CN115881490A - 电气保护装置、包括其的电气开关板以及设定其的方法 - Google Patents
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Abstract
该电气保护装置(12)包括壳体(30)、具有由开关机构(150)致动的移动触头(76)的至少一个传导路径以及热脱扣器(112),该热脱扣器包括安装在连接到壳体的支撑件(284)上且配置成使开关机构(150)切换到断开配置的双金属条(113),以及设定构件(300),该设定构件能够通过壳体的外壁(305)被致动,并且配置为使支撑件(284)弹性变形,以便设定双金属条相对于开关机构的位置。为了更精确地设定热脱扣器,设定构件(300)配置成使支撑件(284)弹性变形,同时热脱扣器还包括阻挡装置(316),该阻挡装置选择性地具有接合配置和释放配置,在接合配置中,阻挡装置(316)阻挡设定构件,在释放配置中,设定构件不被阻挡。
Description
技术领域
本发明涉及具有热脱扣器的电气保护装置,并且涉及包括这种保护装置的电气开关板。本发明还涉及用于设定这种电气保护装置的方法。
背景技术
建筑物的电气设备通常具有电气开关板,将该电气开关板连接到公共配电网络,并且具有用于保护、控制和监控电气设备的各种装置。已知的电气保护装置尤其包括断路器,该断路器旨在通过断开电路来保护电气设备或人免受该设备的电路中的电气故障。例如,该电路中的过载、短路或差动电气故障会使断路器跳闸。
更具体地,这种电气保护装置包括跳闸装置,该跳闸装置检测预定类型的电气故障,并且在必要时触发开关机构以断开电路。在不同预定类型的电气故障中,当通过电气保护装置的电流超过该电气保护装置的额定值时出现的过电流在这里被关注。这里所考虑的跳闸装置包括其上安装有双金属条的支撑件,所述条在焦耳效应下加热并变形,从而断开电路。这种跳闸装置被称为“热脱扣器”。
尽管在制造过程中非常小心,但双金属条并不都以同样的方式变形。因此,在电气保护装置的组装过程中,有必要校准热脱扣器,以便符合某些特别是标准的性能限制。为此,热脱扣器通常包括校准装置。校准需要能够得到保护,也就是说,校准后,热脱扣器不应丢失其设定。
例如,EP-1643530-A1描述了一种断路器,该断路器包括具有热脱扣器的开关机构,该开关机构包括双金属条,双金属条在其一端固定到支撑件。当双金属条加热并变形时,它通过具有可设定止动件的连杆触发开关机构。这种可设定止动件未受保护。此外,连杆体积相对较大,并且将其结合到电气保护装置的壳体中很复杂。
还已知通过校准螺钉使双金属条的支撑件变形来校准热脱扣器。在校准期间,如果校准螺钉在使用期间移位,校准螺钉使双金属条的支撑件塑性变形,以防止热脱扣器失去其设定。这样做的缺点是,如果在第一次尝试中校准不令人满意,则阻止了校准的任何重复,这导致一定数量的电气保护装置的报废,这带来了成本。为了降低报废率,在校准期间选择相对宽的安全裕度,换句话说,必须在报废率和校准精度之间进行折衷,这种折衷并不完全令人满意。
发明内容
正是这些问题,本发明旨在特别通过提出一种更容易且更精确校准的热脱扣器来克服。
为此,本发明涉及一种电气保护装置,包括:
-壳体,
-传导路径,包括输入端子、输出端子和可相对于壳体在以下之间移动的移动触头:
·导电位置,其中移动触头将输入端子电连接到输出端子,和
·绝缘位置,其中输入端子和输出端子彼此电绝缘;
-开关机构,其容纳在壳体中并且配置为在以下之间切换:
·闭合配置,其中开关机构将移动触头置于导电位置,和
·断开位置,其中开关机构将移动触头置于绝缘位置;
-热脱扣器,包括:
·双金属条,具有彼此分离的附接端和致动端,双金属条与输入端子和输出端子之间的移动触头串联连接,当双金属条变热时,双金属条可在静止配置和变形配置之间变形,
·支撑件,包括固定到壳体的固定部分,以及双金属条的附接端固定到的附接部分,
·由壳体承载的设定构件,其可通过壳体的外壁致动并且配置为相对于固定部分移动附接部分,以便相对于开关机构设定双金属条的致动端的位置,
其中,双金属条的致动端配置成当在传导路径内流通的电流的作用下,当双金属条的温度超过预定阈值时,使开关机构切换到断开配置。
根据本发明,支撑件还包括与固定部分分离的设定部分,同时设定构件配置为相对于固定部分移动设定部分,以便设定致动端相对于壳体的位置,热脱扣器配置为当设定构件被致动时使支撑件弹性变形,并且电气保护装置包括选择性地具有接合配置和释放配置的阻挡装置,在接合配置中,阻挡装置阻挡设定构件并防止设定部分相对于固定部分移动,在释放配置中,设定构件未被阻挡。
本发明的一个原理是,在校准期间,双金属条的支撑件弹性变形,即可逆变形。因此,如果第一次尝试不令人满意,可以通过作用于设定构件来重复校准操作。因此,电气保护装置特别容易校准。这样,电气保护装置的报废率降低,这是经济的。由于校准是可逆的,因此还可以降低与校准相关的安全裕度,并更精确地校准热脱扣器。此外,为了防止热脱扣器在使用过程中失去其设定,提供了阻挡装置,以便一旦已经执行了校准,就将阻挡构件明确地阻挡在对应位置。
根据本发明的有利但非强制性的方面,这种电气保护装置可以包括一个或多个以下特征,这些特征可单独或以任何技术上可行的组合出现:
-设定构件由属于壳体的轴承支撑,使得引导构件可相对于壳体绕设定轴线旋转,同时设定构件包括压痕,该压痕配置成致动设定构件绕设定轴线旋转,并且设定构件包括相对于设定轴线径向设置的驱动部分,其配置成与设置在设定部分中的互补缺口相配合,以便当设定构件被致动绕杆轴线旋转时驱动设定部分进行平移运动,并且相对于固定部分移动设定部分,以便设定致动端相对于开关机构的位置。
-设定轴线正交于外壁。
-壳体包括引导止动件,该引导止动件配置成当引导构件移动设定部分时,在垂直于设定轴线的方向上引导设定部分相对于壳体进行平移运动。
-驱动部分包括齿轮,而互补缺口是齿条,驱动部分配置为通过与齿条啮合的齿轮与互补缺口配合,从而相对于固定部分移动设定部分。
-驱动部分是凸轮,而互补缺口是凹口,驱动部分配置成通过将凸轮插入凹口而与互补缺口配合,凸轮支承在凹口的内表面上,从而相对于固定部分移动设定部分。
-设定构件还可以相对于壳体沿着设定轴线在设定位置和阻挡位置之间平移移动,在设定位置,阻挡装置处于释放配置,并且不防止设定构件绕设定轴线旋转,在阻挡位置,壳体的阻挡装置处于接合配置,并且防止设定构件旋转。
-为了防止设定构件在阻挡位置的旋转,设定构件包括阻挡部分,而阻挡装置包括面向阻挡部分定位的互补部分,而当设定构件从设定位置转到阻挡位置时,阻挡部分与互补部分配合并进入接合配置,从而防止设定构件绕设定轴线旋转并将设定构件保持在阻挡位置。
-阻挡部分包括相对于设定轴线径向设置的阻挡抓握部,当设定构件处于阻挡位置时,阻挡抓握部装配在互补部分中,并防止设定构件围绕设定轴线旋转,而当设定构件处于设定配置时,阻挡抓握部不装配在互补部分中。
-外壁是壳体的后部,该后部包括固定装置,该固定装置配置成将电气保护设备固定地附接到电气开关板的固定轨道。
本发明还涉及一种电气开关板,其包括固定轨道和固定到该固定轨道的电气保护装置,其中电气保护装置如上所述。
根据另一方面,本发明还涉及一种用于设定如上定义的电气保护装置的方法,该方法包括:
-设定步骤,在该步骤期间,当阻挡装置处于释放配置时,设定构件被致动以移动设定部分,
-阻挡步骤,在设定步骤之后,在该步骤期间,阻挡装置进入接合配置,以便阻挡设定构件。
该方法带来了与上述关于本发明的电气保护装置相同的优点。
附图说明
根据根据本发明原理的电气保护装置、电气开关板和设定方法的两个实施例的以下描述,本发明将被更好地理解,并且其进一步的优点将变得更加明显,该描述仅通过示例并参考附图给出,其中:
图1是根据本发明的电气开关板的透视图,该电气开关板包括多个根据本发明第一实施例的电气保护装置,所有这些都以闭合配置示出。
图2是示出处于闭合配置的根据本发明第一实施例的电气保护装置的透视图。
图3是示出处于闭合配置的图2中的电气保护装置在第一角度的侧视图,其中电气保护装置的壳体的一部分被隐藏。
图4是根据图3中的细节IV的图2和3中的电气保护装置的局部侧视图。
