CN1222973C - 断路器 - Google Patents

Abstract

一种电路断路器，包括：定触点；动触点；支承动触点的支承件；开闭机构，其包括弹簧和具有上下连杆的连杆单元；与连杆单元联锁的锁闩，能运动到保持弹簧弹性势能的位置，或者运动到一转动位置；锁定或松开锁闩的锁闩支承件；和连杆推动器单元，锁闩支承件松开锁闩时，其给连杆单元供给推力。因在跳闸操作中缩短了动触点从定触点分开的电极打开时间，在电路出现不正常状态时可能提高断路性能。因而能设计出具有高断开能力的断路器。

Description

断路器

技术领域

本发明涉及一种保护电负载和电路免受过电流的断路器。更具体涉及一种在出现过载或过电流情况下断开电路的断路器。

背景技术

一般，电路断路器是电保护装置，当电路中发生过载或过电流时，它自动断开电路，以保护电路和电负载单元，如果出现了这种事故，断路器自动执行断开操作以断开电路。

典型的电路断路器包括跳闸器，当出现这种事故时，将动触点与定触点分离，并断开电路。

现在说明传统电路断路器的跳闸器。

如图1所示，传统电路断路器的跳闸器的结构是，当电路中出现不正常情况时，由开闭机构10使动触点25与定触点21分离。

横杆1可转动地安装在侧板5上，通过从感测电路中不正常状况的感测电路(未示出)接收的驱动力驱动横杆1转动。动触点25安装成可由与横杆1平行设置的可动轴7转动并可与定触点21接触或分离。

开闭机构10给动触点25提供驱动力，使动触点移动到与定触点21接触或从定触点21分离的位置。开闭机构10包括相互连接的锁闩(1atch)11，上连杆13，下连杆15和弹簧16。

用邻近横杆1安装的锁闩支承件3使锁定或松开锁闩，用连接销12把上连杆13连接到锁闩11，使上连杆13能同锁闩11一起移动。

下连杆15的两端分别连接到上连杆13和支承件8，使上连杆13的转动驱动力经支承件8传递到动触点25。

支承件8把下连杆15的转动驱动力传递给动触点25并支持动触点25。由于电路断路器通常用于导通或截止三相交流电中的每相电流，因而，安装3个支承件来可转动地支承每相的动触点25。

可动轴7整体构成以通连到3个支承件上，以便同时操作3个支承件8。

杠杆19安装成在锁闩11和上连杆13的上部位置、在侧板5的外侧由侧板5的凸头6支承，以当锁闩被逆时针方向转动并到达预定位置时限制锁闩11的转动。

弹簧16安装在连接上连杆13和下连杆15的连杆销14与杠杆19之间，以给连杆销14供给弹性能，从而当锁闩11从锁闩支承件3松开时，使动触点25能在从定触点21分离的方向转动。

连杆止动器17用固定在上连杆12的背面处的侧板5处的固定销18固定，从而在上连杆13通过经连杆销14转送的弹簧16的弹性势能(弹力)而反时针转动时限制上连杆13的转动。

在如上结构的传统电路断路器中，如图1所示，当电路断路器导通时，锁闩11锁定在锁闩支承件3中，动触点25与定触点21接触。

该状态下，当线路出现不正常状态时，即电路出现不正常状态时，例如出现过电流(overcurrent)，感测机构单元感测该过电流，且横杆11根据感测机构单元输入的驱动力而按逆时针方向转动。此时，随着锁闩支承件3的顺时针方向转动，使锁闩11从锁定状态松开。

而且，弹簧16的弹性势能使锁闩11和上连杆12同时按逆时针方向转动，当上连杆13通过死点时，下连杆15按顺时针方向转动。

此时，动触点25经销钉而接收来自下连杆15的驱动力，而且支承件8按顺时针方向转动，动触点25从定触点21分离，由此完成了断路操作。

但是，传统电路断路器有以下缺点。由于连杆止动器17用固定销18固定，因而它不能移动而只能用来限制上连杆13的转动。因此延长了电路断路器的电极打开所需的时间，即延迟了从感测单元感测不正常状态的时间点至动触点25完全从定触点21分开的时间点之间的时间。

换句话说，通常电极打开时间(the pole opening time)是评价电路断路器性能的关键因素。在传统断路器中，最初断开时，在被上连杆13的逆时针转动而开始折叠之前，上连杆13和下连杆15要用0.8毫秒保持在死点，亦即瞬时点。

这占总打开时间(4毫秒)的20％。因此，延迟了总的电极打开时间。

结果，由于在电极打开的最初阶段连杆止动器17仅限制上连杆13的转动，上连杆13只是由弹簧16的弹力来转动，当它通过死点的瞬间没有所需要的初始冲击，因此延迟了断路器的电极打开时间，造成对断路器性能的损害。

