CN112053909A - 短路故障指示机构及包括该短路故障指示机构的断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于断路器的短路故障指示机构，断路器包括壳体、脱扣件和包括活动芯的电磁体，当短路故障发生时活动芯运动从而驱动脱扣件分闸，机构容纳在壳体中并且包括：指示件，可移动地安装在壳体中并且在第一弹性件作用下能够从正常位置弹出壳体而到指示位置，第一弹性件安装在壳体和指示件之间以朝向指示位置偏压指示件；许可件，可旋转地安装在壳体中并且可被活动芯驱动，许可件在第二弹性件作用下能够与指示件配合锁定，第二弹性件安装在壳体和许可件之间以偏压许可件使其抵靠在指示件上；机构配置成当短路故障发生时活动芯运动，驱动许可件旋转以与指示件解除锁定，由此允许指示件的一部分从壳体弹出，示意用户发生短路故障。

Description

短路故障指示机构及包括该短路故障指示机构的断路器

技术领域

本发明涉及断路器技术领域，具体地，涉及一种用于断路器的短路故障指示机构，能够指示导致断路器断开的原因是短路故障还是其它故障并且能够在发生短路故障时阻挡手柄动作。本发明还涉及一种包括该短路故障指示机构的断路器。

背景技术

断路器用于配电的线路保护，在系统发生过载或者短路的情况下，断开线路，避免线路损坏。脱扣器是用于释放断路器的保持机构以使得断路器自动断开的常见装置，通常可分为磁脱扣器、电子脱扣器和热磁脱扣器等。

本领域需要一种具有故障类型指示功能的机构，能够令使用者直接判断出电气故障的类型，即，该电气故障是由于短路故障导致还是其它(例如过载脱扣)原因导致，方便快速诊断线路故障，同时还能在发生短路故障时锁定手柄，除非故障被排除且机构重置以后手柄才能再次被操作合闸，从而提高安全性能。

发明内容

为此，一方面，本发明提出一种用于断路器的短路故障指示机构，所述断路器包括壳体、脱扣件和包括活动芯的电磁体，当短路故障发生时活动芯在电磁力激励下运动从而能够驱动脱扣件分闸，而当其它故障发生时活动芯不运动，所述短路故障指示机构容纳在壳体中并且包括：指示件，可移动地安装在壳体中并且在第一弹性件的作用下能够从正常位置弹出壳体而到指示位置，所述第一弹性件安装在壳体和指示件之间以朝向指示位置偏压指示件；许可件，可旋转地安装在壳体中并且可被活动芯驱动，许可件在第二弹性件的作用下能够与指示件配合锁定，所述第二弹性件安装在壳体和许可件之间以偏压许可件使其抵靠在指示件上；所述短路故障指示机构配置成，当短路故障发生时活动芯运动，活动芯的运动驱动许可件旋转以与指示件解除锁定，由此允许指示件的一部分从壳体弹出，示意用户发生短路故障。

根据本发明优选的实施例，断路器的手柄可旋转地安装到壳体并且与脱扣件相关联，手柄具有分闸位置和合闸位置，通过手动操作手柄从分闸位置转动到合闸位置能够驱动脱扣件合闸；短路故障指示机构还包括可旋转地安装在壳体中并且可被指示件驱动的锁止件，具有不妨碍手柄转动的常规位置和阻挡手柄转动的锁止位置；所述短路故障指示机构配置成当短路故障发生时，随着指示件运动到指示位置锁止件被指示件驱动旋转到锁止位置，并且，活动芯的运动驱动脱扣件分闸，断路器由此断开，手柄相应地从其合闸位置朝向分闸位置运动，然后被已到位的锁止件阻挡而停在合闸位置和分闸位置之间的中间位置，因而无法被手动操作合闸。

根据本发明优选的实施例，当手动按压指示件时，指示件从其指示位置返回正常位置，一方面，锁止件被指示件驱动回到常规位置，由此允许手柄回到分闸位置以便被再次操作合闸；另一方面，许可件能够再次与指示件配合锁定。

根据本发明优选的实施例，指示件包括第一接合部和第一配合部；锁止件包括适合与第一接合部接合的第二接合部；许可件包括适合与第一配合部相配合的第二配合部以及能够被活动芯驱动的驱动部。

