CN104246944A - 紧急断开装置 - Google Patents

Abstract

一种适于手动地断开开关装置的紧急断开装置，该紧急断开装置包括：冲击杆装置，该冲击杆装置用于将断开冲击力传递至操作性地连接至所述开关装置的电触头的电磁致动器；导引壳体，该导引壳体适于安置在其内容置有所述开关装置的外壳的外部上，该导引壳体构造成用于沿着操作方向以可滑动的方式容置和引导冲击杆装置；以及能量储存推进装置，该能量储存推进装置用于根据操作者的外部触发命令来推进冲击杆装置以将断开冲击力施加至电磁致动器。该能量储存推进装置构造成用于沿着操作方向对冲击杆装置施加直线急速运动，直线急速运动具有独立于外部触发命令的至少运动学参数。

Description

紧急断开装置

技术领域

本公开涉及一种适于手动地断开开关装置、特别是手动地断开接触器的紧急断开装置。

背景技术

在中压应用中，使用多相接触器输送和切断电流是已知的。这种接触器构造成用于接通/断开例如若干领域——比如工业、服务业、海事业以及其他艰苦环境——中的电动马达。多相接触器针对每个相包括固定触头和可动触头，可动触头可以定位在断开位置与闭合位置之间，在断开位置，可动触头与固定触头操作性地分开，在闭合位置，可动触头操作性地连接至固定触头。

可动触头通过由辅助电源供电的电磁致动器致动以在断开位置与闭合位置之间移动。为了在电网的使用寿命期间保证适当的功能性能需要满足许多重要条件；特别地，应当适时地、通常尽可能快地执行断开操纵以防止对设备的可能损坏。在故障条件下，如果辅助电源不存在或当电磁致动器由于任何原因、例如由于任何部件的破坏而发生故障时，必须通过对电磁致动器的移位机构——其机械地连结至可动触头——进行手动干预来执行手动断开操作。在对所述移位机构进行手动干预之前，首先需要切断中压以避免对负载供电或对接触器本身的损坏。这种对中压的初步切断是很重要的和高度推荐的，因为操作者的手动断开速度可能不足以以可靠的方式充分地避免在上述触头中产生电弧，换句话说，操作者可能不能够在确定的所需时间限制内执行断开操作。尽管如此，对中压的预防性切断意味着使各种负载停止运行并带来显著的经济缺点。

为了避免这种缺点，已经提出了一种其内结合有永久性内部手动断开装置的已知的接触器，该内部手动断开装置可以由操作者来操作用于以期望的速度手动断开电磁致动器而不使负载停止运行。

特别地，该内部手动断开装置对电磁致动器的机械地连结至可动触头的上述移位机构进行干预。

这种内部手动断开装置包括如下的运动机构，该运动机构具有操作轴、能够通过操作轴移动的第一枢转杆、能够通过第一枢转杆移动的第二枢转杆以及合适的凸轮台阶廓形，该第二枢转杆用于对上述移位机构致动以断开电磁致动器，该凸轮台阶廓形用于阻挡第二杆的移动和允许第二杆的移动。

已经对接触器进行了大量内部结构改型以使其适于在内部并永久性地容置这种手动断开装置。因此，如果期望提供具有这种手动断开装置的目前已使用的老式接触器，则必须进行特定的改装过程以适当地修改这种接触器的内部结构，使得手动断开装置可以永久性地配合在该接触器中。明显地，这种适配过程意味着对应当考虑在内的工作负荷的不期望的中断。

尽管这种内部手动断开装置以相当令人满意的方式执行，但仍存在进一步改进的空间。特别是，期望提供如下的一种技术解决方案：操作者容易地使用以在不必使负载停止运行的情况下——即，在中压存在且负载被供电时——以期望的速度手动地断开老式接触器。还期望这种技术解决方案同时是便宜、安全、可靠以及结构简单的。

