CN113302714A - 用于断路器的模制壳体中的开关模块和模块化模制壳体中的断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种由绝缘材料制成的单极开关模块(4、9、10、11)，其中，所述开关模块(4、9)包括内置的热磁跳闸单元(4r、9r)，或者所述模块(10、11)包括用于电子控制器(W)的电流测量及电源单元(10h、11i)；或者公开了一种用于低压的模制壳体中的多极断路器(1a、1b、1c、1d)，其中，所述低压断路器(1a、1b)包括单极开关模块(4、4’、4”、9、9’、9”)，该单极开关模块与释放单元(8)关联地与所述操作及跳闸机构(2)相互作用，或者公开了一种用于低压的断路器(1c、1d)，该用于低压的断路器包括所述单极开关模块(10、10’、10”、11、11’、11”)，其中，所述电流测量及电源装置(10h、11i)与所述操作及跳闸机构(2’)关联地相互作用。

Description

用于断路器的模制壳体中的开关模块和模块化模制壳体中的 断路器

技术领域

本发明涉及电气保护开关的技术领域，具体涉及由操作手柄操作的单极开关模块或使用所述单极开关模块的多极低压断路器，所述单极开关模块包括由两部分组成的绝缘壳体，该绝缘壳体包括在主壳体中或被单独地包括，所述断路器的各个所述单极开关模块包括能够建立和分断配电线路中的电流传导的旋转接触系统、灭弧系统以及优选地热磁跳闸装置或电子跳闸装置。

背景技术

如现有技术中已知的，模制壳体断路器的工作可以基于热、磁、热磁甚至电子原理通过移动电接触部来进行，电接触部的移动主要可以用于通过连结输入和输出端子来保护电路，这些电路经受由超过先前建立的标称极限的电流水平生成的短路和/或电过载，这些输入和输出端子连接到待保护的电力线路。

因此，如现有技术中已知的，断路器基本上以类似于电开关装置的方式工作，即，它们以在“接通”与“断开”操作状态之间改变电路的导电状态的方式工作。除了自动动作之外，传统的断路器还包括可由用户操作的操作手柄。在模制壳体的这种构造中，通常电流负载能力支持约1600A甚至更高的相对高的值。

在现有技术中通常要注意的是，这些模制壳体断路器模型和构造中的大多数都设置有用于在预定故障条件下自动操作的结合的热磁跳闸单元。

在现有技术中存在的许多这样的情况下，跳闸单元以可拆卸和可更换的方式构建。

在其它情况下，开关模块以可拆卸和可更换的方式构造，可在包括状态/电子跳闸装置件的模块与包括电磁跳闸装置的另一模块之间互换，在断路器内部包括装置的极所需的所有触发器。

尽管这种可更换的跳闸装置件由于其自身的操作灵活性的特性而具有优点，但是这些组件需要复杂的对接元件以确保模制壳体断路器的模块与模制基部之间的联接，并且跳闸模块被构造成三极布置，这最终增加了初始购置成本。

另一种类型的模制壳体断路器的构造教导了开关模块的单独构造，这些开关模块并排安装，目的是每个极获得开关系统的单独绝缘。

类似地，各个开关模块的由两部分组成的壳的构造在本领域中是已知的，其中，模块并排安装，目的是每个极获得开关系统的单独隔离，包括通过包括各个开关模块的壳体实现的双隔离。

这些构造是本领域技术人员所公知的，然而，所有这些解决方案都包含一个间隙，以便包括在所结合的热磁跳闸装置件或电子跳闸装置的这些由两部分组成的单独开关模块中，因为可以提供布置的优点，以便在应用中或在其他方面在原始制造中获得灵活性(通常就是这样)，这在时间、库存管理和标准化部件的使用的经济方面带来了优点，带来了简单性方面的益处，避免了复杂的组件，这必然将意味着管理更多部件及其控件，增加了产品的最终成本。

现有技术的描述

日期为1976年的专利US 4,037,183的现有技术的一种解决方案提出了一种多极模制壳体断路器，其设置有可拆卸和可更换的固态跳闸单元，在公共壳体内构建有所有的电流故障检测元件。对于断路器的各个极，该单元包括电流互感器的输入和电源电路，电流互感器安装在板上，布置在壳体内部。输出电路被连接以操作永磁触发机构，用于致动机械锁，该机械锁通常将触头操作机构保持在初始位置。本发明还教导了一种两个互感器的布置，该布置用于可拆卸模块内部，以直角定位，为其构造寻求可更换块的尺寸的有利紧凑。专利US4,037,183以及1977年的US 4,064,469在热磁和电子状态模块两者的使用中在它们之间呈现了可交换性。

最初在1984年提交的专利EP0177438中提出了另一种解决方案，其中，多极模制壳体断路器具有并排安装的3个单极组，其中，手柄组连同具有横杆的可移动接触部组包含在中心第一极中，横杆耦合到另外两个侧向模块，这两个侧向模块连接到触头组的第一臂，其中，臂确保各个可移动接触部组在正常操作期间的运动同步。各个电极包含能够使所述断路器跳闸的机构。

1991年的文献EP0542636和EP0538149中提出了另一种解决方案，其提出了一种具有双壳体的多极低压断路器装置，各个极包括单极开关单元，该单极开关单元具有平行六面体塑料盒，该塑料盒具有延伸的两个侧面。另外设置接触部，并且接触部与容纳在单极开关单元内的灭弧室相关联。若干个单元并排安装在平行六面体盒中，以形成多极断路器。1992年的专利EP0591073中以类似的方式教导了另一专利，其包含在模制壳体断路器中使用的可互换跳闸单元。

