CN1162186A - 具有短路时可脱扣的锁定装置的电路断路器操纵机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于具有强电流和很大电动力的多极电路断路器的机构，包括一与跳闸钩联接的跳闸装置、一开关杆、一与该钩配合的打开棘轮，从而该机构当该棘轮处于锁定或脱扣位置时分别承载或跳闸。该打开棘轮包括可脱扣致动件，它在短路电流超过由柔性件确定的一校准阈值时使掣子自动脱扣，所述自动脱扣起因于由电动补偿效应产生的机械反作用并使掣子极快转动而在跳闸件动作前就放开打开棘轮。

Description

具有短路时可脱扣的锁定装置的 电路断路器操纵机构
本发明涉及一种电动力很大的低压多极电路断路器的操纵机构。
上述这种机构可见本人申请的专利EP-A-222,645。电路断路器的电动力由多极钩爪的接触压力弹簧以及其铰接心轴受到很大机械反作用的补偿触头的作用造成。该机构能承受最大短路电流阈值下的这些反作用。超过这一阈值，这些反作用易于损伤机构的某些心轴或传动件并易于增大跳闸钩、打开棘轮和掣子处的跳闸力。若电路断路器的性能必须具有很大电动力和大于130KA的断路容量，则即时跳闸装置的动作需要约10毫秒的响应时间该机构才会跳闸，而这一时间太长。
有人提出(参见专利FR-A-2,239,755)使用由补偿触头的电动斥力造成的机械反作用引起自动跳闸，而这可用一与固定的半月脱扣的锁定件实现。这种机构在短路跳闸后很难重新启动。
本发明的目的是提供一种电动力很大、断路容量很大(high breakingcapacity)的电路断路器，在出现很大短路电流时只需很小跳闸力和很短跳闸时间。
为实现上述目的，本发明提供了一种电动力很大的低压多极电路断路器的操纵机构，包括一电源电路，其每极都有一对由斥力的电动补偿效应保持闭合的补偿触头，所述机构由一机架支撑，它包括：一与一跳闸钩和一打开弹簧连接、在把所述钩从有载位置移动到跳闸位置时把可动触头移到断开位置的跳闸装置；一与跳闸装置连接、与机架横交、由绝缘材料制成的开关杆，包括一支撑所有各极的可动触头的转轴；一与跳闸钩配合的打开棘轮，用以在所述棘轮分别处于锁定或解销位置时分别实现所述机构的承载或跳闸；一受一跳闸件控制以把打开棘轮移到解锁位置的掣子。打开棘轮包括可脱扣致动装置用以当短路电流超过由柔性件限定的一校准阈值时造成掣子自动脱扣，所述自动脱扣由电动补偿效应所产生的机械反作用造成并使掣子极快转动而在跳闸件动作前就放开打开棘轮。
按照本发明的一个方面，所述打开棘轮包括：其上有一鼻部的固持杆，该鼻部用以在锁定位置扣住掣子；以及至少一个支撑一滚柱的凸缘，该滚柱与跳闸钩的一支承面配合，所述柔性件设置在所述固持杆与所述凸缘之间，所述固持杆与所述凸缘当超过校准阈值时可相对运动而使掣子自动脱扣。
按照一优选实施例，所述固持杆铰接在打开棘轮的枢轴上，所述凸缘上有一斜面可使掣子转动而实现所述自动脱扣。
从结合附图对只用为一非限制性例子的例示实施例的下述说明中可清楚看出其它优点和特征，其中：
图1为装有本发明打开棘轮的机构的示意图，触头处于闭合位置；
图2同图1，表示触头处于断开位置的所述机构；
图3示出处于锁定位置的图1中的打开棘轮；
图4同图3，但掣子处于自动脱扣阶段。
从图1和图2中可看到，一多极电路断路器的操纵机构10由一机架12支撑，它包括一跳闸装置14，该跳闸装置有一对铰接在一枢轴20上的传动杆16、18。下部传动杆16与垂直于机架12的凸缘延伸、用绝缘材料制成的开关杆22机械连接。所有各极共用该开关杆22，它由一安装成可在电路断路器两触头的断开位置与闭合位置之间转动的轴构成。该电路断路器为电动力很大(high electrodynamic strength)的强电型。
