CN111463081A - 微型断路器锁扣与脱扣系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微型断路器锁扣与脱扣系统及方法，包括手柄、手柄推杆、机构支架、手柄推杆复位弹簧、机构主弹簧、手柄复位弹簧、跳扣件；手柄复位弹簧为手柄提供复位扭矩，手柄推杆位于手柄和机构支架之间，分别与手柄和机构支架相抵，在手柄转动过死点后，为机构支架提供锁扣力；断路器分闸状态下，推杆复位弹簧驱使推杆复位；跳扣件推动手柄推杆，使其脱离与机构支架的接触面，实现脱扣过程。本发明提供的微型断路器锁扣与脱扣系统中，锁扣功能直接利用手柄推杆与机构支架相互作用的角度配合实现，结构简单，无需额外锁扣件；脱扣过程中，跳扣件无需克服锁扣力，可显著提高脱扣速度，降低材料成本和装配难度，提高断路器可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及微型断路器技术领域，更具体地说，涉及一种微型断路器锁扣与脱扣系统及方法。
背景技术
微型断路器是低压配电系统中重要的控制与保护设备，在正常通流状态，一般通过锁扣件来保证动静触头的可靠接触；当出现过载或短路故障时，微型断路器的热脱扣或瞬时脱扣系统动作，一般通过跳扣件来完成操作机构的脱扣功能，实现故障电流的分断。因此，微型断路器锁扣件及其方法的可靠性、跳扣件及其方法的稳定性与准确性对于断路器的控制和保护功能而言非常重要。
当前，微型断路器常用的锁扣方法有两类：一是利用锁扣件与机构支架相抵的方法，二是利用锁扣件与手柄推杆相抵的方法。总体上，现有的两种主要锁扣方法存在锁扣件故障的风险，如锁扣件表面粗糙度发生变化导致滑扣等。与锁扣方法相对应，目前常用的跳扣件及方法如下：当过载或短路故障发生时，双金属片或电磁脱扣系统动作，带动跳扣件动作，跳扣件进一步推动锁扣件动作。可以看出，现有跳扣件动作必须克服锁扣件与机构支架或手柄推杆的作用力，会引起脱扣力较大，速度较慢的问题。
如上所述，现有锁扣件及方法存在长期应用时可靠性降低的风险，而跳扣件及方法存在脱扣力较大和速度较慢的问题，从设计上解决这些问题可显著提高微型断路器可靠性和电气性能。
发明内容
要解决的技术问题
鉴于现有技术上的缺陷和上述的需求，本发明的目的在于提供一种微型断路器锁扣与脱扣系统及方法，该微型断路器锁扣与脱扣系统可以避免现有锁扣件及方法存在长期应用时可靠性降低的风险，解决跳扣件及方法存在脱扣力较大和速度较慢的问题，同时生产成本低，装配方便。
技术方案
一种微型断路器锁扣与脱扣系统，其特征在于包括手柄、手柄推杆、机构支架、手柄推杆复位弹簧、机构主弹簧、手柄复位弹簧和跳扣件；所述手柄推杆位于手柄和机构支架之间，手柄推杆一端与手柄连接，另一端与机构支架的接触面相抵，手柄推杆对机构支架的推力方向与接触面垂直；所述机构主弹簧为扭簧，机构主弹簧的两臂分别与机构支架和断路器的外壳连接，在断路器合闸状态下发生形变，为机构支架提供分闸方向的作用力；所述手柄复位弹簧为扭簧，手柄复位弹簧的两臂分别与手柄和断路器的外壳连接，在断路器合闸状态下发生形变，为手柄提供分闸方向的复位扭矩；所述手柄推杆复位弹簧为拉簧，手柄推杆复位弹簧的一端固定在断路器的外壳上或机构支架上，另一端与手柄推杆连接，当手柄推杆离开与机构支架的接触面时，手柄推杆复位弹簧发生形变，为手柄推杆提供复位力；所述跳扣件上开有安装孔，套装在断路器的外壳或机构支架上，脱扣过程中，断路器电磁脱扣机构或热脱扣机构动作，带动跳扣件动作，所述跳扣件驱动所述手柄推杆脱离所述机构支接触面，所述机构支架在所述机构主弹簧的作用力下复位至分闸位置，所述手柄推杆在所述手柄推杆复位弹簧作用下复位。
所述手柄推杆两端部在分闸和合闸状态下的连线位于手柄转轴中心的两侧，在合闸状态下，所述手柄推杆两端部的连线与机构支架接触面垂直。
