CN104733259A - 用于断路器的脱扣装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于断路器的脱扣装置，包括：第一端子；第二端子；和双金属片，其中一侧开口的狭槽形成在所述双金属片的一端，所述一端被分为第一端部和第二端部，将所述第一端部连接到所述第一端子，并且将所述第二端部连接到所述第二端子，其中所述双金属片通过在所述第一端部和所述第二端部之间流动的电流产生热，并且所述双金属片的加热量基于狭槽的长度而被改变。因此，能够设定期望的额定电流，能够防止双金属片由于故障电流而损坏，并且通过获得双金属片的足够的热量和弯曲量，能够有效地检测故障电流。

Description

用于断路器的脱扣装置

技术领域

本公开涉及一种用于断路器的脱扣装置,更具体地涉及使用双金属片作为脱扣元件的脱扣装置。

背景技术

一般地，塑壳断路器电路是这样一种电子装置：通过使用手柄手动地接通或断开电路，或当如短路电流的故障电流发生时，检测故障电流以自动切断电路，从而保护负载装置和电路。

图1是示出现有技术的断路器的截面图。图2是示出图1的间接脱扣装置的立体图。图3是示出现有技术的用于断路器的直接脱扣装置的立体图。

如图1至图3所示，现有技术的断路器包括外壳10、固定布置于外壳10上的固定触点20、布置为与固定触点20可接触和可分离的移动触点30、接通或断开移动触点30的开关机构40，和当如短路电流的故障电流发生时检测故障电流并自动触发开关机构40以使开关机构40在短时间内移动到脱扣位置的瞬时脱扣装置60。开关机构40包括用于手动地接通或断开开关机构40的手柄50和当后述的双金属片62弯曲时执行拉紧开关机构40的闩(latch)(未图示)和解除闩的拉紧的功能(触发功能)的横杆42。

一般地，脱扣装置被分类为直接脱扣装置和间接脱扣装置，直接脱扣装置在电流在双金属片中流动时直接产生热，间接脱扣装置被作为单独的热产生构件的加热器加热。图1的脱扣装置是间接脱扣装置60。如图2所示，间接脱扣装置包括：第一端子66，其在第一端子66的一侧被连接到电源电路或负载电路，并且在另一侧被连接到下述的第二端子64的加热器64b；第二端子64，其在第二端子64的一侧被连接到电源电路或负载电路，并且在另一侧通过加热器64b连接到第一端子66；和双金属片62，其被联接到第二端子64以与加热器64b相对。双金属片62被加热器64b加热，所以温度上升，由此，双金属片62沿一个方向弯曲。

由于这样的结构，当故障电流被传导时，电流在第一端子66与第二端子64之间流动，加热器64b由于电流而产生热。加热器64b通过产生的热来加热双金属片62。在图2中，被加热的双金属片62沿向右的方向弯曲。弯曲的双金属片62通过使用压力构件62a转动横杆42以拉紧开关机构40的闩(未图示)和释放闩的拉紧。当闩(未图示)的拉紧被释放时，通过开关机构40的脱扣弹簧(未图示)的弹性力，移动触点30快速地与固定触点20分离。

这里，间接脱扣装置60使用双金属片62不直接产生热的方法，且为单独的热产生构件的加热器64b产生热以加热双金属片62。所以，间接脱扣装置能够防止双金属片62被故障电流损坏，所以将其应用到高额定电流的断路器。

图3说明了直接脱扣装置60'。直接脱扣装置60'包括：第一端子66'，其在第一端子66'的一侧被连接到电源电路或负载电路并且在另一侧通过导线66c'被连接到双金属片62'的一侧；第二端子64'，其在第二端子64'的一侧被连接到电源电路或负载电路并且在另一侧被连接到双金属片62'的另一侧；和双金属片62'，其在双金属片62'的一侧被联接到第一端子66'的导线66c'并且在另一侧被连接到第二端子64'。当导电时，电流在双金属片62'中流动，所以双金属片62'直接产生热，由此双金属片62'弯曲。

