CN107039215B - 热磁式断路器的过载报警和故障类型及相位判别指示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热磁式断路器的过载报警和故障类型及相位判别指示装置，包括衔铁、双金属片，其特征是每相位中均并列设有过载指标杆和短路指示杆，过载指标杆与双金属片连接，短路指示杆与衔铁连接；当电路发生过载故障时，双金属片向着断路器脱扣方向运动，过载指示杆弹出，过载并报警，同时作出相位指示，若过载故障继续存在，双金属片继续运动，直至断路器跳闸；当电路发生短路故障时，衔铁向着断路器脱扣方向运动，短路指示杆弹出，断路器跳闸并作出相位指示；排除故障后，经手动操作两类指示杆进行复位。实现了热磁式断路器的过载报警功能且过载保护功能共存目的，提醒操作者务必消除故障才可安全用电。

Description

热磁式断路器的过载报警和故障类型及相位判别指示装置

技术领域

本发明涉及低压电器制造技术，尤其是一种热磁式断路器的过载报警和故障类型及相位判别指示装置。

背景技术

传统的热磁式断路器，具有结构简单，抗干扰能力强，制造成本低等优点，依然是当今断路器产品的一个重要组成部分。断路器的保护功能分为两种：即过载保护和短路保护。当电路中有过载电流时，双金属片受热产生变形，推动操作机构中的牵引杆使操作机构动作，断开电路；当电路中有短路电流时，电磁系统产生电磁力使衔铁运动，敲击操作机构中的牵引杆使操作机构动作，断开电路。从现有的断路器派生出来的一种具有过载报警不脱扣功能的断路器，虽然具备了过载报警的功能，但却不具备过载相位指示，也不具备过载保护的功能。另外，具备了故障判别指示功能的断路器，却不具备故障相位指示，也不具备过载报警功能。

如专利公开号为CN1819096A设计的一种热磁式脱扣器的脱扣原因指示装置,过载指示器包括一热量监测器，当出现过载故障时，热磁式脱扣器脱扣，同时热量监测器监测到由于过载故障而引起的热量，触发过载指示器指示脱扣原因为过载；短路指示器包括一电磁监测器，当出现短路故障时，热磁式脱扣器脱扣，同时短路监测器监测到由于短路故障而引起的电磁力，触发短路指示器指示脱扣原因为短路。又如专利公开号为CN102347171A，一种热磁脱扣器的故障判别指示装置，包括观察窗、短路指示面、过载指示面、瞬时牵引杆、瞬时跳扣、延时牵引杆和延时跳扣，瞬时牵引杆上设有瞬时牵引钩，瞬时跳扣上设有瞬时跳扣钩，瞬时牵引钩与瞬时跳扣钩相扣合；延时牵引杆上设有延时牵引钩，延时跳扣上设有延时跳扣钩，延时牵引钩与延时跳扣钩相扣合，当瞬时牵引钩与瞬时跳扣钩分离时，瞬时牵引杆伸出臂和瞬时跳扣伸出臂相抵触；当延时牵引钩与延时跳扣钩分离时，延时牵引杆伸出臂和延时跳扣伸出臂相抵触。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种结构合理、简单可靠、指示准确的热磁式断路器的过载报警和故障类型及相位判别指示装置。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种热磁式断路器的过载报警和故障类型及相位判别指示装置，包括电磁系统中的衔铁、过载双金属片，其特征是每相位中均并列设有过载指标杆和短路指示杆，所述的过载指标杆与双金属片连接，短路指示杆与衔铁连接；当电路发生过载故障时，双金属片向着断路器脱扣方向运动，过载指示杆弹出，过载并报警，同时作出相位指示，若过载故障继续存在，双金属片继续运动，直至断路器跳闸；当电路发生短路故障时，衔铁向着断路器脱扣方向运动，短路指示杆弹出，断路器跳闸并作出相位指示；排除故障后，经手动操作两类指示杆进行复位。

本技术方案利用电的热效应及电的磁效应，在每相位中通过并联的过载、短路的双重机构连动，使操作者可以及时发现过载故障，并根据故障相位指示来准确排除故障；当操作者未能及时发现线路过载故障时，断路器仍然可以实现保护使断路器动作，并通过故障相位指示，指导操作者及时、准确的排除故障。其中短路指示杆与过载指示杆安装在同一基座上，短路转动件与过载转动件也可以通用，使结构简单化，目的统一。短路指示杆和过载指示杆均在基座的导向限位下做上下运动。

