CN103811234A - 剩余电流断路器的操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种剩余电流断路器的操作机构，包括旋转设置的手柄和传动机构，传动机构包括与手柄相连的第一连杆，以及与第一连杆枢接的第二连杆，第二连杆与动触头传动相连；跳扣件组件，包括跳扣件、锁扣件、跳扣弹簧和锁扣弹簧；脱扣件，驱动锁扣件运动使跳扣件和锁扣件分离；自由脱扣机构，在手柄不转动时完成动触头运动，自由脱扣机构包括一转动设置的凸轮和第三连杆，凸轮的凸部抵触在跳扣件上，第三连杆一端枢接在凸轮上，第三连杆的另一端枢接在第二连杆、第一连杆的连接处，在跳扣件与锁扣件分离时，凸轮驱动跳扣件进而自身旋转，并且带动第三连杆驱使第二连杆运动进而带动动触头运动。本发明结构简单，能实现不借助外力的自由脱扣功能。

Description

剩余电流断路器的操作机构

技术领域

本发明涉及一种剩余电流断路器，特别是涉及一种剩余电流断路器的操作机构。

背景技术

众所周知，在低压配电系统的终端配电中，都需要安装剩余电流断路器，对人身直接接触以及电气火灾进行保护。在实际运用中，大量的剩余电流断路器正常接通和断开电流仅能达到40A，极少部分能够达到63A，当使用场所的额定电流超过63A时，剩余电流断路器的使用就会遇到困难。在现实使用的剩余电流断路器，部分不具有自由脱扣功能，部分具有自由脱扣功能的断路器，但是具有自由脱扣功能的断路器在实现自由脱扣功能时，需要借助于外力才能够使操作机构复位，结构复杂而且使用不便。

中国专利ZL200610049542公开了一种小型剩余电流动作断路器的操作机构，它包括静触头、动触头以及动触头的驱动机构，所述驱动机构包括由操作手柄、第一传动连杆、摇臂、第二传动连杆和支撑件组成的四连杆机构和由锁扣、跳扣件、第一回复弹簧和第二回复弹簧组成的脱扣装置，以及包括受控于故障脱扣继电器的撞针的第一力臂和长度小于第一力臂的与所述锁扣相配合并用于解锁的第二力臂的推杆。采用这种结构实现了手柄在进行闭合操作时，手柄处于任何位置如果故障脱扣器动作后均能使机构断开实现动静触头回复到断开状态的初始位置，有效的提高了剩余电流断路器的可靠性和使用的安全性。但其机构较为复杂，在实现自由脱扣时各机构间的配合较为严格，因此在生产装配时需要严格的设计条件。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种剩余电流断路器的操作机构，用于解决现有技术中自由脱扣需要借助外力，完成自由脱扣功能的结构复杂，不适用大电流的剩余电流断开的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种剩余电流断路器的操作机构，用于驱动剩余电流断路器内动触头动作，所述操作机构包括：旋转设置的手柄和传动机构，传动机构包括与手柄相连的第一连杆，以及与第一连杆枢接的第二连杆，第二连杆与所述动触头传动相连；跳扣件组件，包括跳扣件、锁扣件、跳扣弹簧和锁扣弹簧，所述跳扣件与所述锁扣件相互咬合，所述跳扣弹簧使跳扣件复位，所述锁扣弹簧使所述锁扣件复位；脱扣件，在剩余电流断路器检测到额定电流时驱动脱扣件运动，脱扣件驱动所述锁扣件运动使跳扣件和锁扣件分离；所述操作机构还包括自由脱扣机构，在所述手柄不转动时完成动触头运动，自由脱扣机构包括一转动设置的凸轮和第三连杆，所述凸轮的凸部抵触在所述跳扣件上，所述第三连杆一端枢接在所述凸轮上，第三连杆的另一端枢接在所述第二连杆、第一连杆的连接处，在跳扣件与锁扣件分离时，所述凸轮驱动跳扣件进而自身旋转，并且带动第三连杆驱使第二连杆运动进而带动所述动触头运动。

本发明在操作机构中的手柄处于合闸位置并锁定此位置时，当电路中出现剩余电流并达到断路器的额定值时，断路器会脱扣，脱扣件带动锁扣件与跳扣件分离，跳扣件、锁扣件与凸轮间的平衡失效，凸轮自身转动进而带动第三连杆、第二连杆运动，第二连杆带动动触头运动，从而断开主电路，实现保护功能，此时断路器的动触头是处于断开位置，而操作机构手柄处于合闸位置。当取消手柄锁定后，手柄能自动回位到断开位置，再次操作手柄进行合闸，断路器的操作机构能够正常再扣，即再次闭合主电路。