由于这样的结构，当故障电流被传导时，电流从第二端子64'通过双金属片62'流到第一端子66'。这时，双金属片62'直接产生热。双金属片62'的温度由于直接产生的热而升高，所以双金属片62'在图3中向右的方向上弯曲。弯曲的双金属片62'通过使用压力构件62a'转动横杆42以拉紧开关机构40的闩(未图示)和解除闩的拉紧。当闩(未图示)的拉紧被解除时，移动触点30通过开关机构40的脱扣弹簧(未图示)的弹性力而快速地与固定触点20分离。

这里，直接脱扣装置60'使用电流在双金属片62'中流动的方法，所以，双金属片62'直接产生热。因此，尽管是低的额定电流，直接脱扣装置60'也产生大量热，因而，将其应用于低额定电流的断路器。

然而，通过现有技术的断路器的间接脱扣装置60产生的热量在低额定电流的情况下是不足的，所以，双金属片62的弯曲的量不足。因此，现有技术的间接脱扣装置60不能检测到故障电流。而且，在现有技术的用于断路器的直接脱扣装置60'中，双金属片62'会被故障电流损坏。

发明内容

因此，本发明的一个方案将提供一种用于断路器的脱扣装置，其充分地获得双金属片的加热量和弯曲量，从而有效地检测故障电流。

本发明的另一个方案将提供一种用于断路器的脱扣装置，其在有限的设计空间内实现断路器的期望的额定电流。

为了实现这些和其它优点以及依照本说明书的目的，如在此实施和宽泛说明的，用于断路器的脱扣装置包括：第一端子,其连接到电源或负载；和第二端子，其连接到所述负载或所述电源；双金属片，其中一侧开口的狭槽形成在所述双金属片的一端，所述一端被分为第一端部和第二端部，将所述第一端部连接到所述第一端子，并且将所述第二端部连接到所述第二端子，其中所述双金属片通过在所述第一端部和所述第二端部之间流动的电流产生热，并且所述双金属片的加热量基于狭槽的长度而改变。

所述狭槽可以被形成为在一个方向上延伸的长孔。

所述狭槽的长度可以被形成为在特定的电流值下所述双金属片按照预定的热量产生热的长度。

随着所述狭槽的长度增加，所述双金属片的加热量可以在特定的电流值下增加。

所述双金属片可以被形成为关于所述狭槽对称。

所述第一端子可以包括加热器，其配置为当电流流动时产生热以加热所述双金属片。

所述加热器可以包括直接加热部，其与所述双金属片接触以通过传导加热所述双金属片。

所述加热器可以包括辐射加热部，其与所述双金属片分离以通过对流或辐射加热所述双金属片。

所述加热器可以包括：直接加热部，其与双金属片接触以通过传导加热所述双金属片；和辐射加热部，其与所述双金属片分离以通过对流或辐射加热所述双金属片。

所述第一端子可以包括导线，其在所述导线的一端连接到所述电源或所述负载，并且在所述导线的另一端连接到所述第一端部。

通过下文给出的详细描述，本申请的进一步的应用范围将变得更加显而易见。然而，应当理解的是，在表示优选的实施例时，详细描述和特定的示例仅是以阐释性方式给出，因此，通过详细描述，在本公开的精神和范围内的各种变化和改进对本领域技术人员将变得显而易见。

附图说明

所包括的附图提供了对本公开的进一步理解并且被并入本说明中并作为本说明书的一部分，附图示出了示例性实施例并且与描述一起用来解释本公开的原理。

在附图中：

图1是示出现有技术的断路器的剖视图。

图2是示出图1的间接脱扣装置的立体图。

图3是示出现有技术的用于断路器的直接脱扣装置的立体图。

图4是示出根据本发明的第一实施例的脱扣装置的立体图。

图5是示出图4的双金属片的正视图。

图6是示出图5的狭槽的长度短的情况的正视图。

图7是示出图4的加热器的正视图。

图8是图7的侧视图。

图9是示出图4的电流流动方向的立体图。

图10是示出根据本发明的第二实施例的脱扣装置的立体图。

具体实施方式

以下将参照附图对本发明的示例性实施例进行详细说明。为了参照附图的简洁说明，同样的或等同的元件将被设置同样的附图标记，并且其描述将不重复。

下面，将参照附图详细描述本发明的实施例。

图4是示出根据本发明的第一实施例的脱扣装置的立体图。图5是示出图4的双金属片的正视图。图6是示出图5的狭槽的长度短的情况的正视图。图7是示出图4的加热器的正视图。图8是图7的侧视图。图9是示出图4的电流流动方向的立体图。