当电路发生短路故障时，电磁系统产生电磁力，使衔铁向着断路器的脱扣方向旋转运动，与衔铁固定在一起的短路拉杆跟着运动，并拉动短路转动件，使短路转动件与短路指示杆分离，短路指示杆在指示杆弹簧作用下向上弹出，此时断路器跳闸，判断故障原因为短路故障并作出相位指示。

当电路发生过载故障时，双金属片受热形变，使双金属片向着断路器的脱扣方向运动，与双金属片固定在一起的过载拉杆随着运动，并拉动过载转动件，使过载转动件与过载指示杆分离，过载指示杆因指示杆弹簧的作用向上弹出，此时判断故障原因为过载并报警，同时作出相位指示。如果过载故障继续存在，双金属片继续运动，直至断路器跳闸。

本方案排除故障后，需要操作者手动按压短路指示杆和过载指示杆进行复位，否则故障指示永久存在，提醒操作者务必消除故障才可安全用电。

作为优选，包括平行布置的若干件支撑板，通过支轴固定在支撑板上的基座，所述的过载指标杆、短路指示杆定位于基座上，过载指标杆、短路指示杆与基座之间分别设有指示杆弹簧。支撑板、基座、支轴构成整个指示装置的支撑结构。

作为优选，所述的过载指标杆、短路指示杆受基座导向做上下方向移动。脱扣状态下指示杆向上伸出，分类提示操作者故障所在。

作为优选，所述的过载指标杆与过载转动件相扣合，短路指示杆与短路转动件相扣合。一种实施例，指示杆通过转动件、拉杆与双金属片或衔铁连接。

作为优选，所述的过载转动件和过载拉杆配合，过载拉杆与双金属片连接；短路转动件和短路拉杆配合，短路拉杆与衔铁连接。过载转动件和过载拉杆之间有一定的距离或者刚好接触；短路转动件和短路拉杆之间同样保持一定的距离或刚好接触。

作为优选，所述的支轴上过载指标杆的一侧设有过载复位弹簧；短路指示杆的一侧设有短路复位弹簧。每件指标杆配置一件复位弹簧，储备指标杆的动能，实现断路器每一相位、每一种保护功能状态的动作复位要求。

作为优选，所述的过载指示杆与过载转动件处于扣合位置时，过载指示杆为过载转动件提供过载转动件定位面；短路指示杆与短路转动件处于扣合位置时，短路指示杆为短路转动件提供短路转动件定位面。保证各工作单元配合紧凑、稳定作业。

作为优选，包括平行布置的若干件支撑板，通过支轴固定在支撑板顶部的基座，所述的支轴是由绝缘材料制成的长杆件。支轴采用绝缘材料时，可以提高断路器相间绝缘强度，提高产品耐压性能。

作为优选，所述的过载双金属片上连接有过载拉杆，过载拉杆上设有长度调节螺钉。由于不同额定电流的断路器在过载的情况下，其双金属片弯曲的行程会有差异，本方案采用在过载拉杆上设置调节螺钉，通过长度调节，使过载拉杆与过载转动件之间的作用时机发生变化，改变指示杆弹出的时机，从而最终达到优化指示杆弹出的时间点。

作为优选，所述的过载指标杆、短路指示杆分别通过挡块与双金属片、衔铁连接；所述的过载指标杆、短路指示杆上分别设有与挡块配合的定位槽；所述的定位槽为上下排列的双槽，其中下定位槽的上边为斜导向口。一种指标杆和双金属片或衔铁传动件之间结构实施例。

本发明的有益效果是：不同相位的短路故障、过载故障，由不同的指示杆弹出指示，使故障相位及故障类别一目了然；实现了热磁式断路器的过载报警功能且过载保护功能的共存目的，为操作者消除故障提供很大的便利；且故障指示需要操作者手动复位，提醒操作者务必消除故障才可安全用电；结构简单、零件数量少、动作灵敏、容易装配。

