CN106471597B - 具有双滑杆致动器组件的高电流、紧凑型可熔的断路开关 - Google Patents

Abstract

高电流可熔的断路开关装置(50)包括被配置为接收可插入的触摸安全熔断器模块(54)的开关外壳(52)，以及用于打开和闭合开关触点的双滑杆致动器组件(74)。双滑杆元件各自耦接到偏置元件，该偏置元件存储和释放能量以影响开关打开操作和开关闭合操作。开关打开和闭合操作是多阶段的，其中只有第一滑块元件在第一阶段中可移动，并且第一滑块元件和第二滑块元件(102)都可在第二阶段中移动。

Description

具有双滑杆致动器组件的高电流、紧凑型可熔的断路开关

技术领域

本发明的领域整体涉及可熔的电路保护装置，并且更具体地涉及被配置用于高电流工业应用的可熔的断路开关装置。

背景技术

熔断器广泛用作过电流保护装置，以防止对电路造成代价高的损害。熔断器端子通常在电源和布置在电路中的电气部件或部件的组合之间形成电连接。一个或多个可熔的连杆或元件或熔断器元件组件连接在熔断器端子之间，使得当流过熔断器的电流超过预定极限时，可熔的元件熔化并通过熔断器断开一个或多个电路，以防止电气部件损坏。

在本领域中已知多种可熔的断路开关装置，其中熔断的输出功率可从电源输入选择性地切换。但是，现有的可熔的断路开关装置尚未完全满足市场的需要，并且需要改进。具体地，高电流应用对可熔的开关断开装置提出了附加的要求，其通过现有的可熔的断开装置不能被很好地满足。

附图说明

参考以下附图描述非限制性和非穷尽性实施例，其中除非另有说明，否则相同的附图标记在各个视图中指代相同的部件。

图1是触摸安全功率熔断器模块的立体图。

图2是包括耦接到开关外壳的图1中所示的触摸安全功率熔断器模块的可熔开关断路装置的侧视图。

图3是类似于图2的视图，但是该图显示开关外壳中的内部部件。

图4是类似于图3的视图，但是该图以立体图示出内部部件。

图5是移除触摸安全功率熔断器并且开关致动器处于打开或断开位置的开关外壳的立体图。

图6是类似于图5视图，但该图示出处于闭合或接通位置的开关致动器。

图7是用于图2-6中所示的开关外壳的开关机构的放大立体图。

图8是用于图7中所示的开关机构的上滑块元件的立体图。

图9是用于图8中所示的上滑块元件的示例性偏置元件的立体图。

图10是用于图7中所示的开关机构的下滑块元件的立体图。

图11是用于图10中所示的下滑块元件的示例性偏置元件的立体图。

图12A、图12B、图12C和图12D示出开关闭合操作中的开关机构的顺序致动。

图13A、图13B、图13C和图13D示出开关打开操作中的开关机构的顺序致动。

具体实施方式

下面描述了具有用于高电流工业电源的增强特征的可熔的断路开关装置的示例性实施例。方法方面将在下面的描述中部分地显而易见并且部分地明确地进行讨论。

现在参考图1-4，示例性可熔的断路开关组件50包括非导电开关外壳52，其被配置成或适于接收可伸缩矩形触摸安全功率熔断器模块54。触摸安全功率熔断器模块54包括矩形外壳56，以及从外壳56延伸的端子叶片58。主要的熔断器元件或熔断器组件被定位在熔断器外壳56内，并且电连接在端子叶片58之间。在一些方面，熔断器模块54类似于从市场上可购得的密苏里州圣路易斯的Bussmann by Eaton的CUBEFuse^TM电力熔断器模块。但是，相比先前可购得的CUBEFuse^TM电力熔断器模块能够满足的那些工业应用，熔断器模块54被配置用于更高的电流的工业电源应用。在所设想的示例中，熔断器模块54可具有500VDC的额定电压，以及在200A、400A或600A的设想的示例中的载流容量额定值。开关外壳52同样被设计成处理这种大电流应用，包括但不限于下面描述的改进的开关机构，以更有能力地满足高电流工业电力系统的需要。

熔断器模块54包括内置手柄59，其相对于外壳56从如所示的缩回位置可滑动地移动到从外壳56提供间隙的延伸位置。如图2至图4中所示，当熔断器模块54被插入到开关外壳52中时，手柄59可用手抓持，并且有助于改善机械杠杆作用，以从开关外壳52移除熔断器模块54。由于熔断器模块54和开关外壳52的大电流能力，与先前可购得的CUBEFuse^TM电力熔断器模块相比，抽出熔断器模块54的力的量增加。

在所示的示例中，手柄59附接到熔断器外壳56的外部，并且始终存在并可用于使用。不需要单独提供的工具来移除熔断器，并且同样消除了定位和使用单独工具的相关困难。手柄59可以简单且高度可靠的运动在熔断器外壳56上滑动，并且包括细长的引导狭槽，当手柄59完全延伸时，引导狭槽与熔断器外壳56上的突起57互锁。当处于其延伸位置时，通过在手柄59上向上拉动，可从开关外壳52拉动熔断器端子叶片58，以相对容易地释放熔断器模块54。

