CN106057555B - 具有安全开关部件的断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有安全开关部件的断路器。一种断路器包括：断路器主体单元，其具有形成各相的电路线路的主电路单元；电流互感器部件，其具有布置在各相的电路线路中的线圈和从线圈的两端延伸并选择性地连接至外部电源单元的端子对；以及安全开关部件，其被配置成在电源单元与端子对分离时使端子对连接，以使得该端子对不被打开。

Description

具有安全开关部件的断路器

技术领域

本公开涉及一种具有安全开关部件的断路器，并且尤其涉及一种在保护继电器与断路器的主体分离时能够防止电流互感器的次级侧端子打开的具有安全开关部件的断路器，从而来预先防止电流互感器的损坏和电击事故。

背景技术

通常，在断路器中，在各相的主电路中安装有两个电流互感器，且两个电流互感器中的一个用于测量电流，而另一个用于向连接至断路器的保护继电器提供电力。

通常，电流互感器是一种用于通过从大AC电流获得与大AC电流成比例的小电流，来使交变电流(AC)安培表的测量范围变宽的互感器。

对于电流互感器的结构，如同互感器，具有小匝数的初级线圈缠绕在叠片铁芯上，并且具有大匝数的线圈的次级线圈缠绕在叠片铁芯上。诸如安培表、瓦特表、继电器等测量设备连接至次级线圈。

图1是示出了其中的相关技术的断路器的主体部和保护继电器相联接的配置的立体图，以及图2是示出了相关技术的断路器主体单元的主电路单元、电流互感器和保护继电器之间的连接的电路图。

参照图1，通常地，第一连接器11安装在中断故障电流的断路器的主体单元10的一侧上。

此外，连接至第一连接器11的第二连接器21安装在保护继电器20的一侧上。

参照图2，主电路单元12设置在断路器主体单元10的各相中，且针对各相安装有两个电流互感器。

测量电流互感器31用来测量在主电路单元12中流动的电流，且供电电流互感器32用于供电。

用于供电的供电电流互感器32的次级侧端子32b连接至保护继电器20的电源单元23。

此外，测量电流互感器31的次级侧端子连接至保护继电器20的测量单元22。

在上述连接方案中，第一和第二连接器11和21经连接形成导通状态。

在断路器主体单元10和保护继电器20联接的状态中，当保护继电器20与断路器主体单元10物理地分离以用于维护时，第一和第二连接器11和21也彼此分离。

因而，测量电流互感器31的次级侧端子与信号测量单元22分离，且供电电流互感器32的次级侧端子32b与电源单元23分离。

因此，电流互感器31和32的次级侧端子是打开的。

此处，对于电流互感器的特性，互感器的初级电流的额定值可以是从几十安培(A)到几千安培(A)的范围内不同的值，但在多数情况下次级电流的额定值是5A，且初级线圈和次级线圈之间的电流比与初级线圈和次级线圈的匝数比成反比。

对于电流互感器的次级侧端子，使次级侧端子短路是安全的，但打开次级侧端子是危险的。

这是因为当有电流在初级线圈中流动的状态下打开次级线圈或端子时，初级侧电流起到了磁化整个铁芯的作用，从而使铁芯饱和而发热，导致了线圈的损坏、电流互感器的爆裂或电击事故的高发性。

此处，用于测量目的的测量电流互感器31形成的电流小于供电电流互感器的电流，因此可以是安全的。

同时，对于供电电流互感器32的情形，由于其用于供电，因此其形成的电流高于测量电流互感器31的电流。

因而，当供电电路互感器32的次级侧端子32b打开时，生成的高电压损坏了次级侧端子32b，从而损坏了电流互感器并引起诸如电击事故等事故。

在图2中，参考数字32a表示初级侧线圈。

相关技术的文件可以是韩国公开号10-2004-0039556(公开日期：2004年5月12日)。

发明内容

因此，详细描述的方面是为了提供一种具有安全开关部件的断路器，其在断路器主体单元和保护继电器分离时能够通过防止电流互感器的次级侧端子打开来预先防止设备故障或安全事故。

详细描述的另一方面是为了提供一种具有安全开关部件的断路器，其在保护继电器分离的状态下能够安全地修理断路器主体单元。

为了实现这些和其他的优点并根据本说明书的目的，正如文中所实施的和宽泛地描述的那样，断路器可以包括：断路器主体单元，其具有形成各相的电路线路的主电路单元；电流互感器部件，其具有布置在各相的电路线路中的线圈和从线圈的两端延伸并选择性地连接至外部电源单元的端子对；以及安全开关部件，其被配置成在电源单元与端子对分离时使端子对连接，以使得端子对不被打开。

