CN104488059B

CN104488059B - 电路断路器

Info

Publication number: CN104488059B
Application number: CN201280074635.5A
Authority: CN
Inventors: 出口智也; 黑崎刚史; 岸本康雄
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-07-11
Filing date: 2012-07-11
Publication date: 2016-09-28
Anticipated expiration: 2032-07-11
Also published as: CN104488059A; JPWO2014010040A1; KR20140145191A; JP5745180B2; KR101647915B1; WO2014010040A1

Abstract

得到一种具备热动电磁型的跳闸装置的电路断路器，该热动电磁型的跳闸装置为小型且能够提高由过电流引起的跳闸操作时的双金属片的温度。具备：开闭机构部(7)，其对使3相电路开闭的可动接触件(6)以及固定接触件(5)的触点进行开闭驱动；电磁跳闸装置，其在所述电路中流过过大电流时，驱动跳闸杆而使所述开闭机构部(7)跳闸；以及热动跳闸装置，其在所述电路中流过过电流时，利用弯曲的双金属片(12)驱动跳闸杆(14)而使开闭机构部(7)跳闸，在该电路断路器中，热动跳闸装置设置在与所述3相电路相对应地并列设置的3极上，各极的热动跳闸装置的双金属片(12)内的至少一个双金属片的板厚度与其他双金属片的板厚度不同。

Description

电路断路器

技术领域

本发明涉及配线用断路器以及漏电断路器等电路断路器，特别是涉及该电路断路器的热动电磁跳闸装置。

背景技术

当前的电路断路器中的热动电磁型的过电流跳闸装置，在过电流流过时，由于焦耳热而弯曲的双金属片按压开闭机构部的跳闸部，由此开闭机构部动作，从而开闭触点分离。在与3相电路相对应的3极的电路断路器中，构成为，在左极(以下L极)、中极(以下C极)、右极(以下R极)分别配置该热动电磁型的过电流跳闸装置，无论在哪个极流过过电流，双金属片都按压跳闸部，从而开闭机构部动作，开闭触点分离(例如，参照专利文献1)。作为产生焦耳热的发热部的方式，已知有对双金属片直接通电的直热式、在双金属片的附近的电路上设置加热器的旁热式、或者并用直热式和旁热式的直旁热式。

另外，由于构成开闭机构部或热动电磁型的过电流跳闸装置的各部件的加工、组装误差、材料特性的波动等累积，开闭机构部的跳闸时间波动，因此，在双金属片的前端设置调整机构，利用该调整机构进行从双金属片的前端至开闭机构部的跳闸部为止的距离(间隙)的调整。并且，在电路断路器的出货检查时，利用通电检查测定跳闸时间，确认跳闸时间处于规定时间的范围内。

另一方面，在漏电断路器中，与过电流跳闸装置连接的一次导体贯通零序变流器之后，与漏电断路器的负载侧的连接端子连接，特别是，L极以及R极的一次导体为了贯通零序变流器而形成为U字状(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2000－30597号公报

专利文献2：日本特开平8－077909号公报

发明内容

在当前的配线用断路器中的热动电磁型的过电流跳闸装置中，C极的双金属片除了自身的焦耳热，还受到L极以及R极的焦耳热，因而C极的弯曲比L极以及R极大。另外，在当前的漏电断路器的热动电磁型的过电流跳闸装置中，L极以及R极的双金属片由于与该双金属片连接的一次导体以U字状成型，因此，与C极相比电路长度较长，一次导体的电阻增大，焦耳热也增大，因此L极以及R极的由热引起的弯曲与C极相比较大，各极的特性变得不一致。

另外，为了提高出货检查时的合格率，需要尽量在双金属片的附近集中产生焦耳热，因此，优选尽量增大发热部的电阻值。然而，最近的电路断路器推进外形的小型化，构成为内部温度容易整体上升的结构，如果直至临界为止提高发热部的电阻值，则在配线用断路器中C极的双金属片、在漏电断路器中L极以及R极的双金属片会弯曲过度，难于确保从双金属片的前端至开闭机构部的跳闸部为止的距离，因此无法利用调整机构调整跳闸时间。

