CN1186797C - 空气断路器 - Google Patents

Abstract

一种带有联锁装置的空气断路器，包括一个具有电源接头和负载接头的可移动的断路器主体能连接或断开电源和负载之间的电路，一个能根据断路器主体的移动与断路器主体机械的和电路的连接和断开的支架，并有能与断路器主体机械和电路连接的连接器，一个能引导与断路器主体连接和断开的螺管和一个能分别连接到电源和电负载上的电源接头和负载接头，一个固定在断路器主体上的底座，一个由底座支撑以便能旋转的导引螺杆，能在插入螺管的位置和从螺管中分离的位置之间移动，一个安装在底座上的联锁装置，能显示断路器主体完全与支架分离的断开位置、测试断路器的测试位置和断路器与支架连接的连通位置。

Description

空气断路器

                       技术领域

本发明涉及一种抽屉式(draw out type)空气断路器，特别是在抽屉式空气断路器中用于位置显示的联锁装置，即，当断路器被推入或拉出支架时，能准确显示断开位置、测试位置和连通位置。

                       背景技术

一般来说，空气断路器安装在电负载和电源之间以保护负载设备，例如电动机和转换器等以及例如输电/配电线路和个人发电设备(private electricity)等线路上所出现的反常电流(短路、接地故障、过载电流)，这意味着断路器使用空气作为介质来消除开/关接触中所产生电弧。

空气断路器分成固定式和抽屉式，固定式安装在电源和负载之间，抽屉式的空气断路器是可移动的，能与电源和负载分离，以便于维修及确保稳定。

图1是普通抽屉式空气断路器中的支架与断路器主体分开状态的侧视图。

普通抽屉式空气断路器包括一个具有一个开口侧的支架100，一个断路器主体200和一个联锁装置300，该支架上装有一个与电源相连的电源接头60和一个与电负载相连的负载接头62，该断路器主体200可以移动以便能推进支架100或从中拉出，并能在反常电流出现时完成切断电路的操作，当断路器主体200被推进或拉出支架100的时候，联锁装置300通过与断路器主体200位移联锁来显示断路器主体的位置。

在这里，连接器64、66分别与支架100的电源接头60和负载接头62相连，连接器64、66分别插入从断路器主体200中伸出的电源接头68和负载接头70中，并且相互电连接。

此外，支架100包括一个导杆72，用来在断路器主体200被推进和拉出的时候引导断路器主体200位移。

图2是现有技术中抽屉式空气断路器中联锁装置的侧视图，图3是图2的联锁装置从右侧看的正视图。

现有技术中的联锁装置包括一个固定在断路器主体200上的底座102，一个支撑在底座102上并能旋转的导引螺杆104，一个固定在支架100上并插入导引螺杆104的螺管106，在底座102上装有联锁装置300以便当导引螺杆104与螺管106啮合的时候显示断路器主体200的位置，还有与联锁装置300相连的锁止装置110，用于当断路器主体200位于断开、测试和连通位置的时候将位置锁定。

联锁装置300包括一个与导引螺杆104相平行的导杆112，该导杆可与支架100的一个侧壁相接触，当导引螺杆104与螺管106相啮合的时候，该导杆可相对后退并沿直线移动，还有一个与导杆112连接的凸轮114，其安装在底座102上以便将后退导杆112的水平直线运动转化成旋转运动，还有一个连接到凸轮114侧边的显示装置150，其根据凸轮114的旋转来显示断路器主体200的位置。

导杆112是一体制造的，导杆112的一部分与导引螺杆104平行伸展，导杆112的另一个部分制造成具有预定长度的弯曲杆的形状，以便能插入到在凸轮114的槽118中。

另外，一个用来阻止导杆112从槽118中脱离的防脱离部件120安装在插入槽118中的导杆112的末端。以及一个用来向导杆提供弹性力使其在工作后返回初始位置的返回弹簧122安装在防脱离部件120和底座102之间。