专利US 6,222,433提出了一种模制壳体断路器，其包括称为盒的单极断路器模块，其中，手柄和操作机构安装在中心盒上，并且单个热磁跳闸装置安装在插入第二壳内部的单极盒的端子上。

所提出的这些文献和现有技术中的其它文献都是通过单极跳闸模块的构造来寻求提高分断能力，并且还简化制造中的组装过程或产品应用的灵活性，这对于构建这种装置来说目前具有若干选择。从跳闸电磁/电子模块到双壳的模块之间的第一可互换模型，在寻求制造过程的效率的时间方面，在增强操作条件和使用寿命的其他方面，建立了各种解决方案。

发明内容

本发明的第一目的是提供单极开关模块，其被构造成便于低压模制壳体断路器的部件的组装。

本发明的第二目的是将相同壳用于若干单极开关模块并将相同外壳体用于封装所述热磁单极开关模块。

本发明的第三目的是将相同壳体用于若干单极开关模块并将相同外壳体用于封装所述电子单极开关模块。

本发明的第四目的是在不同的标称电流范围内将相同外壳体用于电子跳闸和热磁盒两者。

本发明的第五目的是提供一种开关装置，其具有比现有技术更少的部件。

本发明的第六目的是提供一种满足上述要求的开关装置，其纵向尺寸紧凑且简化，维持结构刚性。

附图说明

图1以等距透视图例示了作为本发明的目的的低压模制壳体断路器及其操作手柄。

图2以分解示意性等距透视图例示了根据本发明第一和第二优选实施例的图1的模制壳体断路器的零件。

图3以顶部透视图例示了根据本发明第一优选实施例的用于断路器的单极开关模块。

图4以横截面图例示了根据本发明第一优选实施例的图1的热磁跳闸模制壳体断路器的内部零件，包括单极开关模块。

图5以成角度的顶视图例示了根据本发明第一优选实施例的图1的模制壳体断路器的内部零件。

图6以侧视图例示了根据本发明第一优选实施例的在图1的模制壳体断路器中使用的单极开关模块的空腔。

图7以中心剖视图例示了根据本发明第二优选实施例的图1的热磁跳闸模制壳体断路器的具有双旋转接触系统的单极开关模块的内部零件。

图8以中心剖视图例示了根据本发明第三优选实施例的图10的电子跳闸模制壳体断路器的具有单旋转接触系统的单极开关模块的内部零件。

图9以中心剖视图例示了根据本发明第四优选实施例的图10的电子跳闸模制壳体断路器的具有双旋转接触系统的单极开关模块的内部零件。

图10以分解示意性等距透视图例示了根据本发明第三和第四优选实施例的图1的模制壳体断路器的零件。

图11是示意性详细示出根据本发明第三和第四优选实施例的跳闸机构的操作布置“断开”的顶部透视图，该跳闸机构包括手柄、跳闸支撑杆、重新定位闩锁及其与跳闸线圈的侧架和致动器的相互作用。

图12是根据本发明第三和第四优选实施例的图1的所述模制壳体断路器的等距透视图，呈现了用于将所述跳闸线圈耦合到所述模制壳体断路器的座的细节。

具体实施方式

图1以等距透视图例示了作为本发明的目的的类型的低压模制壳体断路器(1a、1b、1c、1d)，其包括至少一个操作手柄(2a)，该操作手柄优选地相对于所述模制壳体断路器(1a、1b、1c、1d)的前操作面居中定位，与“XY”平面对齐，模制壳体断路器(1a、1b、1c、1d)的所述操作手柄(2a)相对于前操作面在“XY”平面上并且在内部沿示意性“Z”旋转轴以旋转轨迹经受平移运动，以便在“接通”状态与“断开”状态之间改变电路的导电状态，或者呈现另一状态，例如“跳闸”，模制壳体断路器包括外壳体(3、3’)，其包括基部壳体(3a)、中间壳体(3b、3b’)和盖(3c、3c’)，其中，所述模制壳体断路器(1c、1d)呈现容纳在所述外壳体(3)内部的电子控制器(W)。

图2以分解示意性等距透视图例示了根据本发明第一和第二优选实施例的图1的所述模制壳体断路器(1a、1b)的零件，包括操作及跳闸机构(2)，该操作及跳闸机构包括现有技术中标准的所述模制壳体断路器(1a、1b)的操作手柄(2a)，对于所述热磁断路器(1a)的本发明的所述第一优选实施例，所述操作及跳闸机构(2)包括在图4中最佳观察到的旋转接触系统(4q)的平衡轴(2b)和两个定位轴(2c)，除了跳闸装置(8)和基部壳体(3a)之外，定位轴还与优选地与所述中心单极开关模块(4)相同的另外两个侧单极开关模块(4’、4”)一起固定在中心单极开关模块(4)上，单极开关模块包括壳体(4ab)。以平行六面体形式构造的所述单极开关模块(4、4’、4”)包括壳(4ab)，其包括第一腔(4a)和第二腔(4b)，该第一腔和第二腔由绝缘材料制成，优选地反向相同的由绝缘材料制成，形成壳体(4ab)，该壳体包括前侧面(4c)、后侧面(4d)、底面(4e)、包括凹部(4m)和凹部(4x)的顶面(4f)、侧定位孔(4h、4g、4h、4j)、弯曲孔(4i)、竖直定位轨道(4l)以及在所述第一绝缘腔(4a)与所述第二绝缘腔(4b)之间的紧固元件(4k)。还可以看到通过第一和第二绝缘腔(4a、4b)突出的内部部件，如第一电连接端子(4n)、热磁跳闸装置(4r)和第二电连接端子(4p)，热磁跳闸装置包括磁跳闸杆(4ra)、用于复位弹簧(未表示)的支撑孔(4rb)、包括调节元件(4rd)的双金属条(4rc)。该图2另外呈现了所述跳闸装置(8)，其包括热磁跳闸杆(8a)、热调节按钮(8d)、包括磁调节按钮(8b)和用于所述磁跳闸杆(4ra)的复位弹簧(未表示)的接合钩(8e)的磁跳闸器的调节杆(8c)、导轨(8f)、横向座(8g)、座基部(8h)和触发在图4中最佳看到的操作及跳闸机构(2)的跳闸的跳闸触发器(8i)的复位弹簧(8k)、以及用于单极电路开关模块(4’、4”)的侧锁定轴(8j)。与第一优选实施例的提出方式实际相同，本发明的第二优选实施例提出了所述热磁断路器(1b)，其包括操作机构(2’)，该操作机构包括操作手柄(2a’)并且另外包括弯曲孔(4i’)和第二平衡轴(2b’)，该弯曲孔和第二平衡轴由图7中最佳观察到的双旋转接触系统(9d)的也在图3中的中心线表示，而且操作机构包括两个定位轴(2c’)，除了跳闸装置(8)和基部壳体(3a)之外，定位轴还与优选地与所述中心单极开关模块(9)相同的另外两个侧单极开关模块(9’、9”)一起固定在中心单极开关模块(9)上。

