CN103715029B - 电保护设备的操作装置及包括该操作装置的电保护设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了电保护设备的操作装置及包括该操作装置的电保护设备。操作装置包括：联接到杠杆手柄的传动联杆；用于支撑安装为绕外壳的称为第一轴线(X)的固定轴线旋转的活动接触件并包括安装板的装置(9)；和由脱扣装置控制的释放杆。接触件支撑装置包括以铰接方式绕称为第一轴线(X)的铰接轴线安装所经过的长圆形孔，支撑装置(9)通过圆头型连接件(R)机械连接到安装板(11)，其旋转中心相对于称为第一(X)或第二轴线的旋转轴线偏移，旋转中心位置以及长圆形孔(16)的方位使得当固定和活动接触件压靠在一起时长圆形孔(16)允许在称为第一轴线的轴和通过轴在长圆形孔内移动的支撑装置之间相对移动，导致支撑装置(9)绕圆头的旋转中心旋转。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于操作容纳在绝缘外壳中的电气保护设备的装置，电气保护设备包含至少一对固定接触件和活动接触件，所述一个或多个活动接触件可以使用杠杆手柄手动地致动或者自动地致动，所述装置包括：联接到杠杆手柄的传动联杆；用于支撑安装为绕外壳的被称为第一轴线的固定轴线旋转的一个或多个活动接触件的装置，包括安装为绕被称为第二轴线的、与被称为第一轴线的轴线重合的轴线旋转的安装板，所述安装板具有到传动联杆的可分离的机械连接件，并且能够朝向闭合位置驱动一个或多个活动接触件并将一个或多个活动接触件保持在闭合位置中；以及由脱扣装置控制的释放杆，脱扣装置用于在发生故障时分离机械连接件，导致机构独立于杠杆手柄而自动脱扣并导致接触件分开，并且涉及一种包括这样的装置的电气保护设备。
背景技术
例如，文献EP 1 975 971和FR 2 956 922是已知的并描述了一种用于操作包括前述特征的微型断路器的装置。
现在，这些装置无法用于开关直流电，并且当电路中受保护电压非常高时，这些设备的性能受限。
文献FR 2 495 826也是已知的，并描述了一种双接触件断路器，其可以用于开关直流电并可以用在高压方面。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于操作电气保护设备的装置，其具有简单的设计并能够使设备的性能提高。本发明的另一目的是提出一种具有简单设计的操作装置，其能够使设备用于较高电压或开关直流电。
为此，本发明的一个主题是用于操作上文中提到种类的电气保护设备的装置，该装置的特征在于：前述接触件支撑装置包括长圆形孔，所述支撑装置以活动连接的方式绕被称为第一轴线的活动连接轴线经过长圆形孔安装，并且前述支撑装置通过圆头型连接件机械地连接到前述安装板，圆头型(ball-ended)连接件的旋转中心相对于被称为第一轴线或第二轴线的旋转轴线偏移，该旋转中心的位置以及所述长圆形孔的方位是这样的：当一个或多个固定接触件和活动接触件被压靠在一起时，该长圆形孔能够在被称为第一轴线的轴和通过轴在长圆形孔内移动的接触件支撑装置之间相对移动，从而导致支撑装置绕圆头(ball)的旋转中心旋转，这样做的目的是能够使支撑装置绕第一接触点旋转，第一接触点在一个或多个固定接触件和活动接触件被压靠在一起时创建于固定接触件和活动接触件之间，旋转活动接触件具有的效果是在一个或多个活动接触件和固定接触件之间平衡各种负载。
因此，本发明可以平衡活动接触件和固定接触件之间的负载，而不论活动接触件和固定接触件的数量如何，甚至当接触支撑件支撑将要与仅一个固定接触件协作的仅一个活动接触件时也是如此，然后平衡在又建立于同一接触件上的各接触点之间得以实现。