电源单元可以设置在保护继电器中，并且当保护继电器与断路器主体单元分离时，电源单元可以与端子对分离。

安全开关部件可以包括：连接触点对，其形成在端子对中；开关构件，其被配置成通过外力选择性地使连接触点对连接；以及按压构件，其安装在断路器主体单元的侧表面部上，并被配置成在联接至保护继电器时按压开关构件，以使连接触点对连接，其中当外力施加至与断路器主体单元联接的保护继电器的侧表面部时，按压构件被按压。

连接至端子对的第一连接器可以安装在断路器主体单元的侧表面部上，且连接至电源单元并且经联接以与第一连接器电连接的第二连接器可以安装在保护继电器的侧表面部上。

安全开关部件可以包括：传感器，其被配置成感测第一连接器和第二连接器之间的分离并根据该分离生成分别信号；以及控制器，其被配置成在从传感器接收到分离信号时，操作开关构件以使连接触点对连接。

安全开关部件还可以包括辅助开关单元。

辅助开关单元可以包括：辅助连接触点对，其分别形成在端子对中；辅助开关构件，其被配置成在从外部接收到电信号时选择性地开关辅助连接触点对；以及信号发生器，其安装在断路器主体单元中并且被配置成生成用于控制辅助开关构件的开关操作的电信号。

在本公开中，当断路器主体单元与保护继电器分离时，电流互感器的次级侧线圈未被打开，由此来预先防止设备故障和安全事故。

从下文给出的详细描述，本申请的应用的进一步范围是显而易见的。但是，应当被理解的是，在表明本发明的优选地实施例时，详细描述和特定示例仅通过说明的方式给出，因为根据详细描述，本发明的范围内的各种变化和改进对本领域技术人员是显而易见的。

附图说明

所包括的附图提供了对本发明的进一步理解，其包含在本说明书中且构成本说明书的一部分，附图示出了示例性实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

在附图中，

图1是示出了相关技术的断路器主体单元和保护继电器之间的联接关系的立体图。

图2是示出了相关技术的断路器主体单元的主电路单元、电流互感器和保护继电器电路之间的连接关系的电路图。

图3a是示出了根据本公开的实施例的其中安装有安全开关部件的断路器主体单元和保护继电器之间的联接关系的立体图。

图3b是示出了根据本公开的实施例的其中安装有安全开关部件的断路器主体单元和保护继电器之间的联接关系的不同的立体图。

图4是示出了根据本公开的实施例的主电路单元、电流互感器和保护继电器之间的电路连接的电路图。

图5是示出了根据本公开的实施例的安全开关部件的另一个示例的电路图。

图6是示出了根据本公开的实施例的安全开关部件的另一个示例的电路图。

具体实施方式

将参照附图来详细地给出示例性实施例的描述。为了参照附图进行简要地描述，相同或等同的部件将会被提供以相同的参考标记，并且其描述也不会被重复。

下文中，将参照附图来描述具有安全开关部件的断路器。

图3a是示出了根据本公开的实施例的其中安装有安全开关部件的断路器主体单元和保护继电器之间的联接关系的立体图；图3b是示出了根据本公开的实施例的其中安装有安全开关部件的断路器主体单元和保护继电器之间的联接关系的不同的立体图；以及图4是示出了根据本公开的实施例的主电路单元、电流互感器和保护继电器之间的电路连接的电路图。