一种微型断路器锁扣与脱扣系统实现的锁扣方法，其特征在于：在微型断路器合闸过程中，所述手柄推动所述手柄推杆运动，所述手柄推杆推动机构支架运动；所述手柄推杆反作用于所述手柄，合闸过程中所述手柄推杆反作用力转过所述手柄的死点后，所述手柄推杆对所述手柄的反作用扭矩由分闸方向变为合闸方向，手柄推杆通过对机构支架接触面的推力，实现对机构支架的锁扣功能。
一种微型断路器锁扣与脱扣系统实现的脱扣方法，其特征在于：在微型断路器的合闸状态，所述跳扣件在脱扣系统推力作用下转动，进一步推动手柄推杆，致使所述手柄推杆脱离与所述机构支架的接触面，所述机构支架在所述机构主弹簧的作用力下发生复位运动，完成脱扣过程；所述手柄推杆在所述手柄推杆复位弹簧作用力下，复位至分闸位置。
在一种优选的实施方案中，本发明提供的微型断路器锁扣与脱扣系统中，在脱扣过程中，跳扣件驱动手柄推杆的力的方向与手柄推杆绕手柄侧端部转动的切线方向一致。
在一种优选的实施方案中，本发明提供的微型断路器锁扣与脱扣系统中，在脱扣过程中，跳扣件驱动手柄推杆的力的方向与手柄推杆和机构支架的作用力方向垂直或成锐角。
在一种优选的实施方案中，本发明提供的微型断路器锁扣与脱扣系统中，手柄推杆和机构支架的作用力方向与手柄推杆脱扣过程中运动的方向的夹角为90°-120°。
在一种优选的实施方案中，本发明提供的微型断路器锁扣与脱扣系统中，跳扣件采用旋转结构，跳扣件在脱扣系统作用下发生旋转，进而推动手柄推杆。
有益效果
本发明提出的一种微型断路器锁扣与脱扣系统及方法，与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明提供的微型断路器锁扣功能通过手柄推杆对机构支架接触面的推力来实现，无需额外的锁扣件，能有效避免锁扣件长期使用时接触面粗糙度变化、接触面形变等现象引起的锁扣可靠性下降问题。
(2)跳扣件推动手柄推杆的力与手柄推杆和机构支架的力垂直成锐角，无需克服反作用力，脱扣力小，脱扣速度快。
(3)本发明提供的微型断路器的锁扣与脱扣系统只需一个跳扣件，与常用的锁扣件和跳扣件相比，制造成本和装配难度均显著降低。
附图说明
图1是本发明的实施例一提供的合闸状态下微型断路器跳扣件对手柄推杆的向上推力F1方向与机构支架对手柄推杆的推力F2方向垂直的示意图。
图2是本发明的实施例二提供的合闸状态下微型断路器跳扣件对手柄推杆的向上推力F1方向与机构支架对手柄推杆的推力F2方向成锐角的示意图。
图3是本发明的实施例三提供的合闸状态下微型断路器跳扣件对手柄推杆的向下拉力F1方向与机构支架对手柄推杆的推力F2方向垂直的示意图。
图4是本发明的实施例四提供的合闸状态下微型断路器跳扣件对手柄推杆的向下拉力F1方向与机构支架对手柄推杆的推力F2方向成锐角的示意图。
图5是本发明的实施例五提供的合闸状态下微型断路器跳扣件对手柄推杆的向上推力F1方向与机构支架对手柄推杆的拉力F2方向垂直的示意图。
图6是本发明的实施例六提供的合闸状态下微型断路器跳扣件对手柄推杆的向上推力F1方向与机构支架对手柄推杆的拉力F2方向成锐角的示意图。
图7是本发明的实施例七提供的合闸状态下微型断路器跳扣件对手柄推杆的向下拉力F1方向与机构支架对手柄推杆的拉力F2方向垂直的示意图。
图8是本发明的实施例八提供的合闸状态下微型断路器跳扣件对手柄推杆的向下拉力F1方向与机构支架对手柄推杆的拉力F2方向成锐角的示意图。
图9是本发明的实施例九提供的微型断路器锁扣与脱扣系统的分闸状态主视图。
图10是本发明的实施例九提供的微型断路器锁扣与脱扣系统的合闸状态主视图。
图11是本发明的实施例九提供的微型断路器锁扣与脱扣系统的合闸状态后视图。
