CN104851756A - 断路器合分闸指示机构 - Google Patents

Abstract

本发明的实施方式涉及一种断路器合分闸指示机构，包括：滑杆，其第一端与所述断路器的驱动机构末级耦合，其第二端形成斜面；指示器滑板，在靠近其第一端的位置形成指示断路器合分闸状态的多个标记，其第二端与所述滑杆的所述斜面接触；断路器面板，在所述断路器面板上具有显示窗；其中所述驱动机构末级在一个方向中的动作能够使得所述滑杆朝向所述指示器滑板运动，从而所述斜面推动所述指示器滑板相对于所述断路器面板运动以使得所述多个标记中的一个从所述显示窗中显示，以指示所述断路器的相应的状态。该合分闸指示机构基于与动触头联动的驱动机构末级的运动而指示断路器的合分闸状态，因而能够准确可靠地指示断路器的合分闸状态。

Description

断路器合分闸指示机构

技术领域

本发明的各实施方式涉及断路器领域，尤其是断路器合分闸指示机构。

背景技术

传统的塑壳断路器通过操作手柄的位置来指示断路器的状态。例如，当手柄向上倾斜时，指示断路器处于合闸状态，而当手柄向下倾斜时，指示断路器处于分闸状态。这在通常情况下是有效并且便利的指示方式。但在某些情况下，通过操作手柄位置来指示断路器状态可能导致错误指示并引起危险。例如，当断开电路时电弧放电引起动、静触头之间的熔接时，操作手柄即使扳到指示断开的位置，此时电路也仍未断开。而操作手柄需要通过具有多个部件的操作机构来致动动触头以实现合闸和分闸，该操作机构中的多个部件也可能由于老化等原因出现机械故障，使得当操作手柄动作后，操作机构不能完成致动动触头的功能。上述情况将使得用户从操作手柄的位置中得到与电路合分闸的实际状态不相符的错误指示。这很有可能会对后续的操作带来危险。例如用户基于操作手柄的错误指示可能去触碰原以为已经断开的电路中的器件以进行维修或更换，这将导致用户触电因为断路器实际上并未断开。

因此，希望有一种能够更准确可靠地指示断路器的合分闸状态的指示机构。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的各实施方式提供一种断路器合分闸指示机构，其用于解决上述现有的指示机构中所存在的问题的至少一部分。

根据本发明实施方式的一方面，该断路器合分闸指示机构包括：滑杆，其第一端与所述断路器的驱动机构末级耦合，其第二端形成斜面；指示器滑板，在靠近其第一端的位置形成指示断路器合分闸状态的多个标记，其第二端与所述滑杆的所述斜面接触；断路器面板，在所述断路器面板上具有显示窗；其中所述驱动机构末级在一个方向中的动作能够使得所述滑杆朝向所述指示器滑板运动，从而所述斜面推动所述指示器滑板相对于所述断路器面板运动以使得所述多个标记中的一个从所述显示窗中显示，以指示所述断路器的相应的状态。

根据本发明的一个实施方式，所述滑杆的所述第一端与所述断路器的所述驱动机构末级的动触头支架或动触头支架驱动件耦合。

根据本发明的一个实施方式，所述动触头支架或动触头支架驱动件上形成凸轮面，以与所述滑杆的所述第一端的端面接触，并驱动所述滑杆运动。

根据本发明的一个实施方式，所述动触头支架或动触头支架驱动件与所述滑杆的所述第一端枢轴连接，以驱动所述滑杆运动。

根据本发明的一个实施方式，所述指示器滑板包括彼此成角度的第一部分和第二部分，其中所述第一部分与所述断路器面板平行，所述标记位于所述第一部分，所述第二部分偏离所述断路器面板，所述指示器滑板的所述第二端位于所述第二部分。