以平行六面体形式构造的所述单极开关模块(9、9’、9”)包括第一腔(9a)和第二腔(9b)，该第一腔和第二腔由绝缘材料制成，优选地反向相同的由绝缘材料制成，形成壳体(9ab)，细节在图7中更佳地观察。

图3以等距右侧透视图例示了根据本发明第一和第二优选实施例的固定到图1中观察的所述模制壳体断路器(1a、1b)的所述中心单极开关模块(4、9)的所述操作机构(2、2’)和所述跳闸装置(8)，所述操作机构(2、2’)包括图4中看到的简单旋转接触系统(4q)的平衡轴(2b)，并且另外，图3表示了由图7中看到的所述双旋转接触系统(9d)的中心线表示的第二平衡轴(2b’)、锁定轴(2c、2c’)和平行凸缘(2d、2d’)，所述跳闸装置(8)更详细地包括锁定轴(8j)、竖直定位杆(8l)、包括接触面(8aa)的所述热磁跳闸杆(8a)和定位并支撑在中心单极开关模块(4、9)的顶面(4f)上的横向座(8g)。

图4在“XY”平面上的横截面例示了根据本发明第一优选实施例的所述模制壳体断路器(1a)，其包括绝缘基部壳体(3a)、绝缘中间壳体(3b)和平行六面体形式的绝缘盖(3c)，该绝缘基部壳体、绝缘中间壳体和绝缘盖包括所述壳体(4ab)的第一腔(4a)，该第一腔包括：第一电连接端子(4n)，其通过紧固元件(4rg)电连接到热磁跳闸装置(4r)，该热磁跳闸装置包括分流条(4re)、固定到所述分流条(4re)的磁轭(4rf)、包括所述调节元件(4rd)的所述双金属条(4rc)、磁跳闸杆(4ra)；线股(4t)；简单旋转接触系统(4q)，其包括包含可移动接触部(4qb)的旋转横杆(4qa)和包括在枢转支撑室(4qd)中的弹簧(4qc)，该枢转支撑室包括枢转轴(4qe)和到所述旋转接触系统(4q)的所述平衡轴(2b)的通孔(4qf)，所述平衡轴(2b)在图2和图3中最佳地看到，其中，所述旋转接触系统(4q)与灭弧系统(4u)、栅格(4ua)和电连接到第二电连接端子(4p)的固定接触部(4v)相关联；所述跳闸装置(8)，其包括所述热磁跳闸杆(8a)的所述表面(8aa)、磁调节按钮(8b)和用于触发所述操作及跳闸机构(2)的跳闸的跳闸触发器(8i)；以及其它部件，其中，在“断开”位置看到所述模制壳体断路器(1a)的所述操作手柄(2a)。

图5以倾斜顶视图例示了根据本发明第一和第二优选实施例的处于“断开”位置的图1的模制壳体断路器(1a、1b)的零件，其中，呈现了所述操作及跳闸机构(2、2’)、跳闸装置(8)，该操作及跳闸机构、跳闸装置包括热磁跳闸杆(8a)、热调节按钮(8d)、包括磁调节按钮(8b)的磁跳闸调节杆(8c)、中心单极开关模块(4、9)、以及单极侧开关模块(4’、4”、9’、9”)、基部壳体(3a)、栅格(4ua、9fa)和第二电连接端子(4p、9g)。

图6以前侧视图例示了根据本发明第一优选实施例的单极开关模块(4、4’、4”)的所述壳体(4ab)的第一腔(4a)，其包括用于图2和图4中看到的所述第一电连接端子(4n)的入口孔(4aa)、用于图2中看到的所述磁跳闸杆(4ra)的引导通道(4ah)、用于支撑图4中看到的所述枢转轴(4qe)的非贯通孔(4ad)和承载并限制图4中看到的所述旋转接触系统(4q)的所述枢转支撑室(4qd)的运动的弯曲引导部(4ae)、结构加强件(4af)、穿过所述热磁跳闸装置(4r)的所述磁跳闸杆(4ra)和所述双金属条(4rc)的通道的出口孔(4ag)以及用于图2和图4中看到的第二电连接端子(4p)的出口孔(4ac)、分别用于图2和图4中看到的机构的锁定轴(2c)和旋转接触系统(4q)的平衡轴(2b)的侧定位孔(4h、4j)和弯曲孔(4i)。如图2中看到的，提供了反向相同的第二腔(4b)，其在另一侧上包括与在第二腔(4b)的内表面上的所述第一腔(4a)相同的等同的反向凹腔(未表示)。