优选的，所述凸轮、所述锁扣件分别与所述跳扣件的两端配合，三者形成平衡杠杆。

优选的，所述第一连杆为U形杆，U形杆的一端插设在所述手柄上的一轴孔内，U形杆的另一端作为所述第二连杆和第三连杆的转动轴。

优选的，所述操作机构还包括附组件以及与所述锁扣件传动相连的脱扣杠杆，所述附组件安装在所述脱扣杠杆处并与所述脱扣杠杆传动相连，所述附组件为欠电压组件、过电压组件或者分励脱扣组件中的一个或多个组合。

优选的，所述脱扣杠杆通过所述脱扣件驱动所述锁扣件运动，脱扣杠杆、脱扣件均连接一复位弹簧。

优选的，所述操作机构还包括报警组件，所述报警组件与一复位件传动相连，所述复位件与所述凸轮相连。

优选的，所述手柄包括转动部和供使用者手握的握持部，所述转动部转动设置在所述剩余电流断路器的外壳上，所述转动部上具有一伸出部，所述握持部设有一开口槽，所述伸出部卡合在所述开口槽内。

优选的，所述开口槽的槽内壁上设有相对开口的两卡口，所述伸出部的相对侧设有突棱，所述突棱卡设在所述卡口内。

如上所述，本发明的剩余电流断路器的操作机构，具有以下有益效果：采用凸轮和第三连杆与跳扣件、第二连杆相互配合构成自由脱扣机构，凸轮的运用简化了整个机构的零部件，而且其自身的结构特性确保了自由脱扣功能的实现，结构简单易于使用；本发明的操作机构可以增设其他附组件，如欠电压组件、过电压组件或者分励脱扣组件，以及报警组件，实现多功能结合；本发明的操作机构可以实现大电流值的剩余电流断开，断开额定电流最大值可达125A；上述手柄采用握持部与转动部结合的结构，握持部更符合人机工程学原理，操作省力并且舒适。

附图说明

图1显示为本发明的剩余电流断路器的操作机构示意图。

图2显示为所述操作机构中手柄合闸状态图。

图3显示为所述操作机构中手柄合闸状态后视图。

图4显示为所述操作机构自由脱扣状态图。

图5显示为所述手柄的具体结构图。

元件标号说明

1                手柄

2                跳扣件

3                凸轮

4                锁扣件

5                复位件

6                脱扣杠杆

7                脱扣件

8                第一连杆

9                第三连杆

10               第二连杆

11               左侧板

12               右侧板

13               锁扣弹簧

14               跳扣弹簧

15               脱扣弹簧

101              转动部

102              握持部

103              开口槽

104              伸出部

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1及图4所示，本发明提供一种剩余电流断路器的操作机构，用于驱动剩余电流断路器内动触头动作，操作机构包括：左侧板11和右侧板12构成的外壳；旋转设置的手柄1和传动机构，传动机构包括与手柄1相连的第一连杆8，以及与第一连杆8枢接的第二连杆10，第二连杆10与动触头传动相连；跳扣件组件，包括跳扣件2、锁扣件4、跳扣弹簧14和锁扣弹簧13，跳扣件2与锁扣件4相互咬合，跳扣弹簧14使跳扣件2复位，锁扣弹簧13使锁扣件4复位；脱扣件7，在剩余电流断路器检测到额定电流时驱动脱扣件7运动，脱扣件7驱动锁扣件4运动使跳扣件2和锁扣件4分离；还包括自由脱扣机构，在手柄1不转动时完成动触头运动，自由脱扣机构包括一转动设置的凸轮3和第三连杆9，凸轮3的凸部抵触在跳扣件2上，第三连杆9的一端枢接在凸轮3上，第三连杆9的另一端枢接在第二连杆10、第一连杆8的连接处，在跳扣件2与锁扣件4分离时，凸轮3驱动跳扣件2进而自身旋转，并且带动第三连杆9驱使第二连杆10运动进而带动动触头运动。

本发明在操作机构中的手柄1处于合闸位置并锁定此位置时，当电路中出现剩余电流并达到断路器的额定值时，断路器会脱扣，脱扣件7带动锁扣件4与跳扣件2分离，跳扣件2、锁扣件4与凸轮3间的平衡失效，凸轮3自身转动进而带动第三连杆9、第二连杆10运动，第二连杆10带动动触头运动，从而断开主电路，实现保护功能，此时断路器的动触头是处于断开位置，而手柄1处于合闸位置。手柄1不动本操作机构仍然完成触头断开，而且不需要借助其他外力，完全实现自由脱扣功能。当取消手柄锁定后，手柄1能自动回位到断开位置，再次操作手柄1进行合闸，断路器的操作机构能够正常再扣，即再次闭合主电路。