根据一个特定特征，位于接触件支撑装置和安装板之间的前述圆头型连接件是局部连接类型的圆头型连接件。
根据另一特征，前述安装板被紧固到称为销的轴，如此安装使得它可以相对于电气保护设备的外壳旋转，并且接触件支撑装置以活动连接的方式绕该轴安装，所述销穿过所述长圆形孔。
根据另一特征，接触件支撑装置支撑被称为活动接触件的机械紧固且电气连接的两个接触件，所述活动接触件将要与两个固定接触件协作。
根据另一特征，当位于活动接触件之一和固定接触件之一之间的单一接触点建立时，支撑装置绕所述接触点旋转，安装板的销在孔内移动，直到销在所形成接触点的相反侧承靠于支撑装置上，从而整体到达平衡位置；然后当第二接触点建立在第二活动接触件和第二固定接触件之间时，接触件支撑装置与销分开，直到销不再与接触件支撑装置接触，在此位置中接触压力得以平衡。
根据另一特征，位于前述接触件支撑装置和安装板之间的机械连接件是略微滑动的局部圆头型连接件，以能够使支撑装置相对于安装板的少量平移移动，并且用于平移移动支撑装置的长圆形孔的方位以及前述自由度的方向是这样的：在闭合期间当接触件被压靠在一起时或者可替代地在打开接触件期间当接触压力释放时，安装板绕被称为第二轴线的轴线经历的旋转会导致支撑装置相对于被称为第一轴线的轴线旋转，直到处于不再可能移动支撑装置的位置，并且在这之后安装板会经历相对于支撑装置绕圆头的旋转中心的相对移动，支撑装置的这种旋转通过实施为被称为第一轴线的轴线的轴和装置的界定所述孔的壁之间的协作会导致安装板和支撑装置之间的相对平移运动，该运动凭借摩擦固定接触件的活动接触件而能够清洁接触件。
本发明的另一主题是一种包括操作装置的电气保护设备，所述操作装置具有单独或组合考虑的前述特征。
根据一个特定特征，该设备是断路器或开关。
根据另一特征，该设备将用于开关高压交流电或直流电。
附图说明
然而，根据以下参考附图做出的详细说明，本发明的其它优点和特征将变得更加清楚，附图仅仅通过举例给出，并且其中：
-图1是示出根据本发明的断路器的内部部分的透视图，其外壳已经打开，所述断路器处于接触件打开的位置中，
-图2是与之前的图相同的视图，其中所述断路器处于接触件闭合的位置中，
-图3是示出根据本发明的操作装置的部分的透视图，该部分与活动接触件关联，
-图4是示出与之前的图中操作装置相同的部分、但与之前的图相比从相反侧观察的透视图，在此位置中，由活动接触件施加到固定接触件的接触压力被平衡，
-图5是一旦负载已经平衡时并在涉及接触件自清洁的步骤开始时操作装置的该相同部分的侧视图，
-图6是示出操作装置在设备中工作时的部分平面图，接触件的清洁已经发生，以及
-图7是操作装置在设备中工作时的部分平面图，在此位置中接触件闭合；并且更特别地示出了接触压力弹簧负载是如何加倍的。
具体实施方式
如图1和2中可以看到的，根据本发明一个特定实施例的断路器D包括绝缘外壳1，其基本上由两个半壳2组成，上半壳已被除去，以便显示所述断路器的内侧。外壳1具有对应于模块化系统的平行六面体整体形状。该外壳1具有用于附接至轨道的后面3以及前面4，前面4具有槽5，操作的杠杆手柄6穿过该槽5。
按照本身已知的方式，该断路器包括开关电路。按照常规的方式，开关电路包括由接触支撑件9第一端部支承的活动接触件，在本发明该特定实施例中是两个活动接触件7、8。接触支撑件9由绝缘材料制成，并如此安装使得它们可以绕被称为第一轴线的轴线X枢转，体现为枢轴10。
该断路器包括容纳在外壳上部中的操作机构。
活动连接该接触支撑件9的该枢轴10由安装板11支承，该安装板如此安装使得它经由形成在外壳的半壳中并分别容纳枢轴两个端部的两个支承部可以相对于外壳绕被称为第二轴线Y的轴线枢转，第二轴线Y与前述枢轴的被称为第一轴线的活动连接轴线X重合。