图5是示出处于闭合配置的图2至4中的电气保护装置在第二角度的侧视图,其中壳体的一部分被隐藏。
图6是类似于图3的视图,示出了处于断开配置的电气保护装置,壳体的一部分被隐藏。
图7是类似于图5的视图,示出了处于断开配置的电气保护装置,壳体的一部分和装置的灭弧室的一部分被隐藏。
图8是类似于图6的视图,示出了处于闭合配置的电气保护装置。
图9是类似于图7的视图,示出了处于其断开的配置的电气保护装置。
图10是示出处于闭合配置的图2至图9中的电气保护装置的局部透视图,其中壳体的一部分和装置的开关机构的一部分被隐藏。
图11是类似于图9的视图,示出了处于断开配置的电气保护装置。
图12在两个插图a)和b)中示出了图2至11中的电气保护装置的部件的透视图,分别示出为处于释放配置和接合配置。
图13是根据本发明第二实施例的电气保护装置的部件的透视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的电气开关板10。电气开关板10配置成集成到例如建筑物配备的电气设备中。
在该示例中,电气开关板10是模块化排的形式。有利地,该模块化排可以与其他模块化排组合。
电气开关板10容纳多个电气保护装置。电气开关板10是模块化的,这意味着它配备有可变数量的电气保护装置,这取决于它配置成集成在其中的电气设备的要求,并且电气保护装置可以是多种类型。
在图1所示的示例中描绘了第一类型的电气保护装置12和第二类型的电气保护装置14。
电气开关板10还包括固定轨道16,电气保护装置12和14安装在该固定轨道16上。
固定轨道16沿着电气开关板10的宽度轴线X10延伸。因此,电气保护装置12和14沿着宽度轴线X10并置。
还定义了电气开关板10的深度轴线Y10和高度轴线Z10,它们彼此垂直并且垂直于宽度轴线X10。优选地,当电气开关板10被集成到电气设备中时,高度轴线Z10是设置的并且指向上方。
电气开关板10还包括供电梳18,其沿着宽度轴线X10延伸,连接到所有的电气保护装置12和14,并且经由连接器20向电气保护装置提供电能。
实际上,在供电梳18中,连接器20分布在多个组中,同一个组的所有连接器连接在一起,并且与其他组的连接器电绝缘。在所示的示例中,供电梳18包括四组连接器20。
优选地,在四组连接器20中,三组分别连接到电气开关板10的供电相,一组连接到电气开关板的中性导体。
在变型中,供电梳18包括不同数量组的连接器20,例如两组连接器,分别连接到供电相和中性导体。
供电梳18沿着电气开关板的高度轴线Z10设置在固定轨道16上方。
图2至12示出了一个电气保护装置12。
装置12包括壳体30。限定了壳体30的宽度方向X30、深度方向Y30和高度方向Z30,所述方向彼此垂直并且相对于壳体30固定。
壳体30构成了基本封闭的电绝缘外壳。壳体30有利地包括分布在深度方向Y30上的前部32和后部34,其中前部32相对于后部34在方向Y30上。
为了集成到电气开关板10中,装置12有利地设计成经由壳体30固定到固定轨道16。为此,装置12有利地在后部34上包括任何合适的固定装置,例如卡扣夹36,其配置成将装置12固定地附接到轨道16,优选手动地且不使用工具。当装置12固定到轨道16时,方向X30平行于轨道16和轴线X10,方向Y30平行于轴线Y10,方向Z30平行于轴线Z10。
因此,在安装在电气开关板10上的配置中,电气保护装置12的壳体30的后部34朝向轨道16,前部32背离轨道16。
壳体30有利地包括分布在方向Z30上的下端38和上端40,上端40相对于下端38在方向Z30上,在安装在电气开关板10上的装置12的配置中,上端40设置在下端38上方。
壳体30有利地包括右手侧42和左手侧44,它们优选地是平面的并且彼此平行,沿着宽度方向X30分布,左手侧44相对于右手侧在方向X30上,在安装在电气开关板10上的装置12的配置中,左手侧44设置在右手侧42的左侧。
优选地,在左手侧44和右手侧42之间沿方向X30测量的装置12的宽度在15mm和25mm之间,更优选地等于18mm。
前部32和后部34以及左手侧44和右手侧42沿着方向Z30将端部38连接到端部40。前部32和后部34各自沿着方向X30将右手侧连接到左手侧。每一侧沿着方向Y30将后部34连接到前部32。
当两个装置12如图1所示并置在电气开关板10中时,第一装置12的左手侧44与第二装置12的右手侧42相对。
优选地,壳体30包括在图3至10中可见的内部隔板46,其平行于方向Y30和Z30延伸,并将壳体30的内部体积分成在图5、7和9中可见的右手侧隔间48和在图3、4、6、8和10中可见的左手侧隔间50。
右手侧隔间48和左手侧隔间50沿着宽度方向X30分布。右手侧隔间48由隔板46和右手侧42沿着方向X30、由端部38和40沿着方向Z30以及由前部32和后部34沿着方向Y30界定。左手侧隔间50由隔板46和左手侧44沿着方向X30、由端部38和40沿着方向Z30以及由前部32和后部34沿着方向Y30界定。
电气保护装置12是双极装置,因为它具有两个传导路径。
规定每个传导路径具有输入端子、输出端子、移动触头和固定触头。
因此,第一传导路径60具有在图3、6和8中可见的输入端子62、输出端子64、移动触头66和固定触头68,第二传导路径70具有在图5、7和9中可见的输入端子72、输出端子74、移动触头76和固定触头78。
优选地,传导路径60和70彼此电绝缘。为此,优选地,每个传导路径基本(如果不是全部的话)设置在壳体30的相应隔间48和50之一中。在这种情况下,第一传导路径60设置在左手侧隔间50中,第二传导路径70设置在右手侧隔间48中。内部隔板46介于路径60和70之间,以确保它们彼此电绝缘。
输入端子62和72设置在壳体30的上端40,以便能够电连接到属于电气开关板10的供电梳18的连接器20。
例如,输入端子62连接到属于供电梳18的第一组连接器的第一连接器20,而输入端子72连接到属于供电梳18的第二组连接器的第二连接器20。
实际上,为了将输入端子62和72连接到连接器20,连接器20被插入到输入端子中。为此,每个输入端子62和72包括配置成容纳连接器20的腔80和配置成将连接器20夹紧在对应输入端子上以便在连接器20和对应输入端子之间建立电连续性的螺钉82。
因此,简单地通过将梳的连接器20插入输入端子62和72,然后拧紧螺钉82,装置12被连接到供电梳18。
在该示例中,输入端子62和72以及输出端子64和74是螺钉端子。在变型中,输入端子62、72和/或输出端子64、74是自动端子,也称为插入式端子或快速连接器端子。
每个传导路径60或70构成装置12的单独极。优选地,路径60构成中性极,而路径70构成相极。因此,路径60经由连接器20连接到电气开关板的中性导体,路径70经由连接器20连接到电气开关板的供电相。换句话说,每条传导路径都被置于单独电位。优选地,装置12设计成在低电压下使用,也就是说在100V(伏特)和600V之间的电压,例如240V的电压。
在变型中,两个传导路径60和70是相传导路径。
输出端子64和74优选设置在壳体30的下端38,以便能够电连接到向接收负载供电的电路,例如在建筑物、家用电器或灯的情况下。然后,这些电负载通过装置12由供电梳18的连接器20提供给输入端62和72的电能供电。
在变型中,连接到电气开关板的中性导体的传导路径的输入端子62设置在壳体30的下端38,也就是说在输出端子64和74附近,并且传导路径60在壳体中形成回路。因此,在该变型中,三个端子设置在壳体的下端38,只有输入端子72设置在壳体的上端40。有利地,在这种变型中,三个端子中的一个由插入夹或延伸到壳体30外部的电线代替。
在这种情况下,固定触头68相对于壳体30固定,并且电连接到输入端子62。在这种情况下,移动触头66电连接到输出端子64。固定触头68相对于移动触头66设置在方向Z30上。
如图3、6和8所示,移动触头66优选包括导电端90,执行电触头的功能,电触头电连接到输出端子64。移动触头66还包括承载端部90的触头载体92。移动触头66能够经由触头载体92绕平行于宽度方向X30的移动触头轴线X66相对于壳体30枢转。这种枢转在图3和8所示的导电位置和图6所示的绝缘位置之间实现。