如图4至9所示，根据本发明的第一实施例的用于断路器的脱扣装置160可以包括：双金属片162，其中一侧开口的狭槽162b形成在双金属片162的一端，以及该一端被分为第一端部162c和第二端部162d；第一端子166，其被连接到第一端部162c并被连接到电源电路或负载电路；和第二端子164，其被连接到第二端部162d并被连接到电源电路或负载电路。

双金属片162可以是当温度升高时向一个方向弯曲的构件。双金属片162的一端可以被联接到第一端子166和第二端子164，所以双金属片162可以被固定。一侧开口的狭槽162b形成在双金属片162的一端，所以，该一端可以分成第一端部162c和第二端部162d。加压构件162a可以被设置在双金属片162的另一端。因此，当温度升高时，双金属片162可以弯曲以通过加压构件162a转动横杆42。

在本实施例中，根据期望设计的额定电流，狭槽162b可以形成为一侧开口的长孔形状，并且狭槽162b的长度L(从开口的一侧到另一侧的距离)可以如图5所示那样长的形成或可以如图6所示那样短的形成。然而，当电流在第一端部162c与第二端部162d之间流动的最短距离被调整时，狭槽162b可以形成为如一侧开口的圆环孔的各种形状。

而且，双金属片162可以形成为关于狭槽162b横向对称，以便通过提高灵敏度而容易地调整额定电流以调整狭槽162b的长度。换句话说，双金属片162可以被形成以使第一端部162c与第二端部162d对称。

第一端子166可以包括：第一端子部166a，其被连接到电源电路或负载电路；和加热器166b，其在加热器166b的一侧被连接到第一端子部166a，在另一侧被联接到双金属片162的第一端部162c，并且当电流流动时产生热。

加热器166b可以设置为近似矩形形状的加热构件。加热器166b可以包括：直接加热部166b1，其联接到双金属片162的第一端部162c并接触双金属片162；辐射加热部166b2，其从直接加热部166b1偏移，与双金属片162分离，并连接到第一端子部166a。直接加热部166b1可以是在附图中与下部对应的一个表面，并且辐射加热部166b2可以是在附图中与上部对应的另一表面。

在本实施例中，可以将直接加热部166b1设置在加热器166b的下部，并且辐射加热部166b2可以设置在加热器166b的上部。所以，直接加热部166b1可以被连接到双金属片162的第一端部162c，并且可以接触双金属片162的下部。而且，辐射加热部166b2可以被连接到第一端子部166a，并且可以与双金属片162的上部分离。然而，加热器166b可以根据各种实施例来实现。例如，直接加热部166b1可以设置在加热器166b的上部，并且辐射加热部166b2可以设置在加热器166b的下部。所以，辐射加热部166b2可以被连接到双金属片162的第一端部162c，并且可以与双金属片162的下部分离。直接加热部166b1可以被连接到第一端子部166a，并且可以接触双金属片162的上部。如另一个实施例，直接加热部166b1可以设置在加热器166b的中央部分，并且辐射加热部166b2可以设置在加热器166b的上部和下部中的每个处。因此，设置在下部的辐射加热部166b2可以被连接到双金属片162的第一端部162c，并且可以与双金属片162的下部分离。此外，直接加热部166b1可以接触双金属片162的中央部分。另外，设置在上部的辐射加热部166b2可以被连接到第一端子部166a，并且可以与双金属片162的上部分离。

此外，在本实施例中，加热器166b可以被设置为加热器166b包括直接加热部166b1和辐射加热部166b2的热接收/辐射类型。然而，加热器166b可以被设置为另一类型。例如，加热器166b可以被设置为加热器166b只包括直接加热部166b1的热接收类型。即，可以平面地布置加热器166b以完全地接触双金属片162，加热器166b的一侧可以被连接到双金属片162的第一端部162c，并且另一侧可以被连接到第一端子部166a。如另一个实施例，加热器166b可以被设置为加热器166b只包括辐射加热部166b2的热辐射类型。即，加热器166b可以完全地与双金属片162分离，加热器166b的一侧可以被连接到双金属片162的第一端部162c，并且另一侧可以被连接到第一端子部166a。

