CN105810520B - 操作断路器的方法和断路器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种操作断路器(1)的方法和一种断路器(1)。该断路器(1)包括操作杆(10)、闩锁机构(20)和电触头系统(30)，电触头系统具有可移动触头(31)和固定触头(32)，其中，操作杆(10)可移入打开位置(11)和关闭位置，其中，另外，操作杆(10)经由闩锁机构(20)机械连接到触头系统(30)，使得当操作杆(10)位于其关闭位置时，电触头系统(30)的触头(31，32)断开，当操作杆(10)位于其打开位置(11)时，电触头系统(30)的触头(31，32)闭合。

Description

操作断路器的方法和断路器
技术领域
本发明涉及一种用于操作断路器的方法，该断路器包括操作杆、闩锁机构及具有可移动触头和固定触头的电触头系统，其中，操作杆可移入打开位置和关闭位置，其中，另外，操作杆经由闩锁机构机械地连接到触头系统，使得当操作杆位于其关闭位置时，电触头系统的触头断开，当操作杆位于其打开位置时，电触头系统的触头闭合。另外，本发明涉及一种断路器，其包括操作杆、闩锁机构及具有可移动触头和固定触头的电触头系统，其中，操作杆可移入打开位置和关闭位置，其中，另外，操作杆经由闩锁机构机械地连接到触头系统，使得当操作杆位于其关闭位置时，电触头系统的触头断开，当操作杆位于其打开位置时，电触头系统的触头闭合。
背景技术
在现代技术应用中，普遍使用断路器。特别地，断路器可分别用于高电流和高功率的电路切换，例如高达70kA和甚至更高的电流的电路切换。已知给这些断路器装备安全装置，比如过载保护和/或短路保护和相应触发开关。因此，通过使用这种断路器可提高在使用高电流和/或功率期间的整体安全。
现代断路器一般包括操作杆，用于由操作者操纵，大多数情况下可至少在关闭位置和打开位置之间移动。内在地，通过电触头系统来实现电流的切换，触头系统通常包括一对或多对固定触头和可移动触头。闩锁机构设置在操作手柄和触头系统之间，机械地连接到操作手柄和触头系统。因此，操作者对操作杆的操纵导致触头系统的改变，例如，操作杆在其关闭位置和其打开位置之间的位置改变导致触头系统的触头的闭合。
在操作手柄移入其打开位置期间，除了闭合触头系统的触头，在断路器中配备(arming)保护系统也是必要的。特别地，在发生跳闸事件后，例如过电流或短路，该配备需要重置断路器，尤其重置断路器的闩锁机构。在尤其闩锁机构的这种重置中，还可准备断路器的正常操作，例如通过从其关闭位置切换操作杆到其打开位置来诱导。在不重置闩锁机构的情况下，闩锁机构不能在操作杆在其打开位置中的随后移动中启动，断路器的触头系统不能闭合，此外，断路器的保护系统不能被配备。
如果断路器接通，其操作手柄相应地移入打开位置，则闩锁机构和尤其电触头系统的触头的所有移动必须在接通程序结束时停止。特别地，必须抑制任何配备的安全装置的立即启动。电流流过断路器的意外中断可例如导致损坏下游电路的消耗负载。根据现有技术的一个可能方案是在开始操作断路器时，在一短的时期内关闭安全装置。为了阻碍安全装置的意外触发，在根据现有技术的断路器中还已知提供例如强大弹簧以解决上述问题。然而，这些强大弹簧可导致安全装置的更高的释放力。因此，这种断路器的总体安全性会降低。在现有技术中，已知使用用于安全装置的更长的杆臂来解决该问题，但是这导致断路器的更大尺寸。因此，不能提供小的且紧凑的断路器。
发明内容
本发明之目的是至少部分地解决上述问题和缺点。特别地，本发明之目的是提供一种用于操作断路器的方法和一种断路器，其以容易和成本有效的方式允许安全操作和更紧凑的断路器设计。
通过根据独立权利要求1的操作断路器的方法和根据独立权利要求6的断路器来解决前述问题。本发明的其它特征和细节来自从属权利要求、说明书和附图。如果有技术意义的话，关于操作断路器的方法讨论的特征和细节还可应用于断路器，反之亦然。
