CN104867778B - 具有断开布置的限制器型空气断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种断路器和一种形成限流断路器的方法。所述断路器包括载体组件，所述载体组件在第一操作状态下通过固定触点将电流供应至电路。所述载体组件包括：闩锁销，所述闩锁销响应于所述电路中的故障状态所引起传输至所述闩锁销的力而移动；凸轮组件，所述凸轮组件与所述闩锁销接触以响应于所述闩锁销的移动而移动；以及可移动触点，所述可移动触点连接至所述凸轮组件，所述可移动触点断开与所述固定触点的所述物理接触，从而使得所述断路器处于第二操作状态下。所述断路器还包括机构，所述机构响应于指示所述故障状态的信号使所述载体组件移动，从而使得所述断路器处于第三操作状态下。

Description

具有断开布置的限制器型空气断路器

技术领域

本说明书公开的主题涉及限流断路器。

背景技术

断路器是在检测到故障时中断电流的自动操作电气开关。这防止可能会损坏由断路器保护的电路的过载或短路。电流中断产生电弧，必须熄灭电弧以防止由电弧闪光造成的损坏。在空气断路器中，电弧被空气(例如，由触点移动至闭室中造成的排出空气)断开。电弧被断开的速度可影响损坏的程度。也就是说，限流断路器减少流动至电路中的故障能量，并且因此降低由故障对电路造成的任何损坏。

发明内容

根据本发明的一方面，断路器包括：载体组件，所述载体组件被配置成在第一操作状态下通过固定触点将电流供应至电路，所述载体组件包括：闩锁销，所述闩锁销被配置成响应于电路中的故障状态所引起传输至闩锁销的力而移动；凸轮组件，所述凸轮组件与闩锁销接触并且被配置成响应于闩锁销的移动而移动；以及可移动触点，所述可移动触点连接至凸轮组件，并且在第一操作状态下与电路的固定触点物理接触以将电流供应至电路，所述可移动触点被配置成响应于凸轮组件的移动而断开与电路的固定触点的物理接触，从而使得断路器处于第二操作状态下；以及机构，所述机构被配置成响应于指示故障状态的信号使载体组件移动，从而使得断路器处于第三操作状态下，其中载体组件的可移动触点被配置成在机构响应于信号使载体组件移动，从而使得断路器处于第三操作状态下之前，响应于闩锁销和凸轮组件的移动而断开与电路的固定触点的物理接触，从而使得断路器处于第二操作状态下。

根据本发明的另一方面，限流组件包括：闩锁销，所述闩锁销被配置成响应于联接至组件的电路中的故障状态所引起传输至闩锁销的力而移动；凸轮组件，所述凸轮组件与闩锁销接触并且被配置成响应于闩锁销的移动而移动；以及可移动触点，所述可移动触点连接至凸轮组件，并且在第一操作状态下与电路的固定触点物理接触以将电流供应至电路，所述可移动触点被配置成响应于凸轮组件的移动而断开与电路的固定触点的物理接触，以便建立第二操作状态。

根据本发明的又一方面，形成限流断路器的方法包括：布置与电路物理接触的载体组件，所述载体组件在第一操作状态下通过固定触点将电流供应至电路，布置载体组件进一步包括：将载体组件的闩锁销布置成响应于电路中的故障状态所引起传输至闩锁销的力而移动；将载体组件的凸轮组件布置成与闩锁销接触，所述凸轮组件响应于闩锁销的移动而移动；以及将载体组件的可移动触点布置成连接至凸轮组件并且在第一操作状态下与电路的固定触点物理接触，所述可移动触点响应于凸轮组件的移动而断开与电路的固定触点的物理接触，从而使得断路器处于第二操作状态下；以及布置连接至载体组件的机构，所述机构响应于指示故障状态的信号使载体组件移动，从而使得断路器处于第三操作状态下，其中可移动触点在机构使载体组件移动，从而使得断路器处于第三操作状态下之前，断开与固定触点的物理接触，从而使得断路器处于第二操作状态下。

