CN1214429C

CN1214429C - 断路器

Info

Publication number: CN1214429C
Application number: CNB011377585A
Authority: CN
Inventors: 浜田佳伸; 久保山胜典; 高桥龙典; 内田直司
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd; Fuji Electric Assets Management Co Ltd
Priority date: 2000-10-30
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2021-10-30
Also published as: JP4186409B2; US20020063049A1; CN1351363A; FR2816106B1; DE10152425A1; DE10152425B4; FR2816106A1; US6566618B2; JP2002133994A

Abstract

为了使操作者能够识别因接点熔接引起的不正常状态，并在接点熔接不严重的情况下通过操作手柄而强制断开接点，提供了一种断路器，其中，旋转手柄(5)通过驱动齿轮(8)与开闭机构(3)相连，因而可通过转动开闭杆(3b)而断开主电路触靴(2a)和(2b)，在开闭杆的尖端与驱动齿轮之间设置可竖直方向运动并直接连接于操作手柄的手柄锁杆(9)，使得在发生熔接的情况下断开主电路接点时，锁杆抵靠于驱动齿轮而将操作手柄限制于显示接点接通的位置附近，从而使其运动限制于显示接点断开的位置。而且，在锁杆尖端处的止挡部分(9b)上形成向上倾斜表面(9b-1)，这样，如果接点熔接并不严重的话，通过对操作手柄施加力而使其转动到显示接点断开的位置，可将锁杆向下推而强制断开接点。

Description

断路器

技术领域

本发明涉及一种断路器，诸如适用于电机控制之类的自动断路器，更具体地说是涉及一种用于显示故障的互锁机构，让操作者根据旋转操作手柄的位置来识别因熔接引起的主电路接点的不正常状态。

背景技术

下面参照图4(a)到4(d)来描述可使用本发明的自动断路器的基本结构。在图4(a)中，标号1表示断路器壳体，标号2表示主电路接点的断路部分，3是开闭机构部分，4是过电流跳闸部分，5是安装在壳体1顶面上的旋转操作手柄，6是将旋转操作手柄5连接于开闭机构部分3的传动机构，7是附件(辅助开关、报警开关等)。

在这种情况下，如图4(b)和4(c)中所示，开闭机构部分3包括一上部的肘节齿轮3a、一设置在断路器下部中的开闭杆3b、一将肘节齿轮3a和开闭杆3b相连接的肘节杆机构3c以及一锁闩机构3d，所有这些构件装配于开闭机构。肘节齿轮3a通过一用于传动的驱动齿轮8连接于旋转操作手柄5。而且，开闭杆3b通过一支承轴3b-1以枢轴方式安装成可在竖直方向上转动。设置在轴上的一压迫弹簧(扭力螺旋弹簧)3b-2朝断开主断路接点的方向推动杆。杆的尖端通过开闭机构部分3中的一框架槽部分突伸到侧部。驱动齿轮8直接连接于操作手柄5的轴。操作手柄5由一相对较弱的复位弹簧(螺旋弹簧)朝回复到“断”位置的方向推压。

另一方面，主电路接点的断路部分2由一个组件构成，该组件包括一固定触靴2a、一桥式活动触靴2b、一活动触靴保持件2c、一用于活动触靴2b的接触弹簧(压缩弹簧)2d和一消弧板2e。活动触靴保持件2c的上端与开闭杆3b的尖端相对。附图表示主电路接点闭合的“通”状态。在该状态，开闭杆3b的尖端保持在朝上退回的位置，并且活动触靴2b在接触弹簧2d的作用下与固定触靴2a相接触。

对于这种结构，当主电路接点闭合时，操作手柄5保持在“通”位置，以显示这一状态。而后，当用手将操作手柄5从“通”转动到“断”位置而断开主电路接点时，开闭机构部分3的肘节杆机构3c通过驱动齿轮8和肘节齿轮3a而释放开闭杆3b。这样，开闭杆3b在压迫弹簧3b-2的积蓄力的作用下顺时针转动而击打活动触靴保持件2c，从而打开活动触靴2b。

