CN109074995A - 断路器类型的电气装置 - Google Patents

Abstract

本发明的主题是一种断路器类型的电气装置，包括接触架(100)，接触架(100)包括使第一接触元件(42)与接触架机械连接的第一机械连接部(101)，使第三接触元件(63)与接触架(100)机械连接的第二机械连接部，以及使接触架(100)与电气装置的外壳机械连接的第三机械连接部(103)，接触架(100)可以使第一接触元件(42)和第三接触元件相对于外壳相对运动。

Description

断路器类型的电气装置

技术领域

本发明涉及一种断路器类型的电气装置。此类电气装置用于保护电气设备，防止过载和短路。

背景技术

存在一些断路器类型的电气装置，这些电气装置包括外壳、包括第一接触部的第一电路，以及与第一电路并联安装并包括第二接触部和双金属片的第二电路。

所述第一电路和所述第二电路与磁致动器的线圈串联安装。所述第一接触部包括第一接触元件和第二接触元件，并且所述第二接触部包括第三接触元件和第四接触元件。当第一电流施加在线圈上时，所述磁致动器能够通过使第一接触元件与第二接触元件分离而断开第一接触部，并且当第二电流施加在线圈上时，所述磁致动器能够通过使第三接触元件与第四接触元件分离而断开第二接触部，第二电流的值大于第一电流的值。例如从文献WO 2012/140145 A1可了解这种电气装置。

由于并联安装的第一电路和第二电路，此类电气装置可以减少它总阻抗。

当与电气装置连接的电气设备中出现过载时，所述第一电流施加在线圈上。随着所述第一电流的施加，磁致动器通过使第一接触元件与第二接触元件分离而断开第一接触部。因此，第一电路被切断，并且经过电力设备的过载完全穿过第二电路。因此，过载可能使双金属片变形。因此，通过断开锁与第二接触部机械连接的双金属片可以启动第二接触部的断开，使第三接触元件与第四接触元件分离。因此过载经过的电路被切断。在短路的情况下，短路电流经过第一电路和第二电路，并且第一电流被施加至线圈。然后，磁致动器通过使第一接触元件与第二接触元件分离而断开第一接触部。在延迟大约0.5-1.5ms后，短路电流从第二电路通过，并且所述短路电流被施加在线圈上。短路电流的值大于第二电流的值。然后，磁致动器通过使第三接触元件与第四接触元件分离而断开第二接触部。

在文献WO 2012/140145A1中，第一接触元件以及第二接触元件的每一个都相对外壳枢转安装，并且每一个都带有分别与其连接的弹簧。这些弹簧中的每一个都对与其连接的接触元件施加力。第一和第三接触元件分别保持贴靠第二和第三接触元件。第三弹簧与机械锁连接，并对该机械锁施加用于断开第一接触部和第二接触部的力。因此，第一弹簧作用在与第三弹簧的作用方向相反的方向。这使断路器的结构不太稳定，并且可能失效。

发明内容

根据本发明的电气装置的目的是克服这些缺点，并提出具有稳定、可靠的结构并同时保证令人满意的切断性能的电气装置。

为此，根据本发明的电气装置是断路器或接触器类型的电气装置，包括外壳、具有第一接触部的第一电路，和与第一电路并联安装并包括第二接触部和双金属片的第二电路。所述第一电路和所述第二电路与磁致动器的线圈串联安装。所述第一接触部包括第一接触元件和第二接触元件。所述第二接触部包括第三接触元件和第四接触元件。当给线圈施加第一电流时，所述磁致动器能够通过使第一接触元件与第二接触元件分离而断开第一接触部，并且当给线圈施加第二电流时，所述磁致动器能够通过使第三接触元件与第四接触元件分离而断开第二接触部。根据本发明的电气装置的特征在于包括接触架，接触架包括使第一接触元件与接触架机械连接的第一机械连接部，使第三接触元件与接触架机械连接的第二机械连接部，以及使接触架与外壳机械连接的第三机械连接部。接触架可以使第一接触元件和第三接触元件相对外壳运动。

根据本发明的电气装置的优点是具有令人满意的切断性能，并具有稳定、可靠的结构。

根据一可能的附加特征，磁致动器可以是两极致动器，并且包括至少二级，即第一级和第二级。

根据一可能性，当给线圈施加第一电流时，所述磁致动器的第一级能够通过使第一接触元件与第二接触元件分离而断开第一接触部，并且/或者当给线圈施加第二电流时，所述致动器的第二级可以通过使第三接触元件与第四接触元件分离而断开第二接触部。