凸轮114具有一个铰链126以便可旋转地安装在底座102上，在凸轮114的下部设置有一个可插入导杆112的槽118，以便能以一预定的角度弯曲若干次，还有一个连接到铰链126前部的显示板116上连接销124。

如图2和3所示，显示装置150包括显示板116，当凸轮114旋转时，因为与固定在凸轮114上的连接销124连接，显示板116就会直线向上或者向下运动，在上前部有一个能通过颜色显示断路器主体200位置的彩色显示部件(未示出)。一个前板130固定在底座102上，并位于显示板116的前面，另有三个显示窗138、140和142，通过显示板上的彩色显示部件来分别显示位置(断开位置、测试位置和连通位置)，在前板130上还有一个把手插入孔134，一个把手(未示出)能插入到中心位置来旋转导引螺杆104。导向板132设置在显示板116的后面来引导显示板116的上下移动。

图4和5是现有技术中联锁装置主要部分工作状态的状态图。

在现有技术中的空气断路器的联锁装置中，为了将支架100和断路器主体200连接起来，断路器主体200设置在支架100的导杆72上，并被它推动，进而移动进入支架100内。当导引螺杆104通过断路器主体200的移动与螺管106接触，并且使用者通过把手旋转导引螺杆104的时候，导引螺杆会旋转进入螺管106中。

然后，从断路器主体200伸出的两个接头68、70就连接到底座100上的两个连接器64、66中，因此电源接头60和负载接头62就连接起来了。

当导引螺杆104进入后，导杆112与支架100的一个侧壁相接触，在这里导杆112沿着与导引螺杆104相反的方向移动。如上所述，当导杆112后退时，通过沿着凸轮114上的槽118，它就会逆时针旋转凸轮114，通过凸轮114的旋转，显示板116也向上移动。此处，位于显示板116上的显示部件40显示在前板130的三个显示窗138、140和142之一中，用于显示断路器主体200现在的位置。

更具体地说，当从断路器主体200伸出的两个接头68、70和支架100上的两个连接器64、66没有连接起来的时候，电路处于断路状态，同时导引螺杆112与螺管106完全分离，显示板116的显示部件40显示在三个显示窗中最低的显示窗138上。因此，使用者就知道现在位置是断路位置。

导引螺杆104通过了一段预定距离，支架100和断路器主体200电和机械地连接，当支架100和主电源(施加在电源和负载之间的真实电路上的高压电源)之间的电路连接被切断时，控制电源(用来测试断路器的低压电源，例如交流110V)就施加到接头60上，当断路器主体200到达了能使使用者检查并测试断路器每个部分的测试位置，显示板116向上移动预定距离，显示部件40就会显示在三个显示窗的中间显示窗140上，因此使用者就知道断路器主体200处于测试位置。当导引螺杆104完全啮合，接头68、70就插入到底座100上的两个连接器64、66中，并到达主电源能向电源和负载之间的电路供电的连通位置，显示部件40就显示在上面的显示窗142中，因此，使用者就知道断路器主体200处于连通位置。

然而，在现有技术的空气断路器的联锁装置中，旋转凸轮用的导杆是具有一定长度的整体杆，并没有附加引导部件来支撑和引导导杆的运动，所以导杆很容易变形或弯曲，显示板的位移也非常不精确，因此不可能显示断路器主体的精确位置。

此外，为了便于操作和组装导杆，还需要有预先的公差，公差会随着时间的推移而变大，因此不可能精确控制位移。

                        发明内容

为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种带有联锁装置的空气断路器，该联锁装置能通过防止导杆的变形和弯曲以及通过将导杆制成两个单独的杆并具有一个引导导杆运动的导向装置降低制造公差来精确控制位移。