图7以横截面图例示了根据本发明第二优选实施例的所述多极模制壳体断路器(1b)的单极开关模块(9)，特别是所述中心单极开关模块(9)的表示，其中，所述模块(9、9’、9”)优选地相同并且可侧向地耦合到彼此，包括：在图2中看到的第一腔(9a)和反向相同的第二腔(9b)；第一电连接端子(9n)，其包括具有第一固定接触部(9c)的终端延伸部(9ca)；双旋转接触系统(9d)，其包括第一可移动接触部(9da)、旋转横杆(9db)、第二可移动接触部(9dc)、弹簧(9dd、9de)、枢转支撑室(9df)、到与灭弧系统(9e、9f)关联的所述双旋转接触系统(9d)的所述平衡轴(2b)和所述第二平衡轴(2b’)的通孔(9dg)；栅格(9ea、9fa)；第二电连接端子(9g)的第二固定接触部(9ga)，所述第一电连接端子(9n)通过紧固元件(9rg)电耦合到所述热磁跳闸装置(9r)，该热磁跳闸装置包括分流条(9re)、磁轭(9rf)、磁跳闸杆(9ra)以及包括调节螺钉(9rd)的双金属条(9rc)。平行六面体形式的所述单极开关模块(9、9’、9”)包括壳(9ab)，该壳包括图2中看到的第一腔(9a)和反向相同的第二腔(9b)，该第一腔和第二腔由绝缘材料制成，包括前侧面(9v)、前侧面(9o)、底面(9s)、包括凹部(9u)和凹部(9x)的顶面(9t)、以及通向所述热磁跳闸装置(9r)的所述磁跳闸杆(9ra)和所述双金属条(9rc)的通道的出口孔(9ag)。

图8以横截面图例示了根据本发明第三优选实施例的所述多极模制壳体断路器(1c)的单极开关模块(10)，特别是所述中心单极开关模块(10)的表示，其中，所述模块(10、10’、10”)优选地相同并且可侧向地彼此联接，包括：第一侧电连接端子(10n)；线股(10c)；简单旋转接触系统(10d)，其包括包含可移动接触部(10db)的旋转横杆(10da)和包括在枢转支撑室(10dd)中的弹簧(10dc)，该枢转支撑室包括枢转轴(10de)和到所述旋转接触系统(10d)的所述平衡轴(2b)的通孔(10df)，所述平衡轴(2b)在图2和图3中最佳地看到，所述旋转接触系统(10d)与灭弧系统(10e)、栅格(10ea)和电连接到第二电连接端子(10g)的固定接触部(10ga)相关联，并且图1中看到的所述电子控制器(W)的电流测量器及电源装置(10h)磁性耦合到所述第一侧电连接端子(10n)，其中，所述电流测量器及电源装置(10h)包括电流传感器(10ha)、电流互感器组(10hb)，该电流互感器组包括磁芯(10hc)和电源电流线圈(10hd)的电源端子(10k)，通过贯通的出口孔(10ka)接入。平行六面体形式的所述单极开关模块(10、10’、10”)包括绝缘壳体(10ab)，该绝缘壳体包括图10中看到的第一腔(10a)和与腔(10a)反向相同的第二腔(10b)，该第一腔和第二腔由绝缘材料制成，包括前侧面(10u)、后侧面(10v)、底面(10x)、包括凹部(10za)的顶面(10t)。

图9以横截面图例示了根据本发明第四优选实施例的所述多极模制壳体断路器(1d)的单极开关模块(11)，特别是所述中心单极开关模块(11)的表示，所述模块(11、11’、11”)优选地相同并且侧向地彼此联接，包括：第一电连接端子(11n)，其包括第一固定接触部(11j)；双旋转接触系统(11d)，其包括第一可移动接触部(11da)、旋转横杆(11db)、第二可移动接触部(11dc)、弹簧(11dd、11de)、枢转支撑室(11df)、通孔(11dg)，所述双旋转接触系统(11d)与灭弧系统(11e、11f)、栅格(11ea、11fa)、第二电连接端子(11h)的第二固定接触部(11ha)相关联，并且所述电子控制器(W)的电流测量器及电源装置(11i)磁性地耦合到所述第一电连接端子(11n)，所述测量和电源组(11i)包括电流传感器(11ia)、电流互感器组(11ib)，该电流互感器组包括磁芯(11ic)、电源端子(11pa)和电源电流线圈(11id)，通过贯通的出口孔(11pa)接入。平行六面体形式的所述单极开关模块(11、11’、11”)包括绝缘壳体(11ab)，该绝缘壳体包括图10中看到的第一腔(11a)和与腔(11a)反向相同的第二腔(11b)，该第一腔和第二腔由绝缘材料制成，包括前侧面(11k)、后侧面(11l)、底面(11m)、包括凹部(11o)的顶面(11g)。