相反，当将操作手柄5从“断”转动到“通”位置时，开闭机构部分3的肘节杆机构3c克服压迫弹簧3b-2而将开闭杆3b的后端向下推。这样，开闭杆3b逆时针转动而将活动触靴保持件2c从压力下释放出来，使活动触靴2b在接触弹簧2d的作用下向上运动，从而与固定触靴2a相接触，因而使接点闭合。同时，操作手柄5保持在“通”位置，以显示主电路接点的闭合状态。

另一方面，如果过电流跳闸装置4在主电路接点闭合时启动而将电流传导通过断路器，则开闭机构部分3的锁闩机构3d被释放而启动肘节杆机构3c。然后，与上述的“断”操作一样，开闭杆3b顺时针转动而执行跳闸操作，从而打开活动触靴2b。在这种情况下，操作手柄5停止在“通”和“断”位置之间的一个“跳闸”位置，以显示主电路接点因跳闸操作而断开。为了在跳闸操作后使主电路接点恢复工作，将操作手柄5从“跳闸”位置转动到“断”位置，以使锁闩机构3d的一锁闩接纳件复位，然后将其转动到“通”位置，以闭合主电路接点。

在上述结构的断路器中，如果在导通过程中有过大的电流流过，主电路接点的固定触靴2a和活动触靴2b可能会熔接于一起。如果发生这种接点熔接并且程度较为严重的话，即使断路器的过电流跳闸装置4启动而使开闭机构部分3执行跳闸操作，活动触靴2b也无法与固定触靴2a相分离。而且，开闭机构部分3的开闭杆3b受活动触靴保持件2c的约束，不能转动到接点断开位置；在按压活动触靴保持件2c的同时，它保持停止在“通”和“断”位置之间的一个位置。另一方面，即使发生接点熔接，操作手柄5仍在开闭机构部分3操作之后从“通”移动到“跳闸”位置。在该位置，操作手柄显示断路器的跳闸操作。

因此，如果维修操作者根据操作手柄5显示“跳闸”位置而错误地判断主电路接点已断开，在跳闸操作之后进行检查时触及负载侧电路，而没有注意到因接点熔接引起的不正常状态，则可能因断路器的主电路接点并未真正断开而发生触电事故。

为此，作为防止此类事故的措施，现在已有一种断路器，它包括一互锁装置，该装置将操作手柄5限制在相对于“跳闸”位置更靠近“通”位置的一个位置，因而在断路器跳闸过程中发生接点熔接时，手柄不会显示“跳闸”位置。图5中示出了这种断路器的一传统的结构。如图所示，开闭机构部分3装设并连接有一金属的手柄锁杆9，它可在竖直方向上运动并跟随开闭杆3b的转动。杆9的上端与旋转操作手柄5的后表面上所形成的一圆形凹槽5a相对。图5(a)是表示旋转操作手柄5的“通”和“断”位置以及其显示发生接点熔接的位置的俯视图。图5(b)到5(d)分别表示主电路接点、开闭机构部分和手柄锁杆对应于“通”和“断”位置以及发生接点熔接时所进行的跳闸操作的工作状态。

在该例中，如果主电路接点是正常的话(未发生接点熔接)，在如图5(b)所示关掉接点时，锁杆9跟随开闭杆3b的转动而降低，因而其尖端滑出操作手柄5上的凹槽5a。另一方面，如果过电流跳闸装置执行跳闸操作而断开主电路接点，锁杆9也如上所述那样跟随开闭杆3b的运动而降低。因此，操作手柄5不受锁杆9的约束，但可从“跳闸”位置手动返回到“断”位置以便复位。而且，当操作手柄5位于“通”位置时，杆9跟随开闭杆3b的运动而提升，因而其尖端嵌入操作手柄上的凹槽5a，如图5(c)所示。然而，当操作手柄5从“通”转动到“断”位置时，锁杆9在转动过程中跟随开闭杆3b的运动而降低，然后滑出凹槽5a。因此，不会妨碍手柄操作。

另一方面，如果在断路器的跳闸操作过程中发生接点熔接，开闭杆3b受活动触靴保持件2c的约束，被阻止转动到断开位置，如图5(d)所示。因此，锁杆9不降低，而是保持嵌于操作手柄5上的凹槽5a中。这样，操作手柄5在从“通”位置仅转动通过一较小角度后即由锁杆9接合并锁住；它不显示“跳闸”位置。这可以让操作者识别因不正常状态引起的接点熔接。