根据本发明优选的实施例，指示件的第一接合部包括凸出的齿，锁止件的第二接合部包括适合与齿接合的凹陷的齿槽；

指示件的第一配合部包括面对指示位置的斜面，许可件的第二配合部包括适合与斜面配合的背对指示位置的底面；许可件包括具有圆弧形轮廓的止挡面；许可件的驱动部从许可件突出延伸以便伸入活动芯的路径中。

根据本发明优选的实施例，指示件在正常位置时，在第二弹性件的作用下许可件的第二配合部的底面抵靠在指示件的第一配合部的斜面上，指示件因而无法弹出壳体，同时锁止件通过第一接合部的齿与第二接合部的齿槽相互接合而保持在常规位置，与手柄具有一定间距；

当短路故障发生时，活动芯朝向脱扣件运动，一方面，活动芯的第一端带动许可件的驱动部以使许可件沿第一方向转动，随着许可件转过一定角度，第二配合部的底面脱离第一配合部的斜面，由此为指示件的活动让位，在第一弹性件的作用下指示件弹出到指示位置，随着指示件运动到指示位置，锁止件通过齿与齿槽相互接合沿与第一方向相反的第二方向被旋转到锁止位置；另一方面，活动芯的与第一端相对的第二端撞击脱扣件从而驱动脱扣件分闸，手柄相应地从合闸位置朝向分闸位置沿第一方向转动，然后手柄的端部抵靠在已到位的锁止件的止挡面上，手柄因此停在合闸位置和分闸位置之间的中间位置。

根据本发明优选的实施例，当手动按压指示件以使其从指示位置返回正常位置，一方面，锁止件通过齿与齿槽相互接合沿第一方向回到常规位置，由此不再阻挡手柄的运动；另一方面，在第二弹性件的作用下许可件的第二配合部的底面能够再次抵靠在指示件的第一配合部的斜面上，从而使指示件保持在正常位置。

根据本发明优选的实施例，第一弹性件为压簧。

根据本发明优选的实施例，第二弹性件为扭簧。

另一方面，本发明还提出一种断路器，包括前述的用于断路器的短路故障指示机构。

本发明提出的用于断路器的短路故障指示机构，能够指示导致断路器断开的原因是短路故障还是其它故障，方便快速诊断线路故障，并且能够在发生短路故障时锁定手柄，除非故障被排除且机构重置以后手柄才能再次被操作合闸，从而提高安全性能，保障电气设备安全以及人身安全。

附图说明

本发明的上述和其它特征以及优点将通过下面结合附图的详细描述变得更加明显，并且以下描述和附图仅用于示例性目的，而不是以任何方式来限制本发明的范围，其中：

图1示出本发明的用于断路器的短路故障指示机构的主视平面示意图；

图2示出本发明的用于断路器的短路故障指示机构的爆炸立体示意图；

图3示出指示件处于正常位置时本发明的用于断路器的短路故障指示机构的主视图，其中许可件仅绘出轮廓线；

图4示出指示件处于正常位置时本发明的用于断路器的短路故障指示机构的主视图，其中许可件省略；

图5指示件处于指示位置时本发明的用于断路器的短路故障指示机构的主视图，其中许可件仅绘出轮廓线；

图6示出指示件处于指示位置时本发明的用于断路器的短路故障指示机构的主视图，其中许可件省略。

具体实施方式

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与技术效果，在以下配合参考附图对实施方式的详细说明中可清楚地呈现。以下说明包含各种特定的细节以助于该理解，但这些细节应当被视为仅是示范性的。此外，为了清楚和简洁起见，可能省略对熟知的功能和构造的描述。

贯穿本申请文件的说明书和权利要求，词语“包括”以及变型意味着“包括但不限于”，而不意在排除其他部件、整体或步骤。应当理解的是，单数形式“一”、“一个”和“该”包含复数的指代，除非上下文明确地另有其他规定。在本发明中，表述“或”包含一起列举的词语的任意或所有的组合。另外，尽管可能使用例如“第一”和“第二”的表述来描述本发明的各个元件，但它们并不意在限定相相应的元件，上述表述并未旨在限定相相应元件的顺序或重要性，上述表述用于将一个部件和另一个部件区分开，在不背离本发明的范围的情况下，“第一部件”可以写为“第二部件”，类似地，“第二部件”可以写为“第一部件”。当元件被提到为“连接”至另一元件时，这可以意味着其直接连接至其他元件，也可能存在中间元件。