现在参考图3和图4，线路侧熔断器夹60可位于开关外壳52内，并且可接收熔断器模块54的端子刀片58中的一个。负载侧熔断器夹62也可位于开关外壳52内，并且可接收熔断器端子叶片58中的另一个。线路侧熔断器夹60可电连接到包括固定开关触点64的线路侧端子63。负载侧熔断器夹62可电连接到负载侧端子66。

旋转开关致动器68进一步设置在开关外壳52上，并且形成有杠杆69，其从开关外壳52突出，用于在下述操作位置之间手动定位致动器68，以打开和闭合包括触点74,76的开关机构。开关致动器68经由从开关致动器68的圆形主体径向延伸的突出臂71机械地耦接到致动器连杆70的一个端部。圆形主体安装在开关外壳52中，用于围绕其中心轴线在箭头A和C的方向上旋转，以操作开关机构。

连杆70在其另一个端部又附连到滑动致动器杆组件72。致动器杆组件72承载一对可移动开关触点74和76。还设置了包括固定触点80的线路侧端子78。可对线路侧端子78进行到电源电路的电连接，并且可以已知的方式对负载侧端子66进行到负载侧电路的电连接。多种连接技术(例如，螺丝夹端子，箱形接线端子，螺栓连接，端子螺柱连接，母线连接等)是已知的，并且可用来建立到外部电路的线路和负载侧连接，以便由熔断器模块54保护。

通过抓持杠杆69，并且在箭头A(图11)的方向上将开关致动器68从如图3和图4所示的“断开”或“打开”位置旋转，可实现断路切换，以使致动器连杆70在下文进一步解释的顺序的致动阶段中在箭头B的方向上线性地移动滑动致动器杆组件72，并且最终将开关触点74和76朝向固定触点64和80移动。最终，当触点74和76机械地和电气接合到固定触点64和80时，开关机构闭合。在开关机构闭合的情况下，当熔断器端子叶片58被接收在线路和负载侧熔断器夹60和62中时，完成通过线路和负载侧端子78和66之间的熔断器模块54的电路路径。

当杠杆69被移动以在由箭头C(图13)指示的相反方向上旋转开关致动器68时，连杆70使得滑动杆组件72在下面进一步解释的顺序的致动阶段中在箭头D的方向上线性地移动，并且最终拉动开关触点74和76离开固定触点64和80，以打开通过熔断器模块54的电路路径，如图3和图4中所示。这样，通过用杠杆69将致动器68移动到期望的位置，熔断器模块54和相关联的负载侧电路可以与线路侧电路连接和断开，同时线路侧电路在全功率操作中保持“带电”。如图3和图4中所示，开关致动器68被配置具有方形内孔，其可接收外部轴，使得开关致动器68可以自动方式被远程旋转。在其它实施例中，开关外壳52可包括内部解除(trip)机构，如果检测到某些电流条件并因此防止熔断器模块54打开，则所述内部跳闸机构引起开关致动器68旋转。电流检测和控制电路可被任选地提供，以在被提供时操作跳闸机构。

熔断器模块54还可简单地插入到熔断器夹60|62中或者从其中抽出,以安装熔断器模块54或者从开关外壳52移除熔断器模块54。熔断器外壳56从开关外壳52突出，并且可从开关外壳52的外部接近，使得人可抓持手柄59，并且在箭头D的方向上拉动它，以使熔断器端子叶片58从线路和负载侧熔断器夹60和62脱离，使得熔断器模块54从开关外壳52完全释放。同样，更换的熔断器模块54可用手抓持，并且沿箭头B的方向朝向开关外壳52移动，以将熔断器端子叶片58接合到线路和负载侧熔断器夹60和62。

熔断器模块54的这种插入式连接和移除有利地便于快速和方便地安装和移除熔断器54，同时不需要单独供应的熔断器载体元件，并且不需要对其它已知的可熔的断路开关装置而言通用的工具或紧固件。另外，熔断器端子叶片58从面向开关外壳52的熔断器外壳56的下侧突出。此外，熔断器端子叶片58以突出远离熔断器模块54的下侧的大致平行的方式延伸，使得熔断器外壳56(以及在处理它时的人的手)与导电熔断器端子58以及导线和负载侧熔断器夹60和62物理隔离。因此，当安装和移除熔断器54时，熔断器模块54是触摸安全的或手指安全的(即，可用手安全地操作，不存在电击的危险)。

另外，断路开关装置50相当紧凑，并且例如，相比于常规的在线熔断器和断路器组合，可容易地占据可熔的配电板组件中较少的空间。具体地，相比于具有可比的额定值和中断能力的非矩形熔断器，熔断器模块54在面板组件中占据更小的面积，有时称为占用面积。因此，配电板的尺寸的减小是可能的，并且具有增加的中断能力。