在移动触头66的导电位置,导电端90与固定触头68电接触,从而将输入端子62电连接到输出端子64。在绝缘位置,移动触头66的端部90与固定触头68间隔开,从而与其电绝缘,由此断开端子62和64之间的电连接,使得端子62和64彼此电绝缘。
固定触头78相对于壳体30固定,并且电连接到输入端子72。移动触头76电连接到输出端子74。固定触头78相对于移动触头76设置在方向Z30上。
如图7和9所示,移动触头76优选包括导电端94,执行电触头的功能,电触头电连接到输出端子74。移动触头76还包括触头载体96,其承载端部94。移动触头76能够经由触头载体96绕移动触头轴线相对于壳体30枢转。在该示例中,移动触头66和76的各自移动触头轴线重合,这意味着移动触头76能够绕与移动触头66相同的轴线枢转,换句话说,绕轴线X66枢转。
在变型中,触头66和76的移动触头轴线彼此平行,不重合,并且都平行于宽度方向X30。
触头76的枢转在图5所示的导电位置和图7所示的绝缘位置之间实现。
移动触头66和76有利地能够相对于壳体独立地枢转。当它们从其各自导电位置移动到其各自绝缘位置时,移动触头66和76有利地绕它们各自的移动触头轴线在相同的方向上转动,在该示例中绕轴线X66转动。特别地,触头端部90和94然后与方向Z30相反地移位,也就是说朝向输出端子64和74,或者朝向壳体30的下端38。
在移动触头76的导电位置,导电端94与固定触头78电接触,从而将输入端子72电连接到输出端子74。在绝缘位置,移动触头76的端部94与固定触头78间隔开,从而电绝缘,由此断开端子72和74之间的电连接,使得端子72和74彼此电绝缘。
在图9中,示出了移动触头76处于导电位置和绝缘位置之间的中间位置,这意味着导电端94由于移动触头76不处于绝缘位置而与固定触头78间隔开。该中间位置是在移动触头76从其导电位置切换到其绝缘位置的过程中实现的。
电气保护装置12包括灭弧室100,其在图5中整体示出,在图7和图9中部分打开,以便显示其内容物。
灭弧室100旨在通过消散当移动触头76从导电位置转到绝缘位置时,也就是说当其远离固定触头78移动时可能产生的任何电弧来赋予装置12灭弧能力。
实际上,当移动触头76从导电位置转到绝缘位置时,其导电端94位于灭弧室100中。
灭弧室100有利地沿着壳体30的后部34设置在右手侧隔间48中,在固定触头78和输入端子72之间。灭弧室100具有例如金属板102的堆叠,有时被称为翅片或间隔件,它们彼此间隔一定距离叠置,在这种情况下沿着方向Y30叠置,以便延伸并因此熄灭任何电弧。灭弧室100有利地包括绝缘颊板(未示出),板102设置在绝缘颊板之间。
板102例如被保持在内部隔板46和壳体30的右手侧42之间。输入端子72介于灭弧室100和壳体的上端40之间。
固定触头78优选地由电弧角104延伸,电弧角104在灭弧室100的金属板102堆叠的方向上弯曲。
灭弧室有利地包括电弧角105,其在移动触头76和输出端子74之间电连接到传导路径70。电弧角105设置成面向电弧角104。
因此,当移动触头76被切换到绝缘位置时,任何电弧都经由电弧角104和105被传导到金属板102,以便在灭弧室100内被分离和熄灭。
电气保护装置12还包括至少一个跳闸装置。在示出的示例中,保护装置包括三个跳闸装置110、112和114,它们配置成每个都由单独的预定类型的电气故障激励,并且当它们被激励时将移动触头66和76切换到绝缘位置。
在图5、7和9中可见的第一跳闸装置110配置成由短路类型的电气故障激励,该短路类型的电气故障例如容易发生在传导路径60和70之间或者传导路径70和地之间。因此,跳闸装置110明显地被短路激励,该短路可能发生在通过装置12或其负载之一供电的电路上的输出端子64和74的下游。在这种情况下,这是相位到中性或相位到地短路。
在这种情况下,跳闸装置110设置在右手侧隔间48中,并串联连接在传导路径70上。沿着方向Z30,跳闸装置110设置在输入端子72和固定触头78之间。沿着方向Y30,跳闸装置110设置在灭弧室100和壳体30的前部32之间。沿着方向X30,跳闸装置110设置在壳体的右手侧42和壳体的内部隔板46之间。
跳闸装置110有时被称为磁脱扣器。特别地,跳闸装置110是磁致动器的形式,在这种情况下,其包括电磁绕组120和移动芯122。芯122仅在图9中可见。输入端子72经由跳闸装置110特别是电磁绕组120电连接到固定触头78。当传导路径60和70之间发生短路时,特别是在输出端子64和74的下游,绕组120中流动的电流强度突然变得非常高,从而产生电磁力,该电磁力足以相对于壳体30将移动芯122从图5和7所示的静止位置移动到图9所示的跳闸位置。在这种情况下,芯122从静止位置到跳闸位置的运动发生在与方向Z30相反的方向上,即朝向壳体的下端38。一旦故障已经结束,绕组120中流动的强度不再高到足以将芯122保持在跳闸位置,因此芯122有利地返回到静止位置,例如通过属于跳闸装置110的弹簧(未示出)。
当芯122移动到跳闸位置时,它驱动移动触头66和76从其导电位置旋转到其绝缘位置,从而中断输入端子62和72与输出端子64和74之间的电流流动。
在图8和图9中,示出了电气保护装置12处于一配置,其中跳闸装置110处于跳闸过程中,也就是说当芯122处于跳闸位置时。在这些图中,移动触头76不再处于导电位置,并且还没有到达图7所示的绝缘位置,并且移动触头66还没有离开其导电位置。
在图5、7和9中可见的第二跳闸装置112配置成由另一预定类型的电气故障激励,即例如易于在传导路径60和70之间出现的过载类型的电气故障。因此,跳闸装置112明显地被可能发生在输出端子64和74下游、通过装置12供电的电路上或其负载之一上的过载所激励。当连接到该电路的一个或多个负载施加过高的电流需求时,可能会发生这种类型的故障。
在这种情况下,跳闸装置112设置在右手侧隔间48中,并串联连接在传导路径70上。沿着方向Z30,跳闸装置112设置在输出端子74和移动触头76之间。沿着方向Y30,跳闸装置112设置在壳体30的后部34和前部32之间。沿着方向X30,跳闸装置112设置在壳体的右手侧42和壳体的内部隔板46之间。
跳闸装置112有时被称为热脱扣器。具体地,跳闸装置112是热致动器的形式,在这种情况下,该热致动器由导电且可热变形的双金属条113形成。当电流通过双金属条113时,双金属条113在焦耳效应下加热并变形。如图5、7和9所示,当电流不通过双金属条113并且后者返回到环境温度时,双金属条113返回到其初始形状,并且处于被称为“静止”配置的配置。
双金属条113与输入端子72和输出端子74之间的移动触头76串联连接。在所示的示例中,移动触头76经由跳闸装置112电连接到输出端子74,即在这种情况下经由双金属条113电连接到输出端子74。优选地,柔性编织物124将移动触头76电连接到跳闸装置112。当过载发生时,特别是在输出端子64和74的下游,在形成跳闸装置112的双金属条中流动的电流强度增加了双金属条113的温度,直到使其变形。一旦故障结束,双金属条113冷却下来并返回到其初始形状。
当在传导路径70内流动的电流的作用下,双金属条113的温度超过预定阈值时,双金属条113变形为变形配置,如图11所示,其中双金属条113将开关机构150切换到断开配置,并驱动移动触头66和76从其导电位置旋转到其绝缘位置,从而中断输入端子62和72与输出端子64和74之间的电流流动。
第三跳闸装置114配置为由另一预定类型的电气故障激励,即差动类型的电气故障,其易于在传导路径70和地之间出现。因此,跳闸装置114明显地被泄漏到地的电流激励,这可能发生在输出端子64和74的下游,从而在传导路径70内流动的电流强度值和传导路径60内沿相反方向流动的电流强度值之间产生差异。换句话说,差动传感器126检测差动电流,其等于在第一传导路径60中流动的电流和在第二传导路径70中流动的电流之间的差。
在这种情况下,跳闸装置114同时伸入隔间48和50,穿过内部隔板46。沿着方向Z30,跳闸装置114有利地设置在一方面的输出端子64和74和另一方面的固定触头68和78与移动触头66和76之间。