其中，1、手柄推杆与手柄的连接孔，2、手柄推杆，3、手柄推杆与机构支架的接触点，4、机构支架与手柄推杆的接触面，5、手柄，6、机构支架，7、手柄推杆复位弹簧，8、机构主弹簧，9、手柄复位弹簧，10、跳扣件。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
本实施例一提供一种微型断路器锁扣与跳扣，如图1所示，合闸状态下，手柄推杆2左侧与手柄上的连接孔1相抵，手柄为手柄推杆2提供向右的推力，位于通过手柄旋转死点位置，手柄推杆2右侧与机构支架的接触面4相抵，利用手柄推杆2对机构支架接触面4的推力实现微型断路器机构的锁扣功能；脱扣过程中，跳扣通过对手柄推杆2的向上推力F1驱使手柄推杆2脱离机构支架接触面4，完成脱扣过程，在该实施例中，跳扣对手柄推杆2的向上推力F1方向与机构支架接触面4对手柄推杆2的推力F2方向相互垂直，因此F1无需克服F2的作用即可实现脱扣。
本实施例二提供一种微型断路器锁扣与跳扣，如图2所示，合闸状态下，手柄推杆2左侧与手柄上的连接孔1相抵，手柄为手柄推杆2提供向右的推力，位于通过手柄旋转死点位置，手柄推杆2右侧与机构支架的接触面4相抵，利用手柄推杆2对机构支架接触面4的推力实现微型断路器机构的锁扣功能；脱扣过程中，跳扣通过对手柄推杆2的向上推力F1驱使手柄推杆2脱离机构支架接触面4，完成脱扣过程，在该实施例中，跳扣对手柄推杆2的向上推力F1方向与机构支架接触面4对手柄推杆2的推力F2方向成锐角，因此F1无需克服F2的作用即可实现脱扣，F2的部分分力使得脱扣力变小。
本实施例三提供一种微型断路器锁扣与跳扣，如图3所示，合闸状态下，手柄推杆2左侧与手柄上的连接孔1相抵，手柄为手柄推杆2提供向右的推力，位于通过手柄旋转死点位置，手柄推杆2右侧与机构支架的接触面4相抵，利用手柄推杆2对机构支架接触面4的推力实现微型断路器机构的锁扣功能；脱扣过程中，跳扣通过对手柄推杆2的向下拉力F1驱使手柄推杆2脱离机构支架接触面4，完成脱扣过程，在该实施例中，跳扣对手柄推杆2的向下拉力F1方向与机构支架接触面4对手柄推杆2的推力F2方向相互垂直，因此F1无需克服F2的作用即可实现脱扣。
本实施例四提供一种微型断路器锁扣与跳扣，如图4所示，合闸状态下，手柄推杆2左侧与手柄上的连接孔1相抵，手柄为手柄推杆2提供向右的推力，位于通过手柄旋转死点位置，手柄推杆2右侧与机构支架的接触面4相抵，利用手柄推杆2对机构支架接触面4的推力实现微型断路器机构的锁扣功能；脱扣过程中，跳扣通过对手柄推杆2的向下拉力F1驱使手柄推杆2脱离机构支架接触面4，完成脱扣过程，在该实施例中，跳扣对手柄推杆2的向下拉力F1方向与机构支架接触面4对手柄推杆2的推力F2方向成锐角，因此F1无需克服F2的作用即可实现脱扣，F2的部分分力使得脱扣力变小。
本实施例五提供一种微型断路器锁扣与跳扣，如图5所示，合闸状态下，手柄推杆2左侧与手柄上的连接孔1相接，手柄为手柄推杆2提供向左的拉力，位于通过手柄旋转死点位置，手柄推杆2右侧与机构支架的接触面4相接，利用手柄推杆2对机构支架接触面4的拉力实现微型断路器机构的锁扣功能；脱扣过程中，跳扣通过对手柄推杆2的向上推力F1驱使手柄推杆2脱离机构支架接触面4，完成脱扣过程，在该实施例中，跳扣对手柄推杆2的向上推力F1方向与机构支架接触面4对手柄推杆2的拉力F2方向相互垂直，因此F1无需克服F2的作用即可实现脱扣。
本实施例六提供一种微型断路器锁扣与跳扣，如图6所示，合闸状态下，手柄推杆2左侧与手柄上的连接孔1相接，手柄为手柄推杆2提供向左的拉力，位于通过手柄旋转死点位置，手柄推杆2右侧与机构支架的接触面4相接，利用手柄推杆2对机构支架接触面4的拉力实现微型断路器机构的锁扣功能；脱扣过程中，跳扣通过对手柄推杆2的向上推力F1驱使手柄推杆2脱离机构支架接触面4，完成脱扣过程，在该实施例中，跳扣对手柄推杆2的向上推力F1方向与机构支架接触面4对手柄推杆2的拉力F2方向成锐角，因此F1无需克服F2的作用即可实现脱扣，F2的部分分力使得脱扣力变小。