结合附图阅读以下说明可以更好地了解这些和其他优点和特征。

附图说明

本专利申请文件中的权利要求书详细指出并明确主张了本发明。结合附图阅读以下具体实施方式可以清楚地了解本发明的上述和其他特征以及优点，在附图中：

图1详述根据本发明实施例的断路器；

图2描绘根据图1所示实施例的断路器；

图3描绘根据图1所示实施例的断路器；

图4为根据本发明实施例的断路器的三维视图；

图5详述根据本发明实施例的凸轮组件；

图6详述根据本发明实施例的闩锁支架组件；

图7详述根据本发明实施例的闩锁支架组件与凸轮组件之间的布置；以及

图8详述根据本发明实施例的接触臂、闩锁支架组件和凸轮组件之间的布置。

具体实施方式参考附图来以实例方式介绍本发明的各实施例以及优点和特征。

具体实施方式

如以上指出的，断路器的操作速度是限制故障能量的关键因素。通常，断路器包括接收故障信号并启动载体组件的操作的跳闸机构，载体组件位于跳闸机构与待保护电路之间。由跳闸机构操作载体组件造成中断流向电路的电流的开路状态。本说明书描述的系统和方法的实施例涉及载体组件，所述载体组件另外基于由故障电流产生的电动力进行操作。具体地，闩锁销基于所述力断开接触。

图1详细说明根据本发明实施例的断路器100。由图1所示的视图为示出一组触点的透视侧视图。如图1所示，断路器100处于电流流向电路110的闭合(“接通”)位置。基于故障，位于电路110与机构130之间的载体组件120与电路110物理脱离，从而使电路的固定触点115(图2)与载体组件120的移动触点116(图2)脱离。基于检测到故障状态，机构130接收信号，并且拉动载体组件120远离电路110，以便完全解开电路110与载体组件120之间的接触。机构130和载体组件120通过杆联结器140(终止于机构130处的副轴132)来连接。杆联结器140在副轴枢轴124处附接至机构130，并且在杆联结器销123处附接至载体组件120。机构130促进在故障检测和清除程序后重置断路器100(返回图1所示的位置)。在常规选择性断路器中，机构130是断开接触的唯一启动器。根据图1所示的实施例，载体组件120与电路110脱离的时间短于机构130单独断开接触的时间，如以下所详述。也就是说，载体组件120断开接触以限制故障电流的流动，并且随后机构130完全脱离载体组件120、准备重置。载体组件120包括接触臂和凸轮枢轴销121。如以下对图2的讨论所说明，包括凸轮组件122以及接触臂和凸轮枢轴销121促成断路器100的限流特征。更具体地，凸轮组件122和闩锁销125的布置允许载体组件120被推动远离电路110。图1还示出从移动触点116延伸的接触臂127的底部分、载体组件枢轴126、载体组件弹簧128和闩锁支架组件129。副轴重置弹簧135促进凸轮组件122和副轴132的重置，如以下参考图3所讨论。

图2描绘根据图1所示实施例的断路器100。在图2中，电路110与载体组件120之间的接触断开(如由“A”指示)。此断开(A)由故障电流在方向B上施用的力造成。所述力可为电动力。载体组件120的移动触点116由故障电流力(B)以下面的方式推动远离固定触点115。来自故障电流的力通过接触臂和凸轮枢轴销121以及凸轮组件122传输至杆联结器销123。因为副轴枢轴124为刚性的，杆联结器销123上的力的分量通过凸轮组件122被传输至弹簧加载闩锁销125。随着故障电流增大，这个力也增大并且沿狭槽610(图6中详述)推动闩锁销125。闩锁销125的移动使得凸轮组件122开始随接触臂和凸轮组件121旋转。这使得载体组件120的移动触点116开始移动，直到获得接触间隙(A)。图1(示出处于闭合位置的断路器100)与图2(示出处于吹开(blow open)位置的断路器100)的比较。