根据一可能的附加特征，第一接触元件包括第一弹簧，并且第三接触元件包括第二弹簧。

所述第一弹簧包括与第一接触元件连接的第一端，和与接触架连接的第二端。

所述第二弹簧包括与第三接触元件连接的第一端，和与接触架连接的第二端。

因此，通过第一弹簧和第二弹簧分别施加给第一接触元件和第三接触元件的力与接触架相对外壳的方向(角度位置)无关。因此，可以预先准确确定通过第一弹簧和第二弹簧施加的力，其作用是改善切断性能。

根据一可能，第一机械连接部和/或第二机械连接部和/或第三机械连接部为具有一个自由度的机械连接部。

在所述电气装置的第一变型的范围内，根据一可能，第一机械连接部可以使第一接触元件围绕第一轴线相对接触架转动，并且/或者第二机械连接部可以使第三接触元件围绕第二轴线相对接触架转动，并且/或者第三机械连接部可以使接触架围绕第三轴线相对外壳转动。

在该第一变型的范围内，根据一些可能的附加特征，第一轴线、第二轴线和第三轴线基本平行。

在该第一变型中，根据一可能，第一轴线和第二轴线基本共线。

在该电气装置的第二变型的范围中，根据一可能，第一机械连接部可以使第一接触元件沿第四轴线相对于接触架平移，并且/或者第二机械连接部可以使第三接触元件沿第五轴线相对于接触架平移，并且/或者第三机械连接部可以使接触架沿第六轴线相对于外壳平移。

在该第二变型的范围内，根据一可能，第一轴线、第二轴线和第三轴线基本平行。

根据一可能的附加特征，第一接触元件具有相对于第一对称平面对称的形状，并且/或者第三接触元件具有相对于第二对称平面对称的形状。

根据一可能的附加特征，第一轴线与第一对称平面垂直，并且/或者第二轴线与第二对称平面垂直。

根据一可能，第一对称平面与第二对称平面平行。

在第三变型的范围内，根据一可能的附加特征，第一对称平面和第二对称平面共面。

根据一可能，第一接触元件能够执行围绕第一轴线的第一转动，以便与第二接触元件相接触，并且第三接触元件能够执行围绕第二轴线的第二转动，以便与第四接触元件相接触，第一转动的方向与第二转动的方向相同。

因此，电气装置的切断性能和机构的可靠性得到改进。

根据一可能，第一电流的强度是电气装置的额定电流的1.13倍，并优选是电气装置的额定电流的1.13-2.55倍，并更优选为电气装置的额定电流的约1.45倍，并且/或者第二电流的强度为电气装置的额定电流的2.55-20倍，并优选为电气装置的额定电流的4-12倍。

优选地，电气装置的额定电流值可以在约6安培到约125安培之间。

附图说明

通过下面的描述将更好地了解本发明，该描述涉及二个优选的实施例，这些实施例作为非限定例子给出并参照附图解释，在附图中：

图1是在第一电流和第二电路的优选实施例中，根据本发明的断路器的第一和第二电路的电路图；

图2是在所述断路器第一实施例中，根据本发明的断路器的示意图；

图3、4是根据第一实施例的断路器的剖面图，其中接触架处于第一位置；

图5、6是根据第一实施例的断路器的剖面图，其中接触架处于第二位置；

图7、8是根据第一实施例的断路器的剖面图，其中接触架处于第三位置；

图9是根据第一实施例的断路器的剖面图，其中接触架处于第四位置；

图10是在所述断路器第二实施例中，根据本发明的断路器的示意图；

图11是图10所示断路器的第一接触元件和第三接触元件的透视图；

图12是图10所示断路器的剖面图，其中接触架处于第一位置；

图13是根据第二实施例的断路器的剖面图，其中接触架处于第二位置；

图14是根据第二实施例的断路器的剖面图，其中接触架处于第三位置；以及

图15是根据第二实施例的断路器的剖面图，其中接触架处于第四位置。

具体实施方式

图1示出根据本发明的断路器的电路图。断路器10包括具有第一接触部41的第一电路40，和与第一电路40并联安装并包括第二接触部61以及双金属片64的第二电路60。第一电路40和第二电路60与磁制动器80的线圈81串联安装。第一接触部41包括第一接触元件42和第二接触元件43。第二接触部61包括第三接触元件62和第四接触元件63。

