CN104091730A - 带有离合机构的漏电断路器的重合闸机构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种带有离合机构的漏电断路器的重合闸机构及方法，在外框架的左侧壁和手柄驱动件之间的拨杆上套有复位弹簧和防止复位弹簧向拨杆右端运动的固定件；轴向离合机构的左部分空套一个位于第二连杆固定端的右侧的第三转盘，轴向离合机构的右部分上方设置一块与外框架的右侧壁之间活动连接的移动板，移动板的前侧和后侧分别通过一个第一连杆连接于第三转盘的前侧和后侧；顶杆沿径向贯穿轴向离合机构的右部分与电机的输出轴，顶杆的一端凸出于轴向离合机构的右部分之外；向下按压移动板，第三转盘向左方向运动，移动板底部碰触到第二转盘的外表面，顶杆与移动板底部不接触；电动操作与手动操作互不影响，保证断路器可靠运行。

Description

带有离合机构的漏电断路器的重合闸机构及方法

技术领域

本发明涉及一种低压电气技术领域中的带剩余电流保护的塑壳断路器，具体涉及带自动重合闸功能的漏电塑壳断路器的重合闸机构。

背景技术

带自动重合闸功能的漏电塑壳断路器，可以保证电力系统连续、安全可靠运行。目前，现有的塑壳断路器的自动重合闸机构包括一个手柄、至少大小两个齿轮以及若干冲压件和若干标准件，电机通过偏心轮上的连杆与手柄连接，通过电机的转动带动连杆作往复运动，达到使漏电断路器合分闸的目的。这种重合闸机构存在以下几点问题：1、齿轮加工困难，效率相对较低，增加了生产成本。2、安装时，组成部件不是一整体结构，不能作为一套组件整体安装，需要对每台断路器机构进行单独调整。3、当需要手动操作时，则通过转动小齿轮带动电机上的大齿轮转动，从而使连杆往复运动达到分合闸的目的，在手动小齿轮带动大齿轮转动时，需要很大的手动操作力。

中国专利申请号为2013102132814、名称为“一种漏电断路器的重合闸机构”采用了二个手柄驱动件，这两个手柄驱动件分别带动断路器分闸和合闸，与电机之间刚性连接，其缺陷是：在漏电断路器脱扣或者分合闸过程中，如果电机因故障而断电，那么漏电断路器的手柄将不能手动操作，断路器的使用受到影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种结构简单、性能可靠的电动操作与手动操作互不影响的一体化带有离合机构的漏电断路器重合闸机构及重合闸方法。

本发明所述带有离合机构的漏电断路器重合闸机构采用的技术方案是：包括固定设在断路器外盖上的外框架，断路器手柄位于外框架的左、右侧壁之间，外框架的左侧壁可转动地连接拨杆左端，拨杆右端固定连接第二连杆转动端，第二连杆固定端固定连接一个轴向离合机构的左部分，轴向离合机构的右部分同轴固接电机，拨杆的中间段固定连接一个手柄驱动件，手柄驱动件位于手柄的出线端侧，拨杆的中间段位于手柄的进线端侧；在外框架的左侧壁和手柄驱动件之间的拨杆上套有复位弹簧和防止复位弹簧向拨杆右端运动的固定件；轴向离合机构的左部分空套一个位于第二连杆固定端的右侧的第三转盘，轴向离合机构的右部分上方设置一块与外框架的右侧壁之间活动连接的移动板，移动板可在轴向离合机构的右部分上方上下移动，移动板的前侧和后侧分别通过一个第一连杆连接于所述第三转盘的前侧和后侧；顶杆沿径向贯穿轴向离合机构的右部分与电机的输出轴，顶杆的一端凸出于轴向离合机构的右部分之外。 

本发明所述带有离合机构的漏电断路器重合闸机构的重合闸方法采用的技术方案是具有如下步骤：

 A、电机有电时采用电动操作，在初始状态，移动板位于远离轴向离合机构的右部分最上部的位置，轴向离合机构处于啮合状态；电机反向转动，由轴向离合机构的左部分带动与第二连杆联动的拨杆，使拨杆带动手柄向出线端侧运动，使断路器分闸；电机正向转动，由轴向离合机构的左部分带动与第二连杆联动的拨杆，使与拨杆联动的手柄驱动件带动手柄向进线端侧运动，使断路器合闸；