文中提到的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“顺时针”、“逆时针”等方位词语仅用于相对于附图的展示表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则相对位置关系也可能相应地改变。

在本文中提及的术语“过载故障”表示电路出现过载的情况，例如电流为额定电流140％～300％的情况；而术语“短路故障”则表示电路出现短路的情况，例如电流大于额定电流的300％的情况。尽管从某种特殊意义上讲，短路可视为一种非常特殊的过载情况，但是在本文中，二者为不同的故障类型，二者所包括的电流范围并不重叠，短路电流不视作过载电流。

下面结合附图1至6说明本发明提出的用于断路器的短路故障指示机构的具体结构和工作原理。

如图1和2所示，断路器的脱扣件70绕一旋转轴可旋转地安装在壳体中，当脱扣件70被致动而沿图示逆时针方向旋转时，动触头与静触头分离，断路器分闸。手柄80可旋转地安装到壳体,且具有分闸位置和合闸位置，手柄80与脱扣件70机械关联，通过手动操作手柄80从分闸位置沿逆图示顺时针方向转动到合闸位置，能够驱动脱扣件70合闸。

电磁体固定设置在壳体中，活动芯60位于线圈内，当受到电磁激励时相对于线圈沿图示从左向右移动。在短路故障发生时活动芯60在电磁力激励下朝向脱扣件70运动从而能够驱动脱扣件分闸，而在过载故障及其它故障发生时活动芯60不运动。活动芯60包括第一端61和相对的第二端62。电磁体还包括用于使活动芯60复位的复位弹簧(未示出)。

本发明提出的短路故障指示机构容纳在壳体中并且主要包括指示件10、锁止件20、许可件30、第一弹性件40和第二弹性件50。

指示件(也可称作指示按钮)10能够在壳体中上下滑动。指示件10的顶部轮廓适宜手动按压操作，指示件的下部设置有圆柱形的支柱，以及两个钩状的结构，分别形成第一接合部11和位于第一接合部11更下方的第一配合部12。第一弹性件40套设在该支柱上，并且装配在壳体的一预先设置的槽中，能够偏压指示件10使其具有朝向壳体外部朝向指示位置弹出的运动趋势。该第一弹性件可以是例如可以是弹簧的形式，图示优选的是压簧。在第一弹性件40的作用下，指示件10能够从其正常位置向上弹出壳体而到指示位置。

锁止件20绕一转轴可旋转地安装在壳体中，锁止件20具有与手柄80有一定间距、不妨碍手柄80转动的常规位置和阻挡手柄转动的锁止位置。锁止件20包括适合与第一接合部11接合的第二接合部21。图示优选实施例中，指示件10的第一接合部11包括凸出的齿，相应地，锁止件20的第二接合部21包括适合与齿接合的凹陷的齿槽，通过齿与齿槽接合，锁止件20可被指示件10驱动旋转。锁止件20在其顶部还包括具有圆弧形轮廓的止挡面22，用来阻挡手柄80运动。

许可件30绕一转轴可旋转地安装在壳体中，该转轴可以与锁止件20的转轴相同。第二弹性件50安装在壳体和许可件30之间以偏压许可件30使其抵靠在指示件10上，使其具有沿图示顺时针方向转动的运动趋势。图示第二弹性件50可以套设在许可件30的转轴上，第二弹性件50的一端相对于壳体固定安装，另一端通过一锁扣安装到许可件30。该第二弹性件50可以是例如可以是弹簧的形式，优选的是扭簧。许可件30在第二弹性件50的作用下能够与指示件10配合锁定。具体地，许可件30包括适合与指示件10的第一配合部12相配合的第二配合部31，以及能够被活动芯驱动的驱动部32。第二配合部31和驱动部32可以是图示凸块的形式。在图示优选实施例中，指示件10的第一配合部12包括面对指示位置的斜面，相应地，许可件30的第二配合部31包括适合与斜面配合的背对指示位置的底面。许可件30的驱动部32从许可件突出延伸以便伸入活动芯60的路径中从而可被活动芯60带动。