根据本发明的第一方面，前述目的通过操作断路器的方法来实现，该断路器包括操作杆、闩锁机构和电触头系统，电触头系统具有可移动触头和固定触头，其中，操作杆可移入打开位置和关闭位置，其中，另外，操作杆经由闩锁机构机械地连接到触头系统，使得当操作杆位于其关闭位置时，电触头系统的触头断开，当操作杆位于其打开位置时，电触头系统的触头闭合。根据本发明的方法的特征在于以下步骤：
a)将操作杆移入其关闭位置；
b)通过在第一方向上移动闩锁机构的直接机械连接到触头系统的连接装置来经由闩锁机构将操作杆的移动传递到触头系统，从而移动可移动触头；
c)到达操作杆的打开位置，闭合触头系统的触头；以及
d)抑制连接装置在与第一方向不同的第二方向上的移动。
根据本发明的方法可用于操作具有操作杆的断路器。操作杆或其手柄部分分别由操作者操作成例如移入打开位置和关闭位置。在断路器内，提供触头系统，其至少包括可移动触头和固定触头，以切换电流。当然，触头系统可包括多于一对可移动和固定触头。操作杆和触头系统均机械连接到闩锁机构，闩锁机构因此提供操作杆和触头系统之间的机械连接。特别地，通过该连接可保证，当操作杆位于其关闭位置时，电触头系统的触头断开，当操作杆位于其打开位置时，电触头系统的触头闭合。当然，安全装置(比如过电流保护和/或短路保护和相应触发开关)可额外地设置在断路器中，尤其作为闩锁机构和/或触头系统的一体部分。为了保证成功地操作断路器，意味着当操作杆移入其打开位置时电触头系统闭合，尤其意味着配备任何提供的安全装置，对闩锁机构的重置是必要的。
为了在根据本发明的方法的步骤a)中接通断路器，操作杆移入其打开位置。该任务可例如通过操作者的手动致动或致动单元来实现。这同时导致操作杆的移动传递到闩锁机构，进一步到触头系统(根据本发明的方法的步骤b))。为此，闩锁机构包括连接装置，其直接连接到触头系统。根据本发明的直接连接可意味着例如连接装置和触头系统固定在彼此之上，因此，连接装置的移动自动地导致触头系统的移动，反之亦然。该移动可例如是线性的、圆形的或任何恰当的形状。连接装置在步骤b)中沿第一方向移动，这对应于电触头系统的触头在闭合方向上的移动。在根据本发明的方法的步骤c)，操作杆到达其打开位置。打开位置选择成当操作杆到达其打开位置时，触头系统的触头闭合。
电触头系统的触头一闭合，电流便流过断路器和下游电路。该电流的意外中断(例如由安全装置的意外触发引起)可导致对下游电路中的消耗负载的损害。为了防止这种中断，在根据本发明的方法的步骤d)中，抑制连接装置在与第一方向不同的第二方向上的移动。如先前所提及的，连接装置的移动会自动地导致电触头系统的触头的移动。特别地，当连接装置在与第一方向不同的第二方向上移动时，触头会在与闭合方向不同的方向上移动，因此，导致触头系统的断开。通过自动地抑制连接装置的移动，可以抑制电触头系统的触头的意外移动。因此，直接抑制接触装置是特别简单的方式来防止触头系统的触头意外断开。当然，触头系统的有意断开(例如通过操作者或安全装置的触发开关对操作杆的致动发动的)仍是可能的。不需要复杂的负载平衡，例如包括长杆臂或类似元件，因为当使用作用在闩锁机构和/或安全装置上的弹簧时，其才是必要的。此外，从断路器开始操作时，安全装置便可用于配备。使用根据本发明的方法操作的断路器的总体安全性得以改进。此外，断路器的紧凑设计是可能的。
此外，根据本发明的方法的特征在于，步骤d)包括抑制连接装置在第一方向上的移动。从而，连接装置的导致电触头系统闭合的移动也停止。因此，连接装置可被阻挡在其移动结束时的位置。在步骤c)中触头闭合之后，没有额外力从连接装置传递到电触头系统以将触头系统的触头按压在一起。在安全装置触发的情况下，这是特别有利的，因为对于电触头系统的触头的断开，不必克服从连接装置施加的额外力。因此，通过相应的安全装置实现的触头的断开更快速地完成。从而，根据本发明的方法操作的断路器的总体安全性得以进一步改进。
此外，根据本发明的方法可通过第二方向与第一方向相反而得以改进。如此，连接装置在第二方向上的移动会与连接装置在第一方向上的移动反转。因此，十分有效地抑制连接装置的移动的意外反转(这会导致电触头系统的触头断开)。
