CN104409290B - 断路装置中的电故障信号系统 - Google Patents

Abstract

差动断路器型断路装置中的电故障信号系统包括：脱扣的机械锁、电故障的检测和控制装置、由检测和控制装置引导的电磁铁、在电磁铁的铁芯与脱扣的锁之间的连接件和指示器机构；指示器机构包括：由电磁铁的铁芯驱动的信号件，具有信号面和柱钉；保持凸部和对应的凹部，凸部为设置在信号件上的突角，而凹部采用在控制手柄上或在与控制手柄连为一体的部件上的凸轮的形式，信号件被旋转驱动并且包括：通过两个径向壁限定的圆弧形的外周壁，其中一个径向壁包括在电磁铁的铁芯上进行固定的孔；脱扣柱钉，方向平行于旋转轴并且超过与另一个径向壁同高度的部件，另一个径向壁的端部包括具有信号面的板；阻挡突角，设置在圆弧形的外周壁的周边上。

Description

断路装置中的电故障信号系统

本申请为黑格电子股份有限公司于2009年1月28日提交的题为“断路装置中的电故障信号系统”的申请号为200980103394.0的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及在断路器型断路装置中的电故障信号系统。

具体地，本发明的系统优选地指示电路中差动故障的发生。

本发明涉及的断路装置通常包括：

-脱扣的机械锁，与至少一对固定触点和可动触点相关联,并且将控制手柄的运动传递到每个可动触点，使可动触点在两个稳定的位置之间运动，分别支承在固定触点上和与所述固定触点相距一定距离；

-电故障的检测装置；

-通过检测装置脱扣的电磁铁，电磁铁的铁芯相向于回位机构运动；

-在电磁铁的铁芯与脱扣的锁之间的连接件,能在电磁铁检测到故障的情况下进行脱扣。

本发明的信号系统还包括指示器机构,指示故障的发生并且存储此信息，直到通过控制手柄的操作进行重新初始化。

为了增进安全性，本发明的信号系统是机械式的，而不是电动的，即不是依靠断路器所保护的电力设备供给能源来运行的。

背景技术

在现有的这类机械系统中，专利FR-2767602具体地给出一种结构示例，该结构包括保持机构，用于克服在不可视位置的回位机构的作用来将指示器保持朝向可视位置，从而存储脱扣动作，直到装置的关闭操作。

具体地，指示器的保持机构包括通过控制手柄驱动的、在指示器的静止位置与指示器的保持位置之间平移的滑块。这种系统需要使设置为围绕装置的固定轴线旋转的指示器符合一定形状，以使指示器的端部与滑块配合。滑块本身服从回位机构，从而在无故障时位于静止位置。此机械系统根据运动链集成了多个部件，这些部件同时对零件的旋转和平移起作用。就组件的可靠性而言，零部件的增多不是有利的指标，并且它还使装置的装配复杂化。在经济方面，这些参数可被视为是不利的。

发明内容

为了弥补这些不足，本发明的信号系统主要包括一个重组了多项功能的可动件。

具体地，本发明的适用于所述断路装置的信号系统，其主要特征在于它包括：由电磁铁的铁芯驱动的信号件，该信号件具有能够面向设置在装置的正面的窗口运动的信号面，并且该信号件设置有用于在检测和控制装置检测到故障从而铁芯移动的情况下使锁脱扣的柱钉(téton)；保持凸部(relief)和对应的凹部(évidement)，分别设置在所述信号件上和在控制手柄上或在与控制手柄连为一体的部件上，它们的相关定位能在电磁铁引起铁芯移动之后阻挡信号件，从而手柄处于触点打开的位置。

根据现有技术，一个或多个零部件被插放在信号件与手柄之间，而本发明与现有技术的解决方案相反，本发明的系统不是引入一个单一零件，而是同时兼做信号件和阻挡件，该阻挡件通过凸部/凹部的结合而起效。