发明内容

这是通过所附权利要求中限定的并在下文中详细描述的紧急断开装置来实现的。根据本公开，提供了一种适于手动地断开开关装置的紧急断开装置，该紧急断开装置包括：

-冲击杆装置，该冲击杆装置用于将断开冲击力传递至电磁致动器，该电磁致动器操作性地连接至所述开关装置的电触头；

-导引壳体，该导引壳体适于安置在外壳的外部上，所述开关装置容置在该外壳中，所述导引壳体构造成用于沿着操作方向以可滑动的方式容置和引导所述冲击杆装置；以及

-能量储存推进装置，该能量储存推进装置用于根据操作者的外部触发命令来推进所述冲击杆装置，以将所述断开冲击力施加至所述电磁致动器，所述能量储存推进装置构造成用于沿着所述操作方向对所述冲击杆装置施加直线急速运动，所述直线急速运动具有独立于所述外部触发命令的至少一个运动学参数。

本公开还包括一种与术语“面板”、“机壳”或“开关板”同等称谓的电开关柜，该电开关柜包括开关装置、特别是接触器以及如在相关所附权利要求中限定及在文中描述的紧急断开装置。

本公开的特征和优点将从说明书和权利要求中获得。

附图说明

参照通过非限制性示例的方式图示本公开实施方式的附图，可以更好地理解和实施本公开，在附图中：

图1和图2分别为根据本公开的紧急断开装置的立体图和剖视图；

图3为图1的紧急断开装置的分解图；

图4为根据本公开的紧急断开装置的变体的立体图；

图5和图6为紧急断开装置分别处于加载构型和卸载构型的纵剖视图；

图7和图8为临时连接至开关柜的门的紧急断开装置的不同立体图；

图9和图10示出了一种变体，在该变体中，紧急断开装置包括用于允许紧急断开装置在测试状态下工作的可移除的延长元件。

具体实施方式

参照附图，示出了紧急断开装置1，该紧急断开装置1适于手动地断开开关装置、特别是包括在中压开关柜中的接触器，其中，出于本申请的目的，术语“中压”指的是在从1KV直至几十KV——例如52KV——的范围内的应用。

特别地，紧急断开装置1为便携式的，并且在紧急情况下可以由操作者容易地操作以手动地断开接触器而不必切断中压。

特别地，紧急断开装置1对电磁致动器、更确切地说对电磁致动器的移位机构进行机械地致动，该移位机构机械地连结至接触器的可动电触头。

紧急断开装置1包括冲击杆元件5，该冲击杆元件5适于将断开冲击力传递至这种移位机构以将可动触头与相应的固定触头分开。

紧急断开装置1包括导引壳体2，该导引壳体2用于沿着操作方向6以可滑动的方式容置和引导冲击杆元件5。

在文中示出的示例非限制性实施方式中，冲击杆元件5包括第一杆部7和第二杆部8，第一杆部7意在至少部分地从导引壳体2突出以与移位机构接触，第二杆部8在工作期间基本保持在导引壳体2内。第一杆部7和第二杆部8通过螺纹联接件互相固定从而限定纵向轴线11。然而，冲击杆元件5还可以实现为单件元件。

导引壳体2由互相连接并限定之后更详细描述的相应室——特别是能量储存室15和保持释放室16——的第一导引壳体部3和第二导引壳体部4限定。第二导引壳体部4由限定用于操作者的手柄部17的壁界定。

在冲击杆元件5的大致中央区域中、特别是在第二杆部8上限定有柄部9，柄部9通过从冲击杆元件5径向突出的凸缘部10界定在一个端部上。特别地，凸缘部10是在第一杆部7的一个端部上一体地获得的并且旨在可移动地容置在第一导引壳体部3内。凸缘部10被定形为用于抵靠内部止动表面12，该内部止动表面12设置在第一导引壳体部3的横向于纵向轴线11的壁上。

紧急断开装置1包括能量储存推进装置13，该能量储存推进装置13构造成用于储存设定的机械弹性能量并且用于根据例如由操作者施加的外部触发命令来释放该能量，从而用于朝向上述移位机构推进冲击杆元件5以将用于以合适的速度移动可动触头所需的断开冲击力施加至移位机构。特别地，能量储存推进装置13构造成用于沿着操作方向6将直线急速运动(rectilinear snap movement)施加至冲击杆元件5，该直线急速运动具有独立于外部触发命令的一个或多个运动学参数。特别地，运动学参数包括冲击杆元件5移动的速度。另外的运动学参数包括施加至冲击杆元件5的加速度。