安装板11的枢转轴线以及接触支撑件9的活动连接轴10体现为紧固到安装板11的轴或枢轴10。
如此安装安装板11使得它可以相对于外壳1枢转意味着：接触支撑件9可以在活动接触件7、8打开的位置和所述活动接触件闭合的位置之间移动。
为此，安装板11支承能够与接触支撑件9协作的止动件，以使之绕枢轴10朝向活动接触件闭合的位置旋转。安装在外壳和安装板之间的弹簧促使安装板绕轴朝向活动接触件打开的位置旋转。
使接触支撑件9相对于安装板11本身有限枢转的构造能够使所述接触支撑件9有一些游移，尤其是在将安装板11已经推动到活动接触件7、8闭合的位置中之后。
操作装置还包括接触压力器件(未描绘)，其作用于接触支撑件上，以压靠在所述支撑件上并将所述支撑件推动到活动接触件闭合的位置中。这些接触压力器件包括作用于相应接触支撑件上的两个扭矩弹簧22、23。每个扭矩弹簧均具有旋转轴线，它绕旋转轴线施加扭力。
扭矩弹簧仅仅相对于要施加的接触压力来设定比率。
在所描绘的实施例中，操作机构包括传动器件，传动器件定位在杠杆手柄6和接触支撑件9之间，或者更具体地定位在杠杆手柄6和安装板11之间。这些器件能够使安装板11在活动接触件7、8打开的位置和活动接触件7、8闭合的位置之间移动。
如本身已知的，并且如图1和2中可见的，联接到脱扣器件的释放杆13(将要描绘)能够使存在的电气故障被检测，并能够使操作机构被作用以便打开断路器的接触件。这些脱扣器件包括电磁脱扣装置E和热脱扣装置T，在此实例中是双金属条。释放杆绕由安装板支承的轴枢转地安装，其中该轴相对于枢轴具有预定的偏移量。释放杆被设计为导致接触支撑件移动到打开位置中，导致传动器件的可分离的机械连接件L分离。
这些传动器件包括联接到杠杆手柄6内部基部的传动联杆14，以形成肘接，其活动连接相对于所述杠杆手柄6的枢转轴线Z偏离中心。可分离的机械连接件形成在传动联杆14和安装板11之间。在锁定位置中，可分离的机械连接件L允许使用杠杆手柄6用手来操作该操作机构。在脱扣装置的作用下使释放杆13向脱扣位置中移动会导致暂时分离机械连接件L，引起操作机构独立于杠杆手柄6自动脱扣。释放杆13在故障已经使机构脱扣之后与复位弹簧关联，当杠杆手柄移动到打开位置中时，复位弹簧将自动地重新建立机械连接。
根据这些传动器件的一个特定实施例，可分离的机械连接件L包括枢转地安装在安装板11轴线上的钩子15。在与该轴线相对的端部处，钩子的喙部在连接件处于锁定位置中时与位于释放杆13的上臂上的停止挡(retaining catch)协作。
对专业人员而言熟知的该可分离的机械连接件将不进一步详细地描述。欲了解更多信息，参考本申请公司的文献FR 2 956 922或EP 1 975971。
如本身熟知的，虽然未描绘，但是热脱扣装置的双金属条借助于滑动件与释放杆协作。
根据本发明，并且如图3至7中更特别地可见的，在接触支撑件9中制成的且使紧固到安装板11的枢轴10可以通过的孔16具有长圆形形状，并具有或多或少对应于枢轴10直径的宽度。此外，经由局部圆头型连接件R经由接触支撑件9的在其自由端部处包括圆头18的臂17，接触支撑件9机械地连接到安装板11，臂17和圆头18组件将要插入到在安装板11中制成的具有细长形状的凹处19中，然后接触支撑件9可以相对于安装板11绕接触点P在该圆头18和安装板11之间旋转，连接件具有圆头型局部类型，能够所述接触支撑件9绕接触点P在轴线U每侧上摆动。在这个旋转期间，紧固到前述安装板11的枢轴10可以在位于接触支撑件9中的长圆形形状开口16中移动，该旋转移动的幅度由该长圆形形状开口的长度确定，该长圆形部分的方位使得在这个旋转期间构成前述枢轴的销10可以通过该长圆形开口与关联于局部圆头型连接件R的旋转中心大致同心的事实从该开口16的一个端部移向另一端部，该旋转中心包括位于接触支撑件9和安装板11之间的接触点P。与由开口16(接纳活动连接接触支撑件9的枢轴10)长圆形形状创建的自由度结合的该局部圆头型连接件R指的是：当接触件被压靠在一起时由活动接触件7、8施加到固定接触件20、21的负载可以得以平衡，这将要在下面说明。