每一极都有一连杆装置24把杆22的曲柄25连接到支撑着可动触头28的绝缘罩26。该可动触头28在闭合位置与固定触头30配合并用一辫条32与第一连接板34连接。固定触头30直接由第二连接板36支撑。罩26与每一可动触头28的上表面之间设置有一接触压力弹簧38。
罩26安装成可以第一心轴40为枢轴而在闭合位置与断开位置之间转动，而可动触头28包括若干铰接在罩26的第二心轴42上的平行钩爪。
跳闸装置14上连接有一跳闸钩44，它安装成可围绕主心轴46在有载位置与跳闸位置之间作有限摆动。主心轴46紧固在机架12上，钩44两端之一用一心轴48铰接在上部传动杆18上，而另一端与一打开棘轮50配合。
一打开弹簧52钩住在杆22的一套杆54与机架12的一固定凸杆56之间，所述凸杆位于跳闸装置14上方。打开棘轮50由一安装成可以心轴58为枢轴而在锁定位置和解锁位置之间转动的锁杆57构成。一半月形掣子60可把该打开棘轮50移动到解锁位置而造成机构10跳闸。
打开棘轮50的复位弹簧62位于心轴58的与掣子60相反的一边而把打开棘轮50逆时针偏置到锁定位置。锁杆57上在心轴58与掣子60之间设置有一滚柱64，它在有载位置与跳闸钩44的支承面66配合。钩44的支承面66上有一供圆柱形滚柱64接合其上的凹座。一复位弹簧68钩住在心轴48与凸柱56之间而把钩44逆时针偏置到有载位置，在该位置打开棘轮50的滚柱64接合在支承面66的凹座中。
打开棘轮50的掣子60由一跳闸件70控制以把锁杆57移到解锁位置，造成机构10跳闸和触头28、30断开。跳闸件70可手动启动，特别是用一按钮；也可自动启动，特别是用磁热或电子跳闸装置或用对遥控信号能迅速作出反应的分流脱扣装置。
按照本发明，把打开棘轮50做成一可脱扣组件，从而当短路电流超过下文称之为脱扣阈值的预定阈值时掣子60会自动脱扣。
触头28、30和连接板34、36构成一U形电路，可动触头28各钩爪的第二铰接心轴42位于两连接板34、36之间距离的1/3处。这种电路结构构成一电动斥力补偿系统而易于在有短路电流时保持触头闭合，直到跳闸件70使机构10发生跳闸。
从图3和4可看到，打开棘轮50包括一对支撑心轴58和可自由转动的滚柱64的凸缘72。用装在一紧固到凸缘72上的引导板78与一铰接在心轴58上的固持杆80之间的两个压缩弹簧74、76校准脱扣阈值。固持杆80的端部有一鼻部82，在棘轮50处于锁定位置时与掣子60扣住。
行程止挡84的一端紧固在凸缘72上而在解锁位置时限制棘轮50的转动。每一凸缘72包括一靠近固持杆80鼻部82的操纵斜面86，该斜面的斜度选择成当超过弹簧74、76的校准阈值时引起掣子60的自动脱扣。
装有本发明可脱扣打开棘轮50的机构10的工作情况如下：
在机构10的闭合阶段，跳闸钩44的支承面66在滚柱64上施加一力F而使打开棘轮50围绕心轴58顺时针转动，直到鼻部82扣住在掣子60上。于是，电路断路器处于触头30、28闭合的稳定状态。
电路断路器由于在电流过载时保持触头闭合的电动补偿效应而有很大的电动力，这一电动补偿效应由电源电路的U形结构造成，可动触头28的各钩爪的第二铰接心轴42有利地位于U形电路的两连接板34、36之间的距离1/3处。这造成一力矩而使触头28、30不管相反的收缩力(sitriction force)而保持闭合。
由电动效应造成的接触压力的增大造成一机械反作用而作用到罩26的心轴42上并传到机构10而最终经跳闸钩44作用到滚柱64上。
滚柱64上的力F的增大取决于电源电路中的电流强度，并当力F大于由弹簧74、76限定的棘轮50的校准阈值时会使打开棘轮50顺时针转动。