在此处描述的实施方式中，能量储存推进装置包括围绕柄部9定位并置于凸缘部10与靠置套管元件14之间的压缩弹簧13。该靠置套管元件14在与内部止动表面12相对的端部处安置在第一导引壳体部3内、处于固定位置。在靠置套管元件14中获得轴向开口，冲击杆元件5能够相对地且同轴地滑动穿过该轴向开口。

凸缘部10构造成用于能够在第一导引壳体3内从第一位置和第二位置移动，在第一位置，压缩弹簧13处于加载——即，被压缩——构型，在第二位置，凸缘部10在压缩弹簧13至少部分地处于释放构型时抵靠内部止动表面12。

因此，储存在第一导引壳体3——因此用作能量储存室——内的压缩弹簧13中的机械弹性能量旨在转换为冲击杆元件5的更具冲力的快速运动。

压缩弹簧13和冲击杆元件5的例如物理的、机械的、几何的性能/特征——比如材料、尺寸、刚度、圈数——被选择，以获得冲击杆元件5的具有诸如速度、加速度之类的期望预先指定的运动学参数的运动，并且优选地这些运动学参数在使用寿命期间反复地恒定。

由于这种结构构型，冲击杆元件5的直线急速运动总是相同的并且完全独立于操作紧急断开装置1的操作者的手动致动速度，并且优选是基本相同的。

紧急断开装置1包括保持触发单元18，该保持触发单元18构造成用于保持压缩弹簧13处于加载压缩构型并且构造成用于在操作者施加用于产生上述直线急速运动的外部触发命令时使压缩弹簧13展开。

保持触发单元18部分地容置在由第二导引壳体部4限定的保持释放室16中。保持触发单元18包括沿着横向于纵向轴线11的推动方向20延伸且能够沿着推动方向20移动的推动销元件19。

特别地，推动销元件19能够从保持位置和释放位置移动，在保持位置，推动销元件19保持冲击杆元件5处于加载压缩构型，在释放位置，推动销元件19释放冲击杆元件，由此允许冲击杆元件的急速运动。

在推动销元件19中获得有接合开口21，冲击杆元件5、特别是第二杆部8的可保持部25穿过该接合开口21并且能够沿着纵向轴线11相对地移动。

保持触发单元18包括保持弹簧23，该保持弹簧23围绕推动销元件19安置并且置于第二导引壳体部4与推动销元件19的推动头部24之间。保持弹簧23是压缩类型的保持弹簧并且用于迫使推动头部24远离第二导引壳体部4、特别地趋于将推动销元件19保持在保持位置。

在推动销元件19上限定有保持部22，该保持部22界定接合开口21。保持部22被定形为用于与在可保持部25上获得的接合凹槽26接合。特别地，接合凹槽26横向地围绕冲击杆元件5获得，如图6和图3所示。

当压缩弹簧13处于加载压缩构型时，推动销元件19的保持部22与接合凹槽26接合。接合凹槽26与保持部22的稳定联接是由保持弹簧23的迫压作用来保证的，保持弹簧23趋于使推动销元件19从保持释放室16突出，由此使保持部22压靠接合凹槽26且压到接合凹槽26内。在这种构型中，冲击杆元件5保持被阻挡并且不允许压缩弹簧13展开。压缩弹簧13的展开、并且因此冲击杆元件5的急速运动仅仅根据外部触发命令——即，当操作者沿推动方向20推动推动销元件19时——启用，由此使保持部22与接合凹槽26断开接合。以此方式，冲击杆元件5被释放并且在压缩弹簧13的作用下自由移动。

冲击杆的急速运动明确地独立于由操作者施加在保持触发单元18上的手动外部触发命令，这种急速运动由压缩弹簧13的弹性特征确定。

为了加载紧急断开装置1，即，为了加载压缩弹簧13，操作者可以握住手柄部17，将冲击杆元件5的末端28倚靠在固定表面上，例如倚靠在地板上，并且压靠在地板上以将第一杆部7引入到第一导引壳体部3内，由此使压缩弹簧13压缩。当接合凹槽26到达保持触发单元18的接合开口21时，推动销元件19在保持弹簧18的作用下迅速跃至保持位置并且保持部22进入接合凹槽26从而阻挡冲击杆元件5。以此方式，紧急断开装置1准备工作。操作者可以将末端28以及导引壳体2的前端部插入设置在开关柜外壳上的合适的连接插座开口29内。连接插座开口29可以定形为接纳套管元件。