根据本发明的一个实施方式，所述指示器滑板的所述第二端具有凹槽或滚轮，以与所述斜面配合。

根据本发明的一个实施方式，在所述滑杆上具有导向槽，用于与至少一个销柱配合以引导所述滑杆朝向或远离所述指示器滑板的运动。

根据本发明的一个实施方式，在所述断路器面板上具有销柱，在所述指示器滑板上具有导向槽，所述销柱与所述导向槽配合，以引导所述指示器滑板相对于所述断路器面板的运动。

根据本发明的一个实施方式，在所述断路器面板上具有滑槽，所述指示器滑板与所述滑槽配合，以引导所述指示器滑板相对于所述断路器面板的运动。

根据本发明的一个实施方式，在合闸动作期间，所述滑杆被所述驱动机构末级朝向所述指示器滑板推动，在分闸或脱扣动作期间，所述滑杆远离所述指示器滑板运动。

根据本发明的一个实施方式，在所述指示器滑板上连接有复位弹簧，以当所述驱动机构末级在另一个方向中运动时，所述复位弹簧的回复力使所述指示器滑板复位。

根据本发明实施方式的合分闸指示机构基于与动触头联动的驱动机构末级的运动而指示断路器的合分闸状态，因而能够准确可靠地指示断路器的合分闸状态，而避免了由于驱动机构故障或触头熔接导致的扳动手柄的位置与动触头真实位置不一致并由此导致错误指示的情况。

附图说明

当结合附图阅读下文对示范性实施方式的详细描述时，这些以及其他目的、特征和优点将变得显而易见，在附图中：

图1是根据本发明一个实施方式的断路器的示意图；

图2是根据本发明另一实施方式的断路器的示意图；

图3是根据本发明一个实施方式的合分闸指示机构的示意图；

图4是根据本发明另一实施方式的合分闸指示机构的示意图；

图5是图3中的合分闸指示机构在分闸状态的原理图；

图6是图3中的合分闸指示机构在合闸状态的原理图。

具体实施方式

现在将仅通过示例性方式来详细地描述本发明的各种实施方式。

图1是根据本发明一个实施方式的断路器的示意图，其与现有的断路器结构相似，包括驱动手柄1，断路器面板2，由多个连杆组成的驱动机构3，连接到驱动机构3的末级的动触头4和静触头5。通过扳动手柄1，可以使驱动机构3动作并带动末级的动触头支架6旋转，从而带动与动触头支架6连接的动触头4运动，以与静触头5接合或分离，从而实现断路器的合闸和分闸操作。图1中图示的断路器为具有一对动触头4和一对静触头5的双旋转触头断路器，因此，在驱动机构3的末级还具有同轴连接到动触头支架6的旋转连接片7，其作为动触头支架驱动件辅助驱动动触头支架6及动触头4。

在图1的实施方式中，在旋转连接片7上形成一个凸轮面8。该凸轮面8可随着驱动机构的运动而旋转，从而与动触头4的旋转运动同步运动。如以下将要详细描述的，该凸轮面将与其他结构配合以提供动触头的位置指示。

图2中是根据本发明另一实施方式的断路器的示意图，其与图1中的实施方式的区别仅在于其将该凸轮面8设置在动触头支架6上。由于图2中的断路器为单旋转触头断路器，其不具有旋转连接片。通过在动触头支架6上设置一个凸起，形成凸轮面。当动触头支架6旋转时同样可带动该凸轮面8与动触头的旋转运动同步运动。本领域技术人员可以理解，同样可以在图1中所示的断路器中，将凸轮面8设置在动触头支架6上而不是旋转连接片7上。

图3是根据本发明一个实施方式的合分闸指示机构的示意图。该指示机构结合于如图1或2所示的断路器中。图3中的指示机构基于图1中的断路器结构示出，即凸轮面8位于旋转连接片7上。但应当理解，图3中的指示机构同样可用于如图2所示的凸轮面8位于动触头支架6上的断路器中。如图3所示，该指示机构还包括滑杆9，其第一端的端面10与所述断路器的驱动机构末级接触耦合(图3中为旋转连接片7上的凸轮面8)，其第二端11形成斜面。该指示机构还包括指示器滑板12，在靠近其第一端13的位置形成指示断路器合分闸状态的多个标记，其第二端14与所述滑杆的所述斜面11接触。断路器面板2对应于图1、2中的断路器面板，在所述断路器面板2上具有显示窗。在所述指示器滑板12上还可以连接有复位弹簧18。