跳闸装置114有时被称为差动脱扣器。优选地,跳闸装置114包括差动传感器126,其同时延伸到隔间48和50中,并沿着壳体30的后部34设置。如图3、6和8所示,优选地,跳闸装置114还包括继电器128,其仅在左手侧隔间50中延伸,设置在前部32和差动传感器126之间。根据一示例,在图6和图8中,继电器128被描绘为打开,以便展示其内容。在这种情况下,继电器128包括小板129,当继电器128被差动传感器126致动时,小板129将活动杆130推回。
差动传感器126包括例如承载两个电磁绕组的铁磁圆环,一个由传导路径60形成,另一个由传导路径70形成。传导路径60的电磁绕组有利地由移动触头66和输出端子64之间的路径60的一部分形成。路径70的电磁绕组有利地由将移动触头76连接到输出端子74的路径70的一部分形成,更具体地,由跳闸装置112和输出端子74之间的路径70的一部分形成。
例如,传导路径60的差动传感器126的绕组和移动触头66借助于编织物(未示出)电连接。当路径60和70之间的强度差高于某个阈值时,在差动传感器126的环面中产生电磁场。换句话说,差动传感器126配置成当差动电流非零时产生电能。
继电器128配置为当该电能超过某个阈值时被致动,这具有释放小板129和致动属于继电器128的活动杆130相对于壳体30从静止位置(如图3和8所示)移动到跳闸位置(图中未示出)的效果。在这种情况下,活动杆130从静止位置到跳闸位置的移动是沿着方向Z30实现的,也就是说朝向壳体30的上端40。
一旦活动杆130已经到达跳闸位置,它应该返回到静止位置以重新装备继电器128,从而允许继电器128在差动故障的情况下再次致动杆130,如下所述。
当活动杆130从其静止位置移动到其跳闸位置时,它驱动移动触头66和76从其导电位置旋转到其绝缘位置,从而中断输入端子62和72与输出端子64和74之间的电流流动。
电气保护装置12还包括开关机构150。
开关机构150容纳在壳体30中,部分在隔间48中,部分在隔间50中。开关机构150配置成在图3至图5和图10所示的装备配置和图6和图7所示的跳闸位置之间切换,在装备配置中,机构150将两个移动触头66和76置于导电位置,在跳闸位置中,开关机构150将移动触头66和76置于绝缘位置。
在本示例中,开关机构150包括镫形件152,如图3至10所示。镫形件152能够相对于壳体30绕平行于移动触头轴线X66的镫形件轴线X152枢转。镫形件152同时延伸到隔间48和50中,由内部隔板46承载,横跨后者。
当机构150处于装备配置时,镫形件152相对于壳体30围绕轴线X152处于第一方位,称为“装备位置”。当机构150处于跳闸配置时,镫形件152围绕轴线X152处于第二方位,称为“跳闸位置”。机构150通过镫形件152致动移动触头66和76。
实际上,在这种情况下,镫形件152包括设置在左手侧隔间50中的板154和设置在右手侧隔间48中的配合板156。因此,板154和配合板156设置在内部隔板46的任一侧,并且各自能够绕镫形件轴线X152枢转。此外,板154和配合板156通过连接轴158固定连接,使得板154围绕镫形件轴线X152的任何旋转运动驱动配合板156围绕镫形件轴线X152的相同旋转运动,反之亦然。通过延伸,镫形件轴线X152也是板154轴线,板154围绕该轴线枢转。当镫形件152分别处于装备位置和跳闸位置时,板154分别处于断开位置和闭合位置。
如图3、4、6、8和10所示,镫形件152的板154包括例如设置在左手侧隔间50中的凸轮160,当镫形件152从装备位置枢转到跳闸位置时,镫形件152通过该凸轮160将第一传导路径60的移动触头66从导电位置驱动到绝缘位置。为了驱动移动触头66在该方向上旋转,凸轮160抵靠移动触头66的触头载体92。换句话说,板154配置成使得当板154从其闭合位置转到其断开位置时,将第一触头66从其导电位置移动到其绝缘位置。
开关机构150有利地包括被称为“接触弹簧”的弹簧162,该弹簧162设置在左手侧隔间50中,支承在镫形件152的板154和移动触头66上,更具体地说在触头载体92上。因此,当镫形件152从跳闸位置枢转到装备位置时,镫形件152通过弹簧162将触头66从绝缘位置驱动到导电位置。
规定当镫形件152处于装备位置时,弹簧162通过支承在板154上,优选地支承在凸轮160上而在触头66上施加力,这将导致移动触头66支承在固定触头68上。该力使得可以确保移动触头66和固定触头68之间的令人满意的接触压力。
如图5、7和9所示,镫形件152的配合板156包括例如设置在右手侧隔间48中的凸轮164,当镫形件152从装备位置枢转到跳闸位置时,镫形件152通过该凸轮164将第二传导路径70的移动触头76从导电位置驱动到绝缘位置。为了驱动移动触头76沿该方向旋转,凸轮164抵靠移动触头76的触头载体96。
开关机构150有利地包括被称为“接触弹簧”的弹簧166,该弹簧166设置在右手侧隔间48中,支承在镫形件152的配合板156和移动触头76上,更具体地说在触头载体96上。因此,当镫形件152从跳闸位置枢转到装备位置时,镫形件152通过弹簧166将触头76从绝缘位置驱动到导电位置。
规定当镫形件152处于装备位置时,接触弹簧166通过支承在配合板156上,优选地支承在凸轮164上而在触头76上施加力,这倾向于使移动触头76支承在固定触头78上。该力使得可以确保移动触头76和固定触头78之间的令人满意的接触压力。
例如,接触弹簧162和166是螺旋扭转弹簧,它们分别安装在移动触头66和移动触头76上,其第一臂分别压在移动触头66和移动触头76上,其第二臂分别压在凸轮160和凸轮164上。
可以理解的是,凸轮160和164以及接触弹簧162和166将镫形件152的旋转运动转换成移动触头66和76的旋转运动,并且移动触头66和76的旋转方向与镫形件152的旋转方向相反。例如,当镫形件从装备位置切换到跳闸位置时,它沿顺时针方向转动,处于图3和图4中的角度,并驱动移动触头66和76沿逆时针方向旋转,处于图3和图4中的角度。
开关机构150还包括弹簧170,称为“镫形件弹簧”,其在图3、4、6、8、10、11和12中可见,并且在图11和12中仅与板154一起示出。在这种情况下,镫形件弹簧170设置在壳体30的左手侧隔间50中。
镫形件弹簧170通过支承在壳体30上而在镫形件152的板154上施加力,这倾向于将镫形件152从装备位置移动到跳闸位置。在所示的示例中,镫形件弹簧170是螺旋扭转弹簧。
电气保护装置12还包括开关杆190。
开关杆190能够相对于壳体30绕平行于轴线X30的杆轴线X190在图3至5和8至10所示的闭合位置和图6和7所示的断开位置之间枢转。
在这种情况下,开关杆190包括基部192,通过该基部192,该杆附接到壳体30以便能够枢转。基部192穿过属于前部32的开口布置,封闭该开口。因此,开关杆190由前部32承载。在轴线X190的方向上,基部192有利地在内部隔板46的任一侧上延伸。换句话说,有利地,杆190沿着方向X30在前部32上居中。开关杆190具有曲柄销194,该曲柄销194由基部192承载,并且用户可以通过该曲柄销194致动杆190旋转。为了便于用户接近,曲柄销194设置在壳体30的外部。
开关机构150有利地包括弹簧196,称为“杆弹簧”,其在图3、4、6、8和10中可见。杆弹簧196通过支承在壳体30上而在杆190上施加力,这倾向于将杆从闭合位置返回到断开位置。例如,杆弹簧196是螺旋扭转弹簧,其围绕杆轴线X190容纳在基部192内,并且其一个臂支承在杆190上,其另一个臂支承在内部隔板46上。
开关机构150有利地包括连杆200,其在图3、4、6、8和10中可见。连杆200例如设置在左手侧隔间50中。连杆200包括附接到杆190特别是附接到基部192的第一端202。通过该第一端202,连杆200可以相对于杆190绕平行于且不与杆轴线X190重合的轴线枢转。因此,杆190的旋转与连杆200的第一端202的曲柄运动相关。