根据本发明，该操作装置将用在被称为双断路设备--即设备包括两个活动接触件--的电气保护设备中。为此，接触支撑件支撑分别将与两个固定接触件20、21协作的两个活动接触件7、8。在这种情况下，接触压力将在由固定接触件20、21和活动接触件7、8组成的每个组件处创建的两个接触点之间得以平衡。
根据本发明的另一特征，位于接触支撑件9和安装板11之间的局部圆头型连接件R具有滑动类型，以能够使在局部连接P处支撑位于安装板11内的圆头18的臂17在为此目的设置在安装板11中的细长形状凹处19中少量平移地移动。此外，长圆形孔16的方位使得该长圆形孔的纵向对称轴线相对于接触支撑件9的环形路径t倾斜，从而当接触支撑件9相对于安装板11绕旋转中心P旋转时，枢轴10与界定长圆形孔16的壁协作，以导致接触支撑件9根据该接触支撑件9已经相对于安装板11平移的自由度而平移移动，即或多或少平行于固定和活动接触件的纵向方向，这在图5和6中示出。
根据本发明的操作装置的工作方式将在下面参考附图进行描述。
在图1中，操作装置处于接触件7、8、20、21打开的位置，杠杆手柄6处于打开位置。
当杠杆手柄6被致动以闭合接触件时，该杠杆移动联杆14，联杆14压靠在安装板11上并压靠在钩子15上。钩子15锁定在释放闩(或杆)13上。
联杆14抵靠在安装板11和钩子15上，导致安装板11绕其轴线枢转，直到接触件闭合为止。
联杆14继续其行程直到杠杆手柄6形成的肘接中性点，并且联杆14已被越过。
接着，如图2中描绘的，机构选定保持接触件7、8、20、21闭合的平衡位置。
为了用手打开接触件，杠杆手柄6被致动直到它在另一方向上越过肘接的中性点。然后，当杠杆手柄6到达其行程端部时(其位置在图1中描绘)，机构恢复使接触件打开的平衡位置。
当接触件7、8、20、21闭合并且释放闩13被致动时，钩子15解锁，但杠杆手柄6并未立即返回到其打开位置。
由联杆14施加到机构的力的平衡已被破坏。安装板11绕其轴线旋转并打开接触件7、8、20、21。
然后，杠杆手柄6的弹簧使该杠杆返回到接触件打开的位置，联杆14使钩子15返回到初始位置，并且当杠杆手柄6被再次致动以闭合接触件时，使钩子偏置(hook-polarizing)且使闩复位的弹簧将这些物件返回到能够使钩子15锁定到闩13上的位置。
根据本发明，在从打开位置到闭合位置的过渡期间，并且同时活动接触件被压靠在固定接触件上，则接触支撑件9旋转地移动，并且销在长圆形形状的开口16中移动。接触支撑件9仍然抵靠在销10上，与在活动接触件7、8之一和固定接触件20、21之一之间创建的第一接触点相对，以建立某种程度的平衡。
然后，当第二接触形成于另一活动接触件和另一固定接触件之间时，接触支撑件9与销10分开，销10本身处于长圆形开口16中的中间位置附近，此位置代表的事实是，接触压力是平衡的，这为图4中示出的位置。
在被称为接触压力平衡位置的该位置之后，杠杆手柄6然后再次在闭合方向上旋转。现在，由于活动接触件7、8已经抵靠在固定接触件20、21上，所以接触支撑件9不再能够绕销10旋转，于是凭借为此目的设置的圆头型连接件R使接触支撑件9相对于安装板11旋转。