附图说明

图1是本发明的一种整体装配结构示意图。

图2是本发明图1的部分零部件装配结构示意图。

图3是本发明在各相全短路脱扣状态下的结构示意图。

图4是本发明在各相全过载报警或脱扣状态下结构示意图。

图5是本发明的一种短路衔铁连接结构示意图。

图6是本发明的一种过载双金属片连接结构示意图。

图7是本发明图2的局部放大结构示意图。

图8是本发明的一种在过载保护中使用挡块的实施例结构示意图。

图中：11. 短路指示杆，12. 短路转动件，13. 短路拉杆，14. 短路复位弹簧；110.短路转动件定位面，21. 过载指标杆，22. 过载转动件，23. 过载拉杆，24. 过载复位弹簧；210. 载转动件定位面，3. 支撑板，4. 基座，5. 指示杆弹簧，6. 支轴，71. 衔铁，72. 双金属片，8.挡块。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

本实施例一种热磁式断路器的过载报警和故障类型及相位判别指示装置，参见图1、图2，包括电磁系统中的衔铁71，过载信息动态体双金属片72，由两块支撑板3分隔成三相位，每相位中均并列设有一支过载指标杆21和一支短路指示杆11，其中过载指标杆21与双金属片72连接，短路指示杆11与衔铁71连接。

其工作原理是：当电路发生过载故障时，双金属片72向着断路器脱扣方向运动，过载指示杆21弹出，提示过载并报警，同时作出了相位指示，如图4所示，若过载故障继续存在，双金属片继续运动，直至断路器跳闸。当电路发生短路故障时，衔铁71向着断路器脱扣方向运动，短路指示杆弹出，断路器跳闸并作出相位指示，如图3所示。排除故障后，必须经操作者手动操作两类指示杆进行复位。

基本架体如下：两块平行竖直安装的支撑板3把断路器分隔成三相位，三相位的下部位分别是接线端子，在支撑板3上部位横穿一支轴6，设一基座4通过支轴6固定在支撑板3顶部，过载指标杆21和短路指示杆11并列安装在基座4上，每支过载指标杆21和短路指示杆11与基座4之间分别设有指示杆弹簧5；过载指标杆21、短路指示杆11受基座4的导向作用，只限上下方向移动。各相位在支轴6上的过载指标杆21外侧（靠支撑板3一侧）设有过载复位弹簧24；在短路指示杆11的外侧设有短路复位弹簧14。

支轴6可以采用金属材料制作，也可采用绝缘材料制成，采用绝缘材料可提高断路器相间绝缘强度，从而提高产品耐压性能。

为了使指示杆的响应速度可以根据双金属片弯曲行程不同而可调整，优化指示杆弹出的时间点，过载双金属片72与过载拉杆23连接，并在过载拉杆23的端部位置设置长度调节螺钉，通过改变长度调节螺钉相对过载拉杆的伸出长度，来改变过载拉杆与过载转动件之间的距离，进而实现根据双金属片不同的弯曲程度来调整指示杆的弹出时间。

指标杆和双金属片或衔铁连接结构实施例一：过载指标杆21与过载转动件22相扣合，短路指示杆11与短路转动件12相扣合；过载转动件22和过载拉杆23保持一定间隙也可以刚好接触，过载拉杆23与双金属片72连接，如图6所示；短路转动件12和短路拉杆13之间也保持一定间隙相互配合，当然也可以刚好接触方式配合，短路拉杆13与衔铁71连接，参见图5。进一步，当过载指示杆21与过载转动件22处于扣合位置时，过载指示杆21为过载转动件22提供过载转动件定位面210，如图7所示；在短路指示杆11与短路转动件12处于扣合位置时，短路指示杆11为短路转动件12提供短路转动件定位面110。

工作时，当电路发生短路故障时，电磁系统中通过大电流，产生较大吸力，使衔铁71向着断路器的脱扣方向做旋转运动，与衔铁71固定在一起的短路拉杆13跟着运动，并拉动短路转动件12，使短路转动件12与短路指示杆11分离，短路指示杆11在指示杆弹簧5的作用下向上弹出，此时断路器跳闸，判断故障原因为短路故障并作出相位指示。排除短路故障后，需要操作者手动按压短路指示杆11进行复位。