实际上,在杆190旋转期间,连杆200的第一端202描绘了以杆轴线X190为中心的圆弧。
连杆200包括位于第一端202相对端的第二端204,如下所述,该第二端特别与镫形件152相互作用。
第二端204在设置于板154中的凹槽206中被引导,也就是说在平行于方向Y30和Z30的平面中被引导。
开关机构150有利地包括锁定闩锁210,其在图3、4、6、8和10中可见。锁定闩锁210的至少一部分设置在与连杆200相同的隔间中,以便与后者配合,在这种情况下为左手侧隔间50。
锁定闩锁210的至少一部分在容纳跳闸装置110、112和114的一个或多个隔间中延伸,以便与后者(在这种情况下为隔间48和50)机械配合。闩锁210有利地由镫形件152承载。闩锁210在图3至图5和图10所示的锁定配置和图6至图9所示的解锁配置之间移动。
如下所述,每个跳闸装置110、112和114配置成当所述跳闸装置110、112或114检测到该跳闸装置的预定类型的电气故障时,直接或间接地将锁定闩锁210从锁定配置切换到解锁配置。
在本示例中,闩锁210包括彼此配合的螺栓212和钩214。
在这种情况下,钩214同时伸入隔间48和50,如图3至10所示。在实践中,规定钩214同时延伸到容纳跳闸装置的一个或多个隔间中,以便由后者致动。钩214也延伸到螺栓212所在的隔间中,以便与后者配合。钩214由镫形件152承载,能够相对于镫形件152绕轴线X214枢转,轴线X214被称为“钩轴线”,在这种情况下,该轴线平行于镫形件轴线X152且不与其重合。当闩锁210在锁定和解锁配置之间移动时,产生这种枢转。
在本示例中,钩214包括第一部分216和第二部分218,第一部分216设置在与螺栓212相同的隔间中,第二部分218设置在另一个隔间中。第一部分216和第二部分218固定地连接在一起,优选地通过一个装配到另一个中固定地连接在一起,使得第一部分216的任何运动都引起第二部分218的相同运动,反之亦然。
在这种情况下,如图3、4、6、8和10所示,螺栓212延伸到左手侧隔间50中。实际上,规定螺栓212延伸到与连杆200相同的隔间中,以便与后者配合。螺栓212由镫形件152承载,能够相对于镫形件152绕轴线X212枢转,轴线X212被称为“螺栓轴线”,在这种情况下,该轴线平行于轴线X152且不与其重合。在该示例中,螺栓轴线X212由将板154连接到配合板156的连接轴158承载。
另外,通孔213设置在螺栓212中。
在锁定配置中,钩214处于被称为“保持方位”的方位,其中钩214将螺栓212保持在被称为“捕获方位”的方位。为此,钩214的第一部分216包括例如径向臂220,螺栓212旋转地抵靠该径向臂。在解锁配置中,钩214处于被称为“脱钩配置”的方位,其中钩214允许螺栓212相对于镫形件152枢转。在本示例中,处于图3所示的角度,钩214沿顺时针方向枢转,以便从保持方位转到脱钩方位。当钩214从脱钩方位移动到保持方位时,它将螺栓212返回到捕获方位并将其保持在其中。
换句话说,在锁定闩锁210的锁定配置中,钩214和螺栓212接触,使得螺栓212被钩214阻止绕螺栓轴线X212转动,而在解锁配置中,钩214和螺栓212不接触,因此螺栓212没有被钩214阻止绕螺栓轴线X212枢转。
当镫形件152处于装备位置时,力矩M的最小值是有利的,因为在接触的钩214和螺栓212的表面上产生的力也最小。特别地,将钩214从其保持方位移动到其脱钩方位所需的施加在钩214上的力最小。换句话说,闩锁210特别敏感。
开关机构150有利地包括弹簧222,称为“闩锁弹簧”,其在图5、7和9中可见。在这种情况下,闩锁弹簧222设置在右手侧隔间48中。闩锁弹簧222通过支承在镫形件152的配合板156上而在锁定闩锁210上施加力,这倾向于将锁定闩锁210从解锁配置返回到锁定配置。
例如,闩锁弹簧222是螺旋扭转弹簧,其一个臂支承在配合板156上,另一个臂支承在钩214的第二部分218上,使得闩锁弹簧222通过钩214致动闩锁210。闩锁弹簧222倾向于将钩214从脱钩方位返回到保持方位。
当闩锁210处于锁定配置时,在螺栓212处于捕获方位的情况下,连杆200的第二端204被锁定闩锁210捕获,特别是被螺栓212捕获。具体地,连杆的第二端204设置在螺栓212的通孔213中。因此,通过闩锁210,第二端204附接到镫形件152,能够相对于所述镫形件152枢转。
实际上,当闩锁210处于锁定配置时,连杆200的第二端204被夹在板154中的凹槽206的壁和螺栓212中的通孔213的壁之间,因此不能相对于镫形件152的板154或相对于螺栓212移动。
当闩锁210处于解锁配置时,连杆200的第二端204在板154中的凹槽206中自由移动,并且该移动驱动螺栓212围绕螺栓轴线X212旋转。
在闩锁210的锁定配置中,开关杆190的位置从属于镫形件152的位置,并且因此通过连杆200和锁定闩锁210从属于移动触头66和76的位置。
在这种情况下,当用户将开关杆190从断开位置致动到闭合位置时,镫形件152通过连杆200被置于装备位置,连杆200的第二端204被闩锁210捕获,以便驱动镫形件152。随着镫形件152被置于装备位置,它通过接触弹簧162和166将移动触头66和76置于导电位置。
在闩锁210的锁定配置中,当用户将开关杆190置于断开位置时,通过连杆200将镫形件152置于跳闸位置,连杆200的第二端204被锁定闩锁210捕获,以便驱动镫形件152。随着镫形件被置于跳闸位置,它通过板154和配合板156的凸轮160和164将触头66和76置于绝缘位置。
当锁定闩锁210处于锁定配置时,镫形件152处于装备位置,开关杆190处于闭合位置,镫形件152和开关杆190彼此保持在适当位置,克服倾向于将镫形件152移向跳闸位置的镫形件弹簧170和倾向于将开关杆190移向断开位置的杆弹簧196。
因此,为了实现镫形件152和开关杆190的相互保持,规定当锁定闩锁210处于锁定配置时,镫形件152处于装备位置,杆190处于闭合位置,连杆200处于锁定方位,如图3和4所示,其中在镫形件弹簧170的作用下,镫形件152倾向于将杆190保持在闭合位置,然后镫形件152本身通过连杆200被开关杆190保持在装备位置。
在本示例中,当第一端202相对于平行于方向Y30和Z30并穿过杆轴线X190和第二端204的直线定位在与方向Y30相反的方向上时,连杆200处于锁定方位。
具体地,开关杆190从闭合位置到断开位置的旋转驱动第一端202在平行于方向Y30和Z30的平面中运动,该运动描绘了以杆轴线X190为中心的圆弧。当连杆200处于锁定方位时,该圆弧运动导致第一端202在与方向Z30相反的方向上运动,也就是说朝向壳体的下端38运动,然后当连杆200不再处于锁定方位时,也就是说,当第一端相对于平行于方向Y30和Z30并穿过杆轴线X190和第二端204的直线定位在方向Y30上时,导致第一端202在方向Z30上运动。
然而,第一端202在与方向Z30相反的方向上的移动导致第二端204在相同的方向上移动。因此,第二端204在板154中的凹槽206的壁上施加力,并且在螺栓212中的通孔213的壁上施加力。螺栓212上的这个力倾向于使螺栓212绕螺栓轴线X212沿顺时针方向转动,处于图3和图4中的角度,这倾向于将锁定闩锁210保持在锁定配置。因此,当开关杆190处于闭合位置时,连杆200将锁定闩锁210保持在锁定配置。
此外,板154上的这个力倾向于使镫形件152沿逆时针方向转动,处于图3和4中的角度,但这种旋转被镫形件弹簧170阻止,镫形件弹簧170在板152上施加更大的力,这倾向于使镫形件152沿顺时针方向转动。
螺栓212和镫形件152因此被防止转动,从而防止第二端204在与方向Z30相反的方向上移动,并防止第一端202移动。
因此,当闩锁210处于锁定配置并且连杆200处于锁定方位时,开关杆190被防止转动。
类似地,由于第二端204相对于镫形件轴线X152的位置,镫形件152从装备位置到跳闸位置的旋转导致连杆200的端部202和204在方向Z30上移动。然而,当连杆200处于锁定方位时,给定第一端202相对于杆轴线X190的位置,第一端202在方向Z30上的运动驱动开关杆190在顺时针方向上旋转,处于图3和4中的角度,这倾向于将杆保持在闭合位置。因此防止了第一端202的移动,这防止了镫形件152从装备位置旋转到跳闸位置。