结合图5和图6来详细描述图3中的指示机构的工作原理。图5是图3中的合分闸指示机构在分闸状态的原理图。在分闸状态中，凸轮面8位于较低的位置中，因为滑杆9的重力以及复位弹簧18的作用，滑杆9也位于相对较低的位置，并且其第一端10受到凸轮面8的支撑。此时，复位弹簧18将指示器滑板12偏压到相对于断路器面板2靠右的位置。当然，在该位置复位弹簧18也可以处于自然伸长状态而不向指示器滑板12提供偏压力。在该位置，指示器滑板12第一端13附近的指示断路器分闸状态的标记15正好从断路器面板2中的窗口17中显示出来。该标记可以用特定的颜色或文字、符号等表示分闸状态。这样，用户可以从该面板2的窗口17中的颜色、文字或符号了解此时断路器中的动触头处于分闸状态。

如图6所示，当用户扳动断路器手柄1时，驱动机构3动作，带动动触头支架6及旋转连接片7向一个方向同步旋转，从而带动动触头旋转到与静触头接合的位置。同时旋转连接片7带动凸轮面8向上旋转运动。凸轮8将抵靠滑杆9的第一端10的端面向上推动滑杆9。滑杆9被约束为只能在靠近或远离指示器滑板12的垂直方向上运动。因此，滑杆9的斜面11的位置也将上升，并推动指示器滑板12上的与其接触的端面14克服复位弹簧18的偏压力，使得指示器滑板12向左运动。当旋转连接片7旋转到动触头接合静触头的位置时，凸轮面8推动滑杆9、滑杆9进而推动指示器滑板12运动到使得指示器滑板12上的指示合闸状态的标记16正好从窗口17中显示出来的位置。该指示合闸状态的标记16具有与指示分闸状态的标记15不同的颜色、文字或符号，从而用户可以通过观察该窗口而了解断路器处于合闸状态。

当用户反方向扳动手柄1进行分闸操作时，驱动机构3将驱动动触头支架6及旋转连接片7反方向同步旋转，带动动触头旋转脱离静触头，同时凸轮面8将回到如图5中所示的较低位置。在复位弹簧18的偏压力的作用下，指示器滑板12将向右运动并推动滑杆9向下运动。当复位弹簧18伸长到自然长度或偏压力减小到不能克服指示器滑板12运动的阻力时，指示器滑板12回复到如图5所示的位置，其中指示断路器处于分闸状态的标记15再次从面板2的窗口17中显示出来，从而向用户指示断路器处于分闸状态。

为了使滑杆9保持基本垂直的运动以通过斜面推动指示器滑板12运动，为滑杆9设置导向机构。在图3中的实施方式中，在滑杆9中具有沿滑杆长度方向的导向槽19，在断路器机架上设置两个销柱20，销柱20位于导向槽19中以引导所述滑杆9朝向或远离所述指示器滑板的运动。设置两个销柱20的目的在于防止滑杆9在运动中发生旋转。

优选地，在指示器滑板12和断路器面板2之间也设置导向机构，以使指示器滑板12可沿指示器滑板12的长度方向相对于断路器面板平稳地运动，从而保证指示器滑板12上的不同标记可以从窗口中显示。该导向机构可以包括在所述断路器面板上的滑槽21，所述指示器滑板12与所述滑槽21配合，以引导所述指示器滑板12相对于所述断路器面板2的运动。该导向机构还可以包括断路器面板上的销柱和在所述指示器滑板上的导向槽(未示出)，所述销柱与所述导向槽配合，以引导所述指示器滑板相对于所述断路器面板的运动。

优选地，所述指示器滑板12的所述第二端14具有凹槽22。所述滑杆9的斜面11嵌入该凹槽22中以与所述指示器滑板12形成可靠的滑动配合。该凹槽22保证所述指示器滑板12和滑杆9的接合位置在运动中不会发生左右摇摆或偏离。为了减小斜面11与指示器滑板12之间的滑动摩擦力，可以在所述指示器滑板12的第二端14的端面设置滚轮(未示出)。该滚轮优选通过销轴旋转固定于第二端14的凹槽22中。滑杆9的斜面11与该滚轮滚动接触，从而在滑杆向上运动时，斜面11在相对于指示器滑板12的第二端14移动时，二者之间仅产生远小于滑动摩擦力的滚动摩擦力。这有助于减小合闸时所述的驱动机构所需的操作力，而这对于减小驱动机构尺寸以及使用户能够容易地进行合闸操作是非常有利的。