在接触支撑件9上的这一压靠期间，接触支撑件9压靠在销10上(图5)，由于长圆形形状开口16的方位，该销压靠在长圆形开口16的壁上，因此导致接触支撑件9向下移动，即朝向设备的后面移动，移动距离或多或少与圆环t通过枢轴10上部和长圆形开口16最高点之间的距离d相当，这特别在图5中示出。由于在为此目的设置于安装板11中的细长开口19内侧在接触支撑件9和圆头18之间局部圆头型连接件R处允许用于平移移动的附加自由度，所以该移动被容许。
当接触压力释放时，该向下移动(e)之后是活动接触件7、8的向上移动，活动接触件7、8相对于固定接触件20、21的该交替移动创建了自清洁效果，这在图5和6中示出。
将会注意到，在活动接触件在固定接触件上的压力的释放阶段，当接触件打开时，相同的平衡和自清洁效果发生在相反方向上。
因此，本发明已经实现了一种用于操作电气保护设备的装置，该装置允许平衡接触垫上的负载，以通过在接触支撑件和安装板之间装配局部类型圆头型连接件来吸收磨损诱导的游隙，其在设置于接触支撑件中的开口中在圆环路径上由安装板销的附加自由度加以补充。
本发明也能够使接触件自清洁，能够使接触阻力稳定化，由于接触支撑件的长圆形开口与位于接触支撑件和安装板之间的滑动局部连接件进行协作的方位，这样，随着接触件被压靠在一起而导致活动接触件滑动。
本发明也可以实现弹簧体积的减少，随着接触件被压靠在一起通过传递接触支撑件的旋转点而创建接触压力，这可以在图7中看到，图7示出了用于施加接触压力弹簧负载的杆臂(a)已经变成一倍以上(2Xa)。
由于存在双接触件，凭借双接触件获得了更快速(一倍)的打开速度，并且打开距离也变成一倍，每个滑动接触件均具有打开距离，电流经由第一接触件抵达并经由第二接触件退出。
本发明因此实现了对配备有根据本发明的操作装置的设备的性能改进，能够使所述设备用于直流电或者甚至用于高压电。
当然，本发明并不限于描述和示出的实施例，这仅仅通过举例给出。
本发明应用于任何电气设备，其中至少一个活动接触件和至少一个固定接触件形成接触。
相对地，本发明包括所描述的器件及其结合的落入本发明精神内的所有这些技术等同物。
Claims (9)
1.用于操作容纳在绝缘外壳中的电气保护设备的装置，电气保护设备包括至少一对固定接触件和活动接触件，所述一个或多个活动接触件可以使用杠杆手柄手动地致动或者自动地致动，
所述装置包括：
-联接到杠杆手柄的传动联杆，
-用于支撑安装为绕外壳的被称为第一轴线的固定轴线旋转的一个或多个活动接触件的装置，包括安装为绕被称为第二轴线的、与被称为第一轴线的轴线重合的轴线旋转的安装板，所述安装板具有到传动联杆的可分离的机械连接件，并且能够朝向闭合位置驱动一个或多个活动接触件并将一个或多个活动接触件保持在闭合位置中，以及
-由脱扣装置控制的释放杆，脱扣装置用于在发生故障时分离机械连接件，导致机构独立于杠杆手柄自动脱扣并导致接触件分开，
其特征在于：
-支撑活动接触件的装置(9)包括长圆形孔(16)，所述支撑活动接触件的装置(9)以活动连接的方式绕被称为第一轴线的活动连接轴线(X)经过该长圆形孔安装，
-并且前述支撑活动接触件的装置(9)通过圆头型连接件R机械地连接到前述安装板(11)，圆头型连接件R的旋转中心相对于被称为第一轴线(X)或第二轴线(Y)的旋转轴线偏移，该旋转中心的位置以及所述长圆形孔(16)的方位使得当一个或多个固定接触件和活动接触件(7、8、20、21)被压靠在一起时，该长圆形孔(16)允许在被称为第一轴线的轴和通过轴在长圆形孔(16)内移动的接触件支撑装置之间相对移动，从而导致支撑活动接触件的装置(9)绕该圆头型连接件R的旋转中心旋转，这样做的目的是允许支撑活动接触件的装置(9)绕第一接触点旋转，第一接触点在一个或多个固定接触件(20、21)和活动接触件(7、8)被压靠在一起时创建于固定接触件和活动接触件之间，旋转活动接触件具有的效果是在一个或多个活动接触件和固定接触件之间平衡各种负载。