本发明所涉及的电路断路器其具备：开闭机构部，其对使3相电路开闭的可动接触件以及固定接触件的触点进行开闭驱动；电磁跳闸装置，其在所述电路中流过过大电流时，驱动跳闸杆而使所述开闭机构部跳闸；以及热动跳闸装置，其在所述电路中流过过电流时，利用弯曲的双金属片驱动跳闸杆而使所述开闭机构部跳闸，在该电路断路器中，所述热动跳闸装置设置在与所述3相电路相对应地并列设置的3极上，各极的双金属片内的至少一个双金属片，与其他双金属片板厚度不同。

根据本发明，通过使双金属片的板厚度根据极的不同而变化，使双金属片的弯曲特性一致，使热动跳闸装置的特性一致，从而能够简单地确保电路断路器的性能提高。另外，在电路断路器的断路特性的试验中，热动跳闸时间的调整变得容易。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电路断路器的结构的侧剖面图。

图2是表示实施方式1所涉及的电路断路器的结构的斜视图。

图3是表示实施方式1所涉及的电路断路器的热动电磁跳闸装置的斜视图。

图4是表示构成实施方式1所涉及的电路断路器的热动电磁跳闸装置的双金属片主视图(a)以及侧视图(b)、(c)、(d)。

图5是表示构成实施方式2所涉及的电路断路器的热动电磁跳闸装置的双金属片的主视图。

图6是表示本发明的实施方式3所涉及的漏电断路器零序变流器的结构的俯视图(a)、主视图(b)以及侧视图(c)。

图7是表示本发明的实施方式3所涉及的零序变流器的要部的侧剖面图。

图8是表示本发明的实施方式3所涉及的零序变流器的其他结构的一次导体的俯视图。

图9是构成实施方式3所涉及的热动电磁跳闸装置的双金属片的主视图(a)以及侧视图(b)、(c)、(d)。

图10是表示本发明的实施方式4所涉及的电路断路器的结构的斜视图。

具体实施方式

实施方式1.

以下，基于附图说明本发明的实施方式1。图1是表示实施方式1所涉及的电路断路器的内部结构的侧剖面图，图2是表示图1所示的电路断路器的结构的斜视图，图3是表示图1所示的电路断路器中的热动电磁跳闸装置的斜视图，图4是表示构成图3所示的过电流跳闸装置的双金属片的图，(a)是主视图，(b)是L极的侧视图，(c)是C极的侧视图，(d)是R极的侧视图。

在图1以及图2中，电路断路器100是与3相电路相对应的3极的电路断路器，在3极的左极(以下L极)、中极(以下C极)、右极(以下R极)上分别配置有后述的热动电磁跳闸装置11。电路断路器100的框体1由合成树脂材料形成，是被分割为主体基座2和主体罩3的分割构造。在主体基座2上设置有：电源侧端子4；固定接触件5，其设置在该电源侧端子4的一部分上；以及可动接触件6，其相对于该固定接触件5进行开闭，在固定接触件5以及可动接触件6上分别设置有开闭触点。

电路断路器100具有：开闭机构部7，其与可动接触件6连结；以及手柄8，其固定连接在该开闭机构部7上，从主体罩3的窗孔凸出。并且，电路断路器100中，将热动电磁跳闸装置11设置在3极上，该热动电磁跳闸装置11在电路中流过超过额定电流的电流时使开闭机构部7动作，该热动电磁跳闸装置11与开闭机构部7排列而配置于负载侧。该热动电磁跳闸装置11由双金属片12、与双金属片12的负载侧接触的加热器13、对热动电磁跳闸装置11和跳闸杆14的距离进行调整的调整机构15构成。

基于图3说明热动电磁跳闸装置11的详细结构。热动电磁跳闸装置11由电磁跳闸装置和热动跳闸装置构成。电磁跳闸装置具备：固定铁心11a；可动铁心11b，其在瞬时断路时被固定铁心11a吸引，驱动跳闸杆14；复位弹簧(未图示)，其对可动铁心11b进行预紧；以及轴11c，其轴支撑可动铁心11b。