对于图5所示的安装在断路器中、用于识别因接点熔接引起的不正常状态的上述传统机构的结构和功能，存在许多问题。

(1)当将手柄锁杆9安装于开闭机构部分3中时，需要防止所述杆干扰装配于该开闭机构部分中的肘节齿轮、肘节杆机构和其它构件，造成空间上的限制。并且，开闭机构部分3的结构较为复杂，需要大量的装配时间。

(2)如果主电路接点中发生接点熔接，即使它并不严重，也必须进行耗时的修复作业，将断路器拆开，取出接点断开部分以及熔接于一起的固定触靴2a和活动触靴2b。

(3)此外，操作手柄5是一树脂模塑体，它在手柄锁杆(由金属制成)9的尖端上滑动，因而长时间后磨屑可能聚集于操作手柄5上的凹槽中。该磨屑可能粘附于开闭机构部分3的活动部分而妨碍其顺畅的操作，或者可能粘附于主电路接点的表面而影响导电性。

发明内容

本发明正是基于上述问题而提出的，其目的在于提供一种可解决上述问题的、带互锁机构的断路器，它可用一简单的装配结构使接点熔接所引起的不正常状态得以识别，并可通过操作手柄来使断路器从接点熔接状态中解脱出来，而无需拆开断路器(只要接点熔接不严重的话)。

为解决上述问题，本发明提供了一种断路器，其中，通过一齿轮机构部分与一旋转操作手柄相连的一开闭机构包括一开闭杆，该开闭杆跟随手柄的“通”操作和“断”操作以及一过电流跳闸装置的操作而在竖直方向上转动，开闭杆的转动断开或闭合设置在杆下方的主电路接点，该断路器用所述操作手柄的位置来显示主电路接点的状态；

其中，该断路器包括一手柄锁杆，该手柄锁杆由一与开闭机构部分分开的单独部分构成，并设置成使锁杆的上端和下端分别与连接于操作手柄的一驱动齿轮的一离合齿轮和开闭杆的尖端相对，从而将离合齿轮与开闭杆互锁，该手柄锁杆在其上端设有一止挡部分，该止挡部分从手柄锁杆的上端突出并延伸入离合齿轮的周边上所形成的一凸台部分的运动路线中，并具有一与离合齿轮的凸台部分相对的止挡表面，该止挡表面形成为一向上倾斜的表面，该止挡部分在锁杆的提升位置与离合齿轮的凸台部分相接合，使得当主电路接点在熔接的情况下断开时，操作手柄被限制于一显示接点接通的位置(即“通”位置)附近而限制其移动到一显示接点断开的位置(即“断”位置)。

在上述结构中，手柄锁杆是一通过将其下端压靠于开闭杆的尖端并用一设置在手柄锁杆与一壳体罩盖之间的弹簧从上方推压该下端而可在竖直方向上运动的杆。

利用上述结构，如果主电路接点正常的话(未发生接点熔接)，手柄锁杆被阻止与操作手柄相干扰。相反，当在发生接点熔接的情况下执行断开操作时，手柄锁杆将操作手柄限制于“通”位置附近，防止其回到“断”或“跳闸”位置。这样，操作手柄的显示位置可让操作者识别出因接点熔接引起的不正常状态。

对于该装配结构，手柄锁杆由一与开闭机构部分分开的单独部分构成，并设置成使锁杆的上端和下端分别与连接于操作手柄的驱动齿轮和开闭杆的尖端相对，从而将驱动齿轮与开闭杆互锁。这种结构可避免使开闭机构部分的结构复杂化，便于断路器的装配。而且，锁杆不直接抵靠于由树脂模塑体构成的操作手柄，因而可防止磨屑以及因此而引起的开闭机构部分的操作问题。

此外，在手柄锁杆的止挡部分上形成向上倾斜表面，它与驱动齿轮的凸台部分相对。因此，如果发生接点熔接而使手柄锁杆如上所述将操作手柄限制于“通”位置附近，只要接点熔接不严重，可对操作手柄施加力以将其转动到“断”位置，从而用作用于止挡部分倾斜表面的力的一个向下矢量分量通过锁杆而推动开闭杆的尖端。因此，主电路接点的活动触靴被强制与固定触靴分离而断开接点。