在普通使用中，电路优选地在开关触点64、74、76和80处而不是在熔断器夹60和62处连接和断开。当连接/断开电路时可发生的电弧可包含在远离熔断器夹60和62的位置，以为安装、移除或更换熔断器的人提供额外的安全性。通过在安装或移除熔断器模块54之前用开关致动器68打开断路模块50，消除了在熔断器模块和外壳接口处的电弧或通电金属带来的任何风险。因此，认为可熔的断路开关50比许多已知的熔断的断路开关更安全。

但是，可熔的断路开关装置50还包括另外的特征，其在有人试图在没有首先操作开关致动器68而通过熔断器模块54断开电路就移除熔断器模块54的情况下提高了装置50的安全性。

如图5和图6中所示，在一个示例中，开关外壳52包括敞开侧插座或空腔82，当熔断器模块54安装有接合到熔断器夹60,62的熔断器端子叶片58时，所述开口侧插座或空腔82接收熔断器外壳56的一部分。熔断器手柄59在熔断器外壳56上方延伸并且易于接近，如图2-4中所示。

开关外壳插座82还包括底表面84，有时称为底板，其包括在其中形成的第一开口86和第二开口88，并且熔断器端子叶片58可通过该底表面延伸，以将它们与线路和负载侧熔断器夹60和62接合，如图3和图4中所示。如图3和图4中所示，提供了可滑动的不导电互锁元件90，其包括偏置的安全盖92(图4)，当开关致动器68被定位在如图6中所示的“闭合”或“接通”位置(即，在图3和12中的箭头A的方向上完全旋转)时，该安全盖闭合开关外壳熔断器插座82中的线路侧开口86，并且防止线路侧端子叶片58与线路侧熔断器夹60接触。这样，并且如图6中所示，当开关致动器68处于闭合开关触点74和76并因此将线路侧熔断器夹60电连接到电源电路的“接通”位置时，安全盖92防止安装熔断器模块54。在这种情况下，线路侧熔断器夹60在正常工作功率下“带电”或通电，并且通过防止线路侧熔断器端子58经由安全盖92与其接触，完全避免以其它方式会产生电弧情况。

在所示的示例中，互锁元件90经由定位臂或连杆94耦接到开关致动器68，并且互锁元件90可在平行于熔断器插座底板84的方向上沿方向E或F(图3、5、6)上的线性轴线移动。

当开关致动器68在箭头C的方向(图3和13)上旋转到其中开关触点74和76与固定触点64和80脱开的“打开”或“断开”位置时，互锁元件90由连杆94沿着线性轴线在箭头E的方向上被拉动，直到安全盖92(图4)中的孔或狭槽与熔断器插座底板84中的线路侧开口86对准，因此允许通路，用于熔断器的线路侧端子叶片58延伸穿过开关外壳熔断器插座82中的线路侧开口86，如图4和图5中所示。在这种状态下，安全盖92留出线路侧开口86，并且允许线路侧端子叶片58插入连接到线路侧熔断器夹60，如图4中所示。当熔断器54在该位置处用互锁元件90插入时，线路侧端子叶片58穿过互锁元件90中的孔并进入线路侧熔断器夹60，如图3和图4中所示。

当开关致动器68在箭头A(图3和12)的方向上被旋转以打开开关触点74和76，并且如图6和图12中所示使装置“接通”或“闭合”时，连杆94在箭头F的方向上沿着线性轴线推动互锁元件90，直到安全盖92中的孔变得与线路侧开口86不对准。这样，安全盖92有效地阻当了通过线路侧开口86到线路侧熔断器夹60的通路，并且将阻挠安装熔断器模块54的任何努力。在这种条件下，在将熔断器模块54插入开关外壳插座82的任何尝试期间，熔断器模块54的线路侧端子叶片58将撞击安全盖92。这在图6中最佳地示出，其中线路侧开口86被互锁元件90的实心部分阻挡。

安全盖92可相对于互锁元件90移动，并且通过弹簧元件在箭头F的方向上被偏置。当熔断器模块54插入时，弹簧被压缩，由此安全盖92被偏置抵靠连接线路侧熔断器夹60的线路侧端子叶片58。当熔断器模块54被拔出时，偏置元件在箭头F的方向上延伸安全盖92，并且阻挡开口86，如图6中所示。这样，互锁元件90和安全盖92允许开关致动器68在熔断器模块54插入的同时在箭头A和C的方向上在打开位置和闭合位置之间旋转。也就是说，当熔断器端子58被接收在熔断器夹60和62中时，互锁元件90和安全盖92不干扰开关机构的闭合。相反，互锁元件90和安全盖92将仅在熔断器54从插座82被移除时阻挡线路侧开口86。