当给线圈提供第一电流时，磁致动器80能够通过使第一接触元件42与第二接触元件43分离而断开第一接触部41。在给线圈81提供第二电流时，磁致动器80则能够通过使第三接触元件62与第四接触元件63分离而断开第二接触部61。

根据一可能的附加特征，磁致动器80可以是两级致动器，并且至少包括二级，即第一级和第二级。

根据一可能，当在线圈81上施加第一电流时，所述磁致动器80的第一级能够通过使第一接触元件42与第二接触元件43分离而断开第一接触部41，并且/或者当在线圈81上施加第二电流时，所述磁致动器80的第二级能够通过使第三接触元件62与第四接触元件63分离而断开断开第二接触部61。

电气装置10另外可包括能够机械作用在第一接触元件42和第三接触元件62上的机械锁12，因此能够断开和/或闭合第一接触部41，和/或第二接触部61。

双金属片64可以机械作用在机械锁12上，以便使第一接触部41和/或第二接触部61断开。

机械锁12还可与杠杆14机械连接，因此可以使杠杆14作用在机械锁12上，使其导致第一接触部41并/或第二接触部61断开。

如图3-10和12-15所示，电气装置10设有外壳20，第一电路40、第二电路60、机械锁12、磁致动器80和/或接触架100位于所述外壳中。杠杆14也可至少部分包括在外壳20中。

如图2-15所示，根据本发明，接触架100包括使第一接触元件42与接触架100机械连接的第一机械连接部101、使第三接触元件62与接触架100机械连接的第二机械连接部101，以及使接触架100与外壳20机械连接的第三机械连接部103。接触架100可以使第一接触元件42和第三接触元件62相对外壳20相对运动。

第一机械连接部101和/或第二机械连接部102和/或第三机械连接部103可以是具有一个自由度的机械连接部。

根据图中所示的二个实施例，第一机械连接部101可以使第一接触元件42围绕第一轴线A1相对于接触架100转动。第二机械连接部102可以使第三接触元件62围绕第二轴线A2相对于接触架100转动。在图2-9和12-15中可以看到第一轴线A1和第二轴线A2的设置。

第三机械连接部103可以使接触架100围绕第三轴线A3相对于外壳20转动。图2-9和12-15中可以看到第三轴线A3的布置。

根据图中所示二个实施例的可能性，第一轴线A1、第二轴线A2、和第三轴线A3基本平行。另外，第一轴线A1、第二轴线A2和/或第三轴线A3优选基本共线。

第一接触元件42优选具有相对于第一对称平面对称的形状。第三接触元件62优选具有相对于第二对称平面对称的形状。

如果参照图3、4，可以看到，接触架100处于第一位置。另外，更特别可以在图3中看到，当接触架100处于第一位置时，第一接触元件42与第二接触元件43接触。

第一接触元件42可以包括第一弹簧44，并且第三接触元件62包括第二弹簧65。第一弹簧44可以包括与第一接触元件42连接的第一端44a，和与接触架100连接的第二端44b。第二弹簧65可以包括与第三接触元件62连接的第一端65a，和与接触架100连接的第二端65b。

如图4所示，第三接触元件62与第四接触元件63接触。第一弹簧65——通过其第一端44a与接触元件42连接并通过其第二端44b与接触架100连接——以及第二弹簧65——通过其第一端65a与第三接触元件62连接并通过其第二端65b与接触架100连接——优选沿基本平行的方向作用。

电气装置10还可包括第三弹簧104。第三弹簧104可以通过第一端104a与接触架100连接，并通过第二端104b与外壳20连接。第三弹簧104可以允许接触架100的摆动惯量。

现在，如果参照图5、6，可以看到，接触架100处于第二位置，在该第二位置，第一接触元件42远离第二接触元件43，并且第三接触元件62与第四接触元件63接触。

另外，接触架100包括摆动元件106。摆动元件106可以相对第三轴线A3转动安装。摆动元件106可以与接触架100并且/或者与外壳20机械连接，并且可以相对接触架100并/或外壳20相对运动。摆动元件106可以包括第一突起107，突起107可以贴靠第一接触元件42，以便使其与第二接触元件43分离。图5中出示了该位置。当第一突起107贴靠第一接触元件42时，第一突起107起作用，压缩第一弹簧44。

如图6所示，当接触架100处于第二位置时，第三接触元件62和第四接触元件63接触。

如果参照图7、8，可以看到，处于第三位置的摆动元件106贴靠第一接触元件42和第三接触元件62，以便使第一接触元件42与第二接触元件43分离，并且使第三接触元件62与第四接触元件63分离。在该第三位置，摆动元件106相对接触架100的其它元件逆时针转动。