具体地，根据本发明，凸部可以是设置在信号件上的突角，而凹部可采用在控制手柄上或者在与控制手柄连为一体的部件上的凸轮的形式。相反的构造当然可以同样地实施。

根据一种可能，所述信号件可被平移地驱动并且包括在电磁铁的铁芯上进行固定的孔、具有脱扣的柱钉的第一径向臂、具有阻挡突角的第二轴向臂、和平行于第一臂展开的具有信号面的板。

因此，这是复合形状的零件，该零件插入到电磁铁的可动的铁芯的端部，并且零件的不同的臂保障不同的功能。这样，当铁芯向线圈方向移动时，第一臂通过柱钉的中间部分撞击脱扣锁，促使脱扣锁翻转和触点打开。在电磁铁的移动过程中，第二臂被平行于铁芯的轴线驱动，从而突角沿线圈方向直线平移。

为了此运动成为可能，显然第二臂应该相对于铁芯的轴线偏置。优选地，根据本发明，第二臂从第一臂上延伸出来。

或者，信号件可被旋转地驱动并且根据一种可能地包括：通过两个径向壁限定的圆弧形的外周壁，其中一个径向壁具有在电磁铁的铁芯上进行固定的孔；脱扣的柱钉，方向平行于旋转轴并且超过与另一个径向壁同高度的零件。

所述另一个径向壁的端部还包括具有信号面的板，阻挡突角设置在圆弧形壁的周边上。

如上所述，突角与和控制手柄连为一体地旋转的凸轮配合。实际上，所述凸轮设置在与控制手柄固定的部件的周边上并且由设置的凸起(protubé rance)构成，以便在检测到故障以后在触点打开的位置，所述凸起干涉阻挡突角的路径并且阻挡信号件由铁芯的回位机构推动返回。

所述凸轮由于脱扣锁的翻转而处于阻挡位置，所述翻转由信号件的移动产生。当回位机构作用于铁芯与所述信号件以使它们复位到初始位置时，突角又遇到凸轮的凸起而受阻挡。在此相同的位置上，信号面被定位在设置在装置的正面上的窗口的前面，由此显示断路装置的打开导致由差动级的电磁铁指示的差动故障。

根据一种可能，回位机构由插放在电磁铁的磁轭与在可动铁芯上固定的信号件之间的压缩弹簧构成。原理上，该弹簧能够很好地在无故障时将信号件与可动铁芯构成的组件复位到它们的初始稳定位置。然而，如上所述，只有控制手柄不在触点打开的位置，所述弹簧才能在此期间正确地完成它的功能。换句话说，当装置被复位时，为了闭合触点，与控制手柄连为一体地旋转的凸轮被移离信号件的路径，从而使弹簧能够完成它的功能并且使信号件和铁芯重新回到它们的初始位置。

本发明特别适用于装备有上述这种信号系统并且包括将断路部分与保障差动功能的部分隔开的隔板的差动断路器，电磁铁属于保障差动功能的部分。隔板还配备有用于使信号件的脱扣柱钉通过的开口，所述装备有凸轮并且固定到手柄的部件也布置在差动部分一侧。由于存在上述开口，在故障情况下信号件的移动引起柱钉在断路功能所占用的空间内朝向脱扣锁平移。