B、电机失电时采用手动操作，向下按压移动板，经第一连杆推动第三转盘向左方向运动，移动板底部碰触到第二转盘的外表面，顶杆与移动板底部不接触，复位弹簧处于压缩储能状态；轴向离合机构的左部分在第一连杆和第三转盘的推动下向左方向运动与轴向离合机构的右部分脱扣，手动操作手柄使断路器分闸或者合闸；

C、在电机恢复供电后，顶杆触碰到移动板底部并向上推动移动板，复位弹簧提供向右的恢复力使轴向离合机构的左部分与右部分相啮合，移动板恢复到初始状态，转换到步骤A的电动操作状态。

本发明的有益效果是：

1、本发明首次将离合机构应用于漏电塑壳断路器的重合闸机构中，当手动离合机构离合后可对漏电断路器进行手动操作，而且手动操作时因没有电机的阻力，故手动操作力较小。通过控制器复位后，由电机转动解除离合状态并自行啮合，此时漏电断路器可通过电机来进行分合闸操作，这样，电动操作与手动操作互不影响，可以保证断路器可靠运行。

2、本发明是在原有的漏电塑壳断路器外盖上设计的一体化机构，只需要将安装好的本发明安装到原有漏电塑壳断路器外盖上即可，无需单独安装个别零件，提高了装配效率，降低了安装难度。由于本发明是安装在原有塑壳断路器外盖外部，在断路器分断时，电弧本身及电弧烧损金属件产生的金属粒子不会对本发明造成影响，因此，能有效地保护本发明，既可以提高本发明的使用寿命也可以保证本发明的使用性能。

3、本发明只有一个手柄驱动件，安装结构简单可靠，高度不超过现有手柄的最高点，因此可以节约漏电塑壳断路器的安装空间，且本发明由冲压件和轴类零件组成，没有齿轮零件，能有效地提高零件成产效率，降低生产成本。

附图说明

图1是本发明带有离合机构的漏电断路器的重合闸机构安装在断路器外盖上并处于分闸状态时的结构安装示意图；

图2是图1中轴向离合机构中的结构放大图；

图3是图1中轴向离合机构在啮合时的局部放大状态图；

图4是图1中轴向离合机构在脱开时的局部放大状态图； 

图5是图1中移动板5的结构放大图；

图6是图3和图4中移动板5和顶杆10在三种运动状态时的左视放大图；

图7是图3中第二连杆13的结构放大图；

图8是图3中第三转盘12的结构放大图；

图9是本发明在电动操作状态时主要部件的运动状态图；

图10是本发明在手动操作状态时主要部件的运动状态图。 

图中：1.转动件；2.复位弹簧；3.固定件；4.手柄驱动件；5.移动板；6.第一转盘； 8.第二转盘；9.电机；10.顶杆；11.第一连杆；12.第三转盘；13.第二连杆；14.手柄；15.外框架；16.拨杆；17.微动开关；18.断路器的外盖； 

51.腰型通槽；52.第三折弯壁；53.第一折弯壁；54.第二折弯壁；

61.凸台；62.圆柱；81.槽口；121.第四折弯壁；131.第一通孔；132.第二通孔。 

具体实施方式

参见图1-3所示，漏电断路器本身有外盖18和手柄14，手柄14位于断路器外盖18的中间位置并且手柄14向上突出于断路器外盖18之外，手柄14可以朝断路器进线端或出线端方向转动，如图1中的后端为进线端，前端为出线端。本发明包括外框架15、连杆、转盘、拨杆、手柄驱动件等，外框架15固定安装在外盖18上，安装时使手柄14位于外框架15的左侧壁和右侧壁之间。在外框架15的左侧壁和右侧壁之间可转动地连接一个拨杆16，拨杆16左端可转动地连接外框架15的左侧壁，拨杆16右端固定连接第二连杆13的转动端，第二连杆13的固定端固定连接一个轴向离合机构的左部分，轴向离合机构的右部分同轴固接一个电机9，轴向离合机构由可啮合或脱扣的左部分和右部分组成。轴向离合机构位于拨杆16右端和外框架15的右侧壁之间，电机9位于外框架15之外，将电机9的壳体固定在外框架15的右侧壁上。拨杆16的中间段距离外盖18的高度小于手柄14突出外盖18的高度，即拨杆16中间段向上突出的高度要低于手柄14向上突出的高度。拨杆16的中间段固定连接一个手柄驱动件4，手柄驱动件4位于拨杆16的中间段的前方，手柄驱动件4位于手柄14的出线端，拨杆16的中间段位于手柄14的进线端侧，使手柄14包纳在手柄驱动件4和拨杆16的中间段之间。当电机9正转或反转时，带动离合机构和第二连杆13转动，第二连杆13朝断路器的进线端方向或出线端方向转动，拨杆16由第二连杆13带动旋转，从而带动手柄驱动件4运动，以推动手柄14朝断路器进线端或出线端方向转动。