如在图9中看到的，接触架100可以处于第四位置，在该第四位置，第一接触元件42与第二接触元件43分离，并且第三接触元件62与第四接触元件63分离。接触架100在操纵杠杆14后处于该第四位置。

如图3-9所示，根据第一实施例的电气装置10包括磁致动器80，当给线圈81提供第一电流时，磁致动器80能够通过使第一接触元件42与第二接触元件43分离而断开第一接触部41，并且当给线圈81施加第二电流时，磁致动器80能够通过使第三接触元件62与第四接触元件63分离而断开第二接触部61。磁致动器80可以包括第一活动芯82、第二活动芯84和致动杆86。第一活动芯82和第二活动芯84可以贴靠致动杆86，以便使致动杆86移动，例如使接触架100从第一位置向第二位置移动，从第二位置向第三位置移动，并且/或者从第三位置向第四位置移动。第一活动芯82可以贴靠致动杆86的第一贴靠面86a。第二活动芯84可以贴靠致动杆86的第二贴靠面86b。

当给线圈81施加第一电流时，第一活动芯82能够移动，使接触架100从第一位置向第二位置移动。当给线圈81施加第二电流时，第二活动芯84能够移动，使活动架100从第二位置向第三位置移动。当第一活动芯82在给线圈81施加第一电流后移动时，第一活动芯82贴靠致动杆86的第一贴靠面86a，使致动杆86向接触架100和/或摆动元件106移动。当第二活动芯84在给线圈81施加第一电流后移动时，第一活动芯82贴靠致动杆86的第二贴靠面86b，使致动杆86向接触架100和/或摆动元件106移动。

在图5、6中，第一活动芯82在给线圈81施加第一电流后移动。在该位置，第一活动芯82已经移动，以便首先与第一贴靠面86a接触，然后沿接触架100和/或摆动元件106的方向将致动杆86推向磁致动器80外。致动杆86的尖端87可以贴靠摆动元件106和/或接触架100，以便使摆动元件106和/或接触架100摆动。在磁致动器80的第一芯82移动的位置，致动杆86的尖端87贴靠摆动元件106和/或接触架100，使第一接触元件42远离第二接接触部43，使接触架100从第一位置向第二位置移动。在该第二位置，第三接触元件62保持与第四接触元件63接触。

如果参照图11-15，可以看到，在电气装置10的第二实施例中，第一对称平面和第二对称平面共面。特别是如从图11得出，第三接触元件62可以具有叉子或音叉的形状，包括第一臂62a、与第一臂62a基本平行延伸的第二臂62b，和可以与第四接触元件63接触的分支62c。第一接触元件42可以与二个臂62a、62b基本平行延伸，并延长分支62c。第一接触元件42可以处于第三接触元件的二个臂62a、62b之间，并且优选为带状形状。

根据第二实施例的电气装置10可以包括与第一实施例相同的磁致动器80。

如果更特别参照图12，可以看到，接触架100处于第一位置，并且第一接触元件42与第二接触元件43接触，并且第三接触元件62与第四接触元件63接触。

如果参照图13，可以看到，接触架100处于第二位置，在该第二位置，第一接触元件42与第二接触元件43分离，而第三接触元件62保持与第四接触元件63接触。在该第二位置，摆动元件106的突起107贴靠第一接触元件42，并使第一接触元件42与第二接触元件43分离。为此，突起107穿过位于第一臂62a与第二臂62b之间的空间延伸。

在突起107的两侧，摆动元件106具有使第三接触元件62的每个臂62a、62b贴靠的贴靠区段108，以便使第三接触元件62与第四接触元件63分离。

在示出处于第三位置的接触架100的图14中，这些贴靠区段108中的每一个贴靠二个臂62a、62b中的其中一个臂。

在示出处于第四位置的接触架100的图15中，第一接触元件42与第二接触元件43分离，第三接触元件62与第四接触元件63分离。在该图15中，处于该第四位置是由于杠杆14的操纵。

在二个实施例中，第一弹簧44和第二弹簧65分别作用在第一接触元件42和第三接触元件62上，使第一接触元件42贴靠第二接触元件43，第三接触元件62贴靠第四接触元件63。为此，第一弹簧44和第二弹簧65可以沿基本平行的方向作用，即在第一弹簧44和第二弹簧65相对于第一和第二轴线A1、A2位于同一侧时作用在同一方向，或者在它们处于第一轴线A1和第二轴线A2两侧时作用在相反方向，例如本发明的第二实施例的情况。