第二端子164可以用作为支撑双金属片162的托架，并将双金属片62连接到负载电路或电源电路以确保电力传导。第二端子164可以包括：第二端子部164a，其被连接到负载电路或电源电路；以及联接部164b，其近似竖直地形成为从第二端子部164a延伸，并且被连接到双金属片162的第二端部162d。

下面，将说明根据本发明的第一实施例的用于断路器的脱扣装置160的操作和效果。

首先，电流可以从第二端子部164a经由联接部164b，第二端部162d，第一端部162c和加热器166b流到第一端子部166a。双金属片162可以通过从第二端部162d流到第一端部162c的电流而直接地产生热。而且，双金属片162可以被加热器166产生的热加热。也就是，双金属片162可以被直接加热部166b1的热传导加热，并且可以被辐射加热部166b2的对流或辐射加热。作为参考，如在本实施例中，双金属片162被加热器166b直接加热以及间接加热的类型被参照为直接/间接类型。双金属片162的温度可以直接/间接升高，所以，双金属片162可以沿图4中向右的方向弯曲。在正常电流下，由于双金属片162的加热量和弯曲量不足，双金属片162可能不使断路器的开关机构40脱扣。另一方面，当在电路中发生如短路电流的故障电流时，双金属片162的加热量和弯曲量增加，所以，加压构件162a可以对横杆42施压并转动横杆42。可以通过横杆42的转动来拉紧开关机构40的闩(未示出)，并且可以被解除闩的拉紧。当闩的拉紧被解除时，移动触点30可以快速地与固定触点20分离。

在这样的过程中，狭槽162b可以增加电流从第二端部162d流到第一端部162c的距离。因此，电阻值可以增加，并且双金属片162的加热量和弯曲量可以增加。

在此情况下，如图5所示，所形成的狭槽162b的长度L可以是长的，所以，电流从第二端部162d流到第一端部162c的距离可以增加。所以，电阻值可以增加，并且双金属片162的加热量和弯曲量可以增加。另一方面，如图6所示，所形成的狭槽162b的长度L可以是短的，所以，电流从第二端部162d流到第一端部162c的距离可以减少。所以，电阻值可以减小，并且即使在高额定电流下，双金属片162的加热量和弯曲量也可以减少。即，根据本实施例的用于断路器的脱扣装置160可以调整狭槽162b的长度以调整电流从第二端部162d流到第一端部162c的距离，所以调整双金属片162的电阻值以及加热量和弯曲量，从而设定期望的额定电流。

作为参照，在本实施例中，脱扣装置160被实现以使电流从第二端部162d流到第一端部162c，也可以实现以使电流从第一端子部166a流到第二端子部164a。

这里,根据本实施例的用于断路器的脱扣装置160可以包括:双金属片162，其中，在双金属片162一端上形成有一侧开口的狭槽162b,并且该一端被分为第一端部162c和第二端部162d；第一端子166，其被连接到第一端部162c并被连接到电源电路或负载电路；和第二端子164，其被连接到第二端部162d并被连接到电源电路或负载电路。在脱扣装置160中，狭槽162b的长度L可以被调整，所以，电流从第二端部162d流到第一端部162c的距离可以被调整。因此，可以在有限的空间中调整电阻值，并且双金属片162的弯曲量和加热量可以被调整，由此，可以设置期望的额定电流。即，当所形成的狭槽162b的长度L较长时，电流在第一端部162c与第二端部162d之间流动的距离可以增加。因此，电阻值可以增加，并且双金属片162的弯曲量和加热量可以增加。因此，可以实现具有低额定电流规格的断路器，其即使在低额定电流下也获得足够的产热量并因此有效地检测故障电流。另一方面，当所形成的狭槽162b的长度L较短时，电流在第一端部162c与第二端部162d之间流动的距离可以减小。因此，电阻值可以减小，并且双金属片162的弯曲量和加热量可以减少。因此，可以实现具有高额定电流规格的断路器，其即使在高额定电流下也能有效地检测故障电流而不损坏双金属片。此外，基于狭槽162b的长度L，可以在低额定电流规格与高额定电流规格之间实现具有期望的额定电流规格的断路器。