现在应当明显的是，开关致动器68同时在箭头B或D的方向上沿着第一线性轴线(即，如图3所示的垂直轴线)驱动滑动致动器杆组件72，并且在箭头E或F的方向上沿着第二线性轴线(即，如图3中所示的水平轴线)驱动互锁元件90。具体地，当滑动致动器杆组件72在箭头B的方向上移动时，互锁元件90(和附接的安全盖92)在箭头F的方向上被驱动。同样，当滑动致动器杆组件72在箭头D的方向上被移动时，互锁元件90和安全盖92在箭头E的方向上被驱动。用于滑动杆组件72和互锁元件90的相互垂直的轴线的优点在于，致动器68在打开的“断开”位置(图3、4、5)或闭合的“接通”位置(图6)是稳定的，并且保持断路开关装置50的紧凑尺寸。但是，应当理解，这种相互垂直的运动轴线对于滑动杆组件72和互锁元件90不是必需的。其它运动轴线是可能的，并且可在替代实施例中被采用。在这一点上，这些元件起作用并不必须线性滑动运动，并且如果需要，可对这些元件采用其它类型的运动(例如，旋转或枢转运动)。

如图3和图4中最佳地示出，互锁轴96耦接到互锁元件90的与连杆94相对的端部。当致动器68在箭头A和C的方向上被旋转时，滑动致动器杆组件72继而在箭头B和C的方向上移动，互锁轴96可与互锁元件90一起在箭头E和F的方向上移动。当开关致动器68在箭头A的方向上被完全旋转时，互锁轴96在箭头F的方向上被移动，直到当熔断器模块54插入时，轴96穿过连接到负载侧熔断器夹62的负载侧端子叶片58中的孔98(图4)。这样，熔断器模块54不能被移除，除非开关致动器68在箭头C的方向上被旋转回到如图3和图4中所示的打开位置，在箭头E的方向上拉动互锁元件90和轴94，以将轴96从负载侧端子叶片58中的孔98释放。只有这样，才可移除熔断器模块54。当在高功率，高电流操作中使用断路开关组件50时，所描述的安全盖和互锁特征部是高度期望的，但是在某些实施例中，它们可被认为是任选的，并且不需要包括在所有实施例中。

图7是包括滑动致动器杆组件72的开关机构的放大视图。滑动致动器杆组件72经由连杆70联结到开关致动器68，并且响应于开关致动器68的位置以实现开关闭合操作或开关打开操作，如下面进一步解释的。

滑动致动器杆组件72包括第一或上部滑块元件100和第二或下部滑块元件102，每个滑块元件相对于开关外壳52沿着线性轴线在箭头B和D的方向上可滑动地移动。也就是说，在所示的示例中，上滑块元件100和下滑块元件102分别可沿着重合的线性轴线移动。第一滑块元件100还可相对于第二滑块元件102独立地移动。具体地，第一滑块元件100在打开和闭合操作的第一阶段中可相对于第二滑块元件102移动，而第二滑块元件保持固定。第二滑块元件102承载可移动开关触点74,76以建立或断开与固定触点64,80的电连接，并且在开关闭合操作和开关断开操作的第二阶段中由第一滑块元件100移动。

第一滑块元件100由在第一滑块元件100的上端的任一个侧面上的一对偏置元件104,106偏置。如图7-9中所示，当偏置元件104的一个端部110延伸穿过第一滑块元件100的扩大头部部分114中的开口112时，该端部110附连接到第一滑块元件100。当偏置元件104的另一个端部116延伸穿过开关外壳52中的开口118时，该端部116附连到开关外壳52。在端部110,116之间，偏置元件104包括螺旋压缩弹簧部分120。

偏置元件106基本上与图7中所示的偏置元件104相同地形成，并且类似地连接到第一滑块元件100和开关外壳52。因为第一滑块元件100可沿着线性轴线在箭头B和D的方向上移动，所以当第一滑块元件100被移动时，机械连接到第一滑块元件100的偏置元件104,106围绕连接到开关外壳52的它们的端部枢转，而偏置元件104,106的相对端部被保持在适当位置。偏置元件104,106的枢转安装允许它们存储和释放力和能量，以便于在它们被枢转到不同位置时的打开和闭合开关触点74,46。

第一滑块元件100可由本领域已知的塑料材料形成。在图8中所示的示例性实施例中，第一滑块元件100包括头部部段114，其一部分被放大以便于偏置元件104,106的连接。放大的头部部114从滑块元件100的主体在相反方向上突出，并且在扩大的头部部中形成接收偏置元件104,106的端部的开口112。突起的头部部段114还接合第二滑块元件102，并且使其在如下面所解释的开关打开操作的第二阶段中移动。开口122也在第一滑块元件100中形成，用于连接到连杆70的端部。因此，每当开关致动器68旋转时，连杆70被移位，并且使得第一滑块元件100沿着线性轴线在箭头B和D的方向上移动。

第一滑块元件100还包括以间隔开且大致平行的关系从头部部段114悬垂的第一腿部124和第二腿部126。每个腿部124,126在其远侧端部处被形成具有为钩128形式的突起。钩128从每个腿部124,126向内并朝向彼此延伸，并且在如下所述的开关打开操作的第二阶段中与第二滑块元件102接合。腿部124,126还形成有外部肋129，其被接收在形成于开关外壳52中的通道中。肋129相对于外壳通道可滑动地移动，并且被通道约束以仅在箭头B或D的方向上移动。