在根据本发明的方法的另一改进中，第一和第二方向是圆形方向。圆形方向可例如通过将连接装置安装在旋轴上来实现。优选地，电触头系统的触头及连接装置安装在相同的旋轴上，例如电触头系统的转子的旋轴。这种枢转轴承是十分简单的方式来允许可控的移动，并同时包括可靠的固定。
另外，根据本发明的方法的特征在于，在步骤d)中，通过形式配合(form fit)，尤其闩锁机构中的内部形式配合来抑制连接装置的移动中的至少一个。形式配合是特别简单的方式来阻碍物体在某一方向上的移动。在形式配合中，受阻挡的物体直接接触表面。通过固定该表面，还可抑制物体的移动。优选地，第二方向上的移动和第一方向上的移动分别通过形式配合抑制。此外，闩锁机构本身可提供构建形式配合所必要的表面。因此，不需要外部设备来构建形式配合，断路器可以更紧凑的方向设计。
此外，根据本发明的第二方面，该目的通过一种断路器来解决，该断路器包括操作杆、闩锁机构和电触头系统，电触头系统具有可移动触头和固定触头，其中，操作杆可移入打开位置和关闭位置，其中，另外，操作杆经由闩锁机构机械地连接到触头系统，使得当操作杆位于其关闭位置时，电触头系统的触头断开，当操作杆位于其打开位置时，电触头系统的触头闭合，闩锁机构包括直接机械连接到触头系统的连接装置，当操作杆移入其打开位置时，连接装置在第一方向上移动。
根据本发明的断路器包括操作杆。操作杆或其手柄部分分别由操作者操作成例如移入打开位置和关闭位置。在断路器内，提供触头系统，其至少包括可移动触头和固定触头，以切换电流。当然，触头系统可包括多于一对可移动和固定触头。操作杆和触头系统均机械连接到闩锁机构，闩锁机构因此提供操作杆和触头系统之间的机械连接。特别地，通过该连接可保证，当操作杆位于其关闭位置时，电触头系统的触头断开，当操作杆位于其打开位置时，电触头系统的触头闭合。当然，安全装置(比如过电流保护和/或短路保护和相应触发开关)可额外地设置在断路器中，尤其作为闩锁机构和/或触头系统的一体部分。为了保证成功地操作断路器，这意味着当操作杆移入其打开位置时电触头系统闭合，尤其意味着配备任何提供的安全装置，对闩锁机构的重置是必要的。从而，可以确保通过操作杆随后移入其打开位置来触发闩锁机构的启动和/或任何安全装置的配备。
根据本发明的断路器的特征在于，当操作杆位于其打开位置时，抑制连接装置在第二方向上的移动，其中，第二方向与第一方向不同。电触头系统的触头一闭合，电流便流过断路器和下游电路。该电流的意外中断(例如由安全装置的意外触发引起)可导致对下游电路中的消耗负载的损害。为了防止根据本发明的断路器中的这种中断，抑制连接装置在与第一方向不同的第二方向上的移动。连接装置在与第一方向不同的第二方向上的移动会导致触头在与闭合方向不同的方向上的移动，从而导致触头系统的断开。通过自动地抑制连接装置的移动，可以抑制电触头系统的触头的意外移动。因此，这是特别简单的方式来防止触头系统的触头意外断开。当然，触头系统的意外断开(例如通过操作者或安全装置的触发开关对操作杆的致动发动的)仍是可能的。不需要复杂的负载平衡，例如包括长杆臂或类似元件，因为当使用作用在闩锁机构和/或安全装置上的弹簧时，其才是必要的。此外，从断路器开始操作时，安全装置便可用于配备。使用根据本发明的方法操作的断路器的总体安全性得以改进。此外，断路器的紧凑设计是可能的。
此外，根据本发明的断路器的特征在于，断路器使得可实施根据本发明的第一方面的方法。通过实施这种方法，断路器提供相同的优点(已根据本发明第一方面的操作断路器的方法详细讨论)。
在根据本发明的断路器的额外实施例中，当操作杆位于其打开位置时，抑制连接装置在第一方向上的移动。这导致在将连接装置阻挡在其移动结束时的位置时与对连接装置在第二方向上的移动的抑制组合。当连接装置在第一方向上移动时，电触头系统的触头在它们的闭合方向上移动。操作杆一位于其打开位置，电触头系统的触头便闭合。对连接装置在其第一方向上的移动的抑制还抑制了电触头系统的触头在它们的闭合方向上的另一移动。没有额外力从连接装置传递到电触头系统以将触头系统的触头按压在一起。在安全装置触发的情况下，这是特别有利的，因为对于电触头系统的触头的断开，不必克服从连接装置施加的任何额外力。因此，通过相应的安全装置实现的触头的断开更快速地完成。从而，使用根据本发明的方法操作的断路器的总体安全性得以进一步改进。