附图说明

本发明将参考附图进行更详细地说明，在附图中：

-图1透视地显示构成可配备根据本发明的信号系统的断路装置的示例的差动断路器，；

-图2以透视图显示根据本发明的信号件；

-图3为图1的差动断路器的局部透视图，尤其显示电磁铁与根据本发明的平移式信号件之间的配合；

-图4以局部剖视显示在无差动故障时手柄与上述信号件的相对位置；

-图5再次显示前一图中的元件，但是在差动故障发生的情况下；

-图6等同图3，但是为带旋转式信号件的构造；

-图7以透视图显示旋转式信号件；和

-图8和9为与图4和5相似的视图，显示旋转式信号件在无差动故障和有差动故障时分别的位置。

具体实施方式

参考图1，差动断路器包括：塑料成型的盒体(1)和穿过盒体的控制手柄(2)，控制手柄的两个稳定位置分别对应触点的闭合和打开。

接入口(3)和接出口(4)的连接装置使差动断路器能够被接入电路中。盒体(1)因此包括差动故障的断路功能和检测功能。控制手柄(2)的位置显示断路部分位于产品的左半边，而差动部分位于右半边。在此右半边设置有与本发明的信号系统相配合的窗口(5)。本系统基于信号件(6)，该信号件的一个平移式运动型示例显示在图2中。该信号件包括可用来在电磁铁的可动铁芯(见图3)上进行固定的孔(7)。第一臂(8)定向为相对于孔(7)的径向方向。在第一臂的端部有用于机械锁的脱扣的柱钉(9)。第二臂(10)从第一臂(8)上延伸出来，第二臂的自由端具有三角形的接触块(plot)(11)。信号件(6)还具有板(12)，板的可视表面(13)装备有差动故障的指示机构。参考图3，显示无盖(capot)的盒体(1)，盒体中分别分配给前面已提到的断路和差动部分两项功能的空间被隔板(14)隔开，在隔板(14)上尤其固定着由线圈(16)、可动铁芯(17)和磁轭(18)以传统方式构成的电磁铁(15)。

本发明的信号件(6)固定在可动铁芯(17)的端部，压缩弹簧(19)插放在磁轭(18)的左侧壁与围绕孔(7)的法兰(20)之间。脱扣柱钉(9)(在图3中不可见)在隔板(14)上设置的开口(21)中滑动。在差动故障发生的情况下，铁芯(17)沉入线圈(16)的内部，信号件(6)的整体特别是板(12)和板的信号面(13)与之一起移动。信号件的整体发生移动，从而面对设置在差动断路器的盒体的正面上的、在盒体的盖上(见图1)的窗口(5)。

由于在与控制手柄(2)连为一体地旋转的部件(22)的周边布置有凸轮(23)，并且部件(22)穿过隔板(14)的差动一侧，所以信号件(6)保持在对应可动铁芯(17)沉入线圈(16)内部的位置上，从而在差动故障消失后，信息被存储，板(12)停留在它的位置上。

所述凸轮显示在图4和5中。图4和5显示信号件(6)、控制手柄(2)以及部件(22)所处的位置，分别反映未检测到差动故障和存在这种故障的情况。在图4的构造中，控制手柄(2)的位置反映触点的闭合。在此假设下，凸轮(23)位于盒体(1)的正面附近，信号件(6)的整体与线圈(16)存在一定距离并且处于初始静止的位置。在差动故障发生的假设下，铁芯(17)沿线圈(16)方向下沉，驱动信号件(6)。臂(10)和接触块(11)因此沿箭头(F)的方向向图的右边移动。

信号件(6)的移动显然引起了径向臂(8)和在窗口(21)内部的脱扣柱钉(9)的伴随移动。该移动引起可翻转的(bascule)锁发生脱扣和控制手柄(2)的相关翻转(basculement)。由此，部件(22)被驱动旋转位于图5中的位置，凸轮(23)也是一样。

为了使系统能够正确地工作，凸轮(23)的移动应该发生在接触块(11)移动之后，但是在接触块(11)被弹簧(19)拉回到它的初始位置之前。本发明的构造容许此顺序的运行。

在此情况下，凸轮(23)干涉接触块(11)的路径并且在此后保持，从而防止信号件(6)在回位机构即弹簧(19)的作用下返回初始静止的位置。在此假设下，信号面(13)位于窗口(5)的对面，如图5所示，而不是图4中的情况。

产品的复位，通过用户在手柄(2)上实施操作使控制手柄(2)从它在图5中的位置到达在图4中的位置而实现，从而使凸轮(23)到达它在图4中的位置。在此情况下，再也没有什么与回位机构(19)的动作相对立，并且信号件(6)复位到它的原始位置。信号面(13)不再位于窗口(5)的对面。