为了达到上述目的，该空气断路器包括一个具有电源接头和负载接头的可移动的断路器主体能连接或断开电源和负载之间的电路；

一个能根据断路器主体的移动与断路器主体机械的和电路的连接和断开的支架，并有能与断路器主体机械和电路连接的连接器，一个能引导与断路器主体连接和断开的螺管和一个能分别连接到电源和电负载上的电源接头和负载接头；

一个固定在断路器主体上的底座；

一个由底座支撑以便能旋转的导引螺杆，能在插入螺管的位置和从螺管中分离的位置之间移动；

一个安装在底座上的联锁装置，能显示断路器主体完全与支架分离的断开位置、测试断路器的测试位置和断路器与支架连接的连通位置；

联锁装置包括：

一个从底座向导引螺杆前端伸出的第一导杆，与导引螺杆平行，当导引螺杆插入到螺管中时，第一导杆沿着与导引螺杆前进方向相反的方向移动产生动力来显示断路器主体的位置；

还装有一个导向部件可以在底座上的导引螺杆上移动，与第一导杆连接，根据第一导杆的运动提供水平直线运动；

一个与第一导杆结构上分离的第二导杆，连接到底座中的导向部件和第一导杆相反的一侧上，根据导向部件的运动提供水平直线运动；

一个安装在底座中的导引螺杆上的弹簧，用来沿着导引螺杆的前进方向向第一导杆提供弹力；

连接到第二导杆上的凸轮，其下部有一个槽，槽中有一个与第二导杆相连，并可在所述槽中滑动的导向销用来将第二导杆的直线运动转化成旋转运动；

通过凸轮上的操作突起连接到凸轮上的显示装置，所述操作突起将凸轮的转动转化为显示装置中显示板的直线运动，用来显示断路器的位置。

                        附图说明

图1是普通空气断路器的侧视图；

图2是现有技术中空气断路器中联锁装置的侧视图；

图3是从图2右侧看联锁装置的正视图；

图4和5是现有技术的空气断路器中联锁装置主要部分工作状态的状态图。

图6是本发明的空气断路器中联锁装置的侧视图；

图7是本发明的联锁装置中的导杆和导向部件的侧视图；

图8是本发明的联锁装置中的导杆和导向部件的主视图；

图9是本发明的联锁装置中显示部件的透视图；

图10和11是本发明的空气断路器联锁装置工作状态的状态图。

                      具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的空气断路器的一个实施例。

根据本发明的空气断路器的联锁装置会有很多实施例，下面所要描述的优选实施例参照附图6。

本发明所述的空气断路器包括一个带有电源接头和电负载接头断路器主体200，能连接或断开电源和负载之间的电路，一个根据断路器主体200的移动可以与断路器主体机械和电路断开和连接的支架100，其上有能与断路器主体200机械和电路连接的连接器64、66，一个能引导断路器主体200连接和分离的螺管106，还有能分别连接到电源和电负载上的电源接头60和负载接头62，一个固定在断路器主体上的底座2，一个由底座2支撑以便能旋转的导引螺杆4，能在插入螺管106的位置和从螺管106中分离的位置之间移动，一个安装在底座2上的联锁装置300，能显示断路器主体200完全与支架100分离的断开位置、测试断路器主体200的测试位置和断路器主体200与支架100连接的连通位置。

联锁装置300包括：一个从底座2向导引螺杆4前端伸出的第一导杆16，与导引螺杆4平行，当导引螺杆4插入到螺管6中时，第一导杆沿着与导引螺杆4前进方向相反的方向移动产生动力来显示断路器主体200的位置，还装有一个导向部件18可以在底座100上的导引螺杆4上移动，与第一导杆16连接并根据第一导杆16的运动提供水平直线运动，一个与第一导杆16结构上分离的第二导杆20，连接到底座100中的导向部件18中，并根据导向部件18的运动提供水平直线运动，一个安装在底座100中的导引螺杆4上的弹簧26，用来沿着导引螺杆4的前进方向向第一导杆提供弹力，连接到第二导杆20上的凸轮22用来将第二导杆20的直线运动转化成旋转运动，连接到凸轮22上的显示装置24来通过凸轮22的旋转运动上行移动来显示断路器主体200的位置。