为了使指示器滑板12上的标记15，16能尽量靠近断路器面板2以使得结构紧凑并且标记能够与面板2中的窗口17紧密地配合，同时又保证滑杆9一端的斜面11在相对于指示器滑板12第二端14朝向断路器面板方向运动时不会与面板2发生干涉，优选将指示器滑板12配置为具有彼此成角度的第一部分和第二部分的结构。其中所述第一部分与所述断路器面板2平行，所述指示器滑板的所述第一端13及其上的标记15，16位于所述第一部分，所述第二部分偏离所述断路器面板2，所述指示器滑板的所述第二端14位于所述第二部分。这样，在与滑杆配合的部分，指示器滑板12与面板2之间的空间为斜面11的运动提供了足够的空间；而在标记所在的部分，指示器滑板12可以紧靠面板2，以使得标记与面板2中的窗口可紧密配合，以实现良好的显示效果。应当了解，本领域技术人员可以使用其他方式以实现上述效果。例如，可以将指示器滑板12设置为整体与面板2平行的平板状，但远离面板2一定距离，以保证斜面11在与指示器滑板的配合运动中不与面板2发生干涉，同时在指示器滑板12的第一端上设置台阶面，将标记设置在台阶面上，该台阶面紧靠面板2，从而保证标记与窗口的紧密配合。在允许的情况下，也可以将面板2设置为在与标记配合的窗口附近为紧靠指示器滑板12的平板，而在对应于滑杆9的斜面11的位置为向外倾斜或突出，以在面板2与指示器滑板12的第二端14之间形成空间以避免斜面11的运动与面板2的这部分产生干涉。

如图3中所示，指示器滑板12的第一端13的末端还可以形成与第一部分13垂直的第三部分23，以用于抵靠所述复位弹簧18。

图4是根据本发明另一实施方式的合分闸指示机构的示意图。图4中的实施方式与图3中所述的实施方式的区别在于旋转连接片7通过销轴24与滑杆9的第一端枢轴连接。这样，当旋转连接片7旋转使得具有销轴24的一端向上运动时，该销轴24将推动滑杆9朝向断路器面板2运动，并进而推动指示器滑板12运动。在该实施方式中，由于销轴24已经约束了滑板9一端的左右偏移，因而在在断路器机架上只需设置一个销柱20与滑板9中的导向槽配合以在另一端约束滑板9的左右偏移，即可防止滑板9的旋转运动。使用销轴24连接旋转连接片7与滑杆9的实施方式的工作原理与图5和6中所示的关于图3的实施方式的工作原理基本上是相同的。二者之间唯一的区别就是用枢转连杆传动代替了凸轮面配合传动。

对于图2中所示的将凸轮面8设置在动触头支架6中的实施方式，其合分闸指示机构的工作原理与结合图3、5和6所述的指示机构的工作原理完全相同，只是使用动触头支架6代替旋转连接片7作为驱动凸轮面8的构件。

本领域技术人员可以了解，除了分闸状态和合闸状态，断路器还可能存在脱扣状态。对此，可以在指示器滑板12上设置分别对应脱扣、分闸、合闸状态的不同标记。通过旋转连接片7或动触头支架6等与动触头联动的驱动机构末级的不同位置反映动触头处于脱扣、分闸、合闸状态的不同位置，进而将该不同位置对应到指示器滑板12相对于断路器面板2的不同位置，从而在窗口17中显示出对应于脱扣、分闸、合闸状态的标记。

在上述所有实施方式中，从面板2的窗口中显示的指示器滑板上的不同标记都是基于与动触头4联动的驱动机构末级的运动而进行进入显示位置的。该驱动机构末级的位置能够反映动触头4的真实位置，因而标记能够准确可靠地指示断路器的合分闸状态，而避免了由于驱动机构故障或触头熔接导致的扳动手柄1的位置与动触头真实位置不一致并由此导致错误指示的情况。