第二滑块元件102(图7和图10)也可由本领域已知的塑料材料形成。第二滑块元件102包括接收第一滑块元件100的腿部124,126的相对的U形通道130,132。在开关闭合操作和开关打开操作的一部分期间，腿部124,126可在通道130,132中自由滑动。U形通道的腿部的远侧端部被接收在开关外壳52中形成的通道中。第二滑块元件102因此相对于外壳通道可滑动地移动，并且被外壳通道约束以仅在箭头B或D的方向上移动。

第二滑块元件102的每个通道130,132还包括为扣件形式的突起134，其在开关打开操作的第二阶段中由第一滑块元件100的腿部124,126中的钩128接合。第二滑块元件102还包括垂直于通道130,132延伸的横向狭槽136。包括开关触点74,76的导体桥安装在狭槽136中，使得开关触点74,76固定地安装到第二滑块元件102。第二滑块元件102还包括底部138，其包括开口140,142，所述开口140,142接收偏置元件144,146的端部，而偏置元件的另外的端部连接到开关外壳52。与底部138相反，第二滑块元件102包括嘴部分143。

用于第二滑块元件102的示例偏置元件144在图11中示出，并且被看作类似于图9中所示的偏置元件104，但尺寸较小并具有相对较小的弹簧常数。与偏置元件104类似，偏置元件144包括第一端部150、第二端部152以及在其间的线圈部段154。偏置元件144的一个端部152经由底部138中的开口140连接到第二滑块元件102，并且另一个端部152延伸到开关外壳52的底部附近的开口中。偏置元件146与偏置元件144基本上相同地形成，并且类似地连接到第二滑块元件100和开关外壳52。因为第二滑块元件100可沿着线性轴线在箭头B和D的方向上移动，所以机械地连接到第二滑块元件102的偏置元件144,146围绕连接到开关外壳52的它们的端部枢转，在第二滑块元件102被移动时，所述端部被保持在适当位置。偏置元件144,166的枢转安装允许它们存储和释放力和能量，从而当偏置元件144,146被枢转到不同位置时，便于开关触点74,46的打开和闭合。

开关闭合操作在图12A至图12D中示出。在图12A中，开关致动器68处于打开或断开位置，并且开关触点74,76与开关触点64,80分离。

在图12B中，开关致动器68在箭头A的方向上被旋转，并且示出开关闭合操作的第一阶段。在第一阶段中，随着开关致动器68旋转，第一滑块元件100通过连杆70在箭头B的方向上被向下移动，同时将第二滑块元件102保持固定。随着第一滑块元件100下降，附连到第一滑块元件100的偏置元件104,106被压缩并存储能量。下降的第一滑块元件100还使得偏置元件104,106从图12A中示出的它们的初始位置枢转。但是，第二滑块元件102及其偏置元件144,146与第一滑块元件100机械隔离，并且不受这个操作阶段的影响。

图12C示出开关闭合操作的第二阶段。第一滑块元件100现在进一步下降，并且第一滑块元件100的扩大头部部分114接触第二滑块元件102的嘴部分143。在该阶段中，第二滑块元件102由第一滑块元件100驱动，并且第二滑块元件102与第一滑块元件100一起移动。也就是说，在该阶段中，两个滑块元件100,102一起下降。随着第二滑块元件102开始在箭头B的方向上向下移动，偏置元件144,146被压缩以存储能量，以及如所示的被枢转。开关触点74,76借助第二滑块元件102朝向固定的开关触点64,80被向下承载。在图12C中所示的位置中，附连到第一滑块元件100的偏置元件104,106达到最大压缩状态。

当它们枢转经过图12C中所示的平衡点时，枢转偏置元件104和106开始减压。除了使开关致动器68旋转之外，当弹簧减压时弹簧中的储存力被释放，以将第一滑块元件100向下驱动。在这开始发生后不久，连接到第二滑块元件102的枢转偏置元件144,146达到它们的最大压缩状态，并且当它们被进一步枢转时也开始释放存储的力。偏置元件144,146此后还向下驱动第二滑块元件102。偏置弹簧104,106,144,146中的力的组合释放导致开关触点74,76快速且牢固地闭合。因为第一滑块元件100直接联结到开关致动器68，所以致动器在力的作用下被移动到完全闭合位置。一旦偏置元件104,106,144,146移动经过它们的平衡点，开关机构以安全且自动的快动作闭合。这种快速自动闭合对于呈现严重的电弧放电潜力的高电压、高电流电力系统是有利的。

图13A至图13D示出开关打开操作。在图13A中，开关致动器68处于闭合位置(图12D中所示的相同位置)。闭合开关触点74,76，并且完成通过它们的电路路径。

图13B示出打开操作的第一阶段，其中开关致动器68在箭头C的方向被旋转。在第一阶段中，第一滑块元件100在箭头D的方向向上被拉动，而第二滑块元件102保持固定。附连到第一滑块元件100的偏置元件104,106被压缩，并且当它们从图13A中示出的它们的初始位置枢转时开始存储能量。第二滑块元件102及其偏置元件144,146与第一滑块元件100机械隔离，并且不受这个操作阶段的影响。