下面参考图3至图6，本发明的短路故障指示机构配置成当短路故障发生时活动芯60运动：一方面，活动芯60的运动驱动许可件30旋转以与指示件10解除锁定，由此允许指示件10的一部分从壳体弹出，示意用户发生短路故障，并且随着指示件10运动到指示位置，锁止件20被驱动旋转到锁止位置；另一方面，活动芯60的运动驱动脱扣件70分闸，断路器由此断开，手柄80相应地从其合闸位置朝向分闸位置运动，然后被已到位的锁止件20阻挡而停在合闸位置和分闸位置之间的中间位置，因而无法被手动操作合闸。此后，当手动按压指示件10时，指示件10从其指示位置返回正常位置，一方面，锁止件20被指示件10驱动回到常规位置，由此允许手柄80回到分闸位置以便被再次操作合闸；另一方面，许可件30能够再次与指示件10配合锁定。

图3和图4示出机构的指示件10处于正常位置，图5和图6示出机构的指示件10位于指示位置。为清楚起见，图3和图5中许可件30仅绘出轮廓线，图4和图6中许可件被省略。

如图3和4所示，当没有短路故障、指示件10在正常位置时，在第二弹性件50的作用下许可件30的第二配合部31的底面抵靠在指示件10的第一配合部12的斜面上，指示件10因而无法弹出壳体，同时锁止件20通过第一接合部11的齿与第二接合部21的齿槽相互接合而保持在常规位置，与手柄80具有一定间距，不妨碍手柄80的转动。

如图5和6所示，当短路故障发生时，活动芯60朝向脱扣件70从左向右运动。一方面，活动芯60的第一端(图示左端)61带动许可件30的驱动部32以使许可件30沿逆时针方向转动，随着许可件30转过一定角度，第二配合部31的底面脱离第一配合部12的斜面，由此为指示件10的向上弹出的活动让位，在第一弹性件40的作用下指示件10弹出到指示位置，指示件10的一部分从壳体显露出，示意使用者电路发生了短路故障。当指示件10弹出后，在第二弹性件50的作用下许可件30的第二配合部31的左侧面可以抵靠在指示件10的第一配合部12的右侧面上。而随着指示件10运动到指示位置，锁止件20通过齿与齿槽相互接合沿顺时针方向被旋转到锁止位置。另一方面，活动芯60的第二端(图示右端)62撞击脱扣件70，该冲击力驱使脱扣件70分闸，动静触头分开，断路器断开，手柄80相应地从合闸位置朝向分闸位置逆时针转动，然后手柄80靠近机构的底端抵靠在已转动到位的锁止件20的止挡面22上，手柄80因此停在合闸位置和分闸位置之间的图示中间位置，无法被手动操作，保障电气设备安全以及人身安全。

指示件10弹出后，当手动按压指示件10以使其从指示位置返回正常位置，一方面，锁止件20通过齿与齿槽相互接合逆时针转回到常规位置，由此不再阻挡手柄80的运动；另一方面，在第二弹性件50的作用下许可件30的第二配合部31的底面能够再次抵靠在指示件10的第一配合部12的斜面上，从而使指示件10保持在正常位置。

以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。本领域普通技术人员可以理解的是，在不背离由随附的权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以对本文所描述的各种实施例做出变化和改进。此外，为了清楚和简洁起见，可能省略对熟知的功能和构造的描述。

最后，还需要理解的是，实施例中的某些技术特征对于解决特定的技术问题可能并不是必需的，从而可以没有或者省略这些技术特征而不影响技术问题的解决或者技术方案的形成；而且，一个实施例的特征、要素和/或功能可以与其它一个或多个实施例的特征、要素和/或功能适当地相互组合、结合或者配合，除非该组合、结合或者配合明显不可实施。

附图标记列表

10 指示件

11 指示件的第一接合部

12 指示件的第一配合部

20 锁止件

21 锁止件的第二接合部

22 锁止件的止挡面

30 许可件

31 许可件的第二配合部

32 许可件的驱动部

40 第一弹性件

50 第二弹性件

60 活动芯

61 活动芯的第一端

62 活动芯的第二端

70 脱扣件

80 手柄

Claims (10)

1.一种用于断路器的短路故障指示机构，所述断路器包括壳体、脱扣件和包括活动芯的电磁体，当短路故障发生时活动芯在电磁力激励下运动从而能够驱动脱扣件分闸，而当其它故障发生时活动芯不运动，其特征在于，所述短路故障指示机构容纳在壳体中并且包括：