拨杆16的左端固定连接转动件1，转动件1随着拨杆16的转动而向着断路器的分闸或者合闸方向运动。在转动件1的旁边设置有2个微动开关17，2个微动开关17固定在外框架15的左侧壁上，当转动件1旋转至断路器分闸或合闸位置时，分别拨动其中一个微动开关17，指示断路器的分、合闸状态。在外框架15的左侧壁和手柄驱动件4之间的拨杆16上套有复位弹簧2和固定件3，复位弹簧2位于外框架15的左侧壁和固定件3之间，复位弹簧2套在拨杆16上，固定件3固定在拨杆16上，复位弹簧2一端压靠在外框架15的左侧壁上，另一端压靠在固定件3上，固定件3可以防止复位弹簧2向着拨杆16的右端运动。

参见图2、3、4，轴向离合机构的左部分是第一转盘6、右部分是与第一转盘6同轴的第二转盘8，轴向离合机构由左部分的第一转盘6和右部分的第二转盘8这两个共轴心的转盘组成，第一转盘6通过刚性连接第二连杆13的固定端，电机9的输出轴同轴固定连接右端的第二转盘8。在第一转盘6的右端具有轴向延伸的凸台61，第二转盘8的左端具有轴向的槽口81，凸台61卡入槽口81中，凸台61和槽口81有间隙地配合。这样，可实现第一转盘6和第二转盘8之间的轴向离合，当凸台61卡入槽口81中时，电机9带动第二转盘8同步旋转时，第一转盘6与第二转盘8便处在啮合状态下，可实现第一转盘6的旋转。

在第一转盘6上空套第三转盘12，第三转盘12位于第二连杆13的固定端的右侧。当电机9带动第二转盘8同步旋转时，同时带动第一转盘6和第二连杆13旋转，而空套在第一转盘6上的第三转盘12则不作旋转，但第三转盘12可沿第一转盘6作轴向移动。

第一转盘6的左端是圆柱62，圆柱62用来与第二连杆13的固定端上的通孔刚性连接。 

参见图2-6，在第二转盘8的右端上方位置设置一块移动板5，移动板5与外框架15的右侧壁之间活动连接，使移动板5在第二转盘8上方可上下移动，靠近或远离第二转盘8。在移动板5的前侧和后侧分别固定连接一个第一连杆11的右端，两个第一连杆11的左端分别连接于第三转盘12的前侧和后侧。

在第二转盘8和电机9的输出轴的连接处有一个顶杆10，顶杆10沿径向贯穿第二转盘8与电机9的输出轴，顶杆10的一端沿第二转盘8的径向凸出于第二转盘8之外，根据移动板5的上下位置的不同，顶杆10的凸出一端可以接触到或者不接触到移动板5的底部（如图6），这样，顶杆10随着第二转盘8同步旋转，推动移动板5向上移动，从而使移动板5远离第二转盘8。

移动板5的上端为按压端，通过外力向下按压移动板5，使移动板5向靠近第二转盘8的方向移动，此时，移动板5带动两个第一连杆11动作，两个第一连杆11同时推动第三转盘12向左作轴向移动，第三转盘12同时又推动第二连杆13向左移动，从而第二连杆13带动与其固定连接的第一转盘6与第二转盘8作脱离。

 参见图5，移动板5的上段中间位置开有两个腰型通槽51，两个腰型通槽51用于与外框架15的右侧壁之间作上下活动连接，移动板5的下段前后侧向左折弯有两个侧壁，分别是第一折弯壁53以及第二折弯壁54，移动板5的底侧也向左有折弯有第三折弯壁52。再参见图6（a），当重合闸机构处于手动状态时，移动板5向下移动到位时，第三折弯壁52压在第二转盘8的上外表面上，起到限制移动板5位置的作用。在第一折弯壁53的下部位置设置有通孔，该通孔用来与第一个第一连杆11的右端连接，在第二折弯壁54的下部位置设置有通孔，该通孔用来与第二个第一连杆11的右端连接。

参见图7，第二连杆13的转动端设置有第一通孔131，用于连接拨杆16的右端，两者之间呈刚性连接。第二连杆13的固定端设置有第二通孔132。再参见图4，第二通孔132与第一转盘6的左端圆柱62相配合，两者之间刚性连接。