在图13C中，开关致动器68被进一步旋转，并且第一滑块元件100已经被提升了足够的量，以使第一滑块元件腿部124,126和钩突起128(图8)接合第二滑块元件102的止动突起134(catch protrusion)(图10)。第一滑块元件100和第二滑块元件102现在机械地附连并且与第一滑块元件100一起上升，从而驱动第二滑块元件102向上移动。当第二滑块元件102开始移动，它们从图13A中所示的它们的初始位置枢转时，连接到第二滑块元件102的偏置元件144,146被压缩，并且开始储存能量。

如图13C中所示，附连到第一滑块元件100的偏置元件104,106已经枢转经过平衡点，并且现在释放存储的能量，以迫使第一滑块元件100向上并驱动开关触点74,76远离固定触点64,80。第一滑块元件100上的释放力加速了现在接合到第一滑块元件100的第二滑块元件102的向上移动，并且使得连接到第二滑块元件102的偏置元件144,146枢转经过它们的平衡点。当这发生时，偏置元件144,146也开始释放存储的能量，用增大的力以向上驱动第二滑块元件102，并且驱动开关触点74,76远离固定触点64,80。在该阶段中，所有偏置元件104、106、144、146协作以将开关机构驱动到完全打开位置。

偏置弹簧104、106、144146中的力的组合释放使得开关触点74,76快速打开和分离。因为第一滑块元件100直接联结到开关致动器68，致动器68在力的作用下移动到图13D中所示的最终打开位置(图12A中所示的相同位置)。一旦偏置元件104、106、144、146移动经过它们的平衡点，开关机构就以安全自动的快动作打开。这种快速自动打开对于呈现严重的电弧放电潜力的高电压，高电流电力系统是有利的。

现在相信已经相对于所公开的示例性实施例充分地示出了所描述的本发明构思的益处。

已经公开了一种可熔的断路开关装置的实施例，其包括：开关外壳，其被配置成接受可插入的熔断器模块；开关外壳中的线路侧端子和负载侧端子；开关致动器，其可选择性地定位在打开位置和闭合位置之间；以及滑块组件，其链接到开关致动器，并且响应于开关致动器的位置，以实现开关闭合操作或开关打开操作；其中滑块组件包括第一滑块元件和第二滑块元件，每个滑块元件相对于开关外壳沿着线性轴线可滑动地移动；其中第一滑块元件可相对于第二滑块元件独立地移动；并且其中第二滑块元件承载至少一个开关触点以建立或断开到线路和负载侧端子中的一个的电连接。

任选地，可熔的断路开关装置可包括耦接到第一滑块元件的至少一个偏置元件。至少一个偏置元件可在开关闭合操作的第一阶段中存储能量，并且可在开关闭合操作的第二阶段中释放能量。至少一个偏置元件可在开关打开操作的第一阶段中存储能量，并且可在开关打开操作的第二阶段中释放能量。至少一个偏置元件可枢转地安装在开关外壳中。至少一个偏置元件可包括一对偏置元件。

作为另外的选择，第一偏置元件可作用在第一滑块元件上，并且第二偏置元件可作用在第二滑块元件上，其中第二偏置元件在开关闭合操作的第一阶段中与开关致动器机械隔离。第一偏置元件和第二偏置元件各自可在开关闭合操作的第二阶段中提供闭合力。在开关打开操作的第一阶段中，第二偏置元件可与开关致动器机械隔离。第一偏置元件和第二偏置元件各自可在开关打开操作的第二阶段中提供打开力。

在开关闭合操作的第一阶段中，第一滑块元件由开关致动器驱动以移动，而第二滑块元件保持固定。在开关闭合操作的第二阶段中，第二滑块元件可由第一滑块元件驱动。在开关打开操作的第一阶段中，第一滑块元件可由开关致动器驱动以移动，而第二滑块元件保持固定。在开关打开操作的第二阶段中，第二滑块元件可由第一滑块元件驱动。

第一滑块元件可包括第一突起，该第一突起被配置成在开关闭合操作中接合第二滑块元件的第一部分。第一滑块元件还可包括第二突起，该第二突起被配置成在开关打开操作中接合第二滑块元件的第二部分。第一滑块元件可包括头部部分和从头部部分悬垂的相对的第一腿部第二腿部。第一突起可从头部部分延伸，并且第二突起可从第一腿部和第二腿部中的一个延伸。第二滑块元件可被配置成接收第一滑块元件。第二滑块元件可限定至少一个通道，第一滑块元件的一部分可被接收在至少一个通道中。第二滑块元件可包括被配置成在开关打开操作中接合第一滑块元件的扣件。