另一方面，热动跳闸装置形成为，具有双金属片12，在双金属片12的下部开设有孔，双金属片12和加热器13通过销16被箍紧并电连接，其中，该双金属片12是对将热膨胀率不同的2片金属板贴合而成的板状部件进行冲裁而形成为长方形形状的。在双金属片12的上部也开设有孔，并安装有调整机构15，该调整机构15具有向跳闸杆14抵接的抵接部15a。在这里，如图4所示，双金属片12的平面形状(图4(a))在L极、C极、R极中均相同，但C极的双金属片12a(图4(c))与L极以及R极的双金属片12b(图4(b))以及12c(图4(d))相比，板厚度较厚。此外，在本说明书中，对于双金属片12，在需要对所设置的极进行区别时，在标号12后标注字符a、b、c而表示，在无需对所设置的极进行区别时，在标号12后不标注字符而表示。

对于热动电磁跳闸装置11，如果双金属片12由于通电电流等成为高温，则由于线膨胀系数不同而在双金属片12上产生弯曲。双金属片12由于因该弯曲引起的位移而与跳闸杆14(参照图2)抵接，以该抵接为契机而使跳闸杆14进行电流断路等跳闸动作。调整机构15为了将通过热动电磁跳闸装置11与跳闸杆14抵接而使跳闸杆14进行动作的电流设为规定值，而用于调节跳闸杆14和调整机构15的距离。

在调节该距离时，首先，在主体基座2上组装热动电磁跳闸装置11和跳闸杆14，向热动电磁跳闸装置11通电用于使跳闸杆14动作的规定值的电流。然后，在由于规定值的电流而双金属片12的温度上升、且热动电磁跳闸装置11发生位移的状态下，使抵接部15a旋转直至调整机构15的抵接部15a与跳闸杆14抵接的位置为止，在该位置对调整机构15和双金属片12进行固定。

下面，对电路断路器100的跳闸动作进行说明。在电路中流过如短路电流这样的过大电流的情况下，由于产生于热动电磁跳闸装置11的固定铁心11a的磁力，可动铁心11b被固定铁心11a吸引，可动铁心11b以轴11c为转动轴，抵抗复位弹簧(未图示)的预紧力而转动。通过该转动，可动铁心11b按下跳闸杆14，驱动开闭机构部7，使可动接触件6转动。通过可动接触件6的转动，可动触点从固定触点分离，过大电流被断开，跳闸动作完毕。

另一方面，在电路中流过过电流的情况下，大于或等于规定电流的电流流过加热器13，加热器13发热，双金属片12由于该发热而被加热，发生变形。如果双金属片12变形，则固定连接于双金属片12上的调整机构15的抵接部15a按下跳闸杆14，开闭机构部7被驱动，使可动接触件6转动。由于可动接触件6的转动而可动触点从固定触点分离，电流断路的跳闸动作完毕。

在该热动跳闸动作时，C极的双金属片12a由于受到由自身极的加热器13、和位于两侧的L极以及R极的加热器13这3个加热器产生的焦耳热，因此与L极以及R极相比，其温度上升较大。另一方面，双金属片12的弯曲量利用以下的式(1)计算。在这里，D表示弯曲量，k表示双金属片的弯曲系数，ΔT表示温度上升值，L表示双金属片的动作长度，t表示双金属片板厚度。

D＝k·ΔT·L²/t…(1)

因此，如果双金属片的板厚相同，则与L极的双金属片12b以及R极的双金属片12c相比，C极的双金属片12a的弯曲量大。因此，在本实施方式中，将C极的双金属片12a的板厚设得比L极的双金属片12b以及R极的双金属片12c厚。由此，通过对双金属片12a的厚度进行增减，能够消除温度上升不均匀的影响，能够使3极的各双金属片的弯曲特性大致相同。根据本实施方式1，由于与L极的双金属片12b以及R极的双金属片12c相比，C极的双金属片12a将板厚度增厚，因此，3极的各双金属片的弯曲特性大致相同，能够充分确保通过调整机构15进行的跳闸时间的调整量。