 参见图8，第三转盘12的中心位置设置有一通孔，该通孔与第一转盘6间隙安装。在第三转盘12盘缘处向右延伸有两个第四折弯壁121，两个第四折弯壁121相对中心对称，在两个第四折弯壁121上均设置有一个通孔，该两个通孔分别用来与第一连杆11上的通孔配合安装，使该连接端形成一个旋转端。

     如图9所示，在电机9有电时的正常情况，采用电动操作。在初始状态时，移动板5位于远离轴向离合机构的右部分最上部的位置，也就是移动板5位于远离第二转盘8的最上部的位置，参见图6（c），此时，顶杆10的突出部分远离移动板5底部的第三折弯壁，且顶杆10与电机9同向转动，由于移动板5与第一连杆11连接，当移动板5位于初始状态时，第一连杆11向上越过死点的位置，所以移动板5不会上下自由运动。此时轴向离合机构处于啮合状态，当断路器分闸时，电机12反向转动，直至漏电断路器分闸，带动轴向离合机构同向转动，也即带动第二转盘8与第一转盘6同向转动，从而由轴向离合机构的左部分带动与第二连杆13联动的拨杆16，也就是由第一转盘6带动与第二连杆13联动的拨杆16，使拨杆16带动手柄14向出线端侧的分闸方向运动，从而使断路器分闸。断路器分闸时，转动件1触动微动开关17的按键，使微动开关17的外接装置显示断路器是出于分闸状态。在该分闸过程中，移动板5、第一连杆11、第三转盘12并不做任何运动。同样，当断路器合闸时，电机12正向转动，轴向离合机构同向转动，也就是第二转盘8与第一转盘6同向转动，由轴向离合机构的左部分即第一转盘6带动与第二连杆13联动的拨杆16，从而带动与第二连杆13联动的拨杆16，使与拨杆16联动的手柄驱动件4带动手柄14向进线端侧的合闸方向运动，从而使断路器合闸。断路器合闸时，转动件1触动微动开关17的按键，使微动开关17的外接装置显示断路器是出于合闸状态。在该合闸过程中，移动板5、第一连杆11、第三转盘12也不做任何运动。

  如图10所示，在电机9失电的非正常情况下，采用手动操作。利用安装在漏电断路器上的一个装置来向下按压移动板5，使移动板5向下向靠近轴向离合机构的右部分即第二转盘8的方向运动，此时经第一连杆11推动第三转盘12向左方向运动，当移动板5带动第一连杆11运动过死点位置后，即第一连杆11向下越过图10中所画出的水平位置，移动板5底部的第三折弯壁52碰触到轴向离合机构的右部分即第二转盘8的外表面，而顶杆10与移动板5底部不接触，参见如图6（a）所示，移动板5被限位，此时，复位弹簧2处于压缩储能状态。轴向离合机构的左部分第一转盘6在第一连杆11的推动下向着左端方向运动，与轴向离合机构的右部分脱扣，也即第一转盘6沿轴向向左移动与第二转盘8脱扣，在这种状态下第一转盘6不再被电机9带动运动，拨杆16也不受电机9旋转状态的影响，此时，手动操作断路器的手柄14，使断路器分闸或者合闸。

在手动操作后，在电机9恢复供电后继续电动操作，只要给电机9供电，电机9带动轴向离合机构的右部分即第二转盘8旋转。再参见如图6（b）所示，第二转盘8旋转过程中，与第二转盘8刚性连接的顶杆10的突出部分位于移动板5的下方，顶杆10与电机输出轴同向转动。安装在第二转盘8上的顶杆10触碰到移动板5底部并向上推动移动板5，移动板5在顶杆10的推动下向远离第二转盘8的方向移动，此时复位弹簧2提供向右的恢复力使轴向离合机构的左端分与右端分相啮合，即第一转盘6上的凸台61伸入第二转盘8上的槽口81中，在复位弹簧2恢复力的作用下，使移动板5又恢复到初始状态，由于移动板5与第一连杆11连接，当移动板5回到初始状态时，第一连杆11已经过死点的位置，所以移动板5不会上下自由运动。此时顶杆10随电机9同向转动。如图6（b）和图6（c）所示，此时拨杆16的动作与电机9的动作是同步的，所以重合闸机构又转换到了电动操作状态，如此实现重合闸断路器电动和手动操作。

Claims (7)