图3描绘根据图1所示实施例的断路器100。在图3中，载体组件120处于切断位置。也就是说，除了基于由故障电流施用的力将载体组件120推动远离与电路110的接触之外，机构130使得载体组件120处于完全脱离位置(准备好重置)。如图2(示出处于吹开位置的断路器100)与图3(示出处于切断位置的断路器100)的比较表示，副轴重置弹簧135有助于副轴枢轴124向下移动，从而使机构弹簧135放松并且机构130被定位以用于断路器100的重置。应清楚，固定触点115和移动触点116先于机构130的动作脱离，从而限制故障电流。如以上参考图2所讨论，脱离是基于载体组件120的配置。然而，为了使机构130能够重置断路器100，机构130必须使得载体组件120处于完全脱离位置(本说明书中称为切断位置)。从图3所示的位置，杆联结器销123处基于来自机构130的力的旋转使得断路器100返回处于图1所示的闭合位置。

图4为根据本发明实施例的断路器100的三维视图。如图4清楚所示，多组触点(固定触点115和移动触点116)可受载体组件120影响。图4中示出与移动触点116相对应的移动接触臂127。尽管图4示出的示例性断路器100包括4个固定触点115，但根据本发明实施例的断路器100不限于任何具体数目，并且可具有例如1个、8个或另一数目的固定触点115。

图5详述根据本发明实施例的凸轮组件122。凸轮组件122中的凹痕510防止触点(固定触点115和对应移动触点116)的不需要的重新闭合。因为造成固定触点115与移动触点116之间的间隙(A)的故障力可在载体组件120中产生足够的惯性力，所述惯性力处于足以使载体组件120回弹的速度变化率，凹痕510设计用于基于断路器100的形状来防止断路器100的任何重新闭合。闩锁表面520指示凸轮组件122在断路器100处于闭合位置时接触闩锁销125的部分。凸轮组件122使闩锁销移动125以使固定触点115与对应移动触点116脱离。去闩锁表面530是在吹开操作期间以及在重置操作期间接触闩锁销125的表面。

图6详述根据本发明实施例的闩锁支架组件129。闩锁销125不一定需要具有圆柱表面并且不一定需要沿狭槽610滑动。在替代实施例中，由于故障状态造成的力，闩锁销125可在圆孔而不是狭槽610中枢转并且可旋转而不是滑动。闩锁销125是弹簧加载的。闩锁弹簧620缠绕在具有闩锁弹簧臂支撑件630的闩锁弹簧座640周围。示例性闩锁销125被示出为基于闩锁弹簧620被弹簧安装。在替代实施例中，闩锁销125可基于不同类型的弹簧例如像拉簧来操作。凸轮组件122、闩锁销125和狭槽610的接合表面可经热处理或表面精加工或设置有支承部分，从而使摩擦最小化并且促进载体组件120的平稳操作。

图7详述根据本发明实施例的闩锁支架组件129与凸轮组件122之间的布置。如图7所示，杆联结器销123由闩锁支架组件129固持并且穿过凸轮组件122，使得凸轮组件122可围绕杆联结器销123旋转以使闩锁销125移动。

图8详述根据本发明实施例的接触臂127、闩锁支架组件129和凸轮组件122之间的布置。图8示出位于接触臂127之间的图7所示的闩锁支架组件129和凸轮组件122的布置。然而，尽管闩锁支架组件129被示出为位于接触臂127之间，但在替代实施例中，闩锁支架组件129(凸轮组件122和杆联结器销123)可在电路100的两侧，而接触臂127位于中间。

尽管仅结合有限数量的实施例来详细描述本发明，但应理解，本发明并不限于所公开的此类实施例。相反，可对本发明进行修改以涵盖前文未描述但与本发明的精神和范围相符的任何数量的变化、更改、替代或等效布置。此外，尽管已描述本发明的各种实施例，但应理解，本发明的各方面可仅包括所描述的实施例中的一些实施例。因此，本发明不应被视为受前述说明的限制，而是仅受所附权利要求书范围的限制。