特别地，连接插座29安装在开关柜外壳的门30上，如图7和图8所示。紧急断开装置1可以连接至连接插座29并且可以在门30处于关闭位置时操作，从而使冲击杆元件5能够到达与容置在外壳中的接触器相关联的电磁致动器的移位机构。此时，操作者可以推动该推动销元件19以使接触器的电触头断开，并且随后可以移除紧急断开装置1并将其带走。

为了确保以稳定的方式临时连接至门30，紧急断开装置1可以包括合适的临时联接装置。该临时联接装置可以包括设置在第一导引壳体部3的前端上的螺纹联接部，该螺纹联接部定形为用于与适当地设置在门30上的连接插座29的相应螺纹区域联接。在图4中示出的另外变体中，临时联接装置包括卡销接合部，该卡销接合部包括第一卡销部31，第一卡销部31固定至导引壳体2并且定形为用于与要被永久地设置在连接插座29上的固定的第二卡销部32可移除地接合。

可以提供其他形式的临时连接，例如卡扣快速连接等。

紧急断开装置1可以设置有可移除的延长元件33(图9中示出的)，该可移除的延长元件33能够连接至导引壳体2的前端部。在装置的这种延长构型或测试构型中，第一卡销部31或其他临时联接元件可以连接至可移除的延长元件33的前端部。可移除的延长元件33允许操作者对接触器进行一些测试。特别地，由于该延长构型，紧急断开装置1可以在由可滑动小车支承的接触器被牵拉到开关柜壳中的非操作抽出位置时操作。可移除的延长元件33用作间隔元件并且调整冲击杆元件5相对于电磁致动器的移位机构的正确相对位置，其中移位机构设置在处于非操作抽出位置的接触器上。

已经描述了由于本公开的紧急断开装置1，提供一种能够可靠地断开也处在“带载”条件下的开关装置的简单且有效的技术解决方案的预期目的是如何实现的。特别地，紧急断开装置1证明与在开始手动断开操纵之前需要另外切断中压的老式接触器结合是非常有用的。

与现有技术的手动断开装置不同，根据本公开的紧急断开装置1不是嵌入类型的紧急断开装置，而是便携类型的紧急断开装置，其可在紧急情况下由操作者操作和使用。

紧急断开装置1能够进行落在本发明构思的、由所附权利要求限定的范围内以及包括上述实施方式的任意组合的改型或变形；任何细节都可以用技术上等同的元件代替。例如，可以设置合适地定位的气动弹簧或张力弹簧等来替代压缩弹簧。

上述元件中的一个或多个元件可以以不同的方式定形和/或定位、可以以一个或多个件来实现或者以不同的方式联接或定位等。

实际上，只要这些材料与具体用途兼容，那么它们和单个部件都可以是根据要求和现有技术的任何材料和部件。

Claims (15)

1.一种适于手动地断开开关装置的紧急断开装置，所述紧急断开装置包括：

-冲击杆装置(5、7、8)，所述冲击杆装置(5、7、8)用于将断开冲击力传递至电磁致动器，所述电磁致动器操作性地连接至所述开关装置的电触头；

-导引壳体(2、3、4)，所述导引壳体(2、3、4)适于安置在外壳的外部(30)上，所述开关装置容置在所述外壳中，所述导引壳体(2、3、4)构造成用于沿着操作方向(6)以可滑动的方式容置和引导所述冲击杆装置(5、7、8)；以及

-能量储存推进装置(13)，所述能量储存推进装置(13)用于根据操作者的外部触发命令来推进所述冲击杆装置(5、7、8)，以将所述断开冲击力施加至所述电磁致动器，所述能量储存推进装置(13)构造成用于沿着所述操作方向(6)对所述冲击杆装置(5、7、8)施加直线急速运动，所述直线急速运动具有独立于所述外部触发命令的至少一个运动学参数。

2.根据权利要求1所述的紧急断开装置，其中，所述至少一个运动学参数包括所述直线急速运动的速度参数，所述速度参数具有独立于所述外部触发命令的值。

3.根据权利要求1或2所述的紧急断开装置，其中，所述能量储存推进装置包括弹性装置(13)和保持触发单元(18)，所述弹性装置(13)能够被加载以在加载构型中储存设定的弹性机械能，所述保持触发单元(18)构造成用于保持所述弹性装置(13)处于所述加载构型并且适于接收所述外部触发命令以释放所述弹性装置(13)并且触发所述直线急速运动。