本实施例七提供一种微型断路器锁扣与跳扣，如图7所示，合闸状态下，手柄推杆2左侧与手柄上的连接孔1相接，手柄为手柄推杆2提供向左的拉力，位于通过手柄旋转死点位置，手柄推杆2右侧与机构支架的接触面4相接，利用手柄推杆2对机构支架接触面4的拉力实现微型断路器机构的锁扣功能；脱扣过程中，跳扣通过对手柄推杆2的向下拉力F1驱使手柄推杆2脱离机构支架接触面4，完成脱扣过程，在该实施例中，跳扣对手柄推杆2的向下拉力F1方向与机构支架接触面4对手柄推杆2的拉力F2方向相互垂直，因此F1无需克服F2的作用即可实现脱扣。
本实施例八提供一种微型断路器锁扣与跳扣，如图8所示，合闸状态下，手柄推杆2左侧与手柄上的连接孔1相接，手柄为手柄推杆2提供向左的拉力，位于通过手柄旋转死点位置，手柄推杆2右侧与机构支架的接触面4相接，利用手柄推杆2对机构支架接触面4的拉力实现微型断路器机构的锁扣功能；脱扣过程中，跳扣通过对手柄推杆2的向下拉力F1驱使手柄推杆2脱离机构支架接触面4，完成脱扣过程，在该实施例中，跳扣对手柄推杆2的向下拉力F1方向与机构支架接触面4对手柄推杆2的拉力F2方向成锐角，因此F1无需克服F2的作用即可实现脱扣，F2的部分分力使得脱扣力变小。
本实施例九提供一种微型断路器锁扣与跳扣，如图9-图11所示，包括手柄5、手柄推杆2、机构支架6、手柄推杆复位弹簧7、跳扣8。手柄推杆2位于手柄5和机构支架6之间，分别与手柄5和机构支架2相抵；手柄推杆复位弹簧7安装在机构支架6上，在断路器分闸状态下，为手柄推杆2提供复位力；跳扣件10安装于外壳上，通过推动手柄推杆2脱离与机构支架6的接触面实现脱扣过程。在微型断路器合闸过程中，手柄5推动手柄推杆2运动，手柄推杆2推动机构支架6运动，手柄推杆2通过对机构支架6的推力实现对机构支架6的锁扣功能；在微型断路器的合闸状态，跳扣件10运动推动手柄推杆2，致使手柄推杆2脱离与机构支架6的接触面，机构支架6在机构主弹簧8的作用力下完成脱扣过程；手柄推杆2在手柄推杆复位弹簧7作用力下，复位至分闸位置。
所述手柄推杆复位弹簧采用扭簧或弹片或拉簧，固定在机构支架上或外壳上；在断路器合闸状态下，所述手柄推杆复位弹簧发生形变，在断路器脱扣和分闸时驱使手柄推杆复位；在分闸状态下，使手柄推杆处于一个固定位置或一个固定的位置范围，防止震动、重力、碰撞导致手柄推杆位置变化，从而影响合闸。
所述跳扣与断路器的电磁脱扣和热脱扣机构连接或接触，脱扣过程中，电磁脱扣机构或热脱扣机构动作，带动跳扣动作，所述跳扣驱动所述手柄推杆脱离所述机构支架接触面，所述机构支架在所述机构主弹簧的作用力下复位至分闸位置，所述手柄推杆在所述手柄推杆复位弹簧作用下复位。
Claims (7)
1.一种微型断路器锁扣与脱扣系统，其特征在于包括手柄(5)、手柄推杆(2)、机构支架(6)、手柄推杆复位弹簧(7)、机构主弹簧(8)、手柄复位弹簧(9)和跳扣件(10)；所述手柄推杆(2)位于手柄(5)和机构支架(6)之间，手柄推杆(2)一端与手柄(5)连接，另一端与机构支架(6)的接触面相抵，手柄推杆(2)对机构支架(6)的推力方向与接触面垂直；所述机构主弹簧(8)为扭簧，机构主弹簧(8)的两臂分别与机构支架(6)和断路器的外壳连接，在断路器合闸状态下发生形变，为机构支架(6)提供分闸方向的作用力；所述手柄复位弹簧(9)为扭簧，手柄复位弹簧(9)的两臂分别与手柄(5)和断路器的外壳连接，在断路器合闸状态下发生形变，为手柄(5)提供分闸方向的复位扭矩；所述手柄推杆复位弹簧(7