当然，本发明不限于描述和附图所示的实施例。可以进行修改，尤其是从不同元件构成，或者等效技术的替代的方面是这样，这些都不超出本发明的范围。

Claims (12)

1.一种断路器或接触器类型的电气装置，包括外壳(20)、包括第一接触部(41)的第一电路(40)、与第一电路(40)并联安装并包括第二接触部(61)和双金属片(64)的第二电路(60)，

所述第一电路(40)和所述第二电路(60)与磁致动器(80)的线圈(81)串联安装，

所述第一接触部(41)包括第一接触元件(42)和第二接触元件(43)，

所述第二接触部(61)包括第三接触元件(62)和第四接触元件(63)，

当给线圈(81)施加第一电流时，所述磁致动器(80)适于通过使第一接触元件(42)与第二接触元件(43)分离来断开第一接触部(41)，并且当给线圈(81)施加第二电流时，所述磁致动器(80)适于通过使第三接触元件(62)与第四接触元件(63)分离来断开第二接触部(61)，

其特征在于，所述电气装置包括接触架(100)，并且所述接触架(100)包括使第一接触元件(42)与接触架机械连接的第一机械连接部(101)、使第三接触元件(62)与接触架(100)机械连接的第二机械连接部(102)、和使接触架(100)与外壳(20)机械连接的第三机械连接部(103)，接触架(100)能够使第一接触元件(42)和第三接触元件相对外壳(20)相对运动。

2.如权利要求1所述的电气装置，其特征在于，所述第一接触元件(42)包括第一弹簧(44)，并且第三接触元件(62)包括第二弹簧(65)，

所述第一弹簧(44)包括与第一接触元件(42)连接的第一端(44a)和与接触架(100)连接的第二端(44b)，

所述第二弹簧(65)包括与第三接触元件(62)连接的第一端(65a)和与接触架(100)连接的第二端(65b)。

3.如权利要求1或2之任一项所述的电气装置，其特征在于，所述第一机械连接部(101)和/或所述第二机械连接部(102)和/或所述第三机械连接部(103)是具有一个自由度的机械连接部。

4.如权利要求1-3之任一项所述的电气装置，其特征在于，所述第一机械连接部(101)能够使第一接触元件(42)围绕第一轴线(A1)相对接触架(100)转动，并且/或者所述第二机械连接部(102)能够使第三接触元件(62)围绕第二轴线(A2)相对接触架(100)转动，并且/或者第三机械连接部(103)能够使接触架(100)围绕第三轴线(A3)相对外壳(20)转动。

5.如权利要求4所述的电气装置，其特征在于，所述第一轴线(A1)、第二轴线(A2)和第三轴线(A3)基本平行。

6.如权利要求4或5之一所述的电气装置，其特征在于，所述第一轴线(A1)和第二轴线(A2)基本共线。

7.如权利要求4-6之任一项所述的电气装置，其特征在于，所述第一接触元件(42)能够执行围绕第一轴线(A1)的第一转动，以便与第二接触元件(43)相接触，并且第三接触元件(62)能够执行围绕第二轴线(A2)的第二转动，以便与第四接触元件(63)相接触，第一转动的方向与第二转动的方向相同。

8.如权利要求1-7之任一项所述的电气装置，其特征在于，所述第一接触元件(42)具有相对于第一对称平面对称的形状，并且/或者第三接触元件(62)具有相对于第二对称平面对称的形状。

9.如权利要求4-7之任一项和权利要求8所述的电气装置，其特征在于，所述第一轴线(A1)与第一对称平面垂直，并且/或者第二轴线(A2)与第二对称平面垂直。

10.如权利要求8或9之任一项所述的电气装置，其特征在于，所述第一对称平面与第二对称平面平行。

11.如权利要求10所述的电气装置，其特征在于，所述第一对称平面和第二对称平面共面。

12.如权利要求1-11之任一项所述的电气装置，其特征在于，所述第一电流的强度大于电气装置的额定电流的1.13倍，并优选在电气装置的额定电流的1.13-2.55倍之间，并更优选等于电气装置的额定电流的约1.45倍，并且/或者第二电流的强度在电气装置的额定电流的2.55-20倍之间，并优选在电气装置的额定电流的4-12倍之间。