CN104008933A - 用于断路器的热磁脱扣单元和断路器 - Google Patents

用于断路器的热磁脱扣单元和断路器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于断路器尤其是用于模制外壳断路器的热磁脱扣单元(1)，包括编织板(2)、负载板(3)以及布置在所述编织板(2)与所述负载板(3)之间的加热器(4)，借此所述编织板(2)、所述负载板(3)以及所述加热器(4)形成电流通路，进一步包括定位在所述加热器(4)上的双金属板(5)、可旋转脱扣条(6)以及储能弹簧(7)，借此所述脱扣条(6)能够在被所述双金属板(5)用特定动力接触之后释放所述储能弹簧(7)，其特征在于，所述双金属板(5)是一达到了特定温度就向相反的方向弹锁的拱形或弯曲的快动作双金属板(5)。进一步地，本发明涉及一种包括这种热磁脱扣单元的断路器，尤其是模制外壳断路器。

Description

用于断路器的热磁脱扣单元和断路器
技术领域
本发明涉及一种用于断路器(circuit breaker)尤其是用于模制外壳断路器的热磁脱扣单元（trip unit），包括编织板（braid plate）、负载板（load plate）以及布置在编织板与负载板之间的加热器，借此编织板、负载板以及加热器形成电流通路，进一步包括定位在加热器上的双金属板(bimetal)、可旋转脱扣条（trip bar）以及储能弹簧，借此脱扣条能够在被双金属板用特定动力（power）接触之后释放储能弹簧。进一步地，本发明涉及一种包括至少一个热磁脱扣单元的断路器，尤其是一种模制外壳断路器。
背景技术
断路器是设计成保护电路不受由过载或短路所引起的损坏的自动操作的电气开关。如果过电流条件被感测到，则断路器自动地必须断开其触点。因此，断路器包括确定触点何时必须断开的脱扣单元。
一些断路器包括热磁脱扣单元。该热磁脱扣单元包括设计成感测由过载条件产生的热和由短路产生的高电流的元件。此外，一些断路器结合了“推脱扣(push to trip)”按钮。
标准断路器的热磁脱扣单元的温度分布不满足每个断路器的要求是可能的。例如，提高第一断路器的热磁脱扣单元内部的温度能够不遵照标准断路器的接线片上的温度在接线片上生成更高的温度。
低温度分布能够在热磁脱扣单元的双金属板中生成低温度，这导致双金属板的低双金属板偏转和低动力发展。尽管双金属板的偏转能够通过使用校准螺钉来使双金属板更靠近热磁脱扣单元的脱扣条来补偿，但是温度可能对于双金属板产生足够的动力以使脱扣条旋转并且释放热磁脱扣单元的储能弹簧“顶出器（kicker）”来说不是足够的。
例如，常见的断路器包括具有编织板2、负载板3、加热器4以及双金属板5的热磁脱扣单元1，所述双金属板5具有通过加热器4的间接加热。双金属板5能够被拧紧到加热器4和/或加热器支承板8。热磁脱扣单元1的脱扣条6它一被双金属板5移动就旋转。脱扣条6能够释放热磁脱扣单元1的储能弹簧7以断开断路器的触点。热校准螺钉9能够被用来校准热磁脱扣单元1以便提高或者减少双金属板5需要接触脱扣条6的时间，见图1至4。
图2示出了具有处于其正常位置中的双金属板5的常见的热磁脱扣单元1。如果没有电流正流过热磁脱扣单元1的电流通路，则双金属板5处于直“正常”位置中。
如果充足的过电流流过断路器的电流通路，则热建立使热磁脱扣单元1的双金属板5弯曲。随着双金属板5被加热，它从其高膨胀侧向其低膨胀侧弯曲。在弯曲预定距离之后，双金属板5接触脱扣条4从而激活储能弹簧7以及因此断路器的脱扣机构。如果120%的断路器标称电流流过电流通路，则双金属板5根据可用温度来生成动力，所述动力使热脱扣条6旋转并且释放储能弹簧7，见图3。
如果温度不是足够的，则双金属板5可以弯曲并且接触脱扣条6，但它将不生成足够的动力以使脱扣条6旋转，见图4。如果100%的电流流过热磁脱扣单元1的电流通路，则双金属板5能够弯曲但可能未能接触脱扣条6。
发明内容
本发明的目标是至少部分地解决断路器的热磁脱扣单元的前述问题。特别地，本发明的目的是提供断路器尤其是模制外壳断路器的热磁脱扣单元，以及断路器，尤其是模制外壳断路器，所述断路器克服了前述热磁脱扣单元的缺点并且生成总是足够的动力以移动热磁脱扣单元的脱扣条。
前述目的由根据独立权利要求1的热磁脱扣单元和根据独立权利要求6的断路器来解决。本发明的另外的特征和细节由从属权利要求、具体实施方式以及附图产生。相对于热磁脱扣单元所讨论的特征和细节还能够适用于断路器，并且反之亦然。
根据本发明的第一方面，前述目的由用于断路器尤其是用于模制外壳断路器的热磁脱扣单元来解决，所述热磁脱扣单元包括编织板、负载板以及布置在编织板与负载板之间的加热器。热磁脱扣单元的编织板、负载板以及加热器正构建电流通路。热磁脱扣单元进一步包括定位在加热器上的双金属板、可旋转脱扣条以及储能弹簧。脱扣条能够在被双金属板用特定动力接触之后释放储能弹簧。所述热磁脱扣单元其特征在于，双金属板是一达到特定温度就向相反的方向弹锁的拱形或弯曲的快动作双金属板，借此温度取决于流向热磁脱扣单元的电流通路的标称电流，并且借此快动作双金属板以在正常位置中快动作双金属板弯曲远离脱扣条的这种方式被形成。
这种热磁脱扣单元确保如果流向电流通路的标称电流达到特定值并且快动作双金属板中的特定温度达到了，则快动作双金属板用足够强以致使脱扣条旋转的动力来接触脱扣条。