图10以分解示意性等距透视图例示了根据本发明第三和第四优选实施例的图1的模制壳体断路器(1c、1d)的零件，包括操作及跳闸机构(2)，该操作及跳闸机构包括现有技术中标准的所述断路器(1c、1d)的操作手柄(2a)，对于所述电子断路器(1c)的本发明的所述第三优选实施例，所述操作及跳闸机构(2)包括在图8中最佳观察的旋转接触系统(10d)的平衡轴(2b)和两个定位轴(2c)，定位轴还与优选地与所述中心单极开关模块(10)相同的另外两个侧单极开关模块(10’、10”)一起固定在中心单极开关模块(10)上，单极开关模块包括壳体(10ab)和基部壳体(3a)。以平行六面体形式构造的所述单极开关模块(10、10’、10”)包括壳体(10ab)，该壳体包括优选地反向相同的由绝缘材料制成的第一腔(10a)和第二腔(10b)，该第一腔和第二腔包括前侧面(10u)、后侧面(10v)、底面(10x)、包括凹部(10za)的顶面(10t)、定位侧孔(10q)、弯曲孔(10r)以及在所述第一绝缘腔(10a)与所述第二绝缘腔(10b)之间的紧固元件(10s)。还可以看到通过第一和第二绝缘腔(10a、10b)突出的内部部件，如第一侧连接端子(10n)和图8中通过贯通的出口孔(10ka)看到的电源电流线圈(10hd)的电源端子(10k)，所述电源电流线圈(10hd)连接到图1中看到的所述固态电子控制器(W)。与第三优选实施例的提出方式实际相同，本发明的第四优选实施例提出了所述电子断路器(1d)，其包括操作机构(2’)，该操作机构包括操作手柄(2a’)并且另外包括图9中最佳观察到的双旋转接触系统(11d)的弯曲孔(11r’)和第二平衡轴(2b’)、以及两个定位轴(2c’)，定位轴还与优选地与所述单极中心开关模块(11)相同的另外两个侧单极开关模块(11’、11”)和基部壳体(3a)一起固定在单极中心开关模块(11)上。如图2和图10中看到的，模块(10、10’、10”、11、11’、11”)的外部尺寸与所有模块(4、4’、4”、9、9’、9”)相同，以便使用相同的紧固元件(4k、10s)、平衡轴(2b、2b’)和定位轴(2c、2c’)。

图11以顶部透视图呈现了根据本发明第三和第四优选实施例的跳闸装置(12)，其包括跳闸线圈(13)，该跳闸线圈示意性地耦合到所述断路器(1c、1d)的图10中看到的所述操作及跳闸机构(2、2’)，该操作及跳闸机构包括所述手柄(2a、2a’)、凸缘(2d、2d’)、重新定位闩锁(2e)、轴(2f)，所述跳闸线圈(13)除了包括封装具有壳和圆柱形芯的磁体的衔铁，还包括侧架(13a)、杆(13b)、致动器闩锁(13c)和连接到致动器(13f)的触发器支撑件(13d)、线圈绕组的电源端子(13e)，该衔铁包括压缩弹簧、以及其它部件(未表示)。

图12以等距透视图示出了没有顶盖(3c’)的断路器(1c、1d)，用于呈现用于图11中看到的所述跳闸线圈(13)的座(14a)的细节，顶盖通过卡扣配件(14b、14c)之间的协作而固定在所述断路器(1c、1d)的座(14a)上。在该图中，根据本发明的第三和第四优选实施例，在没有所述断路器(1c、1d)的所述盖(3c’)的情况下，还可以注意到安装在外壳体(3’)上的所述重新定位闩锁(2e)、包括所述致动器闩锁(13c)的触发器支撑件(13d)、杆(13b)。

本发明的操作

在现有技术中，在操作和制造两方面不断研究有利的布置。尽管如此，迄今为止尚未获得的组装布置涉及组装准备、使用已知的热磁和电子技术两者的协同部件的使用，但是这些技术允许组装的更大灵活性和它们之间的标准化部件的使用，而这不加重成本的负担或导致针对布置的各个选择使用专用部件。这样，所提出的解决方案寻求以这样一种方式解决这个问题，其中，使用相同的理念和准备，若干构造是可允许的，因此便于以有组织的方式进行一系列的部件的预组装和管理，并且允许以标准化和通用的方式使用遍及该范围的各种部件。

现在详述的根据本发明的第一和第二优选实施例的模制壳体断路器(1a、1b)在提供单极电路开关模块(4、4’、4”、9、9’、9”)的意义上满足了本发明的第一目的，该单极电路开关模块被构造成便于低压模制壳体断路器的部件的组装，具有与现有技术不同的构造概念，其主要基础是单极开关模块(4、4’、4”、9、9’、9”)的部件包括至少一个所述热磁跳闸装置(4r、9r)、在图4和图7中最佳看到的所述旋转接触系统(4q、9d)和所述灭弧系统(4u、9e、9f)，以预先设置布置在第一和第二腔(4a、4b)内部，该第一和第二腔反向相同，被设想成使用图4中看到的简单旋转接触系统(4q)通过孔(4h、4j、4i、4aa、4ac、4ad、4ae、4ag)、引导部(4ah)以及所述单极开关模块(4、4’、4”)的其他容纳中空部来预先定位内部工作部件。对于所述单极电路开关模块(9、9’、9”)，其中内部部件的预先定位使用用于所述双旋转接触系统(9d)的相同概念通过等同于所述孔(4h、4j、4i、4aa、4ac、4ad、4ae、4ag)的孔(未示出)、引导部(4ah)和类似于所述单极开关模块(4、4’、4”)的其它容纳中空部来进行，容纳所述单极开关模块(9、9’、9”)的内部部件以类似的方式通过预先设置在第一和第二腔(9a、9b)内而发生，该第一和第二腔(9a、9b)类似于所述第一和第二腔(4a、4b)。

本发明实现的第二目的是将相同壳(4ab、9ab)用于单极热磁跳闸开关模块(4、4’、4”、9、9’、9”)，其中，第二腔(4b、9b)与所述第一腔(4a、9a)反向地相同，它们一起形成所述低压断路器(1a，1b)的所述单极热磁开关模块(4、4’、4”、9、9’、9”)的所述绝缘壳体，并且本发明实现的第二目的还是使用包括基部壳体(3a)、中间壳体(3b)和盖(3c)的相同外壳体(3)，该外壳体服务于所有单极电路开关模块(4、4’、4”、9、9’、9”)，这是由于它们的外部构造与用于使用相同紧固元件(4k、10s)、平衡轴(2b、2b’)和定位轴(2c、2c’)的所有模块相同。