指示件，可移动地安装在壳体中并且在第一弹性件的作用下能够从正常位置弹出壳体而到指示位置，所述第一弹性件安装在壳体和指示件之间以朝向指示位置偏压指示件；

许可件，可旋转地安装在壳体中并且可被活动芯驱动，许可件在第二弹性件的作用下能够与指示件配合锁定，所述第二弹性件安装在壳体和许可件之间以偏压许可件使其抵靠在指示件上；

所述短路故障指示机构配置成，当短路故障发生时活动芯运动，活动芯的运动驱动许可件旋转以与指示件解除锁定，由此允许指示件的一部分从壳体弹出，示意用户发生短路故障。

2.根据权利要求1所述的用于断路器的短路故障指示机构，其特征在于，断路器的手柄可旋转地安装到壳体并且与脱扣件相关联，手柄具有分闸位置和合闸位置，通过手动操作手柄从分闸位置转动到合闸位置能够驱动脱扣件合闸；

短路故障指示机构还包括可旋转地安装在壳体中并且可被指示件驱动的锁止件，具有不妨碍手柄转动的常规位置和阻挡手柄转动的锁止位置；

所述短路故障指示机构配置成当短路故障发生时，随着指示件运动到指示位置锁止件被指示件驱动旋转到锁止位置，并且，活动芯的运动驱动脱扣件分闸，断路器由此断开，手柄相应地从其合闸位置朝向分闸位置运动，然后被已到位的锁止件阻挡而停在合闸位置和分闸位置之间的中间位置，因而无法被手动操作合闸。

3.根据权利要求2所述的用于断路器的短路故障指示机构，其特征在于，当手动按压指示件时，指示件从其指示位置返回正常位置，一方面，锁止件被指示件驱动回到常规位置，由此允许手柄回到分闸位置以便被再次操作合闸；另一方面，许可件能够再次与指示件配合锁定。

4.根据权利要求3所述的用于断路器的短路故障指示机构，其特征在于，

指示件包括第一接合部和第一配合部；

锁止件包括适合与第一接合部接合的第二接合部；

许可件包括适合与第一配合部相配合的第二配合部以及能够被活动芯驱动的驱动部。

5.根据权利要求4所述的用于断路器的短路故障指示机构，其特征在于，

指示件的第一接合部包括凸出的齿，锁止件的第二接合部包括适合与齿接合的凹陷的齿槽；

指示件的第一配合部包括面对指示位置的斜面，许可件的第二配合部包括适合与斜面配合的背对指示位置的底面；

许可件包括具有圆弧形轮廓的止挡面；

许可件的驱动部从许可件突出延伸以便伸入活动芯的路径中。

6.根据权利要求5所述的用于断路器的短路故障指示机构，其特征在于，指示件在正常位置时，在第二弹性件的作用下许可件的第二配合部的底面抵靠在指示件的第一配合部的斜面上，指示件因而无法弹出壳体，同时锁止件通过第一接合部的齿与第二接合部的齿槽相互接合而保持在常规位置，与手柄具有一定间距；

当短路故障发生时，活动芯朝向脱扣件运动，一方面，活动芯的第一端带动许可件的驱动部以使许可件沿第一方向转动，随着许可件转过一定角度，第二配合部的底面脱离第一配合部的斜面，由此为指示件的活动让位，在第一弹性件的作用下指示件弹出到指示位置，随着指示件运动到指示位置，锁止件通过齿与齿槽相互接合沿与第一方向相反的第二方向被旋转到锁止位置；另一方面，活动芯的与第一端相对的第二端撞击脱扣件从而驱动脱扣件分闸，手柄相应地从合闸位置朝向分闸位置沿第一方向转动，然后手柄的端部抵靠在已到位的锁止件的止挡面上，手柄因此停在合闸位置和分闸位置之间的中间位置。

7.根据权利要求6所述的用于断路器的短路故障指示机构，其特征在于，当手动按压指示件以使其从指示位置返回正常位置，一方面，锁止件通过齿与齿槽相互接合沿第一方向回到常规位置，由此不再阻挡手柄的运动；另一方面，在第二弹性件的作用下许可件的第二配合部的底面能够再次抵靠在指示件的第一配合部的斜面上，从而使指示件保持在正常位置。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于断路器的短路故障指示机构，其特征在于，第一弹性件为压簧。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的用于断路器的短路故障指示机构，其特征在于，第二弹性件为扭簧。

10.一种断路器，包括根据权利要求1至9中任一项所述的用于断路器的短路故障指示机构。

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