此外，在本实施方式1中，示出在双金属片12的附近设置有加热器13的旁热型的例子，但对于向双金属片12通电电路的电流的直热型、直旁热型，也能够发挥同样的效果。另外，由于利用双金属片的弯曲而使开闭机构部进行跳闸动作，因此，如果双金属片的刚性较低，则开闭机构部的跳闸负荷的波动会对跳闸时间产生较大的影响，但在本实施方式1中，通过增加双金属片的板厚度而提高刚性，从而能够减小跳闸负荷的波动。

实施方式2.

图5是表示构成实施方式2所涉及的电路断路器的热动电磁跳闸装置的双金属片的主视图。实施方式2除了双金属片的形状以外，与实施方式1为相同的结构。在本实施方式2中，在实施方式1所示的电路断路器中，在增加板厚度的双金属片12a的大致中央开设有孔12a1。

通过在双金属片12a的大致中央开设孔12a1，直接从外气向双金属片12a的内部施加热，双金属片12a内部的温度快速上升，从而双金属片12a的弯曲加速，能够缩短在出货检查时对跳闸时间进行调整所需的时间。另外，能够通过对孔12a1的大小进行调节，而调节双金属片12a的弯曲的速度。其他效果与实施方式1相同。

实施方式3.

本实施方式3涉及一种漏电断路器，其是在实施方式1的电路断路器中附加零序变流器而构成漏电断路器。图6～图8表示本实施方式3中的零序变流器的结构，图6(a)是零序变流器的俯视图，(b)是零序变流器的主视图，(c)是零序变流器的侧视图。图7是将零序变流器的侧剖面放大表示的图，图8是仅示出零序变流器的一次导体的俯视图。此外，在上述图中，零序变流器的二次导体省略图示。

首先，对零序变流器进行说明。在图6～图8中，在具有环状芯体的零序变流器201中，虽未进行图示，但沿着环状芯体而卷绕有二次绕组。贯通零序变流器201的环状部而设置有与电路断路器的3极相对应的3相电路的第1一次导体202(与L极相对应)、第2一次导体203(与C极相对应)以及第3一次导体204(与R极相对应)。一次导体203为直线的形状，但一次导体202及204为从环状部两侧弯曲成U字状的形状，上述各一次导体与双金属片12连接。

在各一次导体202～204的两侧设置有在零序变流器201的框体上形成的分隔壁205，并且在所述各一次导体202～204的两端部形成有座部，该座部将各一次导体与端子(未图示)中的一个连接，该端子以规定的间隔分别配置，在该座部的前端，形成有插入主体基座2并进行固定的凸部202a～204a。

零序变流器201的第1以及第3一次导体202以及204也可以如图8所示地构成。其是将多片薄板重叠而分别构成第1以及第3一次导体202以及204。通过使多片薄板重叠，能够缓和由U字弯曲引起的应力，如图7所示，能够抑制因插入漏电断路器的主体基座2中的一次导体202、204的座部的凸部202a以及204a引起的对主体基座2的破坏。

在图9中示出构成实施方式3所涉及的漏电断路器的热动电磁跳闸装置的双金属片的构造。在本实施方式3中，如图9所示，和与一次导体203连接的C极的双金属片12a相比，与以U字状弯折的第1一次导体202以及第3一次导体204连接的L极以及R极的双金属片12b以及12c将板厚度增厚。

通常，双金属片与一次导体连接，与负载端子电连接，双金属片的热从负载端子释放到外部，但如果一次导体的温度上升较大，则双金属片的热难于向外部释放，因此，双金属片温度上升。在本实施方式3中，L极以及R极的双金属片12b以及12c由于所连接的第1以及第3一次导体202以及204以U字状弯曲，因此与C极的第2一次导体203相比，电路较长，产生的焦耳热较大。因此，L极以及R极的双金属片12b以及12c的温度上升与C极的双金属片12a相比更大。因此，将L极以及R极的双金属片12b以及12c的板厚度设为比C极的双金属片12a厚，利用双金属片的板厚度的差消除温度上升的影响，使3极的各双金属片的弯曲特性大致相同。