)为拉簧，手柄推杆复位弹簧(7)的一端固定在断路器的外壳上或机构支架(6)上，另一端与手柄推杆(2)连接，当手柄推杆(2)离开与机构支架(6)的接触面时，手柄推杆复位弹簧(7)发生形变，为手柄推杆(2)提供复位力；所述跳扣件(10)上开有安装孔，套装在断路器的外壳或机构支架(6)上，脱扣过程中，断路器电磁脱扣机构或热脱扣机构动作，带动跳扣件(10)动作，所述跳扣件(10)驱动所述手柄推杆(2)脱离所述机构支架(6)接触面，所述机构支架(6)在所述机构主弹簧(8)的作用力下复位至分闸位置，所述手柄推杆(2)在所述手柄推杆复位弹簧(9)作用下复位。
2.根据权利要求1所述的微型断路器锁扣与脱扣系统，其特征在于所述的手柄推杆(2)两端部在分闸和合闸状态下的连线位于手柄(5)转轴中心的两侧，在合闸状态下，所述手柄推杆(2)两端部的连线与机构支架(6)接触面垂直。
3.根据权利要求1所述的微型断路器锁扣与脱扣系统，其特征在于所述的跳扣件(10)采用旋转结构，跳扣件(10)在脱扣系统作用下发生旋转，进而推动手柄推杆(2)。
4.一种权利要求1所述的微型断路器锁扣与脱扣系统实现的锁扣方法，其特征在于：在微型断路器合闸过程中，所述手柄(5)推动所述手柄推杆(2)运动，所述手柄推杆(2)推动机构支架(6)运动；所述手柄推杆(2)反作用于所述手柄(5)，合闸过程中所述手柄推杆(2)反作用力转过所述手柄(5)的死点后，所述手柄推杆(2)对所述手柄(5)的反作用扭矩由分闸方向变为合闸方向，手柄推杆(2)通过对机构支架(6)接触面的推力，实现对机构支架的锁扣功能。
5.一种权利要求1所述的微型断路器锁扣与脱扣系统实现的脱扣方法，其特征在于：在微型断路器的合闸状态，所述跳扣件(10)在脱扣系统推力作用下转动，进一步推动手柄推杆(2)，致使所述手柄推杆(2)脱离与所述机构支架(6)的接触面，所述机构支架(6)在所述机构主弹簧(8)的作用力下发生复位运动，完成脱扣过程；所述手柄推杆(2)在所述手柄推杆复位弹簧(7)作用力下，复位至分闸位置。
6.根据权利要求4所述的脱扣方法，其特征在于所述的跳扣件(10)驱动手柄推杆(2)的力的方向与手柄推杆(2)绕手柄(5)侧端部转动的切线方向一致。
7.根据权利要求4所述的脱扣方法，其特征在于所述的跳扣件(10)驱动手柄推杆(2)的力的方向与手柄推杆(2)和机构支架(6)的作用力方向垂直或成锐角。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20220218 Address after: 325600 leshang entrepreneurship Park, yueqingwan port area, Wenzhou City, Zhejiang Province (in Yueqing developed technology Co., Ltd.) Applicant after: ZHEJIANG CHANGYOU ELECTRIC CO.,LTD. Address before: 325600 road 222, Weiwu Road, Yueqing Economic Development Zone, Yueqing City, Wenzhou City, Zhejiang Province Applicant before: ZHEJIANG LINGYI INTELLIGENT ELECTRIC APPLIANCE RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd. |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20200728 |