快动作双金属板包括连接在一起的两个单独的金属。那意味着快动作双金属板由不同金属的层构成，特别是它是由结合在一起的不同金属片材形成的。
一定量的温度和标称电流一分别达到了，快动作双金属板就向相反的方向弹锁，从所述相反的方向它已经弯曲从而使脱扣条旋转以释放储能弹簧以便断开断路器的电触点。
根据本发明的另一优选发展能够提供热磁脱扣单元，其特征在于，双金属板以如果流过电流通路的电流从标称电流的0%变化至105%则它保持处于正常位置中的这种方式被形成。
那意味着如果流过电流通路的电流从标称电流的0%变化至105%，则双金属板抵抗温度改变并且保持处于正常位置中，所述正常位置远离脱扣条弯曲至高膨胀侧。
能够以如果流过电流通路的电流从标称电流的105%变化至120%则它向相反的方向弹锁的这种方式形成双金属板。优选的是具有被以如果流过电流通路的电流正达到标称电流的120%则它迅速地向相反的方向弹锁的这种方式形成的双金属板的热磁脱扣单元。
电流流动一正达到断路器的标称电流的120%，电流通路上的温度就将提高并且双金属板将在低膨胀侧的方向上迅速地关上，从而生成足够的动力以使脱扣条旋转。
快动作双金属板一达到所校准的温度，快动作双金属板就从其正常位置移动到相反位置。然后快动作双金属板生成足够的动力以使脱扣条旋转。即使电流通路上的温度分布是低的，双金属板从其正常位置到相反位置的位移也足以移动脱扣条。能够在热磁脱扣单元中使用快动作双金属板来开发新的校准方法。
优选的是热磁脱扣单元，借此双金属板正配备有与双金属板直接接触的电导体。所述电导体形成加热器的一部分。这样的双金属板能够被直接地加热。能够大大地降低双金属板快动作的反应时间。电导体能够具有带的形式。进一步地，电导体能够被嵌入在定位在快动作双金属板的一个侧面上的绝缘层中。
电导体将最佳且均匀的热传递提供给快动作双金属板，以便随着标准电流流动的增加，能够获得快速弹锁。
根据本发明的第二方面目的由断路器尤其是模制外壳断路器来解决，所述断路器包括根据本发明的第一方面尤其是根据权利要求1至5中的一项的至少一个热磁脱扣单元。这种断路器确保如果充足的过电流流过断路器的电流通路则电触点一直断开。快动作双金属板保证如果达到了一定量的温度和标称电流，则使脱扣条旋转的动力总是足够高的。
附图说明
相对于附图进一步对本发明进行描述。其示意性地的示出：
图1在透视图中示意性示出了根据现有技术水平的热磁脱扣单元，
图2在侧视图中示意性示出了根据现有技术水平的热磁脱扣单元，
图3在侧视图中示意性示出了根据现有技术水平的热磁脱扣单元，
图4在侧视图中示意性示出了根据现有技术水平的热磁脱扣单元，
图5在侧视图中示意性示出了根据本发明的热磁脱扣单元，
图6在透视图中示意性地示出了根据本发明具有处于其正常位置中的双金属板的热磁脱扣单元，以及
图7在透视图中示意性地示出了根据本发明具有关上的双金属板的热磁脱扣单元。
具体实施方式
图1至4 示意性地示出了根据现有技术水平的热磁脱扣单元1。
图5至7示意性地在侧视图中示出了根据本发明用于断路器尤其是用于模制外壳断路器的热磁脱扣单元1。热磁脱扣单元1包括编织板2、负载板3以及布置在编织板2与负载板3之间的加热器4。编织板2、负载板3以及加热器4形成电流通路。热磁脱扣单元1进一步包括布置在加热器4处的双金属板5、可旋转脱扣条6以及储能弹簧7。脱扣条6能够在被双金属板5用特定动力接触之后释放储能弹簧7。双金属板5是如果达到特定温度则向相反的方向弹锁的拱形或弯曲的快动作双金属板5，借此温度取决于流向电流通路的标称电流。快动作双金属板5以在正常位置中快动作双金属板5弯曲远离脱扣条6的这种方式被形成。
图6示出了其中快动作双金属板5处于“正常位置”中的热磁脱扣单元1。在该位置中可以为带的双金属板5弯曲远离脱扣条6，以便在快动作双金属板5与脱扣条6之间不存在接触。快动作双金属板5以如果流过电流通路的电流从标称电流的0%变化至105%则它保持处于正常位置中的这种方式被形成。那意味着如果流过电流通路的电流从标称电流的0%变化至105%，则快动作双金属板抵抗温度改变并且保持处于远离脱扣条6弯曲至高膨胀侧的正常位置中，见图6。
进一步地，快动作双金属板5以如果流过电流通路的电流达到标称电流的120%则它迅速地从“正常位置”或“规则位置”弹锁成“释放位置”的这种方式被形成。
热磁脱扣单元1的快动作双金属板5的转换在图5中被图示。在“正常位置”中，快动作双金属板5弯曲远离脱扣条6。在“释放位置”中快动作双金属板5接触脱扣条6。因为快动作双金属板5以特定速度弹锁，所以快动作双金属板5生成足以使脱扣条6旋转的动力。
那意味着如果电流流动达到断路器的标称电流的120%，则电流通路上的温度将增加并且快动作双金属板5将在低膨胀侧的方向上迅速地关上，从而生成足够的动力以使脱扣条6旋转。
如果快动作双金属板5达到校准的温度，则快动作双金属板5从其备用“正常”位置(见图5和7)到被激活“释放”位置(见图6和7)的弹锁迅速地发生。即使电流通路上的温度分布是低的，快动作双金属板5也生成足够的动力以使脱扣条6旋转。
附图标记
1    热磁脱扣单元
2    编织板
3    负载板
4    加热器
5    双金属板
6    可旋转脱扣条
7    储能弹簧
8    加热器支承板
9    热校准螺钉。