根据本实施方式，与C极的双金属片12a相比，L极以及R极的双金属片12b以及12c将板厚度增厚，因此3极的各双金属片的弯曲特性变得大致相同，能够充分地确保通过调整机构15进行的跳闸时间的调整量。

此外，如图8所示，如果将多片导电性的薄板重叠而构成将零序变流器201的环状部贯通的第1以及第3一次导体202以及204，则能够缓和由U字弯曲引起的应力，能够防止由插入至漏电断路器的框体中的形成于一次导体的座部的前端的凸部202a以及204a引起的对主体基座2的破坏。

实施方式4.

以下，基于图10说明本实施方式4所涉及的电路断路器。电路断路器105是用于3相4线式电路的4极的电路断路器，是在实施方式1中示出的3极的电路断路器的R极的外侧追加了1极未安装热动跳闸装置的中性极用N极的结构。

在4极的电路断路器105中，通过使双金属片的板厚度与极相对应地变化而消除温度上升的影响，而能够使3极的各双金属片的弯曲特性大致相同，对于其他结构以及效果，由于与实施方式1相同，因此省略说明。

此外，本发明在其发明的范围内，能够对各实施方式的一部分或者全部自由地进行组合，或者对各实施方式适当地进行变形、省略。

标号的说明

1 框体， 2 主体基座，

3 主体罩， 4 电源侧端子，

5 固定接触件， 6 可动接触件，

7 开闭机构部， 8 手柄，

11 热动电磁跳闸装置，

11a 固定铁心， 11b可动铁心， 11c 轴，

12 双金属片， 12a、12b、12c 双金属片，

12a1 双金属片孔， 13 加热器，

14 跳闸杆， 15 调整机构，

16 销， 100、105 电路断路器，

201 零序变流器， 202 第1一次导体，

203 第2一次导体， 204 第3一次导体，

202a、203a、204a 凸部，

205 分隔壁。

Claims

1.一种电路断路器，其具备：开闭机构部，其对使3相电路开闭的可动接触件以及固定接触件的触点进行开闭驱动；电磁跳闸装置，其在所述电路中流过过大电流时，驱动跳闸杆而使所述开闭机构部跳闸；以及热动跳闸装置，其在所述电路中流过过电流时，利用弯曲的双金属片驱动跳闸杆而使所述开闭机构部跳闸，

该电路断路器的特征在于，

所述热动跳闸装置设置在与所述3相电路相对应地并列设置的3极上，各极的双金属片内的至少一个双金属片，与其他双金属片板厚度不同。

2.根据权利要求1所述电路断路器，其特征在于，

所述3极由左极、中极以及右极构成，所述中极的热动跳闸装置的双金属片与所述左极以及右极的热动跳闸装置的双金属片相比，板厚度更厚。

3.根据权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，

该电路断路器是具有零序变流器，基于所述零序变流器的输出信号使开闭机构部跳闸的漏电断路器，在与由所述3相电路构成的所述零序变流器的贯通一次导体连接的所述热动跳闸装置的双金属片内，和电路长度较长的贯通一次导体连接的双金属片与和电路长度较短的贯通一次导体连接的双金属片相比，板厚度更厚。

4.根据权利要求3所述的电路断路器，其特征在于，

在所述零序变流器的所述贯通一次导体内，左极和右极的贯通一次导体形成为U字状，所述左极和右极的热动跳闸装置的双金属片与中极的热动跳闸装置的双金属片相比，板厚度更厚。

5.根据权利要求3或4所述的电路断路器，其特征在于，

将所述零序变流器贯通的贯通一次导体是将多片导电性的薄板重叠而构成的。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的电路断路器，其特征在于，

在构成热动跳闸装置的双金属片内，在板厚度较厚的双金属片上，在大致中央部设置有孔。

7.根据权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，

在所述3极上追加了未安装热动跳闸装置的中性极用的N极。