此外，根据本发明的断路器的特征在于，闩锁机构包括至少一个触摸表面，其中，至少一个触摸表面和连接装置确立形式配合，从而当操作杆位于其打开位置时，抑制连接装置在第一和/或第二方向上的移动。形式配合是特别简单的方式来抑制物体在某一方向上的移动。作为闩锁机构的优选的固定或至少可固定部分，触摸表面还是十分简单的方式来确立这种形式配合。当操作杆位于其打开位置时，触摸表面接触连接装置，从而确立形式配合。触摸表面布置成连接装置在第二方向上的移动由触摸表面阻挡。自然地，第二触摸表面可呈现为抑制连接装置在另一方向(优选为第一方向)上的移动。从而，十分简单地实现对连接装置的阻挡。
另外，根据本发明的断路器的特征在于，致动单元驱动操作杆和/或闩锁机构。从而可以提供断路器的自动和/或远程操作。特别地，根据本发明的断路器可应用在危险环境和/或不具有直接可接近性的环境中。
附图说明
关于附图描述本发明。附图示意性示出：
图1是根据本发明的方法；以及
图2是根据本发明的断路器的截面图。
具有相同功能和动作模式的元件在图1和2中用相同的参考标记表示。
具体实施方式
在图1中示出根据本发明的方法。图2示出根据本发明的断路器1的可能实施例。下面，如果可能的话，关于特定附图一起描述两个附图。
根据本发明的断路器1包括操作杆10。操作杆10的手柄12可由操作者接近，并手动操作。在断路器1的内部，操作杆10机械地连接到闩锁机构20。该闩锁机构20还机械地连接到电触头系统30。在所示实施例中，电触头系统30包括若干对可移动触头31和固定触头32。触头31、32安装在转子33上。操作杆10和闩锁机构20之间及闩锁机构20和电触头系统30之间的机械连接分别确立成使得当操作杆10位于其关闭位置时，电触头系统30的触头31、31断开，当操作杆10位于其打开位置11时，电触头系统30的触头31、32通过电触头系统30的转子33的对应旋转而闭合。为此，闩锁机构20包括若干机械元件，示意性示出拉杆24、铆接螺栓25、上部肘节杆27、定距螺栓28和弹簧元件21。
在根据本发明的方法的步骤a)40中，将操作杆10移入其打开位置11中，如图2所示。这可例如通过操作者手动实施或通过机械连接到操作杆10的致动单元2(未示出)实施。根据本发明，在步骤b)41中，操作杆10的移动传递到电触头系统30使得触头31、32闭合。为此，闩锁机构20机械地连接到操作杆10和电触头系统30。闩锁机构20包括连接装置，在所示实施例中，连接装置由直接机械连接到电触头系统30的上部肘节杆24构成。在操作杆10移入其打开位置11期间，连接装置22在第一方向50上移动，并将该移动传递到触头系统30，使得操作杆10一到达其打开位置11，触头31、32便闭合(步骤c)42)。
在根据图2所示本发明的断路器1的实施例中，拉杆24包括第一触摸表面23，定距螺栓包括第二触摸表面26。在步骤c)43期间，闩锁机构20内在地移动，使得当达到根据本发明的方法的步骤d)43时，第一触摸表面23和第二触摸表面26与连接装置22确立形式配合。从而抑制连接装置22在第一方向50和第二方向51上的移动。不需要复杂的负载平衡，例如包括用于闩锁机构20的长杆臂或类似元件。如此，可以防止由连接装置22引起的电触头系统30的触头31、32的意外断开以及作用在电触头系统30上并将触头31、32按压在一起的力。当然，电触头系统30的触头31、32的有意断开(例如通过操作者或安全装置的触发开关(未示出)对操作杆10的致动发动的)仍是可能的。由于不存在上面提到的不可避免的力，所以可以利用安全装置实现触头31、32的断开，并且消耗能量较少，因此更加快速。另外，安全装置(未示出)从断路器1的操作开始时便准备用于配备。根据本发明的断路器1的总体安全性得以改进。此外，断路器1的紧凑设计是可能的。
附图标记
1断路器
2致动单元
10操作杆
11打开位置
12手柄
20闩锁机构
21弹簧元件
22连接装置
23第一触摸表面
24拉杆
25铆接螺栓
26第二触摸表面
27肘节杆
28定距螺栓
30电触头系统