因此,当闩锁210处于锁定配置且连杆200处于锁定方位时,镫形件152被防止转动。
总之,当闩锁210处于锁定配置并且连杆200处于锁定方位时,开关杆190和镫形件152通过连杆200彼此保持在闭合位置和装备位置。
当用户致动开关杆190朝向断开位置枢转时,如上所述,连杆首先在与方向Z30相反的方向上移动,并且由用户提供的致动力导致力施加在板154上,该力足以驱动镫形件152沿逆时针方向旋转,处于图3和4中的角度,克服镫形件弹簧170施加的力。
因此,由于用户施加的致动力,连杆200从其锁定方位移动,直到第一端202相对于平行于方向Y30和Z30并穿过杆轴线X190和第二端204的直线沿方向Y30定位。
当第一端202位于该直线上时,并且当第一端202相对于所述直线布置在方向Y30上时,连杆200不再处于锁定方位,因此不再确保镫形件152和开关杆190之间的相互保持就位。因此,在镫形件弹簧170的作用下,镫形件154移动到跳闸位置,并且在杆弹簧196的作用下,开关杆190返回到断开位置。当镫形件152处于跳闸位置而杆190处于断开位置时,它们被镫形件弹簧170和杆弹簧196保持在这些位置。
因此,当开关杆190被用户朝向断开位置致动时,锁定闩锁释放镫形件152,使得镫形件切换到跳闸位置。
总之,当锁定闩锁210处于锁定配置并且开关杆190处于闭合位置时,杆190将开关机构150置于装备配置。当锁定闩锁210处于锁定配置且杆190处于断开位置时,杆190将开关机构150置于跳闸配置。
还应当理解,开关杆190的旋转方向与镫形件152的旋转方向相同。例如,当开关杆190朝向断开位置被致动时,即该杆绕杆轴线X190沿顺时针方向转动,处于图3和图4中的角度,通过绕镫形件轴线X152沿顺时针方向转动,处于图3和图4中的角度,镫形件被切换到跳闸位置。
每个跳闸装置110、112和114被单独配置成当所述跳闸装置110、112或114被该跳闸机构110、112或114的预定类型的电气故障激励时,触发开关机构150进入跳闸配置,同时开关机构150处于装备配置。这使得当电气故障出现时,移动触头66和76被开关机构150置于绝缘位置。为此,每个跳闸装置110、112和114设计成触发锁定闩锁210从锁定配置到解锁配置的切换。
当锁定闩锁210处于解锁配置,而镫形件152处于装备位置,开关杆190处于闭合位置时,连杆200的第二端204在镫形件152的板154中的凹槽206中自由移动。具体地,当锁定闩锁210处于解锁配置时,螺栓212自由地绕螺栓轴线X212转动,并且第二端不再被夹紧在螺栓212中的通孔213和凹槽206之间。
在这种情况下,板154中的凹槽206形成无分支的路径,连杆200的第二端204被允许沿着该路径移动。
如此释放,连杆200不再影响镫形件152和开关杆190的相互保持在适当位置。因此,杆190在杆弹簧196的作用下返回到断开位置,并且镫形件152在镫形件弹簧170的作用下返回到跳闸位置,镫形件152然后朝向绝缘位置驱动移动触头66和76。
更一般地,规定当开关机构150被置于跳闸配置时,开关机构150特别是杆弹簧196,以将开关杆190返回到断开位置,无论这是通过用户作用在开关杆190本身上还是在由跳闸装置110、112或114之一引起的跳闸作用下。
为了将锁定闩锁210从锁定配置转到解锁配置,磁脱扣器110致动例如属于切换机构150的摇杆240,摇杆240将钩214驱动到脱钩位置。摇杆240在图5、7和9中可见。
在这种情况下,摇杆240附接到壳体30,例如附接到内部隔板46,能够相对于壳体30绕平行于镫形件轴线X152的摇杆轴线X240在图5和7所示的初始位置和图9所示的切换位置之间枢转。
磁脱扣器110通过移动活动芯122将摇杆240从初始位置驱动到切换位置,活动芯122抵靠摇杆240的第一端242,在这种情况下是在与方向Z30相反的方向上。摇杆240具有第二端244,该第二端244在方向Z30上抵靠属于钩214的第二部分218的腿246,使得钩214在摇杆240枢转到切换位置的作用下,克服闩锁弹簧222的力枢转到脱钩方位。
一旦电气故障已经结束,活动芯122返回到其初始位置,并允许摇杆240返回到初始位置,摇杆240因此允许钩214返回到保持方位。在闩锁弹簧222的作用下,摇杆240然后通过钩214的第二部分218的腿246朝向初始位置返回,同时钩214本身通过闩锁弹簧222返回到保持方位。
此外,为了允许移动触头76从其导电位置更快地切换到其绝缘位置,当活动芯122从其静止位置移动到其跳闸位置时,它还冲击移动触头76的触头载体96。因此,在活动芯122的冲击作用下,移动触头76直接移动到绝缘位置,而无需等待镫形件152枢转。实际上,将移动触头76切换到绝缘位置比将锁定闩锁210切换到解锁位置和将镫形件152切换到跳闸位置更快,使得当镫形件切换到跳闸位置时,由于凸轮164的作用,它仅驱动移动触头66切换到绝缘位置,并且还使得可以将移动触头76保持在绝缘位置。
移动触头76的这种快速切换在图8和9中示出,其中电气保护装置12在磁脱扣器110跳闸的同一个步骤中以两个不同的角度示出。具体而言,图8示出了移动触头66与固定触头68接触,而图9示出了移动触头76不与固定触头78接触。
为了将锁定闩锁210从锁定配置转到解锁配置,差动脱扣器114通过活动杆130致动例如机械力放大器260,这在图3、4、6和8中可见。
放大器260包括例如滑块262、螺栓264、滑块弹簧266、螺栓弹簧268和重新装备杆部分270。
滑块262可相对于壳体30在装备位置和跳闸位置之间移动,在装备位置,滑块262允许锁定闩锁210处于锁定配置,在跳闸位置,滑块262将闩锁210置于解锁配置,从而触发开关机构150向跳闸配置切换。
为此,当滑块262从装备位置移动到跳闸位置时,滑块262例如抵靠钩214的腿272,这将钩214从保持方位驱动到脱钩方位。滑块弹簧266在滑块262上施加力,该力倾向于将滑块从装备位置移动到跳闸位置。当移动触头66从导电位置转到绝缘位置时,移动触头66通过抵靠滑块262,克服滑块弹簧266的力,将滑块262返回到装备位置。
螺栓264可相对于壳体30绕轴线X264在图3、4、6和8所示的锁定位置和图中不可见的解锁位置之间旋转,在锁定位置,螺栓264滑动,在解锁位置,螺栓264允许滑块262通过滑块弹簧266从装备位置移动到跳闸位置,并通过移动触头66从跳闸位置返回到装备位置。
螺栓弹簧268通过支承在壳体30的内部隔板46上而在螺栓264上施加力,这倾向于使螺栓264从解锁位置朝向锁定位置返回。重新装备杆部分270由壳体30承载,特别是在内部隔板46处,并且在跳闸装置114的螺栓264和活动杆130之间延伸。在该示例中,杆部分270可相对于壳体30绕平行于方向X30的旋转轴线X270旋转。
当差动故障发生时,活动杆130移动,在这种情况下沿方向Z30移动。在活动杆130运动的作用下,重新装备杆部分270在图3、4和8所示的中性位置和图中不可见的解锁位置之间枢转。在该枢转过程中,杆部分270克服螺栓弹簧268的作用将螺栓264从其锁定位置驱动到解锁位置。当螺栓264处于解锁位置时,滑块262被允许在滑块弹簧266的作用下从装备位置移动到跳闸位置,并抵靠在钩214的腿272上,导致钩214从保持方位枢转到脱钩方位。
这样,滑块262使得锁定闩锁210从锁定配置切换到解锁配置。释放后,镫形件152通过将其自身从装备位置切换到跳闸位置来将移动触头66和76从导电位置切换到绝缘位置。当它朝向绝缘位置枢转时,触头66的触头载体92抵靠在滑块262上,从而使滑块262朝向装备位置返回,克服滑块弹簧266的作用。这样,滑块262驱动重新装备杆部分270进入重新装备位置。因此,活动杆130被杆部分270返回到其重新装备位置,使得差动脱扣器114被重新装备。
在滑块262向装备位置移动的过程中,滑块262允许螺栓264通过螺栓弹簧268返回到锁定位置,使得螺栓264靠近滑块262的锁定凹口。