由上述各实施方式的工作原理分析可知，由于在分闸期间，复位弹簧18的回复力是用于帮助与动触头4联动的旋转连接片7或动触头支架6运动到分闸位置的，而该指示机构的其他构件之间的阻力都相对很小，因此整个指示机构的增加不会对断路器的分闸操作带来额外的阻力，因而不需要驱动机构提供更大的分闸驱动力，同时也不会影响分闸速度。而且，由于复位弹簧18仅用于将轻质的指示器滑板12复位而无需克服大的阻力，因而复位弹簧18的弹簧力无需很大。这样，对所需的合闸驱动力的增加也很小。总之，该合分闸指示机构对原有断路器的操作和性能的影响很小。而且，该指示机构结构简单，易于实现，且成本很低。因此，该断路器合分闸指示机构可广泛用于各种类型的断路器中。

应当了解，出于方便描述的目的，本文基于断路器面板朝上的放置进行描述。本文中的“上、下、左、右”的方向都是基于断路器面板朝上的放置而描述的。显然，根据需要，该断路器可以以各种朝向进行布置。而本文中所述的各特征之间的“上、下、左、右”的方向性描述都将随着断路器放置朝向的变化而相应的变化，但各特征之间的相对位置关系将不会变化。

已经出于示出和描述的目的给出了本发明的说明书，但是其并不意在是穷举的或者限制于所公开形式的发明。本领域技术人员可以想到很多修改和变体。

因此，实施方式是为了更好地说明本发明的原理、实际应用以及使本领域技术人员中的其他人员能够理解以下内容而选择和描述的，即，在不脱离本发明精神的前提下，做出的所有修改和替换都将落入所附权利要求定义的本发明保护范围内。

Claims (11)

1.一种断路器合分闸指示机构，包括：

滑杆，其第一端与所述断路器的驱动机构末级耦合，其第二端形成斜面；

指示器滑板，在靠近其第一端的位置形成指示断路器合分闸状态的多个标记，其第二端与所述滑杆的所述斜面接触；

断路器面板，在所述断路器面板上具有显示窗；

其中所述驱动机构末级在一个方向中的动作能够使得所述滑杆朝向所述指示器滑板运动，从而所述斜面推动所述指示器滑板相对于所述断路器面板运动以使得所述多个标记中的一个从所述显示窗中显示，以指示所述断路器的相应的状态。

2.根据权利要求1所述的断路器合分闸指示机构，其中，所述滑杆的所述第一端与所述断路器的所述驱动机构末级的动触头支架或动触头支架驱动件耦合。

3.根据权利要求2所述的断路器合分闸指示机构，其中，所述动触头支架或动触头支架驱动件上形成凸轮面，以与所述滑杆的所述第一端的端面接触，并驱动所述滑杆运动。

4.根据权利要求2所述的断路器合分闸指示机构，其中，所述动触头支架或动触头支架驱动件与所述滑杆的所述第一端枢轴连接，以驱动所述滑杆运动。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的断路器合分闸指示机构，其中所述指示器滑板包括彼此成角度的第一部分和第二部分，其中所述第一部分与所述断路器面板平行，所述标记位于所述第一部分，所述第二部分偏离所述断路器面板，所述指示器滑板的所述第二端位于所述第二部分。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的断路器合分闸指示机构，其中所述指示器滑板的所述第二端具有凹槽或滚轮，以与所述斜面配合。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的断路器合分闸指示机构，其中，在所述滑杆上具有导向槽，用于与至少一个销柱配合以引导所述滑杆朝向或远离所述指示器滑板的运动。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的断路器合分闸指示机构，其中，在所述断路器面板上具有销柱，在所述指示器滑板上具有导向槽，所述销柱与所述导向槽配合，以引导所述指示器滑板相对于所述断路器面板的运动。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的断路器合分闸指示机构，其中，在所述断路器面板上具有滑槽，所述指示器滑板与所述滑槽配合，以引导所述指示器滑板相对于所述断路器面板的运动。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的断路器合分闸指示机构，其中在合闸动作期间，所述滑杆被所述驱动机构末级朝向所述指示器滑板推动，在分闸或脱扣动作期间，所述滑杆远离所述指示器滑板运动。

11.根据权利要求1-4中任一项所述的断路器合分闸指示机构，其中，在所述指示器滑板上连接有复位弹簧，以当所述驱动机构末级在另一个方向中运动时，所述复位弹簧的回复力使所述指示器滑板复位。