如图2至图3所示，手动或者电动分合操作机构的手柄1，手柄1会带动第一连杆8运动，第一连杆8与第三连杆9相互作用，从而控制第二连杆10转动，第二连杆10与剩余电流断路器的动触头相啮合，从而控制动触头的断开与闭合，最终达到控制主电路断开与闭合的目的。见图4所示，上述第一连杆8为U形杆，U形杆的一端插设在手柄1上的一轴孔内，U形杆的另一端作为第二连杆10和第三连杆9的转动轴，第三连杆9的一端与第二连杆10、第一连杆8在枢接处三点啮合，作用力相互平衡，第三连杆9的另一端与凸轮3啮合，凸轮3的凸部即外部弧形面与跳扣件2相配合，通过凸轮3的转动从而控制跳扣件2的运动，跳扣件2的另一端与锁扣件4咬合，通过跳扣件2的这种优化设计，可以解决第二连杆10控制可动触头正常分合电流达125A的电路，并且剩余电流断路器操作机构的工作特性保持稳定。

如图4所示，上述凸轮3、锁扣件4分别与跳扣件2的两端配合，三者形成平衡杠杆。本实施例中，将凸轮3、锁扣件4与跳扣件2接触的部位设置在手柄1的两侧，这样可以增长跳扣件作为杠杆的长度，加大杠杆力，当脱扣件在电路中出现剩余电流并达到断路器的额定值时运动，驱动锁扣件4与跳扣件2分离，这时杠杆平衡打破，凸轮3与跳扣件2的平衡打破，凸轮3带动跳扣件2运动并自身旋转，杠杆的增长增大了凸轮侧的反应力，因此该自由脱扣机构使本操作机构适用于大电流值的剩余电流断开，最大额定电流可达125A。

本操作机构的工作过程为：如图4所示，手柄1处于合闸位置并锁定此位置，当电路中出现剩余电流并达到断路器的额定值时，断路器会脱扣，脱扣件7带动锁扣件4随脱扣件7的转动方向而运动，当锁扣件4运动到与跳扣件2咬合失效时，跳扣件2与锁扣件4的咬合点将处于自由状态，跳扣件2会在凸轮3的带动下而运动，当凸轮3运动到合适位置时，第三连杆9与第二连杆10、第一连杆8三者间的相互平衡被打破，第一连杆8和第二连杆10处于自由状态，在从而断开主电路，实现保护功能，此时断路器的动触头是处于断开位置，而手柄1处于合闸位置。此时取消手柄锁定后，手柄1在其复位弹簧的作用力下自动回位到断开位置。当手柄1回位到断开位置时，在各复位弹簧即跳扣弹簧14、锁扣弹簧13、脱扣件的复位弹簧等的作用力下，脱扣件7、锁扣件4、跳扣件2、凸轮3会依次回位到起始位置，再次操作手柄1进行合闸，断路器的操作机构能够正常再扣（闭合主电路）。

进一步的，本发明的剩余电流断路器的操作机构包括一与上述锁扣件4传动相连的脱扣杠杆6，利用该脱扣杠杆本操作机构还可以安装其他附组件，附组件安装在脱扣杠杆6处并与脱扣杠杆6传动相连，附组件为欠电压组件、过电压组件或者分励脱扣组件中的一个或多个组合，上述脱扣杠杆6可以通过上述脱扣件7驱动锁扣件4运动，脱扣杠杆6、脱扣件7均连接一复位弹簧，脱扣杠杆6连接的复位弹簧即图3中的脱扣弹簧15。本操作机构还可包括报警组件，报警组件与一复位件5传动相连，复位件5与凸轮3相连。当剩余电流断路器拼装各附组件时，相应附组件的操作杆应处于操作机构的脱扣杠杆6、复位件5中间的位置（如图3所示），当拼装欠电压组件、过电压组件以及分励脱扣组件时，各附组件的操作杆作用于操作机构的脱扣杠杆6，脱扣杠杆6的转动会推动锁扣件4运动，之后操作机构各元件的运动路径如上所述，从而达到控制主电路的目的。当拼装报警组件时，由于凸轮3与复位件5通过铆钉而套合，随着凸轮3的转动，会带动复位件5沿着凸轮3上铆钉孔的转动轨迹而运动，复位件5的运动将会推动报警组件的操作杆，当断路器对主电路进行一次分合操作时，操作机构的凸轮3将会转动一次，从而实现拼装报警组件功能。