打开棘轮50开始转动时，固持杆80的鼻部82仍与掣子60接合，但是棘轮50的凸缘72开始围绕心轴58顺时针转动。在一等于掣子60的自动脱扣阈值的校准力作用下，棘轮50的凸缘72的斜面86与掣子60的半月配合而使其沿方向F1顺时针转动，从而释放固持鼻部80，造成打开棘轮转动到解锁位置(图4)，被释放的滚柱64也脱开跳闸钩44，从而借助于与跳闸装置14相关联的打开弹簧52断开触头30、28。
由打开棘轮50的脱扣作用造成的机构10的跳闸是极快的，在响应时间决定于电路断路器中使用的磁热或电子跳闸装置的跳闸件70动作前就已跳闸。掣子60可自动脱扣的打开棘轮50使得电路断路器极快地自动保护，同时仍与跳闸装置的即时保护兼容。
机构10的极快自动脱扣发生在电流很大时，特别是在大于180kA峰值时。本发明打开棘轮50为一标准组件，它可与比方说专利文献EP-A-222,645所述传统打开棘轮互换。
按照图1到图4的实施例，打开棘轮的凸缘72与固持杆80之间的相对运动由角位移很小的转动实现。显然可见，这一相对运动也可借助一长椭圆形孔而用平动获得。

Claims (7)

1、一种电动力很大的低压多极电路断路器的操纵机构，包括一电源电路，其每极都具有一对由斥力的电动补偿效应保持闭合的补偿触头(28，30)，所述机构(10)由一机架(12)支撑，它包括：
一与一跳闸钩(44)和一打开弹簧(52)相关联、在所述钩(44)从有载位置移动到跳闸位置时把可动触头(28)移到断开位置的跳闸装置(14)；
一与跳闸装置(14)连接、与机架(12)横交、由绝缘材料制成的开关杆(22)，包括一支撑所有各极的可动触头(28)的转轴；
一与跳闸钩(44)配合的打开棘轮(50)，用以在所述棘轮处于锁定或解锁位置时分别实现所述机构(10)的承载或跳闸；
一受一跳闸件(70)控制以把打开棘轮(50)移到解锁位置的掣子(60)；
其特征在于，打开棘轮(50)包括可脱扣致动装置，用以当短路电流超过由柔性件(74、76)限定的一校准阈值时造成掣子(60)自动脱扣，所述自动脱扣由电动补偿效应所产生的机械反作用造成并使掣子(60)极快转动而在跳闸件(70)动作前松脱开打开棘轮(50)。
2、按权利要求1所述的操纵机构，其特征在于，所述打开棘轮(50)包括其上设置有一鼻部(82)的固持杆(80)，该鼻部用以在锁定位置扣住掣子(60)；以及至少一个支撑一滚柱(64)的凸缘(72)，该滚柱与跳闸钩(44)的一支承面(66)配合，所述柔性件(74、76)设置在所述固持杆(80)与所述凸缘(72)之间，所述固持杆与所述凸缘当超过校准阈值时可相对运动而使掣子(60)自动脱扣。
3、按权利要求2所述的操纵机构，其特征在于，所述固持杆(80)铰接在打开棘轮(50)的枢轴(58)上，所述凸缘(72)上有一斜面(86)可使掣子(60)转动以实现所述自动脱扣。
4、按权利要求3所述的操纵机构，其特征在于，所述柔性件(74、76)由插装在一紧固在凸缘(72)上的引导板(78)与固持杆(80)的一内支承壁之间的压缩弹簧构成。
5、按权利要求4所述的操纵机构，其特征在于，压缩弹簧的支承壁设置在固持杆(80)的枢轴(58)与闩鼻(82)之间的一中间部位。
6、按权利要求1所述的操纵机构，其特征在于，一复位弹簧(62)把打开棘轮(50)偏置到锁定位置，所述弹簧位于打开棘轮(50)的枢轴(58)的与掣子(60)相反的一侧。
7、按权利要求2所述的操纵机构，其特征在于，所述固持杆安装成可在凸缘(72)上作有限平动以造成所述自动脱扣相对运动。
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