第二滑块元件可承载一对开关触点。还可提供第一机械连杆，并且将开关致动器连接到第一滑块元件。还可提供可滑动的互锁元件，并且第二机械连杆可连接第一滑块元件和可滑动的互锁元件。可滑动的互锁元件可沿着线性轴线移动。还可提供安全盖，并且其可沿着线性轴线移动。安全盖可防止在第一位置中安装将熔断器模块。开关致动器可旋转地安装到开关外壳。熔断器模块可包括间隔开的端子叶片，同时开关外壳包括端子叶片开口以接受端子叶片。

已经公开了可熔的断路开关装置的另一个实施例，其包括：开关外壳；在开关外壳中的一对固定的开关触点；旋转开关致动器，其可选择性地定位在打开位置和闭合位置之间；以及滑块组件，其联结到开关致动器，并且响应于开关致动器的位置，以实现开关闭合操作或开关打开操作，其中滑块组件包括：第一滑块元件，其相对于开关外壳沿着线性轴线可滑动地移动；第一对偏置元件，其作用在第一滑块元件上；第二滑块元件，其沿着与第一轴线重合的线性轴线相对于开关外壳可滑动地移动；第二对偏置元件，其作用在第二滑块元件上；其中第一滑块元件可相对于第二滑块元件独立地移动，并且其中第二对偏置元件在开关打开操作和开关闭合操作的至少一部分中与第一对偏置元件机械隔离；并且其中第二滑块元件承载一对开关触点，以建立或断开与一对固定触点的电连接。

任选地，第一对偏置元件和第二对偏置元件共同地存储和释放能量，以实现开关打开操作和开关闭合操作。在开关打开操作的第一阶段中，第一滑块元件可以是可移动的，而第二滑块元件是固定的。在开关打开操作的第二阶段中，第二滑块元件可由第一滑块元件驱动。第一滑块元件可以是可移动的，而第二滑块元件在开关闭合操作的第一阶段中可以是固定的。在开关闭合操作的第二阶段中，第二滑块元件可由第一滑块元件驱动。

本书面描述使用示例来公开本发明，其包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差异的等同结构元件，则这些其它示例旨在处于权利要求的范围内。

Claims (36)

1.一种可熔的断路开关装置，其包括：

开关外壳，其被配置成接受可插入的熔断器模块；

所述开关外壳中的线路侧端子和负载侧端子；

开关致动器，其可选择性地定位在打开位置和闭合位置之间；以及

滑块组件，其联接到所述开关致动器，并且响应于所述开关致动器的位置，以实现开关闭合操作或开关打开操作；

其中所述滑块组件包括第一滑块元件和第二滑块元件，每个滑块元件相对于所述开关外壳沿着线性轴线可滑动地移动，作用在第一滑块元件上的第一偏置元件和作用在第二滑块元件上的第二偏置元件；

其中所述第一滑块元件可相对于所述第二滑块元件独立地移动；

其中所述第二滑块元件承载至少一个开关触点以建立或断开到所述线路侧端子和负载侧端子中的一个的电连接；

其中所述第二偏置元件在所述开关打开操作的第一阶段中与所述开关致动器机械隔开；并且

其中所述第一偏置元件和所述第二偏置元件每一个在所述开关打开操作的第二阶段提供打开力。

2.根据权利要求1所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，所述第一偏置元件和第二偏置元件的每一个枢转地安装在所述开关外壳中。

3.根据权利要求1所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，所述第一偏置元件包括作用在所述第一滑块元件上的第一对偏置元件，所述第二偏置元件包括作用所述第二滑块元件上的第二对偏置元件。

4.根据权利要求3所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，所述第一对偏置元件和所述第二对偏置元件在所述开关打开操作的第一阶段中存储能量，并且在所述开关打开操作的第二阶段中释放能量。

5.根据权利要求4所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，所述第一对偏置元件和所述第二对偏置元件的每一个枢转地安装在所述开关外壳中。

6.根据权利要求5所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，所述第一对偏置元件附连到所述第一滑块元件的相对侧。

7.根据权利要求1所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，在所述开关打开操作的第一阶段中，所述第一滑块元件由所述开关致动器驱动以移动，而所述第二滑块元件保持固定。

8.根据权利要求7所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，在所述开关打开操作的第二阶段中，所述第二滑块元件由所述第一滑块元件驱动以移动。

9.根据权利要求8所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，所述第一滑块元件包括第一突起，所述第一突起被配置成在所述开关打开操作中接合所述第二滑块元件的第一部分。

10.根据权利要求9所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，所述第一滑块元件还包括第二突起，所述第二突起被配置成在所述开关闭合操作中接合所述第二滑块元件的第二部分。

11.根据权利要求10所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，所述第一滑块元件包括头部部段和从所述头部部段悬垂的相对的第一腿部和第二腿部。

12.根据权利要求11所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，所述第一突起从所述第一腿部和第二腿部中的一个延伸，并且所述第二突起从所述头部部段延伸。

13.根据权利要求1所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，所述第二滑块元件被配置成接收所述第一滑块元件。