如图6所示，底座2是由两块“L”形的铁板和一块“L”形前支撑板12构成的，前支撑板能使两块铁板彼此分开一定距离，两块“L”形的铁板对置并连接到断路器主体200的下部。还有一块固定在底座2后面的后支撑板14起到支撑导引螺杆4后部的作用。

因此，导引螺杆4被底座2的前支撑板12和后支撑板14支撑旋转。在导引螺杆4的前端的外圆周有螺纹，导引螺杆4的前端与固定在支架100上且内孔有螺纹的螺管6相啮合。具体地说，当断路器主体200被推入支架100中时，为了将断路器主体200固定到支架100上，使用者通过把手顺时针旋转导引螺杆4，导引螺杆4前端螺纹就会与支架100上的螺管4的内螺纹啮合。当使用者通过把手逆时针旋转导引螺杆4来测试或者断开断路器主体200时，导引螺杆4前端的螺纹就会与支架100上的螺管4分离。在底座2的下部装有锁止装置10来当断路器主体200移动到断开位置或者测试位置或者连通位置的时候锁定断路器主体200的位置。位置锁定是通过利用弹簧(无标号)提供的弹力将锁定螺栓插入导引螺杆4后部的凹槽中来实现的，通过使用者将显示装置24下部突出的滑动条推入来解除位置锁定。具体的锁止装置10的结构和操作，见本申请人的韩国专利申请2000-2041(申请日2000.1.17)中的结构与操作。

底座2上的导引螺杆4末端设置有多边形的凹槽以便能插入把手。

第一导杆16是一个具有一定长度的杆状件，从底座2向支架100伸出并与导引螺杆4的前端平行。第一导杆16的一端是自由端，当该端插入螺管时，它就会与支架100的一个侧壁接触并被侧壁压动，这样第一导杆16就会向导引螺杆4插入方向(向前方向)的反方向后退。第一导杆16的另一端与导向部件18连接。

如图7和8所示，导向部件18的中心被导引螺杆4穿透，水平直线运动的两块铁板在导引螺杆4的外圆周连接到一起。具体点说，被导引螺杆4穿过的导向部件18安装到底座2上的导引螺杆4的外圆周上，以便形成水平直线运动，导向部件还与从导向部件18上看向相反方向延伸的第一导杆16和第二导杆20连接。导向部件18将动力从第一导杆16传递给第二导杆20，并引导第一导杆16和第二导杆20使它们形成精确的水平直线运动。

弹簧26安装在导向部件18和后支撑板14之间，弹簧26通过位于导引螺杆4前进方向的导向部件18来向第一导杆16提供弹力来使第一导杆16回到初始位置。

弹簧26是缠绕在导引螺杆4外圆周的螺旋弹簧，其一端被导向部件18的表面所支撑，另一端被后支撑板14支撑。

具有一定长度的第二导杆20连接在导向部件18和凸轮22之间，当导向部件18直线移动，它也随着一起移动，并且旋转凸轮22。第二导杆20的末端连接在导向部件18上，在第二导杆20的另一端有导向销28插入到凸轮22上的槽34中，并沿着槽34移动。

导向座30的作用是在第二导杆20直线移动的时候，防止第二导杆20的脱离并能向凸轮22准确的传递行程。具体地说，导向座30是一个固定在底座2下板的板状部件，并且弯成直角，导向座30包括一个被第二导杆20穿过的通孔，因此导向座30通过通孔来引导第二导杆20的直线移动。

凸轮22安装在底座2上一部分上突出的铰链凸起32上，并在上面旋转，在凸轮22的下部有一个一定形状的槽34，为了能容纳第二导杆20的移动导向销28，并且在凸轮22的上部有一个与显示装置24的显示板36相连的操作突起38，用来上下移动显示板。