31可移动触头
32固定触头
33转子
40步骤a)
41步骤b)
42步骤c)
43步骤d)
50第一方向
51第二方向

Claims (8)

1.用于操作断路器(1)的方法，所述断路器(1)包括操作杆(10)、闩锁机构(20)和电触头系统(30)，所述电触头系统具有可移动触头(31)和固定触头(32)，其中，所述操作杆(10)能够移入打开位置(11)和关闭位置，其中，另外，所述操作杆(10)经由所述闩锁机构(20)机械地连接到触头系统(30)，使得当所述操作杆(10)位于其关闭位置时，所述电触头系统(30)的触头(31,32)断开，当所述操作杆(10)位于其打开位置(11)时，所述电触头系统(30)的触头(31,32)闭合，其中，所述闩锁机构(20)包括具有第一触摸表面(23)的拉杆(24)和具有第二触摸表面(26)的定距螺栓(28)，
其特征在于以下步骤：
a)将所述操作杆(10)移入其打开位置(11)中；
b)通过在第一方向(50)上移动所述闩锁机构(20)的直接机械连接到所述触头系统(30)的连接装置(22)来经由所述闩锁机构(20)将所述操作杆(10)的移动传递到所述触头系统(30)，从而移动可移动触头(31)；
c)到达所述操作杆(10)的打开位置(11)，闭合所述触头系统(30)的触头(31,32)；以及
d)当操作杆(10)处于其打开位置时，通过在第一触摸表面(23)、第二触摸表面(26)与连接装置(22)之间确立形式配合而抑制所述连接装置(22)在第一方向和与第一方向(50)不同的第二方向(51)上的移动。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二方向(51)与所述第一方向(50)相反。
3.如上述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述第一方向(50)和所述第二方向(51)是圆形方向。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤d)中，通过形式配合来抑制所述连接装置(22)的移动中的至少一种。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤d)中，通过所述闩锁机构(20)中的内部形式配合来抑制所述连接装置(22)的移动中的至少一种。
6.断路器(1)，包括操作杆(10)、闩锁机构(20)和电触头系统(30)，所述电触头系统具有可移动触头(31)和固定触头(32)，其中，所述操作杆(10)能够移入打开位置(11)和关闭位置，其中，另外，所述操作杆(10)经由所述闩锁机构(20)机械地连接到触头系统(30)，使得当所述操作杆(10)位于其关闭位置时，所述电触头系统(30)的触头(31,32)断开，当所述操作杆(10)位于其打开位置(11)时，所述电触头系统(30)的触头(31,32)闭合，所述闩锁机构(20)包括直接机械连接到所述触头系统(30)的连接装置(22)，当所述操作杆(10)移入其打开位置(11)时，所述连接装置在第一方向(50)上移动，
其中，当所述操作杆(10)位于其打开位置(11)上时，抑制所述连接装置(22)在第二方向(51)上的移动，其中，所述第二方向(51)与所述第一方向(50)不同，
其特征在于，所述闩锁机构(20)包括具有第一触摸表面(23)的拉杆(24)和具有第二触摸表面(26)的定距螺栓(26)，其中，所述第一触摸表面(23)和所述第二触摸表面(26)与连接装置(22)确立形式配合，从而当所述操作杆(10)位于其打开位置(11)时，抑制所述连接装置(22)在第一方向(50)和第二方向(51)上的移动。
7.如权利要求6所述的断路器(1)，其特征在于，所述断路器(1)能够实施根据权利要求1至5任一项所述的方法。
8.如权利要求6至7任一项所述的断路器(1)，其特征在于，致动单元(2)驱动所述操作杆(10)和/或所述闩锁机构(20)。
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