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，位于支撑活动接触件的装置(9)和安装板(11)之间的前述圆头型连接件R是局部连接类型的圆头型连接件。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，前述安装板(11)被紧固到称为销的轴(10)，如此安装使得安装板可以相对于电气保护设备的外壳(1)旋转，并且支撑活动接触件的装置(9)以活动连接的方式绕所述轴安装，所述轴(10)穿过所述长圆形孔(16)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，支撑活动接触件的装置(9)支撑被称为活动接触件的机械紧固且电气连接的两个接触件(7、8)，所述活动接触件将与两个固定接触件(20、21)协作。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，当位于活动接触件(7、8)之一和固定接触件(20、21)之一之间的单一接触点建立时，支撑活动接触件的装置(9)绕所述接触点旋转，安装板(11)的轴(10)在孔(16)内移动，直到轴(10)在所形成接触点的相反侧承靠于支撑活动接触件的装置(9)上，从而整体到达平衡位置；然后当第二接触点建立在第二活动接触件(8)和第二固定接触件(21)之间时，支撑活动接触件的装置(9)与轴(10)分开，直到轴不再与支撑活动接触件的装置(9)接触，在此位置中接触压力得以平衡。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，位于前述支撑活动接触件的装置(9)和安装板(11)之间的机械连接件是略微滑动的局部圆头型连接件，以允许支撑活动接触件的装置(9)相对于安装板(11)的少量平移移动，并且用于平移地移动支撑活动接触件的装置(9)的长圆形孔(16)的方位以及自由度的方向是这样的：在闭合期间当接触件被压靠在一起时或者可替代地在打开接触件期间当接触压力释放时，安装板(11)绕被称为第二轴线(Y)的轴线经历的旋转会导致支撑活动接触件的装置(9)相对于被称为第一轴线(X)的轴线旋转，直到处于不再可能移动支撑装置的位置，并且在这之后安装板(11)会经历相对于支撑活动接触件的装置(9)绕圆头的旋转中心的相对移动，支撑活动接触件的装置(9)的这种旋转通过实施为被称为第一轴线(X)的轴线的轴和装置的界定所述孔(16)的壁之间的协作会导致安装板(11)和支撑活动接触件的装置(9)之间的相对平移运动，该运动凭借摩擦固定接触件(20、21)的活动接触件(7、8)而允许清洁接触件。
7.电气保护设备，包括根据前述权利要求中任一项所述的操作容纳在绝缘外壳中的电气保护设备的装置。
8.根据权利要求7所述的电气保护设备，其特征在于，所述电气保护设备是断路器或开关。
9.根据权利要求7或8所述的电气保护设备，其特征在于，所述电气保护设备将用于开关高压交流电或直流电。
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- 2013-09-18 CN CN201310426639.1A patent/CN103715029B/zh active Active
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