4.根据权利要求3所述的紧急断开装置，其中，在所述导引壳体(2)中限定有能量储存室(15)和保持释放室(16)，所述能量储存室(15)用于容纳所述弹性装置(13)以及所述冲击杆装置(5、8)的柄部(9)，所述保持释放室(16)用于容置所述保持触发单元(18)以及所述冲击杆装置(5、8)的可保持部(25)，所述能量储存室(15)和所述保持释放室(16)彼此相邻地布置并且平行于所述冲击杆装置(5、7、8)的纵向轴线(11)延伸。

5.根据权利要求4所述的紧急断开装置，其中，所述弹性装置包括压缩弹簧(13)，所述压缩弹簧(13)围绕所述柄部(9)定位并且置于凸缘部(10)与固定的靠置元件(14)之间，所述凸缘部(10)与所述冲击杆装置(5、7)成一体并从所述冲击杆装置(5、7)突出，所述冲击杆装置(5、7)能够相对地且同轴地滑动穿过所述靠置元件(14)，所述凸缘部(10)能够从第一位置和第二位置移动，在所述第一位置，所述压缩弹簧(13)处于所述加载构型，在所述第二位置，所述凸缘部(10)在所述压缩弹簧(13)处于至少部分地释放的构型时抵靠所述能量储存室(15)的内部止动表面(12)。

6.根据权利要求5所述的紧急断开装置，其中，所述保持触发单元(18)包括推动销元件(19)，所述推动销元件(19)沿着横向于所述纵向轴线(11)的推动方向(20)延伸并能够沿着所述推动方向(20)移动，所述推动销元件(19)具有接合开口(21)，所述可保持部(25)穿过所述接合开口(21)。

7.根据权利要求6所述的紧急断开装置，其中，在所述可保持部(25)上限定有接合凹槽(26)，所述接合凹槽(26)定形为用于与所述推动销元件(19)的界定所述接合开口(21)的保持部(22)接合。

8.根据权利要求7所述的紧急断开装置，其中，所述推动销元件(19)能够从保持位置以及能够根据所述外部触发命令实现的释放位置移动，在所述保持位置，所述接合凹槽(26)与所述加载构型相对应地接合所述保持部(22)，在所述释放位置，所述保持部(22)与所述接合凹槽(26)脱离接合并远离所述接合凹槽(26)以允许所述冲击杆装置(5、7、8)移动。

9.根据权利要求8所述的紧急断开装置，其中，所述保持触发单元(18)包括用于朝向所述保持位置迫压所述推动销元件(19)的保持弹簧元件(23)。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的紧急断开装置，还包括可移除的延长元件(33)，所述可移除的延长元件(33)能够连接至所述导引壳体(2)以允许所述紧急断开装置(1)在测试构型中工作，在所述测试构型中，所述开关装置在所述外壳中处于非操作抽出位置。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的紧急断开装置，还包括联接装置(31)，所述联接装置(31)能够连接至所述导引壳体(2、3)和/或所述可移除的延长元件(33)，以使得所述紧急断开装置(1)能够机械地连接至所述外壳的所述外部(30)。

12.根据权利要求11所述的紧急断开装置，其中，所述联接装置包括用于与所述外壳上的所述外部(30)相连接的螺纹联接部或卡销接合元件(31)或挂钩快速连接件。

13.根据前述权利要求中的一项或多项所述的紧急断开装置，其中，所述保持释放室(16)由限定用于操作者的手柄部(17)的壁界定。

14.一种紧急断开套件，所述紧急断开套件包括连接套管元件以及根据前述权利要求中的任一项所述的紧急断开装置(1)，所述连接套管元件包括卡销部(32)或螺纹元件，所述卡销部(32)或螺纹元件适于安装在开关柜外壳的门(30)上用于接纳所述联接装置并且实现所述紧急断开装置(1)的临时机械连接。

15.一种开关柜设备，所述开关柜设备包括开关装置以及根据权利要求14所述的紧急断开套件。