Claims (6)

1.用于断路器尤其是用于模制外壳断路器的热磁脱扣单元(1)，包括编织板(2)、负载板(3)以及布置在所述编织板(2)与所述负载板(3)之间的加热器(4)，借此所述编织板(2)、所述负载板(3)以及所述加热器(4)形成电流通路，进一步包括定位在所述加热器(4)上的双金属板(5)、可旋转脱扣条(6)以及储能弹簧(7)，借此所述脱扣条(6)能够在被所述双金属板(5)用特定动力接触之后释放所述储能弹簧(7)，其特征在于，所述双金属板(5)是一达到了特定温度就向相反的方向弹锁的拱形或弯曲的快动作双金属板(5)，借此所述温度取决于流向所述电流通路的所述标称电流，并且借此所述快动作双金属板(5)以在正常位置中所述快动作双金属板(5)弯曲远离所述脱扣条(6)的这种方式被形成。
2.根据权利要求1所述的热磁脱扣单元，其特征在于，所述双金属板以如果流过所述电流通路的所述电流从所述标称电流的0%变化至105%则它保持处于所述正常位置中的这种方式被形成。
3.根据权利要求1或2所述的热磁脱扣单元，其特征在于，所述双金属板以如果流过所述电流通路的所述电流从所述标称电流的105%变化至120%则它向所述相反的方向弹锁的这种方式被形成。
4.根据前述权利要求中任一项所述的热磁脱扣单元，其特征在于，所述双金属板以如果流过所述电流通路的所述电流正达到所述标称电流的120%则它向所述相反方向迅速地弹锁的这种方式被形成。
5.根据前述权利要求中任一项所述的热磁脱扣单元，其特征在于，所述双金属板正配备有与所述双金属板直接接触的电导体，所述电导体形成所述加热器的一部分。
6.断路器，尤其是模制外壳断路器，包括根据前述权利要求中任一项的至少一个热磁脱扣单元。
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