参考图6至9，一种具有旋转式构造的变型基于信号件(6’)，信号件(6’)主要包括一个圆弧形的壁(25)和两个径向壁(26)和(27)，在圆弧形的壁(25)上设置有阻挡突角(l'ergot)(11’)，并且圆弧形的壁(25)由两个径向壁(26)和(27)限定，第一径向壁具有用于在电磁铁的铁芯上进行固定的孔(7’)，而第二径向壁具有脱扣的柱钉(9’)。

在图8和9中显示的旋转式移动功能，是模仿图4和5中显示的平移式移动功能。在无故障时，信号件(6’)位于图8所显示的位置。

一旦故障出现，就引起电磁铁(15)的铁芯(17)沿如图9所示的箭头方向(F’)移动，从而引起信号件(6’)围绕枢轴(28)旋转和柱钉(9’)在窗口(21)中移动。此运动将信号件(6’)的信号面(13’)置位在设置于盒体(1)的正面的窗口(5)的对面。同时，柱钉(9’)引起锁脱扣、触点打开和手柄(2)翻转到图9显示的位置。在此情况下，由于当弹簧将铁芯(17)拉回铁芯的初始位置时，突角(11’)又遇到凸轮(23)，因此布置在部件(22)的周边上的凸轮(23)发生移动来阻挡元件(6’)的返回。差动故障从而被存储，直到手柄(2)被手动地翻转到触点闭合的位置。

通过附图所示的两个例子并非为本发明的全部，相反地，本发明涵盖只要稍微实现相同功能的形式的变型。

Claims (4)

1.在差动断路器型断路装置中的电故障信号系统，包括：

-脱扣的机械锁，与至少一对固定触点和可动触点相关联，将控制手柄的运动传递到每个可动触点，使可动触点在两个稳定的位置之间运动，分别支承在固定触点上且与所述固定触点相距一定距离；

-电故障的检测和控制装置；

-由检测和控制装置引导的电磁铁，电磁铁的铁芯相向于回位机构运动；

-在电磁铁的铁芯与脱扣的机械锁之间的连接件，能在电故障的情况下进行脱扣；和

-指示器机构，指示故障的发生并且存储此信息，直到通过控制手柄的操作进行重新初始化；

其特征在于，所述指示器机构包括：由电磁铁的铁芯驱动的信号件，该信号件具有能够面向设置在断路装置的正面的窗口运动的信号面，并且该信号件设置有用于在检测和控制装置检测到故障从而铁芯移动的情况下使脱扣的机械锁脱扣的柱钉；

保持凸部和对应的凹部，分别设置在所述信号件上和在控制手柄上或在与控制手柄连为一体的部件上，保持凸部和对应的凹部的相关定位能在电磁铁引起铁芯移动之后阻挡信号件，从而手柄处于触点打开的位置，

其中，所述凸部为设置在信号件上的突角，而所述凹部采用在控制手柄上或在与控制手柄连为一体的部件上的凸轮的形式，信号件被旋转驱动并且包括：通过两个径向壁限定的圆弧形的外周壁，其中一个径向壁包括在电磁铁的铁芯上进行固定的孔；脱扣柱钉，方向平行于旋转轴并且突出超过另一个径向壁的高度，所述另一个径向壁的端部包括具有信号面的板；阻挡突角，设置在所述圆弧形的外周壁的周边上。

2.根据权利要求1的信号系统，其特征在于，所述凸轮设置在与控制手柄固定一体旋转的部件的周边上并且由设置的凸起构成，以使在电磁铁的铁芯移动引起触点的打开和信号件的运动之后，所述凸起干涉阻挡突角的路径并且阻挡信号件通过铁芯的回位机构而返回。

3.根据上述权利要求中的任何一项的信号系统，其特征在于，回位机构由插放在电磁铁的磁轭与固定在可动的铁芯上的信号件之间的压缩弹簧构成。

4.装备有根据上述权利要求中的任何一项的信号系统的差动断路器，其特征在于，所述断路器包括：将断路部分与保障差动功能的部分隔开的隔板，隔板设置有用于使信号件的脱扣柱钉通过的开口；设置有凸轮并且固定到手柄的布置在差动部分一侧的部分。