14.根据权利要求13所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，所述第二滑块元件限定至少一个通道，所述第一滑块元件的一部分被接收在所述至少一个通道中。

15.根据权利要求14所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，所述第二滑块元件包括被配置成在所述开关打开操作的所述第二阶段中接合所述第一滑块元件的扣件。

16.根据权利要求1所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，所述第二滑块元件承载一对开关触点。

17.根据权利要求1所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，还包括将所述开关致动器连接到所述第一滑块元件的第一机械连杆。

18.根据权利要求17所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，还包括可滑动互锁元件，以及连接所述第一滑块元件和所述可滑动互锁元件的第二机械连杆。

19.根据权利要求18所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，所述可滑动互锁元件可沿着线性轴线移动。

20.根据权利要求19所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，还包括安全盖，所述安全盖能够沿着所述线性轴线移动,并且防止在第一位置中安装所述可插入的熔断器模块。

21.根据权利要求1所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，其中所述开关致动器可旋转地安装到所述开关外壳。

22.根据权利要求1所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，所述可插入的熔断器模块包括间隔开的端子叶片，所述开关外壳包括端子叶片开口以接受所述端子叶片。

23.一种可熔的断路开关装置，包括：

开关外壳，其被配置成接受可插入的熔断器模块；

所述开关外壳中的线路侧端子和负载侧端子；

开关致动器，其可选择性地定位在打开位置和闭合位置之间；以及

滑块组件，其联接到所述开关致动器，并且响应于所述开关致动器的位置，以实现开关闭合操作或开关打开操作；

其中所述滑块组件包括第一滑块元件和第二滑块元件，每个滑块元件相对于所述开关外壳沿着线性轴线可滑动地移动，

作用在所述第一滑块元件上的第一偏置元件和作用在所述第二滑块元件上的第二偏置元件，

其中所述第一滑块元件可相对于所述第二滑块元件独立地移动；

其中所述第二滑块元件承载至少一个开关触点以建立或断开到所述线路侧端子和负载侧端子中的一个的电连接；

其中所述第二偏置元件在所述开关闭合操作的第一阶段中与所述开关致动器机械隔离。

24.根据权利要求23所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，所述第一偏置元件和第二偏置元件各自在所述开关闭合操作的第二阶段中提供闭合力。

25.根据权利要求24所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，在所述开关闭合操作的所述第一阶段中，所述第一滑块元件由所述开关致动器驱动以移动，而所述第二滑块元件保持固定。

26.根据权利要求25所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，在所述开关闭合操作的第二阶段中，所述第二滑块元件由所述第一滑块元件驱动以移动。

27.如权利要求23所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，所述第一偏置元件包括作用在所述第一滑块元件上的第一对偏置元件，所述第二偏置元件包括作用所述第二滑块元件上的第二对偏置元件。

28.如权利要求27所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，所述第一对偏置元件和所述第二对偏置元件在所述开关打开操作的第一阶段中存储能量，并且在所述开关打开操作的第二阶段中释放能量。

29.根据权利要求28所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，所述第一对偏置元件和所述第二对偏置元件的每一个枢转地安装在所述开关外壳中。

30.根据权利要求23所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，所述第二滑块元件承载成对开关触点。

31.一种可熔的断路开关装置，其包括：

开关外壳；

在所述开关外壳中的一对固定的开关触点；

旋转开关致动器，其可选择性地定位在打开位置和闭合位置之间；以及

滑块组件，其联结到所述旋转开关致动器，并且响应于所述开关致动器的位置，以实现开关闭合操作或开关打开操作，其中所述滑块组件包括：

第一滑块元件，其相对于所述开关外壳沿着线性轴线可滑动地移动；

第一对偏置元件，其作用在所述第一滑块元件上；

第二滑块元件，其沿着与所述线性轴线重合的轴线相对于所述开关外壳可滑动地移动；

第二对偏置元件，其作用在所述第二滑块元件上；

其中所述第一滑块元件可相对于所述第二滑块元件独立地移动，并且其中所述第二对偏置元件在所述开关打开操作和所述开关闭合操作的至少一部分中与所述第一对偏置元件机械隔离；并且

其中所述第二滑块元件承载一对开关触点，以建立或断开与所述一对固定的开关触点的电连接。

32.根据权利要求31所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，所述第一对偏置元件和第二对偏置元件共同地存储和释放能量，以实现所述开关打开操作和开关闭合操作。

33.根据权利要求31所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，在所述开关打开操作的第一阶段中，所述第一滑块元件可移动，而所述第二滑块元件是固定的。

34.根据权利要求33所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，在所述开关打开操作的第二阶段中，所述第二滑块元件由所述第一滑块元件驱动。

35.根据权利要求31所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，在所述开关闭合操作的第一阶段中，所述第一滑块元件可移动，而所述第二滑块元件是固定的。

36.根据权利要求35所述的可熔的断路开关装置，其特征在于，在所述开关闭合操作的第二阶段中，所述第二滑块元件由所述第一滑块元件驱动。