Claims (11)

1.一种断路器，所述断路器包括：

载体组件，所述载体组件被配置成在第一操作状态下通过固定触点将电流供应至电路，所述载体组件包括：

闩锁销，所述闩锁销被配置成响应于所述电路中的故障状态所引起传输至所述闩锁销的力而移动；

凸轮组件，所述凸轮组件与所述闩锁销接触并且被配置成响应于所述闩锁销的移动而移动；以及

可移动触点，所述可移动触点结合至所述凸轮组件，并且在所述第一操作状态下与所述电路的所述固定触点物理接触以将所述电流供应至所述电路，所述可移动触点被配置成响应于所述凸轮组件的移动而断开与所述电路的所述固定触点的所述物理接触，从而使得所述断路器处于第二操作状态下；以及

机构，所述机构被配置成响应于指示所述故障状态的信号而使所述载体组件移动，从而使得所述断路器处于第三操作状态下，其中

所述载体组件的所述可移动触点被配置成在所述机构响应于所述信号而使所述载体组件移动，从而使得所述断路器处于所述第三操作状态下之前，响应于所述闩锁销和所述凸轮组件的移动而断开与所述电路的所述固定触点的所述物理接触，从而使得所述断路器处于所述第二操作状态下。

2.根据权利要求1所述的断路器，所述断路器进一步包括将所述载体组件连接至所述机构的杆联结器。

3.根据权利要求2所述的断路器，其中所述机构包括弹簧，所述弹簧被配置成使所述杆联结器移动，从而使得所述断路器从所述第二操作状态变成在所述第三操作状态下。

4.根据权利要求1所述的断路器，其中所述载体组件进一步包括闩锁支架组件，并且所述闩锁销被配置成基于所述力而沿所述闩锁支架组件中的狭槽移动。

5.根据权利要求4所述的断路器，其中所述闩锁支架组件和所述凸轮组件通过枢轴销连接。

6.根据权利要求5所述的断路器，其中所述力在使得所述闩锁销移动之前首先被传输至所述枢轴销。

7.根据权利要求1所述的断路器，其中所述凸轮组件布置在所述载体组件的与所述电路的多个所述固定触点相对应的多个所述可移动触点的中间。

8.根据权利要求1所述的断路器，其中所述闩锁销是弹簧加载的。

9.根据权利要求1所述的断路器，其中所述凸轮组件包括凹痕部分，所述凹痕部分被配置成防止所述载体组件回弹而与所述电路重新建立接触。

10.一种形成限流断路器的方法，所述方法包括：

布置与电路物理接触的载体组件，所述载体组件在第一操作状态下通过固定触点将电流供应至所述电路，所述布置所述载体组件进一步包括：

将所述载体组件的闩锁销布置成响应于所述电路中的故障状态所引起传输至所述闩锁销的力而移动；

将所述载体组件的凸轮组件布置成与所述闩锁销接触，所述凸轮组件响应于所述闩锁销的移动而移动；以及

将所述载体组件的可移动触点布置成联接至所述凸轮组件并且在所述第一操作状态下与所述电路的所述固定触点物理接触，所述可移动触点响应于所述凸轮组件的移动而断开与所述电路的所述固定触点的所述物理接触，从而使得所述断路器处于第二操作状态下；以及

布置联接至所述载体组件的机构，所述机构响应于指示所述故障状态的信号使所述载体组件移动，从而使得所述断路器处于第三操作状态下，其中

所述可移动触点断开与所述固定触点的所述物理接触，从而使得所述断路器处于所述第二操作状态下是在所述机构使所述载体组件移动，从而使得所述断路器处于所述第三操作状态下之前。

11.根据权利要求10所述的方法，所述方法进一步包括：将所述凸轮组件布置在所述载体组件的多个所述可移动触点的中间，所述多个可移动触点中的每一个与所述电路的多个所述固定触点中的一个相对应。