参照图3a、图3b和图4，根据本公开的实施例的具有安全开关部件的断路器包括：断路器主体单元100、电流互感器单元200和安全开关部件300。

断路器主体单元100

断路器主体单元100是一种在出现故障电流时通过强行分离固定接触器(未示出)和可动接触器(未示出)来中断电流的设备。

如图4所示，断路器主体单元100可以具有包括基于多个相的电路111的主电路单元110。

电流互感器单元200

参照图4，两个电流互感器单元200安装在针对多个相的各个电路中。

安装在针对多个相的各个电路中的两个电流互感器单元200包括测量电流互感器210和供电电流互感器220。

供电电流互感器220包括初级侧线圈221和从初级侧线圈221的两端延伸的次级侧端子对222。

测量电流互感器210的初级侧线圈设置在各个电路111中，且次级侧端子对与保护继电器400的测量单元430电连接。

因而，从初级侧线圈测得的电流可以被发送至测量单元430。

供电电流互感器220的初级侧线圈221被设置在各个电路111处，且次级侧端子对222与保护继电器400的电源单元410电连接。

此处，供电电流互感器220形成比测量电流互感器210的电流高的电流，并向电源单元410供电。

此处，供电电流互感器220的次级侧端子对222与在断路器主体单元100前部的左侧上形成的第一连接器120电连接。

供电单元410与在保护继电器400的后部上形成的第二连接器420电连接。

因而，当图3示出的第一和第二连接器120和420联接时，供电电流互感器220的次级侧端子对222可以与电源单元410电连接。

安全开关部件300

参照图3和图4，安全开关部件300安装在断路器主体单元100中。

安全开关单元300包括连接触点对a1和a2、开关构件310和按压构件320。

如图4所示，连接触点对a1和a2分别形成在次级端子对222处。

开关构件310被配置成选择性地开关并使连接触点对a1和a2连接。

如图3所示，按压构件320被设置成从断路器主体单元100的侧表面部凸起。

即，当按压构件320被外力按压时，按压构件320操作上述开关构件310以维持该连接触点对a1和a2保持非连接。

此处，按压构件320的按压方向可以与连接至断路器主体单元100的前表面部的保护继电器的联接方向相同。

因而，当保护继电器400被移动至适当位置以紧贴在断路器主体单元100的前表面部时，第一和第二连接器120和420彼此物理地联接并连接。

同时，设置成从断路器主体单元100的前表面部凸起的按压构件320被保护继电器400的后侧按压，且连接触点对a1和a2保持未连接。

下文中，将描述如上述配置的根据本公开的实施例的安全开关部件的操作。

参照图3和图4，保护继电器400被联接以紧密附接到断路器主体单元100的前表面部。

此处，设置在断路器主体单元100的前表面部的一侧上的按压构件320被保护继电器400的后表面部的一侧按压。

此外，第一和第二连接器120和420可以彼此连接，且供电电力互感器的次级侧端子222与电源单元410连接。

当按压构件320被按压时，开关构件310断开在供电电流互感器220的次级侧端子对222处形成的连接触点对a1和a2。

即，在断路器主体单元100与保护继电器400联接的状态中，连接触点对a1和a2一直保持不被连接。

因而，来自供电电流互感器220的电力可以被发送至保护继电器400的电源单元410中，从而保护继电器400可以正常操作。

在这种状态中，当保护继电器400不可避免的与断路器主体单元100分离以维护断路器主体单元100时，移除了通过保护继电器400的侧表面部对按压构件320施加的外力，且按压构件320从其初始位置凸起。

此处，由于压力构件320凸起，开关构件310执行开关操作以使连接触点对a1和a2电连接。

因而，供电电流互感器220的次级侧端子对222可能在未打开状态下短路。

因而，可以解决当在电流在供电电流互感器220的初级侧线圈221中流动的状态下打开次级侧端子222时铁芯的发热、因铁芯发热对电流互感器的损坏、电流互感器的爆炸的可能性以及电击的可能性。

即，在本公开的实施例中，即使断路器主体单元和保护继电器被强行分离，供电电流互感器的次级侧端子对立即并联，由此可以防止因高电压的形成而引起的事故，且可以无需完全关闭断路器主体单元而安全地执行维护和诸如更换部件的维修。

图5是示出了本公开的实施例的安全开关部件的另一示例的电路图。

根据本公开的诸如断路器主体单元、保护继电器、主电路单元以及电流互感器部件与图3中示出的相同，因而将省略其详细描述。

参照图5，根据本公开的安全开关部件300还包括传感器340和控制器330。

传感器340可以是一种用于实时监测第一和第二连接器120和420的电连接状态的设备。

即，当第一和第二连接器120和420彼此连接时，传感器340向控制器330发送关于连接的信号，且如图3所示当第一和第二连接器120和420分离时，传感器340向控制器330发送断开或分离信号。

通过这种配置，当断路器主体单元100和保护继电器400分离且第一和第二连接器120和420也由此分离时，传感器340向控制器330发送分离信号。

此处，当接收到分离信号时，控制器330操作根据本公开的实施例的开关构件310，以使在供电电流互感器220的次级端子222中形成的连接触点对a1和a2电连接。

根据本公开的另一实施例，辅助安全开关可以设置成备用于这种情况：由于根据本公开的按压构件损坏，与断路器主体单元分离的保护继电器未返回至其初始位置。此外，可以在没有断路器主体单元的侧表面部上的分离的按压构件的情况下来感测第一和第二连接器的连接或分离状态，从而使供电电流互感器的次级侧端子断开连接而不打开次级侧端子。