在这种情况下,机械放大器260和差动脱扣器114返回到它们的原始配置,以便在出现新故障时允许新的跳闸。此时,镫形件152处于跳闸位置,移动触头66和76处于绝缘位置,开关杆190处于断开位置。
现在将详细描述热脱扣器112及其操作。
双金属条113包括彼此分离的两端,具有附接端280和致动端282。在所示的示例中,双金属条113具有细长形状,并且附接端280和致动端282是两个相对端。当双金属条113变形时,特别是当双金属条113从其静止配置转变到其变形配置时,致动端282相对于附接端280移动。
除了双金属条113之外,热脱扣器112还包括支撑件284和设定构件300。
支撑件284包括固定到壳体30的固定部分286,以及双金属条113的附接端280固定到其上的附接部分288。在所示的示例中,固定部分286包括与壳体30中的互补凹部配合的突出部290,以便相对于壳体30固定固定部分286。在这种情况下,双金属条113的附接端280焊接在附接部分288上。因此,当双金属条113变形时,致动端282相对于壳体30移动。
为了将锁定闩锁210从锁定配置转到解锁配置,可以规定热脱扣器112也将摇杆240从初始位置驱动到切换位置,在这种情况下通过属于开关机构150的连杆250。
在该示例中,连杆250包括固定到摇杆240的第一端242的第一端和形成钩的第二端,该第二端在平移运动中被引导到设置在壳体30的内部隔板46中的狭槽252中。
因此,如图11所示,当双金属条113在电气故障的影响下进入变形配置时,致动端282导致连杆250在与方向Z30相反的方向上移动,从而摇杆240从初始位置被驱动到切换位置,就像当磁脱扣器120的活动芯122支承在摇杆240的第一端242上时一样。
换句话说,双金属条113的致动端282配置成当双金属条113的温度进入变形配置时将开关机构150切换到断开配置。
有利地,当摇杆240在除热脱扣器112之外的跳闸装置的作用下,例如在如图9所示的磁脱扣器110的作用下,从初始位置被驱动到切换位置时,连杆250的运动不驱动双金属条113的致动端282,从而避免了在与磁脱扣器110相关的每次跳闸操作时对双金属条113施加应力,并减少了双金属条材料的疲劳,有助于电气保护装置12的耐久性。
支撑件284还包括与固定部分286分开的设定部分292,其布置成使得当设定部分292相对于固定部分286移动时,附接部分288也移动,从而相对于壳体30移动双金属条113的致动端282。换句话说,设定部分292的运动使得可以设定致动端282相对于开关机构150的位置,这相当于校准热脱扣器112。在所示的示例中,附接部分288位于设定部分292和固定部分286之间。
壳体30有利地包括两个引导止动件294,其配置为引导设定部分292相对于壳体30平移运动。以这种方式引导的设定部分292的运动更精确,从而通过消除设定部分292的任何不受控制的运动来提高校准的精度。
在所示的示例中,设定部分292是细长板的形式,而在图12中可见的引导止动件294是从内部隔板46突出的隔板,并且布置在设定部分292的任一侧上,设定部分292在两个引导止动件294之间滑动。
设定部分292包括缺口296,缺口296沿着设定部分292设置,并且配置为与设定构件300配合,如下所述。
现在将描述设定构件300。
设定构件300包括杆302,在这种情况下,杆302具有表现出绕设定轴线A300旋转对称的形状。
壳体30包括与杆302配合的轴承304,使得设定构件300可相对于壳体30绕设定轴线A300旋转。设定构件300位于属于壳体30的外壁305附近。在该示例中,外壁305有利地是壳体30的后部34的一部分。在这种情况下,一个轴承204设置在外壁305中,而另一个轴承304设置在属于壳体30的隔板307中,例如固定到内部隔板46上。换句话说,设定构件300由壳体30承载。
设定构件300可通过壳体30的外壁305致动。为此,设定构件300包括压痕306,该压痕306设置在杆302的朝向外壁305定向的端部中,并且配置成与工具(未示出)配合,以便致动设定构件300绕设定轴线A300旋转。对应于压痕306的工具例如由用户或校准机器操作。在图13中可见的压痕306在这种情况下具有六个凸起的形状,并且被选择成驱动设定构件300绕轴线A300旋转,而不需要在设定构件300上施加平行于轴线A300的力。
设定构件300包括相对于设定轴线A300径向设置的驱动部分308。在所示的示例中,驱动部分308相对于杆302突出。
驱动部分308配置为与设置在设定部分292中的缺口296配合,以便当设定构件300被致动绕设定轴线A300旋转时移动设定部分292。因此,缺口296是与驱动部分308互补的缺口。
在第一实施例中,驱动部分308包括齿轮,而互补缺口296是齿条。驱动部分308配置为通过与齿条啮合的齿轮与互补缺口296配合,以便相对于固定部分286移动设定部分292。
为了更精确的设定,设定轴线A300有利地布置成正交于设定部分292的运动方向,由突出部294引导平移运动。
设定构件300还包括阻挡部分310,在这种情况下,阻挡部分310具有以设定轴线A300为中心的圆柱形形状。阻挡部分310包括阻挡抓握部312,阻挡抓握部312相对于设定轴线A300径向突出。
在所示的示例中,阻挡部分310面向隔板307设置。互补部分314凹入面向阻挡部分310的隔板307中。
轴承304还配置成引导设定构件300相对于壳体30沿着设定轴线A300在设定位置和阻挡位置之间平移运动,在设定位置,阻挡部分310不与互补部分314配合并且不防止设定构件300相对于壳体30围绕设定轴线A300旋转,在阻挡位置,阻挡部分310与互补部分314配合并且防止设定构件300围绕设定轴线A300旋转。
在图12中,设定构件300分别示出在插图a)和b)中的设定位置和阻挡位置中。
当设定构件300处于设定位置时,阻挡抓握部312装配在互补部分314中,以便阻挡设定构件300绕设定轴线A300旋转和沿轴线A300平移运动。
阻挡部分310和互补部分314一起形成电气保护装置12的阻挡装置316。当设定构件300处于阻挡位置时,阻挡装置316选择性地处于被称为“接合”配置的配置,或者当设定构件300处于设定位置时,处于被称为“释放”配置的配置。
从释放配置到接合配置的转变简单地通过平行于设定轴线A300推动设定构件300来实现,例如借助于与压痕306配合的工具,以便将阻挡抓握部312装配在隔板307的材料中。
因此,防止了设定构件300围绕设定轴线300的旋转运动,从而也防止了设定部分292相对于固定部分286的运动。
在这种情况下,隔板307由聚合物材料制成,其在插入阻挡抓握部312的过程中变形。当设定构件292处于接合位置时,隔板307的材料的弹性回复防止设定构件300从接合位置移动到设定位置。换句话说,一旦阻挡装置316处于接合配置,设定构件300的阻挡被认为是不可逆的。
在这种情况下,支撑件284有利地与电弧角105制成一体,支撑件284通过固定部分286连接到电弧角105,而设定部分292从附接部分288延伸。
电弧角105、设定部分292和支撑件284的其余部分各自形成三角形的边,设定部分292布置在壳体30的外壁305附近。在所示的示例中,设定部分292平行于外壁305布置,而设定轴线A300有利地正交于外壁305,设定构件300位于外壁305附近,设定构件300至少部分地容纳在三角形中。这种布置特别紧凑。
现在将描述用于设定电气保护装置12的方法的示例。
在称为“设定”步骤的第一步骤期间,当阻挡装置316处于释放配置时,操作者致动设定构件300绕设定轴线A300旋转,以便相对于固定部分286移动设定部分292,从而调节致动端282相对于开关机构150的位置。随着支撑件284弹性变形,设定构件300围绕设定轴线A300的旋转可以在两个方向上根据需要发生多次,直到热脱扣器112的校准满足用户确定的标准。
接下来,在阻挡步骤期间,操作者将阻挡装置316转到接合配置,以便选择性地阻挡设定构件300并防止设定部分292相对于固定部分286移动。