为便于操作人员的使用，上述手柄由两部分组成。如图5所示，手柄1包括转动部101和供使用者手握的握持部102，转动部101转动设置在剩余电流断路器的外壳上即支撑在左侧板、右侧板间，转动部101上具有一伸出部104，握持部102设有一开口槽103，伸出部104卡合在开口槽103内。开口槽103的槽内壁上设有相对开口的两卡口，伸出部104的相对侧设有突棱，突棱卡设在所述卡口内。按图示方向将握持部102推入转动部101，开口槽与突棱相配合，其保证了握持部能够轻松的推入转动部，而不能轻易的将其取出，握持部符合人机工程学原理，操作省力并且舒适。

综上所述，本发明的剩余电流断路器的操作机构，采用凸轮和第三连杆与跳扣件、第二连杆相互配合构成自由脱扣机构，凸轮的运用简化了整个机构的零部件，而且其自身的结构特性确保了自由脱扣功能的实现，结构简单易于使用；本发明的操作机构可以增设其他附组件，如欠电压组件、过电压组件或者分励脱扣组件，以及报警组件，实现多功能结合；本发明的操作机构可以实现大电流值的剩余电流断开，断开额定电流最大值可达125A；上述手柄采用握持部与转动部结合的结构，握持部更符合人机工程学原理，操作省力并且舒适。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种剩余电流断路器的操作机构，用于驱动剩余电流断路器内动触头动作，所述操作机构包括：旋转设置的手柄（1）和传动机构，传动机构包括与手柄（1）相连的第一连杆（8），以及与第一连杆（8）枢接的第二连杆（10），第二连杆（10）与所述动触头传动相连；跳扣件组件，包括跳扣件（2）、锁扣件（4）、跳扣弹簧（14）和锁扣弹簧（13），所述跳扣件（2）与所述锁扣件（4）相互咬合，所述跳扣弹簧（14）使跳扣件（2）复位，所述锁扣弹簧（13）使所述锁扣件（4）复位；

脱扣件（7），在剩余电流断路器检测到额定电流时驱动脱扣件（7）运动，脱扣件（7）驱动所述锁扣件（3）运动使跳扣件（2）和锁扣件（4）分离；其特征在于，

所述操作机构还包括自由脱扣机构，在所述手柄（1）不转动时完成动触头运动，自由脱扣机构包括一转动设置的凸轮（3）和第三连杆（9），所述凸轮（3）的凸部抵触在所述跳扣件（2）上，所述第三连杆（9）一端枢接在所述凸轮（3）上，第三连杆（9）的另一端枢接在所述第二连杆（10）、第一连杆（8）的连接处，在跳扣件（2）与锁扣件（4）分离时，所述凸轮（3）驱动跳扣件（2）进而自身旋转，并且带动第三连杆（9）驱使第二连杆（10）运动进而带动所述动触头运动。

2.根据权利要求1所述的剩余电流断路器的操作机构，其特征在于：所述凸轮（3）、所述锁扣件（4）分别与所述跳扣件（2）的两端配合，三者形成平衡杠杆。

3.根据权利要求1所述的剩余电流断路器的操作机构，其特征在于：所述第一连杆（8）为U形杆，U形杆的一端插设在所述手柄（1）上的一轴孔内，U形杆的另一端作为所述第二连杆（10）和第三连杆（9）的转动轴。

4.根据权利要求1所述的剩余电流断路器的操作机构，其特征在于：所述操作机构还包括附组件以及与所述锁扣件（3）传动相连的脱扣杠杆（6），所述附组件安装在所述脱扣杠杆（6）处并与所述脱扣杠杆（6）传动相连，所述附组件为欠电压组件、过电压组件或者分励脱扣组件中的一个或多个组合。

5.根据权利要求4所述的剩余电流断路器的操作机构，其特征在于：所述脱扣杠杆（6）通过所述脱扣件（7）驱动所述锁扣件（4）运动，所述脱扣杠杆（6）、脱扣件（7）均连接一复位弹簧。 

6.根据权利要求1所述的剩余电流断路器的操作机构，其特征在于：所述操作机构还包括报警组件，所述报警组件与一复位件（5）传动相连，所述复位件（5）与所述凸轮（3）相连。

7.根据权利要求1所述的剩余电流断路器的操作机构，其特征在于：所述手柄（1）包括转动部（101）和供使用者手握的握持部（102），所述转动部（101）转动设置在所述剩余电流断路器的外壳上，所述转动部（101）上具有一伸出部（104），所述握持部（102）设有一开口槽（103），所述伸出部（104）卡合在所述开口槽（103）内。

8.根据权利要求7所述的剩余电流断路器的操作机构，其特征在于：所述开口槽（103）的槽内壁上设有相对开口的两卡口，所述伸出部（104）的相对侧设有突棱，所述突棱卡设在所述卡口内。 

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