当导向销28通过第二导杆20的直线移动沿着槽34移动，凸轮22旋转，从而操作突起38也一起旋转，因此显示板36上下移动。

如图9所示，显示装置24用来通过随着凸轮22旋转而引起的上下移动来向使用者表示断路器主体200的现在位置，它包括一个可直线上下移动的显示板36，上面有可以显示具有颜色的显示板36位置的显示部件40，一个设置在显示板36前面的前板48，显示装置设置在断路器主体200的前表面，并有三个显示窗42、44、46，可以看到显示部件40，在显示板36的后面还有固定在底座2上的导向板52，用来引导显示板36的上下移动。

前板48有一个平坦的表面，它包括一个当断路器主体200处于断开位置时能显示显示部件40的第一显示窗42，一个第二显示窗44用来在当断路器主体200处于测试位置的时候，显示显示部件40，一个第三显示窗46用来在当断路器主体200处于连通位置的时候，显示显示部件40。

50为用来插把手的把手插入孔。

下面将描述本发明的空气断路器中的联锁装置的工作过程。

图10和11是本发明所述空气断路器联锁装置工作状态的状态图。图10表示的是当断路器主体处于断开位置的联锁装置，图11表示的是当断路器主体连接到支架上的时候的联锁装置。

如图1所示，当断路器主体200与支架100完全分开的时候，也就是位于断开位置，支架100的壁表面和第一导杆16之间就没有接触。然后，如图9所示，导向部件18被弹簧26的弹力推动，靠近底座2的前支撑板12，这时，第一导杆16占据导引螺杆4的插入方向。当第一导杆16前进时，凸轮22顺时针旋转，导向销28处于槽34的左凹槽部分，同时显示板36占据最低的位置，显示部件40显示第一显示窗42，使用者就知道断路器主体200处于断开位置。而且，联锁装置8被锁止装置10锁定在断开位置。如图1所示，在测试位置，断路器主体200没有与支架100完全分离，支架100的电源接头2和负载接头4和断路器主体200的接头10、12还连接，导引螺杆4没有完全拉出来，但是与螺管6有了一定距离。在测试位置，导向部件18处于图10所示位置和图11所示位置的之间，导向销28处于槽34的中部，同时显示板36上升一段距离，显示部件40上显示测试位置的彩色部分显示在第二显示窗44，使用者就知道现在是测试位置。而且，借助于锁定装置10，联锁装置8被锁定在测试位置。

下面将详细描述连通位置的操作。

断路器主体200被推入支架100内，导引螺杆4被把手(未示出)顺时针方向旋转，导引螺杆4旋转的同时前进并被插入到螺管6中。因此，第一导杆16被支架100的侧壁压着，向导引螺杆4插入方向(前进方向)相反的方向运动。具体地说，第一导杆16克服弹簧26的弹力，并相应于前进的导引螺杆4的行程后退，如图10所示。当第一导杆16后退的时候，导向部件18沿着导引螺杆4的外圆周向远离前支撑板12的方向运动，与导向部件18连接的第二导杆20也向远离前支撑板12的方向运动。通过第二导杆20的后退，导向销28沿着凸轮22上的槽34回去，凸轮22根据这个后退运动来逆时针方向旋转，显示板36向上运动。然后，在显示板36上的显示部件40上，显示连通位置的彩色部分向上运动，显示在前板48上的第三个显示窗46上，因此使用者就认识到断路器主体200是处于连通位置。并且，联锁装置8通过锁止装置10锁定在连通位置。