而且，在根据本实施例的用于断路器的脱扣装置160中，由于第一端子166包括加热器166b，双金属片162可以通过在第一端部162c与第二端部162d之间流动的电流而产生热，而且还可以被加热器166b加热，所以，温度会升高。即，可以实现直接/间接脱扣装置。因此，可以实现保证足够的产热量而不损坏双金属片并因此最大化增强操作可靠性的效果的断路器。

而且，在根据本实施例的用于断路器的脱扣装置160中，加热器166b可以被设置为热接收类型。因此，可以实现维持防止双金属片被损坏的功能并且更合适于低额定电流的断路器。

而且，在根据本实施例的用于断路器的脱扣装置160中，加热器166b可以设置为热辐射类型。因此，可以实现更有效地防止双金属片被损坏并且更合适于高额定电流的断路器。

此外，在根据本实施例的用于断路器的脱扣装置160中，加热器166b可以被设置为热接收/辐射类型。因此，可以实现弥补了热接收类型的缺点和热辐射类型的缺点的断路器。

图10是示出根据本发明的第二实施例的脱扣装置的立体图。

下面，将参照图10详细说明根据本发明的第二实施例的用于断路器的脱扣装置260。

通过相似的附图标记参照与根据第一实施例的脱扣装置160相同的元件，为了方便，对一些元件的说明不重复。

与上述的第一实施例不同，根据本实施例的脱扣装置260可以包括导线266c而不是加热器166b。

根据本实施例的脱扣装置260可以包括：双金属片162，其中，在双金属片162的一端上形成有一侧开口的狭槽162b，并且该一端被分为第一端部162c和第二端部162d；第一端子266，其被连接到第一端部162c并被连接到电源电路或负载电路；和第二端子164，其被连接到第二端部162d并被连接到电源电路或负载电路。

第一端子266可以包括：第一端子部166a，其被连接到电源电路或负载电路；和导线266c，其在导线266c的一侧被连接到第一端子部166a，并在其另一侧被连接到双金属片162的第一端部162c。

导线266c可以将第一端子部166a连接到第一端部162c以使能进行电力传导。

下面，将描述根据本发明的第二实施例的用于断路器的脱扣装置260的操作和效果。

首先，电流可以从第二端子部164a经由联接部164b、第二端部162d、第一端部162c及导线266c流到第一端子部166a。双金属片162可以通过从第二端部162d流到第一端部162c的电流而直接地产生热。作为参照，如在本实施例中，将双金属片162直接地产生热的类型称为直接类型。在直接类型中，双金属片162的温度可以升高，所以双金属片162可以沿图10中的向右的方向弯曲。在正常电流下，由于双金属片162的弯曲量和加热量不足，双金属片162可能不使断路器的开关机构40脱扣。另一方面，当在电路中发生如短路电流的故障电流时，双金属片162的弯曲量和加热量增加，因此，加压构件162a可以对横杆42施压并转动横杆42。开关机构40的闩(未示出)可以被横杆42的转动拉紧，并且闩的拉紧可以被解除。当闩的拉紧被解除时，移动触点30可以快速地与固定触点20分离。

这里，根据本实施例的用于断路器的脱扣装置260可以包括：双金属片162，其中，在双金属片162的一端上形成有一侧开口的狭槽162b，并且该一端被分为第一端部162c和第二端部162d；第一端子166，其被连接到第一端部162c并被连接到电源电路或负载电路；和第二端子164，其被连接到第二端部162d并被连接到电源电路或负载电路。在脱扣装置260中，狭槽162b的长度L可以被调整，所以，电流从第二端部162d流到第一端部162c的距离可以被调整。所以，可以在有限的空间中调整电阻值，并且双金属片162的弯曲量和加热量可以被调整，由此可以设置期望的额定电流。即，当所形成的狭槽162b的长度L较长时，电流在第一端部162c和第二端部162d之间流动的距离可以增加。因此，电阻值可以增加，并且双金属片162的弯曲量和加热量可以增加。因此，可以实现具有低额定电流规格的断路器，其即使在低额定电流下也获得足够的产热量并因此有效地检测故障电流。另一方面，当所形成的狭槽162b的长度L较短时，电流在第一端部162c与第二端部162d之间流动的距离可以减少。因此，电阻值可以减小，并且双金属片162的弯曲量和加热量可以减少。因此，可以实现具有高额定电流规格的断路器，其即使在高额定电流下也能有效地检测故障电流而不损坏双金属片。此外，基于狭槽162b的长度L，可以在低额定电流规格与高额定电流规格之间实现具有期望的额定电流规格的断路器。