本发明实现的第三目的是将相同壳体(10ab、11ab)用于单极电子跳闸开关模块(10、10’、10”、11、11’、11”)，其中，第二腔(10b、11b)与所述第一腔(10a、11a)反向地相同，它们一起形成所述低压断路器(1c、1d)的所述单极电子电路开关模块(10、10’、10”、11、11’、11”)的所述绝缘壳体(10ab、11ab)，并且本发明实现的第二目的还是使用包括基部壳体(3a)、中间壳体(3b’)和盖(3c’)的相同外壳体(3’)，该外壳体服务于所有单极开关模块(10、10’、10”、11、11’、11”)，这是由于它们的外部构造与用于使用相同紧固元件(4k、10s)、平衡轴(2b、2b’)和定位轴(2c、2c’)的所有模块相同，并且所述基部壳体(3a)在所述单极热磁跳闸开关模块(4、4’、4”、9、9’、9”)之间可互换。

本发明的第四目的通过以下方式实现，即，由于所提出的模块化概念而在不同的标称电流范围内将相同外部腔(4a、4b、9a、9b、10a、10b、11a、11b)分别用于本发明的第一、第二、第三和第四优选实施例中的外部具有相同尺寸的单极热磁/电子跳闸开关模块(4、4’、4”、9、9’、9”、10、10’、10”、11、11’、11”)，其中，可以制作具有标称电流范围的预定值的先前组件，而与热磁跳闸装置(4r、9r)的范围无关，这便于用于随后的最终组件的库存管理，因为所述单极热磁跳闸开关模块(4、4’、4”、9、9’、9”)和/或单极电子电路开关模块(10、10’、10”、11、11’、11”)通过所述平衡轴(2b)和替代性地关联的所述第二平衡轴(2b’)是稳定的、可互换的、彼此侧向固定的，包含均衡形式的旋转接触系统(4q、9d、10d、11d)，其中，所述操作及跳闸机构(2、2’)固定在所述中心单极开关模块(4、9、10、11)的上部(2)上，包括两个定位轴(2c、2c’)，两个定位轴被引入到第一或第二绝缘腔(4a、4b、9a、9b、10a、10b、11a、11b)的侧定位孔(4h、4j)中和单极侧开关模块(4、4’、4”、9、9’、9”、10、10’、10”、11、11’、11”)之间，这允许旋转接触系统(4q、9d、10d、11d)的平衡轴(2b)和替代性地关联的所述第二平衡轴(2b’)命令旋转接触系统(4q、9d、10d、11d)中的任何一个的动作，这些旋转接触系统侧向联接，以相同方式包括在所述单极开关模块(4’、4”、9’、9”、10’、10”、11’、11”)中，所述操作及跳闸机构(2、2’)被操作员在“接通/断开”操作中和在由热调节按钮(8d)所预先配置的所述热磁跳闸杆(8a)或磁跳闸杆(4ra、9ra)引起的任意异常预配置情形中、在由于磁调节按钮(8b)连同所述跳闸装置(8)的所述热磁跳闸杆(8a)以及电流测量器及电源装置(10h、11i)引起的任意异常预配置情形中被触发，该电流测量器及电源装置借助于电源端子(10k、11p)电耦合到电子控制器(W)，该电子控制器结合在模制壳体断路器(1c、1d)内部，并且能够促进电子跳闸，通过所述操作及跳闸机构(2、2’)自动触发旋转接触系统(10d、11d)的断开。

本发明的第五目的通过当注意到使用单极开关模块(4’、4”、9’、9”、10’、10”、11’、11”)的选择时提供一种具有比现有技术更少的部件的断路器开关装置来实现，这是因为当与现有技术中提出的位于开关模块外部(这意味着使用额外的紧固元件，例如钩和彼此之间的复杂对接支撑件)的断路器开关装置相比时，其不需要特定模块中的额外的热磁或电子跳闸器。

本发明的第六目的通过提供一种满足上述要求的开关装置、例如低压模制壳体断路器(1a、1b、1c、1d)来实现，由于消除了例如使用例如钩和复杂对接支撑件的紧固元件的因素，因此该开关装置在其纵向尺寸上紧凑且简化，从而维持了结构刚性，这些紧固元件由于其连接性质而削弱了结构。

除了现在提出的本发明已经实现的目的之外，还提供了一种跳闸装置(8)，其可容易地耦合到单极切换模块(4、4’、4”、9、9’、9”)，其中，跳闸装置定位成在顶面(4f、9t)上竖直地穿过所述座基部(8h)和所述横向座(8g)，并且纵向地穿过竖直定位杆(8l)，该竖直定位杆围绕在凹部(4x、9x)中，在单极开关模块(4、4’、4”、9、9’、9”)中的任一个中，跳闸装置另外定位成竖直地穿过竖直定位轨道(4l)和引导轨道(8f)。在所述跳闸装置(8)中另外设置侧锁定轴(8j)，这些侧锁定轴表现为备用，并且在单极开关模块(4、4’、4”、9、9’、9”)并排定位时，定位在第一或第二绝缘腔(4a、4b、9a、9b)的定位孔(4g)中，从而促进该定位器组将所述跳闸装置(8)快速锁定在3个可能的位移轴中。

最后，根据设置的预先布置选择的、被耦合到操作及跳闸机构(2、2’)和跳闸装置(8)或替代性地电子控制器(W)的单极热磁开关模块(4、4’、4”、9、9’、9”)或电子单极开关模块(10、10’、10”、11、11’、11”)，被引入外壳体(3、3’)中，具体地在基部壳体(3a)处，以便与中间壳体(3b、3b’)和所述盖(3c、3c’)共同形成所述低压模制壳体断路器(1a、1b、1c、1d)，构成双绝缘壳体。