附图说明

图1是表示本发明一实施例的断路器的主要部分结构的视图，图1(a)是侧视图，图1(b)是图1(a)的主要部分的放大俯视图。

图2是表示图1所示断路器的操作的视图，图2(a)、2(b)和2(c)分别表示对应于主电路接点的“断”和“通”位置以及发生接点熔接的工作状态。

图3是表示图1所示结构的接点熔接恢复操作的视图，图3(a)和3(b)分别表示从侧方和上方观察的工作状态。

图4是表示可实施本发明的一断路器结构的视图，图4(a)是该整个结构的示意图，图4(b)是开闭机构结构的详细视图，图4(c)是操作手柄及其周边机构的外观的分解立体图，图4(d)是表示图4(a)所示的接点断开部分的结构的详细视图。

图5(a)到5(b)是表示一种传统断路器的开闭机构及其操作的视图，图5(a)是表示操作手柄的显示位置的俯视图，图5(b)、5(c)和5(d)分别是表示对应于主电路接点的“断”和“通”状态以及发生接点熔接的工作状态的视图。

具体实施方式

下面参照图1到3来描述本发明的一个实施例。在该实施例的附图中，与图5对应的部件用相同的标号表示，并省略其详细描述。如图1(a)和1(b)所示，在所示的实施例中，手柄锁杆9与开闭机构部分3相分离，并设置成将从开闭机构部分3突伸到侧部的开闭杆3b的尖端与位于开闭杆上方并直接连接于操作手柄5的驱动齿轮8的一离合齿轮8a互锁，使得手柄锁杆9被支承和引导成在竖直方向上运动。在所示的断路器中，直接连接于操作手柄5的轴的金属离合齿轮8a与齿轮机构的驱动齿轮8相组合，用于将操作手柄5和开闭机构部分3的肘节齿轮3a连接于一起以便传动，因而在将操作手柄5从“断”转动“通”位置的初始阶段，离合齿轮8a空转，在该空转过程中，打开一欠压跳闸装置(外部附件)的快速打开接点。虽然没有示出，但断路器壳体1在开闭机构3装于壳体中时形成有一竖直间隙槽，该间隙槽与开闭杆3b的尖端对应。手柄锁杆9用该间隙槽支承和引导。

在该例中，手柄锁杆9是一由树脂模塑体构成的杆，在手柄锁杆9与壳体罩盖之间设置一复位弹簧(压缩螺旋弹簧)9a，用以推动手柄锁杆9，使其下端压靠于开闭杆3b的尖端的顶面。而且，在锁杆9的上端一体地模制有一臂形止挡部分9b，它从锁杆上端突出并延伸入离合齿轮8a的周边上所形成的一凸台部分8a-1的运动路线中。该止挡部分9b形成有一与离合齿轮8a的凸台部分相对的向上倾斜表面9b-1。

接下来，参照图2(a)到2(c)来描述手柄锁杆9的操作。图2(a)到2(c)对应于图5(b)到5(d)，表示对应于“通”和“断”位置以及发生接点熔接的工作状态。这样，当操作手柄5转动到“通”位置时，如图2(a)所示，开闭杆3b顺时针转动而断开主电路接点。开闭杆3b的运动使复位弹簧9a推动并降低手柄锁杆9，从而使手柄锁杆9上端处的止挡部分9b退回到离合齿轮8a以下。相反，当操作手柄5从“断”转动到“通”位置时，开闭杆3b逆时针转动而闭合主电路接点，同时将手柄锁杆9向上推，如图2(b)所示。在这种状态下，锁杆上端处的止挡部分9b突伸入离合齿轮8a的运动路线。通过这种方式，手柄锁杆9跟随开闭杆3b的转动而在竖直方向上运动。

因此，如果主电路接点正常(未发生接点熔接)的话，即使将手柄5拨动到“通”或“断”位置，手柄锁杆9也不会与手柄相干扰。而且，如果过电流跳闸装置执行跳闸操作而断开主电路接点，锁杆9也跟随开闭杆3b的运动而降低。这样，操作手柄5便从“通”移动到“跳闸”位置以显示跳闸状态，而不受锁杆9的阻挡。