而且，在根据本实施例的用于断路器的脱扣装置260中，由于第一端子266包括导线266c，双金属片162可以通过在第一端部162c与第二端部162d之间流动的电流产生热，所以，温度会升高。即，可以实现直接脱扣装置。因此，与第一实施例相比，可以实现简单的和低成本的断路器。

对根据本发明的第二实施例的用于断路器的脱扣装置260的其他元件(即，双金属片162、狭槽162b和第二端子164)的形状、连接关系和效果的描述同第一实施例一样或类似，所以不再提供。

而且，不使用根据本发明的实施例的脱扣装置160(260)的断路器的其它元件及效果与现有技术一致，所以不进行说明。

前述的实施例和优点只是示例性的并且不应被解释为限制本公开。本教导可容易地应用到其它类型的装置。本描述的目的是用于说明，而不是限制权利要求的范围。对本领域技术人员来说很多替换、改进和变型将是显而易见的。此处描述的示例性实施例的特征、结构、方法和其它特性可以各种方式组合以实现额外的和/或替换的示例性实施例。

因为本特征可在不脱离其特性的情况下以多种方式实现，还应当理解的是，除非有特定说明，上述的实施例不限于前面描述的任何细节的限制，而是应当在如所附的权利要求所限定的其范围内进行宽泛地解释，并且因此所有落入权利要求的范围和界限或者与此范围和界限的等同布局内的变化和改进也旨在被所附的权利要求所囊括。

Claims (10)

1.一种用于断路器的脱扣装置，所述脱扣装置包括：

第一端子,其连接到电源或负载；和

第二端子，其连接到所述负载或所述电源，其特征在于：

所述脱扣装置还包括双金属片，其中一侧开口的狭槽形成在所述双金属片的一端，其中所述一端被分为第一端部和第二端部，其中将所述第一端部连接到所述第一端子，并且其中将所述第二端部连接到所述第二端子，

所述双金属片通过在所述第一端部和所述第二端部之间流动的电流产生热，并且

基于狭槽的长度而改变所述双金属片的加热量。

2.根据权利要求1所述的脱扣装置，其中所述狭槽被形成为在一个方向上延伸的长孔。

3.根据权利要求2所述的脱扣装置，其中所述狭槽的长度被形成为在特定的电流值下所述双金属片按照预定的热量产生热的长度。

4.根据权利要求3所述的脱扣装置，其中随着所述狭槽的长度增加，所述双金属片的加热量在特定的电流值下增加。

5.根据权利要求1所述的脱扣装置，其中所述双金属片被形成为关于所述狭槽对称。

6.根据权利要求1所述的脱扣装置，其中所述第一端子包括加热器，所述加热器配置为当电流流动时产生热以加热所述双金属片。

7.根据权利要求6所述的脱扣装置，其中所述加热器包括直接加热部，所述直接加热部与所述双金属片接触以通过传导加热所述双金属片。

8.根据权利要求6所述的脱扣装置，其中所述加热器包括辐射加热部，所述辐射加热部与所述双金属片分离以通过对流或辐射加热所述双金属片。

9.根据权利要求6所述的脱扣装置，其中所述加热器包括：

直接加热部，其与所述双金属片接触以通过传导加热所述双金属片；和

辐射加热部，其与所述双金属片分离以通过对流或辐射加热所述双金属片。

10.根据权利要求1所述的脱扣装置，其中所述第一端子包括导线，其在所述导线的一端连接到电源或负载，并且在所述导线的另一端连接到所述第一端部。