因此，导向部件18沿着导引螺杆4的外圆周运动并支撑第一导杆16来直线移动。而且第二导杆20被导向部件18和导向座30支撑并直线移动。

如上所述，在导引螺杆4的直线移动中，在将第一导杆16的行程传递给显示板36以便根据移动行程显示断路器主体200的位移过程中，当沿着导引螺杆4的外圆周移动的过程中导向部件18引导并支撑第一导杆16的直线移动，支撑的第二导杆20直线移动到导向部件18和导向座30，因此可以传递准确行程并能阻止分离。

在本发明的空气断路器的联锁装置中，相对于断路器主体的不同位置(断开位置、测试位置和连通位置)定位的导杆是由第一导杆和第二导杆构成的，导向部件安装在第一导杆和第二导杆之间，以便根据第一导杆的直线移动来旋转凸轮，第二导杆被导向部件和导向座支撑和引导，这样就可以阻止导杆因所受的力的变形或者弯曲，断路器主体的位移所引起的行程能精确地被传递到显示板上，因此使用者可以清楚的知道断路器主体的位置。

Claims (6)

1、一种空气断路器，包括：

一个可移动的断路器主体，其具有一个电源接头和一个负载接头以及连接或断开电源和负载的电路；

一个根据断路器主体的移动电和机械地与断路器主体连接或断开的支架，其具有一个电和机械地与断路器主体连接的连接器，一个引导与断路器主体连接/断开的螺管以及一个分别连接到电源和电负载上的电源接头和负载接头；

一个固定在断路器主体上的底座；

一个由底座支撑的导引螺杆，以使其旋转移动到能插入螺管的位置以及能从螺管中分离的位置；

一个安装在底座上的联锁装置，该装置能显示断路器主体完全与支架分离的断开位置、测试断路器的测试位置和断路器主体与支架连接的连通位置，该联锁装置包括：

一个从底座向导引螺杆前端伸出并与导引螺杆平行的第一导杆，当导引螺杆插入到螺管中时，第一导杆通过沿着与导引螺杆前进方向相反方向的移动产生显示断路器主体位置的动力；

一个可在底座上的导引螺杆上移动的导向部件，该导向部件与第一导杆连接并根据第一导杆的运动实现水平直线运动；

一个与第一导杆结构上分离的第二导杆，该第二导杆连接在底座中的导向部件和第一导杆相反的一侧上，并相应导向部件的运动实现水平直线运动；

一个安装在底座中的导引螺杆上的弹簧，用来沿着导引螺杆的前进方向向第一导杆提供弹力；

一个连接到第二导杆上的凸轮，其下部有一个槽，槽中有一个与第二导杆相连，并可在所述槽中滑动的导向销，用来将第二导杆的直线运动转化成旋转运动；

一个通过凸轮上的操作突起连接到凸轮上的显示装置，所述操作突起将凸轮的转动转化为显示装置中显示板的直线运动，用来显示断路器主体的位置。

2、如权利要求1所述的空气断路器，其特征在于：该第一导杆是一个具有从底座向支架伸出的预定长度的杆状件，以便与导引螺杆的前端平行，当第一导杆的自由端插入螺管时，该自由端会与支架的侧壁接触并压向导引螺杆插入方向相反的方向，而第一导杆的另一端会与导向部件相连接。

3、如权利要求1所述的空气断路器，其特征在于：导引螺杆穿过导向部件的中部，以使导向部件在安装到底座上的导引螺杆的外圆周上形成水平直线运动，并与从导向部件上看向相反方向延伸的第一导杆和第二导杆连接。

4、如权利要求1或3所述的空气断路器，其特征在于：导引螺杆穿过导向部件的中部，该导向部件与导引螺杆的外圆周上相互连接的两块平板连接到一起以实现水平直线运动。

5、如权利要求1所述的空气断路器，其特征在于：连接在导向部件和凸轮之间的第二导杆是具有一预定长度的杆状件，它能在导向部件直线运动的时候与其一起直线运动，并旋转凸轮。

6、如权利要求1所述的空气断路器，进一步包括一个设置在底座上的导向座，用来引导第二导杆的水平直线运动。

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