正常状态下，过载指示杆21与过载转动件22是相扣合的，当电路发生过载故障时，双金属片72受热形变，使双金属片72向着断路器的脱扣方向运动，与双金属片72固定在一起的过载拉杆23跟着运动，并拉动过载转动件22，使过载转动件22与过载指示杆21分离，过载指示杆21在指示杆弹簧5作用下向上弹出，此时判断故障原因为过载并报警，同时作出相位指示。若过载故障继续存在，双金属片72继续运动，直至断路器跳闸。排除过载故障后，需要操作者手动按压过载指示杆21进行复位。

指标杆和双金属片或衔铁连接结构实施例二：过载指标杆21通过一件挡块8双金属片72连接，短路指示杆11也直接通过一挡块与衔铁71连接。过载指标杆21和短路指示杆11上分别设有与挡块配合的定位槽。定位槽结构如图8所示，为上下排列的双槽，双槽间的距离与指标杆上下移动的位移相配合，其中下定位槽的上边为斜导向口，以保证指示杆复位。本实施例与实施例一相比，无转动件设置，动作更直接，但对挡块8要求较高。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，如几种实施例共同应用于本装置等等，任何对本发明的简单变换后的结构、方法等均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种热磁式断路器的过载报警和故障类型及相位判别指示装置，包括电磁系统中的衔铁（71）、过载双金属片（72），其特征是每相位中均并列设有过载指标杆（21）和短路指示杆（11），所述的过载指标杆与双金属片连接，短路指示杆与衔铁连接；当电路发生过载故障时，双金属片向着断路器脱扣方向运动，过载指示杆弹出，过载并报警，同时作出相位指示，若过载故障继续存在，双金属片继续运动，直至断路器跳闸；当电路发生短路故障时，衔铁向着断路器脱扣方向运动，短路指示杆弹出，断路器跳闸并作出相位指示；排除故障后，经手动操作两类指示杆进行复位；所述的过载指标杆（21）与过载转动件（22）相扣合，短路指示杆（11）与短路转动件（12）相扣合；所述的过载转动件（22）和过载拉杆（23）配合，过载拉杆与双金属片连接；短路转动件（12）和短路拉杆（13）配合，短路拉杆与衔铁连接。

2.根据权利要求1所述的热磁式断路器的过载报警和故障类型及相位判别指示装置，其特征是包括平行布置的若干件支撑板（3），通过支轴（6）固定在支撑板上的基座（4），所述的过载指标杆（21）、短路指示杆（11）定位于基座上，过载指标杆、短路指示杆与基座之间分别设有指示杆弹簧（5）。

3.根据权利要求1所述的热磁式断路器的过载报警和故障类型及相位判别指示装置，其特征是所述的过载指标杆（21）、短路指示杆（11）受基座（4）导向做上下方向移动。

4.根据权利要求2所述的热磁式断路器的过载报警和故障类型及相位判别指示装置，其特征是在所述的支轴（6）上过载指标杆（21）的一侧设有过载复位弹簧（24）；短路指示杆（11）的一侧设有短路复位弹簧（14）。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的热磁式断路器的过载报警和故障类型及相位判别指示装置，其特征是所述的过载指示杆（21）与过载转动件（22）处于扣合位置时，过载指示杆为过载转动件提供过载转动件定位面（210）；短路指示杆（11）与短路转动件（12）处于扣合位置时，短路指示杆为短路转动件提供短路转动件定位面（110）。

6.根据权利要求1所述的热磁式断路器的过载报警和故障类型及相位判别指示装置，其特征是包括平行布置的若干件支撑板（3），通过支轴（6）固定在支撑板顶部的基座（4），所述的支轴是由绝缘材料制成的长杆件。

7.根据权利要求1或2或3或4或6所述的热磁式断路器的过载报警和故障类型及相位判别指示装置，其特征是所述的过载双金属片（72）上连接有过载拉杆（23），过载拉杆上设有长度调节螺钉。

8.根据权利要求1或2或3或6所述的热磁式断路器的过载报警和故障类型及相位判别指示装置，其特征是所述的过载指标杆（21）、短路指示杆（11）分别通过挡块（9）与双金属片、衔铁连接；所述的过载指标杆、短路指示杆上分别设有与挡块配合的定位槽；所述的定位槽为上下排列的双槽，其中下定位槽的上边为斜导向口。