并将撑架137与它一起向下拉。这就使得撑架137下端上的跳闸臂149啮合驱动杆151，并且转动跳闸杆使断路器跳闸。其尺寸是这样设计的：在端子11和13与弹簧夹端子17和19分别脱离以前将断路器跳闸，所以通过导体15的电流由断路器的触头29切断。

尽管已经详细叙述了本发明的实施例，但很明显，那些熟悉本技术领域的人员根据所揭示的全部教导内容能够对这些细节做出改形和变动。因此，所揭示的特定的装置只是作为说明而并不限制本发明的范围，其范围由附加的权利要求及其所有的等同物给定。

Claims (4)

1.一台断路器为可卸下地安装在一个安装部件上面与电导体在电气上串联连接，以作其异常电流的保护，所述断路器包括：一个电气触头，该触头能在闭合位置和断开位置之间操作，在闭合位置时通过导体的电路接通，在断开位置时通过导体的电路被切断；一个操作机构，工作于在不闭锁时可将上述电气触头操作到断开位置；一个跳闸杆，可从一个偏压位置转动到一个跳闸位置，以释放所述操作机构；一个自动跳闸组件，响应于流过所述导体的异常电流，将上述跳闸杆旋转到跳闸位置；一个电气绝缘外壳，容纳所述电气触头、所述操作机构、所述跳闸杆和所述自动跳闸组件；联接到所述电气绝缘外壳内的所述电气触头的电气端子，该端子伸出所述外壳，以能可卸开地啮合上述电气触头；一个通过上述电气绝缘外壳的手动跳闸机构，它可以从该外壳的外部扳动以致从一个非驱动位置到一个驱动位置，以将上述跳闸杆转动到跳闸位置；一个拉出联锁机构，它包括一个联锁部件，该部件可以在一个退回位置和一个伸出位置之间运动；其特征在于：

一个用于将所述联锁部件偏压到伸出位置的偏压装置；以及一个用来将联锁部件耦连到手动跳闸机构的耦连部件，以在所述联锁部件从退回位置运动到伸出位置时，使上述手动跳闸机构随着运动到驱动位置，但是在该联锁部件保持在退回位置时，允许手动跳闸机构手动到驱动位置；所述联锁部件当所述断路器安装在所述安装部件上，并在所述电气端子啮合住所述导电体装置时，借助于通过所述外壳与所述导电部件啮合而维持在退回位置；以及当该断路器从安装部件上拉出时，所述联锁部件借助偏压装置运动到伸出位置，在所述电气端子脱离导电体以前通过手动跳闸机构的驱动使断路器跳闸。

2.根据权利要求1的断路器，其特征在于，当联锁部件在退回位置时，它大致退回到上述外壳以内，并且在伸出位置时它伸出到上述外壳以外，并且其中安装部件包括一个安装表面，它压在该联锁部件上，以将联锁部件保持在退回位置。

3.根据权利要求2的断路器，其特征在于，所述手动跳闸机构包括一个可在所述驱动和非驱动位置之间直线运动的支架部件，且其中所述的耦联装置包括一个由所述支架部件、联锁部件之一限定的一个台肩，以及一个由另一部件限定的突出部分；该突出部分啮合所述台肩而将联锁部件耦连到支架部件，以在所述联锁部件从所述退回位置运动到伸出位置时使支架部件运动到所述驱动位置。

4.根据权利要求3的断路器，其特征在于，所述电气绝缘外壳具有一个前盖，通过该盖可以触到手动跳闸机构，以及一个后壁，当所述断路器安装在所述安装表面上时该后壁邻接该安装表面，所述支架部件的直线运动总的是朝向和远离所述后壁，且所述联锁部件通过所述后壁伸出且基本上与其垂直。

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