另一方面，如果在断路器跳闸过程中发生接点熔接，开闭杆3b受活动触靴保持件2c约束并停止在与跳闸操作之前基本相同的位置，如图2(c)所示。因此，手柄锁杆9保持在其提升的位置，在该位置，其上端处的止挡部分9b阻止离合齿轮8a的运动并防止操作手柄5从该位置回到“断”位置。这样，操作手柄5在略微转动离开“通”位置(一个相对于“跳闸”位置更靠近于“通”位置的位置)后停住，不显示“跳闸”位置。这让操作者可以识别出因接点熔接引起的不正常状态。

而且，形成于手柄锁杆9的止挡部分9b中的向上倾斜表面9b-1的作用如下：如图2(c)所示，在发生接点熔接的情况下，当手柄锁杆9受操作而将操作手柄5停止在“通”位置附近、并且有人力作用于操作手柄5而将其转动到“断”位置时，施加于手柄的操作力F通过离合齿轮8a的凸台部分8a-1以力F1作用于倾斜表面9b-1上，如图3(a)和(b)所示。而后，力F2通过锁杆9作用于开闭杆3b上将杆的尖端向下推；力F2是力F1的一个竖直矢量分量，它与倾斜表面9b-1的倾斜度相对应。因此，如果主断路接点的熔接不严重，可使活动触靴2b与固定触靴2a分离而断开主电路接点。也就是说，即使接点熔接阻止断路器断开接点，但如果接点熔接并不严重的话，只需对操作手柄施加力而使其转动到“断”位置，即可使断路器从接点熔接状态恢复正常，而无需拆开断路器。

如上所述，按照本发明的结构，如果主电路接点发生熔接，在需要执行断开操作时，可以根据操作手柄所显示的位置来识别出因接点熔接所引起的故障。而且，对于本发明的结构，手柄锁杆由一与开闭机构部分分开的单独部分构成，并设置成使锁杆的上端和下端分别与连接于操作手柄的齿轮机构和与开闭机构部分形成一体的开闭杆的尖端相对，从而使齿轮机构与开闭杆互锁。这种结构可避免使开闭机构部分的结构复杂化，便于断路器的装配。而且，锁杆不直接抵靠于由树脂模塑体构成的操作手柄，因而可防止磨屑以及因此而引起的开闭机构部分的操作问题。

此外，在手柄锁杆的止挡部分上形成向上倾斜表面，它与驱动齿轮的凸台部分相对。因此，即使发生接点熔接，只要接点熔接并不严重，可对操作手柄施加力以将其转动到“断”位置，从而通过锁杆推动开闭杆的尖端。因此，可强制使主电路接点的活动触靴与固定触靴分离，从而使主电路接点从接点熔接状态恢复正常。

Claims

1.一种断路器，其中，通过一齿轮机构部分与一旋转操作手柄相连的一开闭机构部分包括一开闭杆，该开闭杆跟随手柄的“通”操作和“断”操作以及一过电流跳闸装置的操作而在竖直方向上转动，开闭杆的转动断开或闭合设置在杆下方的主电路接点，该断路器用所述操作手柄的位置来显示主电路接点的状态，其特征在于，该断路器包括一手柄锁杆，该手柄锁杆由一与开闭机构部分分开的单独部分构成，并设置成使锁杆的上端和下端分别与连接于操作手柄的一驱动齿轮的一离合齿轮和开闭杆的尖端相对，从而将离合齿轮与开闭杆互锁，该手柄锁杆在其上端设有一止挡部分，该止挡部分从手柄锁杆的上端突出并延伸入离合齿轮的周边上所形成的一凸台部分的运动路线中，并具有一与离合齿轮的凸台部分相对的止挡表面，该止挡表面形成为一向上倾斜的表面，该止挡部分在锁杆的提升位置与离合齿轮的凸台部分相接合，使得当主电路接点在熔接的情况下断开时，操作手柄被限制于一显示接点接通的位置附近而限制其移动到一显示接点断开的位置。

2.如权利要求1所述的断路器，其特征在于，手柄锁杆是一通过将其下端压靠于开闭杆的尖端并用一设置在手柄锁杆与一壳体罩盖之间的弹簧从上方推压该下端而可在竖直方向上运动的杆。