所述操作及跳闸机构(2、2’)包括操作手柄(2a、2a’)，其旋转铰接将断开和闭合所需的力传递到平衡轴(2b)或替代性地第二平衡轴(2b’)，传递到所述旋转接触系统(4q、9d、10d、11d)，以通过现有技术中已知的手柄、锁定元件和弹簧(未表示)来命令所述断路器(1a、1b、1c、1d)的所述旋转接触系统(4q、9d、10d、11d)中的任一个的动作。另外，当故障发生时，特别是过电流或短路时，由于优选为热磁跳闸装置(4R)的跳闸装置的动作，触头被设置成自动断开，该跳闸装置与操作及跳闸机构(2、2’)共同作用。

替代性地并且根据本发明的第三和第四实施例，从与所述固态电子控制器(W)相关联的所述电流测量器及电源装置(10h、11i)，可以控制耦合到所述操作及跳闸机构(2、2’)的所述跳闸线圈(13)，该操作及跳闸机构包括与所述杆(13b)相关联的轴(2f)，该杆能够从致动器(13f)传递包括致动器闩锁(13c)的触发器支撑件(13d)的位移运动，其中，所述跳闸线圈(13)、其电源端子(13e)的所述线圈绕组从所述固态电子控制器(W)被供电，其中，所述跳闸线圈(13)包括衔铁，该衔铁围绕具有壳和圆柱形芯部的磁体，包括压缩弹簧以及其它部件(未表示)，压缩弹簧以所述跳闸线圈(13)的外部部件的比率辅助所述致动器(13c)的移动，其中，所述芯(未表示)在从所述固态电子控制器(W)的信号激励时，使与所述触发器支撑件(13d)和杆(13b)相关联的所述致动器(13f)运动，以引起内部触发和跳闸机构(2、2’)的位移，并使所述断路器(1c、1d)解除，以到达闭合位置“接通”与断开位置“断开”之间的中间位置，以用于所述断路器(1c、1d)的“跳闸”状态，从而分断相关联的电路。

在所述“跳闸”之后，执行到重新启动的先前“断开”(重置)运动，其中，在相关联的所述相关联的断路器(1c、1d)跳闸之后，相关联的所述相关联的断路器(1c、1d)可以“接通”或“断开”(重置)，其中，所述跳闸线圈(13)的所述侧架(13a)与所述手柄(2a、2a’)的所述重新定位闩锁(2e)相关联，当所述操作及跳闸机构(2、2’)的所述手柄(2a、2a’)在跳闸之后返回到初始位置并且将所述跳闸线圈(13)重新定位用于新的触发器时，将所述杆(13b)、触发器支撑件(13d)和致动器(13f)引导到能够进行所述跳闸线圈(13)的新跳闸的初始位置。

已经实现或提出了包括辅助跳闸装置的容纳的断路器(1a、1b、1c、1d)，辅助跳闸装置可以是解除装置，如亚张力类型的辅助跳闸线圈或辅助远程跳闸线圈。

另一建议包括设计单极热磁开关模块(4、4’、4”、9、9’、9”)或单极电子跳闸开关模块(10、10’、10”、11、11’、11”)。这种单极开关模块(4、4’、4”、9、9’、9”、10’、10”、11、11’、11”)通常包括对于两种单极开关模块来说共用的一定数量的零件。然而，单极开关模块的其它零件是单极开关模块(4、4’、4”、9、9’、9”)所特定的，并且其它不同零件是电子跳闸单极开关模块(10、10’、10”、11、11’、11”)所特定的。另外，某些零件对于两种模块是共用的，例如优选地为旋转接触系统(4q、9d、10d、11d)或所述灭弧系统(4u、9e、9f、10e、11f)及其栅格(4ua、9ea、9fa、10ea、11fa)、以及基座壳(3a)等。

在这两种类型的装置中大量零件是不同的这一事实是不利的，因为这导致相对高的制造成本和相对高的设置成本。

本发明实现的另一目的是提出一种断路器(1a、1b、1c、1d)，其能够构成包含单极热磁开关模块(4、4’、4”、9、9’、9”)或包含单极电子跳闸开关模块(10、10’、10”、11、11’、11”)的开关装置，构成所述断路器(1a、1b、1c、1d)的几乎所有零件对于两者是相同的，可以被构造。

显然应当理解，对本发明所作的其它修改和变化被认为是在本发明的范围内。

Claims (18)

1.一种用于模制壳体断路器的模制壳体中的开关模块，其中，所述单极开关模块(4、9)包括由绝缘材料制成的壳体(4ab、9ab)、与包括固定接触部(4v、9c、9ga)的电连接端子(4n、4p、9n、9g)和灭弧系统(4u、9e、9f)相关联的接触系统(4q、9d)，其特征在于，所述单极开关模块(4、9)包括与所述电连接端子(4n、4p、9n、9g)中的一个相关联的热磁跳闸装置(4r、9r)。

2.一种用于模制壳体断路器的模制壳体中的开关模块，其中，所述单极开关模块(10、11)包括由绝缘材料制成的壳体(10ab、11ab)、与包括固定接触部(10ga、11j、11ha)的电连接端子(10n、10g、11n、11h)和灭弧系统(10e、11e、11f)相关联的接触系统(10d、11d)，其特征在于，所述单极开关模块(10、11)包括用于电子控制器(W)的电流测量器及电源装置(10h、11i)，其中，所述电流测量器及电源装置(10h、11i)与所述电连接端子(10n、10g、11n、11h)中的一个相关联。