这里描述的开关机构150及其被跳闸装置110、112和114脱扣的方式仅作为示例给出。
有利地,磁脱扣器110和热脱扣器112可以被认为是单个跳闸装置,然后被称为“磁热脱扣器”,当短路或过载类型的电气故障发生时,通过作用于摇杆240,该磁热脱扣器将开关机构150切换到跳闸配置。
图12示出了电气保护装置12的第二实施例。在第二实施例中,与第一实施例中的元件类似的元件具有相同的附图标记,并且以相同的方式起作用。在下文中,将主要描述第一和第二实施例之间的差异。
第二实施例和第一实施例之间的一个主要区别在于,在第二实施例中,设定构件300的驱动部分308是凸轮,在这种情况下,凸轮具有卵形形状,而设置在设定部分292中的互补缺口296是配置成接收凸轮的凹口。
驱动部分308相对于设定轴线A300径向设置,并且包括外周表面,该外周表面配置成支承在凹口的内表面320上,使得当设定构件相对于壳体绕设定轴线枢转时,设定部分292相对于固定部分286移动。
设定构件300围绕设定轴线A300的旋转运动转换成设定部分292相对于固定部分286的运动可以通过等同于两个实施例中描述的装置的任何其他装置来实现。在未示出的变型中,设定构件300包括例如平行于设定轴线布置的螺柱,该螺柱容纳在设定部分292中设置的椭圆形孔中。
在上文中针对一个实施例或变型描述的任何特征可以针对上述其他实施例和变型来实现,只要这在技术上可行。
Claims (12)
1.一种电气保护装置(12),包括:
-壳体(30),
-传导路径(70),包括输入端子(72)、输出端子(74)和能够相对于壳体(30)在以下之间移动的移动触头(76):
·导电位置,其中移动触头(76)将输入端子(72)电连接到输出端子(74),和
·绝缘位置,其中输入端子(72)和输出端子(74)彼此电绝缘;
-开关机构(150),其容纳在壳体(30)中并且配置为在以下之间切换:
·闭合配置,其中开关机构将移动触头置于导电位置,和
·断开位置,其中开关机构将移动触头置于绝缘位置;
-热脱扣器(112),包括:
·双金属条(113),具有彼此分离的附接端(280)和致动端(282),双金属条与输入端子(72)和输出端子(74)之间的移动触头(76)串联连接,当双金属条变热时,双金属条能够变形,
·支撑件(284),包括固定到壳体(30)的固定部分(286),以及双金属条(113)的附接端(280)固定到的附接部分(288),
·由壳体(30)承载的设定构件(300),能够通过壳体的外壁(305)致动并且配置为相对于固定部分(286)移动附接部分(288),以便相对于开关机构(150)设定双金属条(113)的致动端(282)的位置,
其中:
-双金属条(113)的致动端(282)配置成当在传导路径(70)内流通的电流的作用下,双金属条(113)的温度超过预定阈值并且双金属条(113)变形为变形配置时,使开关机构(150)切换到断开配置,
其特征在于:
-支撑件(284)还包括与固定部分(286)分开的设定部分(292),
-设定构件(300)配置为相对于固定部分(286)移动设定部分(292),以便设定致动端(282)相对于壳体(30)的位置,
-热脱扣器(112)配置成当设定构件(300)被致动时使支撑件(284)弹性变形,并且
-电气保护装置(12)包括阻挡装置(316),其选择性地具有接合配置和释放配置,在接合配置中,阻挡装置(316)阻挡设定构件(300)并防止设定部分(292)相对于固定部分(286)移动,在释放配置中,设定构件(300)未被阻挡。
2.根据权利要求1所述的电气保护装置(12),其中:
-所述设定构件(300)由属于所述壳体(30)的轴承(304)支撑,使得引导构件能够相对于壳体(30)围绕设定轴线(A300)旋转,
-设定构件(300)包括压痕,其配置成致动设定构件(300)绕设定轴线(A300)旋转,
-设定构件(300)包括相对于设定轴线(A300)径向设置的驱动部分(308),其配置成与设置在所述设定部分(292)中的互补缺口(296)配合,以便当设定构件(300)被致动绕杆轴线旋转时驱动设定部分(292)进行平移运动,并且相对于所述固定部分(286)移动设定部分(292),以便设定所述致动端(282)相对于所述开关机构(150)的位置。
3.根据权利要求2所述的电气保护装置(12),其中,所述设定轴线(A300)正交于所述外壁(305)。
4.根据权利要求2和3中任一项所述的电气保护装置(12),其中,所述壳体(30)包括引导止动件(294),其配置成当所述引导构件(300)移动所述设定部分时,引导设定部分(292)在正交于所述设定轴线(A300)的方向上相对于壳体(30)进行平移运动。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的电气保护装置(12),其中,所述驱动部分(308)包括齿轮,而所述互补缺口(296)是齿条,驱动部分配置为通过与齿条啮合的齿轮而与互补缺口配合,以便相对于所述固定部分(286)移动所述设定部分(292)。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的电气保护装置(12),其中,所述驱动部分(308)是凸轮,而所述互补缺口(296)是凹口,驱动部分配置为通过将所述凸轮插入凹口而与互补缺口(296)配合,凸轮支承在凹口的内表面(320)上,从而相对于所述固定部分(286)移动所述设定部分(292)。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的电气保护装置(12),其中:
-所述设定构件(300)还能够沿着所述设定轴线(A300)相对于所述壳体(30)在设定位置和阻挡位置之间进行平移运动,在设定位置,阻挡装置(316)处于所述释放配置并且不防止设定构件(300)绕设定轴线(A300)旋转,在阻挡位置,壳体(30)的阻挡装置(316)处于接合配置并且防止设定构件(300)旋转。
8.根据权利要求7所述的电气保护装置(12),其中:
-为了防止所述设定构件(300)在所述阻挡位置旋转,设定构件(300)包括阻挡部分(310),而所述阻挡装置(316)包括面向阻挡部分(310)的互补部分(314),
-当设定构件(300)从所述设定位置转到阻挡位置时,阻挡部分(310)与互补部分(314)配合并进入所述接合配置,从而防止设定构件(300)绕所述设定轴线(A300)旋转,并将设定构件(300)保持在阻挡位置。
9.根据权利要求8所述的电气保护装置(12),其中,所述阻挡部分(310)包括相对于所述设定轴线(A300)径向设置的阻挡抓握部(312),当所述设定构件(300)处于所述阻挡位置时,阻挡抓握部装配在所述互补部分(314)中,并且当设定构件(300)处于所述设定配置时,防止设定构件(300)围绕设定轴线(A300)旋转,而阻挡抓握部不装配在互补部分(314)中。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电气保护装置(12),其中,所述外壁(305)是所述壳体(30)的后部(34),该后部包括固定装置(36),所述固定装置配置成将所述电气保护装置(12)固定地附接到电气开关板(10)的固定轨道(16)。
11.一种电气开关板(10),包括固定轨道(16)和电气保护装置(12),其中,电气保护装置(12)是根据权利要求1至10中任一项所述的电气保护装置,并且通过壳体(30)固定到轨道。
12.一种用于设定根据权利要求1至10中任一项所述的电气保护装置(12)的方法,包括:
-设定步骤,在该步骤期间,当阻挡装置(316)处于释放配置时,设定构件(300)被致动,以便相对于固定部分(286)移动设定部分(292),
-在设定步骤之后的阻挡步骤,在该步骤期间,阻挡装置(316)进入接合配置,以便阻挡设定构件(300)。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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