1.一种带有离合机构的漏电断路器的重合闸机构，包括固定设在断路器外盖（18）上的外框架（15），断路器手柄（14）位于外框架（15）的左、右侧壁之间，其特征是：

外框架（15）的左侧壁可转动地连接拨杆（16）左端，拨杆（16）右端固定连接第二连杆（13）转动端，第二连杆（13）固定端固定连接一个轴向离合机构的左部分，轴向离合机构的右部分同轴固接电机（9），拨杆（16）的中间段固定连接一个手柄驱动件（4），手柄驱动件（4）位于手柄（14）的出线端侧，拨杆（16）的中间段位于手柄（14）的进线端侧；在外框架（15）的左侧壁和手柄驱动件（4）之间的拨杆（16）上套有复位弹簧（2）和防止复位弹簧（2）向拨杆（16）右端运动的固定件（3）；轴向离合机构的左部分上空套一个位于第二连杆（13）固定端的右侧的第三转盘（12），轴向离合机构的右部分上方设置一块与外框架（15）的右侧壁之间活动连接的移动板（5），移动板（5）可在轴向离合机构的右部分上方上下移动，移动板（5）的前侧和后侧分别通过一个第一连杆（11）连接于所述第三转盘（12）的前侧和后侧；顶杆（10）沿径向贯穿轴向离合机构的右部分与电机（9）的输出轴，顶杆（1）的一端凸出于轴向离合机构的右部分之外。

2. 根据权利要求1所述的重合闸机构，其特征是：所述轴向离合机构的左部分是第一转盘（6）、右部分是与第一转盘（6）同轴的第二转盘（8），第一转盘（6）刚性连接第二连杆（13）固定端，电机（9）的输出轴同轴固定连接第二转盘（8）；第一转盘（6）的右端通过轴向的凸台（61）和第二转盘（8）的左端具有的轴向的槽口（81）有间隙地配合，使轴向离合机构啮合或者脱扣。

3. 根据权利要求1所述的重合闸机构，其特征是：轴向离合机构位于拨杆（16）右端和外框架（15）的右侧壁之间，电机（9）位于外框架（15）之外且电机（9）的壳体固定连接外框架（15）的右侧壁。

4. 根据权利要求1所述的重合闸机构，其特征是：拨杆（16）的中间段距离外盖（18）的高度小于手柄（14）突出外盖（18）的高度。

5. 根据权利要求1所述的重合闸机构，其特征是：拨杆（16）的左端固定连接转动件（1），转动件（1）随着拨杆（16）的转动向着断路器的分闸或合闸方向运动，转动件（1）的旁边设置有2个微动开关（17），当转动件（1）旋转至断路器分闸或合闸位置时，分别拨动其中一个微动开关（17）。

6. 根据权利要求1所述的重合闸机构，其特征是：移动板（5）的上段中间位置开有两个与外框架（15）的右侧壁活动连接的腰型通槽（51），移动板（5）的下段前侧向左折弯有第一折弯壁、后侧向左折弯有第二折弯壁，第一、第二折弯壁各连接一个第一连杆（11）的右端。

7. 一种权利要求1所述重合闸机构的重合闸方法，其特征是具有以下步骤：

 A、电机（9）有电时采用电动操作，在初始状态，移动板（5）位于远离轴向离合机构的右部分最上部的位置，轴向离合机构处于啮合状态；电机（12）反向转动，由轴向离合机构的左部分带动与第二连杆（13）联动的拨杆（16），拨杆（16）带动手柄（14）向出线端侧运动，使断路器分闸；电机（12）正向转动，由轴向离合机构的左部分带动与第二连杆（13）联动的拨杆（16），与拨杆（16）联动的手柄驱动件（4）带动手柄（14）向进线端侧运动，使断路器合闸；

B、电机（9）失电时采用手动操作，向下按压移动板（5），经第一连杆（11）推动第三转盘（12）向左方向运动，移动板（5）底部碰触到第二转盘（8）的外表面，顶杆（10）与移动板（5）底部不接触，复位弹簧（2）处于压缩储能状态；轴向离合机构的左部分在第一连杆（11）和第三转盘（12）的推动下向左方向运动与轴向离合机构的右部分脱扣，手动操作手柄（14）使断路器分闸或合闸；

C、在电机（9）恢复供电后，顶杆（10）随电机（9）转动触碰到移动板（5）底部并向上推动移动板（5），复位弹簧（2）提供向右的恢复力使轴向离合机构的左部分与右部分相啮合，移动板（5）恢复到初始状态，转换到步骤A的电动操作状态。