3.根据权利要求1或2所述的用于模制壳体断路器的模制壳体中的开关模块，其特征在于，所述壳体(4ab、9ab、10ab、11ab)包括由绝缘材料制成的第一腔(4a、9a、10a、11a)和第二腔(4b、9b、10b、11b)，所述第一腔(4a、9a、10a、11a)和第二腔(4b、9b、10b、11b)包括前侧面(4c、9v、10u、11k)、后侧面(4d、9o、10v、11l)、底面(4e、9s、10x、11m)和包括凹部(4m、9u、10za、11o)的顶面(4f、9t、10t、11g)。

4.根据权利要求1或2所述的用于模制壳体断路器的模制壳体中的开关模块，其特征在于，简单的旋转接触系统(4q、10d)包括旋转横杆(4qa、10da)，所述旋转横杆(4qa、10da)包括可移动接触部(4qb、10db)和包括在枢转支撑室(4qd、10dd)中的弹簧(4qc、10dc)，所述枢转支撑室(4qd、10dd)包括枢转轴(4qe、10de)和用于所述旋转接触系统(4q、10d)的平衡轴(2b)的通孔(4qf、10df)。

5.根据权利要求1或2所述的用于模制壳体断路器的模制壳体中的开关模块，其特征在于，双旋转接触的系统(9d、11d)包括第一可移动接触部(9da、11da)、旋转横杆(9db、11db)、第二可移动接触部(9dc、11dc)、弹簧(9dd、9de、11dd、11de)、枢转支撑室(9df、11df)和用于所述旋转接触系统(4q、10d)的平衡轴(2b)和第二平衡轴(2b’)的通孔(9dg、11dg)。

6.根据权利要求1所述的用于模制壳体断路器的模制壳体中的开关模块，其特征在于，所述热磁跳闸装置(4r、9r)包括分流条(4re、9re)、磁轭(4rf)、双金属条(4rc、9rc)和磁跳闸杆(4ra、9ra)，所述热磁跳闸装置(4r、9r)通过紧固元件(4rg、9rg)电连接到电连接端子(4n、4p、9n、9g)。

7.根据权利要求6所述的用于模制壳体断路器的模制壳体中的开关模块，其特征在于，所述磁跳闸杆(4ra、9ra)在一侧上横向地支承于所述第一腔(4a)的内表面的引导部(4ah)，并且在另一侧上横向地支承于所述第二腔(4b)的内表面的等同的反向凹部引导部。

8.根据权利要求1所述的用于模制壳体断路器的模制壳体中的开关模块，其特征在于，所述结合的热磁跳闸装置(4r)通过线股(4t)电连接到简单的旋转接触系统(4q)。

9.根据权利要求1所述的用于模制壳体断路器的模制壳体中的开关模块，其特征在于，所述结合的热磁跳闸装置(4r)电连接到包括与所述双旋转接触系统(9d)相关联的第一固定接触部(9c)的终端延伸部(9ca)。

10.根据权利要求1或2所述的用于模制壳体断路器的模制壳体中的开关模块，其特征在于，所述灭弧系统(4u、9e、9f、10e、11f)包括栅格(4ua、9ea、9fa、10ea、11ea、11fa)。

11.一种模块化模制壳体断路器，所述热磁断路器(1a、1b)包括操作及跳闸机构(2)、跳闸装置(8)以及单极开关模块(4、9)，所述单极开关模块(4、9)包括由绝缘材料制成的壳体(4ab、9ab)、与包括固定接触部(4qb、9c、9ga)的电连接端子(4n、4p、9n、9g)和灭弧系统(4u、9e、9f)相关联的接触系统(4q、9d)，其特征在于，所述单极开关模块(4、9)包括结合的跳闸装置(4r、9r)，所述结合的跳闸装置(4r、9r)与所述跳闸装置(8)相关联地与所述操作及跳闸机构(2)相互作用。

12.一种模块化模制壳体断路器，所述电子断路器(1c、1d)包括操作及跳闸机构(2’)、跳闸装置(12)以及单极开关模块(10、11)，所述单极开关模块(10、11)包括由绝缘材料制成的壳体(10ab、11ab)、与包括固定接触部(10ga、11ha、11j)的电连接端子(10n、11n、10g、11h)和灭弧系统(10e、11e、11f)相关联的接触系统(10d、11d)，其特征在于，所述单极开关模块(10、11)包括用于电子控制器(W)的电流测量器及电源装置(10h、11i)，所述电子控制器(W)与跳闸线圈(13)相关联，与所述操作及跳闸机构(2)相互作用。

13.根据权利要求11或12所述的模块化模制壳体断路器，其特征在于，所述断路器(1a、1b、1c、1d)包括相对于所述单极开关模块(4、9、10、11)并排安装的单极侧断路器模块(4’、4”、9’、9”、10’、10”、11’、11”)。

14.根据权利要求11所述的模块化模制壳体断路器，其特征在于，所述断路器(1a、1b)包括容纳它的外壳体(3)。

15.根据权利要求14所述的模块化模制壳体断路器，其特征在于，所述外壳体(3)包括绝缘基部壳体(3a)、绝缘中间壳体(3b)和绝缘盖(3c)。

16.根据权利要求12所述的模块化模制壳体断路器，其特征在于，所述电路开关(1c、1d)包括容纳它的外壳体(3’)。

17.根据权利要求16所述的模块化模制壳体断路器，其特征在于，所述外壳体(3’)包括绝缘基部壳体(3a)、绝缘中间壳体(3b’)和绝缘盖(3c’)。

18.根据权利要求12所述的模块化模制壳体断路器，其特征在于，包括与耦合到所述操作及跳闸机构(2)的杆(13b)相关联的致动器(13f)的所述跳闸线圈(13)能够将所述操作及跳闸机构(2)释放到“跳闸”状态。

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