图6是示出了根据本公开的实施例的安全开关部件的另一示例的电路图。

根据本公开的实施例的诸如断路器主体单元、保护继电器、主电路单元以及电流互感器部的部件与图3和图4中示出的相同，因而将省略其详细描述。

参照图6，根据本公开的安全开关部件300还包括辅助开关单元500。

辅助开关单元500可以包括：辅助连接触点对b1和b2，其形成在次级侧端子对222中；辅助开关构件510，其在从外部接收到电信号时选择性地开关辅助连接触点对b1和b2；以及信号发生器520，其安装在断路器主体单元100中并生成用于控制辅助开关构件510的开关操作的电信号。

优选地，信号发生器520可以安装在断路器主体单元100中除了与保护继电器400联接的部分以外的部分中。

根据本公开的另一实施例，当第一和第二连接器120和420随着断路器主体单元100和保护继电器400物理地分离而分离时，以及当第一和第二连接器120和420彼此连接时，供电电流互感器220的次级侧端子222可以利用信号发生器520来断开连接而不被打开。

即，供电电流互感器220的次级侧端子222可以利用断路器主体单元100外部的信号发生器520来断开连接而不被打开。

根据上述配置和操作，在本公开的实施例中，当断路器主体单元和保护继电器分离时，电流互感器的次级侧端子不被打开，因而可以预先防止设备故障和安全事故。

此外，在本公开的实施例中，在保护继电器被分离的情况下，可以安全地修理断路器主体单元。

已经描述了具有安全设备的断路器的具体实施例，但本公开可以在本发明的范围内采用各种方式改进。

上述实施例和优点仅仅是示例性的，而不应该理解成限制本公开。本教导可以容易地适用于其他类型的装置。本说明书旨在说明，而不是限制权利要求书的范围。许多替代、改进和变形对于本领域技术人员是显而易见的。文中描述的示例性实施例的特征、结构、方法和其他特点可以以各种方式组合以获得其他和/或可替代的示例性实施例。

由于可以在不脱离其特点的情况下以多种形式来实施本特征，因此还应当被理解的是，除非另有说明，上述实施例不受之前描述的任一细节所限制，而是应当在如所附权利要求所限定的范围内宽泛地解释，因此落在权利要求的边界和界限或者等同于这些边界和界限内的全部改变和改进旨在被所附的权利要求所包含。

Claims (6)

1.一种具有安全开关部件的断路器，该安全开关部件根据是否施加了故障电流或短路电流而被调节到跳闸或导通状态，其特征在于，所述断路器包括：

断路器主体单元，所述断路器主体单元具有形成各相的电路线路的主电路单元；

电流互感器部，所述电流互感器部具有布置在各相的所述电路线路中的线圈和从所述线圈的两端延伸并选择性地连接至外部电源单元的端子对；以及

安全开关部件，所述安全开关部件被配置成在所述电源单元与所述端子对分离时使所述端子对连接，以使得所述端子对不被打开。

2.权利要求1所述的断路器，其中所述电源单元设置在保护继电器中，并且

其中当所述保护继电器与所述断路器主体单元分离时，所述电源单元与所述端子对分离。

3.权利要求2所述的断路器，其中所述安全开关部件包括：

连接触点对，所述连接触点对形成在所述端子对中；

开关构件，所述开关构件被配置成通过外力选择性地使所述连接触点对连接；以及

按压构件，所述按压构件安装在所述断路器主体单元的侧表面部上，并被配置成在联接至所述保护继电器时按压所述开关构件以使所述连接触点对连接，

其中当外力施加至与所述断路器主体单元联接的所述保护继电器的所述侧表面部时，所述按压构件被按压。

4.权利要求3所述的断路器，其中连接至所述端子对的第一连接器安装在所述断路器主体单元的侧表面部上，且

连接至所述电源单元并且经联接以与所述第一连接器电连接的第二连接器安装在所述保护继电器的侧表面部上。

5.权利要求4所述的断路器，其中所述安全开关部件包括：

传感器，所述传感器被配置成感测所述第一连接器和所述第二连接器之间的分离，并根据所述分离生成分离信号；以及

控制器，所述控制器被配置成在从所述传感器接收到所述分离信号时操作所述开关构件以使所述连接触点对连接。

6.权利要求1所述的断路器，其中所述安全开关部件还包括辅助开关单元，

其中所述辅助开关单元包括：

辅助连接触点对，所述辅助连接触点对分别形成在所述端子对中；

辅助开关构件，所述辅助开关构件被配置成在从外部接收到电信号时选择性地开关所述辅助连接触点对；以及

信号发生器，所述信号发生器安装在所述断路器主体单元中并且被配置成生成用于控制所述辅助开关构件的开关操作的电信号。