以上技术内容在这里被引作参考，以适当提供关于附加或另外的细节、特征和/或技术背景的教导。

发明内容

本发明的目的是提供一种能缩短电极打开时间的电路断路器。

为了达到上述目的的至少一部分或全部，提供一种电路断路器，包括：定触点，其电连接到电路的电源或负载上；动触点，其电连接到电源或负载上，并能移动到与定触点接触的位置或移动到从定触点分开的位置；支承件，用于支承动触点；开闭机构(switching mechanism)，用于为动触点提供驱动力，其中，开闭机构包括：提供弹性势能(elastic energy)的弹簧和具有上、下连杆并在消耗弹簧的弹性势能时把弹性势能经支承件传递给动触点的连杆单元；锁闩，其与连杆单元联锁(interlock)，并能移动到保持弹簧弹性势能的位置，或在消耗弹簧的弹性势能时能移动到与连杆单元的转动相关联的一个转动位置；锁闩支承件，用于锁定或松开锁闩；和连杆推动器单元，当锁闩支承件松开锁闩时，所述连杆推动单元给连杆单元提供推力，其中连杆推动器单元包括：紧密地设置在锁闩一侧上、用于接收锁闩的转动力的部分；紧密地设置在上连杆上、用于根据锁闩的转动给连杆单元提供推力的部分；和转动轴，用于可转动地支承连杆推动器单元。

本发明的其它优点，目的和特征，一部分将在随后的描述中阐明，一部分会因对以下内容的考查和本发明的实践而相对于本领域的技术人员来说变得显明。根据所附的权利要求书中特别指出的内容，可实现和达到的本发明的目的和优点。

附图说明

以下将参照附图详细描述本发明，附图中相同的构件用相同的数字表示。附图中：

图1是现有技术的电路断路器的跳闸器的结构的侧视图；

图2是根据本发明优选实施例的电路断路器跳闸器的结构的侧视图；

图3是根据本发明优选实施例的电路断路器跳闸器的结构的透视图；

图4是根据本发明优选实施例的主要部分-连杆推动器的透视图；

图5A是根据本发明的电路断路器的主要部分-锁闩的平面图；

图5B是根据本发明优选实施例的锁闩的侧视图。

具体实施方式

根据本发明的电路断路器有多个实施例，以下将说明其中最优选的实施例。

图2是根据本发明优选实施例的电路断路器的跳闸器的结构的侧视图；图3是根据本发明优选实施例的电路断路器的跳闸器的透视图。

在本发明优选实施例中，电路断路器的结构使得：当电路中出现不正常状态时，由侧板55支承的横杆51转动以通过开闭机构60使动触点75从定触点71分开。

动触点75和定触点71与电路的电源或负载连接，随着两个触点71和75相互接触或分开，电路变成开路和闭合电路。

动触点75连接到电源时，定触点75连接到负载。或者，当动触点75连接到负载时，定触点71连接到电源。

支承件58支承动触点75。三相交流(AC)电路断路器的情况下，对应每一相安装支承件58。

支承件58包括接收或支承动触点75的一部分的槽，用诸如销钉的固定装置把动触点75固定到支承件58或由支承件58支承，动触点75和支承件58同时操作。

开闭机构60安装在两个侧板55之间，每个开闭机构包含：弹簧66，它提供弹性势能作为开闭机构60的动力源；连杆单元，包括上连杆63和下连杆65，当消耗弹簧66的弹性势能时，连杆单元经支承件58将弹簧66的弹力传递给动触点。

通过设在横杆51附近的锁闩支承件53使锁闩61被锁定在其转动位置或从其转动位置松开。上连杆63经连接销62连接到锁闩61，使上连杆63与锁闩61同时移动。

锁闩支承件63锁定锁闩61，因此，电路断路器导通时，定触点71接触动触点75。横杆5 1被从感测机构单元(未示出)接收的驱动力转动地驱动，使锁闩支承件53移动，因而锁闩61能从锁闩支承件53松开，其中感测机构单元可感测电路的不正常状态。

下连杆65的下端通过连接销连接到支承件58，下连杆65的上端通过连接销连接到上连杆63，使其能相对运动。上连杆65与锁闩61一起同时运动，并把转动驱动力经支承件58传递给动触点75，使动触点75接触定触点71或从定触点71分开。

与现有技术相同，支承件58把从下连杆65接收到的转动驱动力传递给动触点75并支承动触点75。

杠杆69安装在锁闩61和上连杆63的上部，当由侧板55的凸出部分56支承的锁闩61达到预定位置同时被逆时针方向转动时，杠杆69限制锁闩61转动。

用连杆销钉64使上连杆63和下连杆65相互连接。弹簧66的两端固定安装在连接销钉64和杠杆69上。弹簧66供给驱动力，当锁闩61从锁闩支承件53松开时，使动触点75在从定触点71分开的方向运动。

特别是，连杆推动器单元80安装在侧板55处。连杆推动器单元80紧密地接在锁闩61的后侧，它可以随锁闩61一起同时转动，按逆时针方向推上连杆63，即按锁闩61的转动方向推上连杆63。

连杆推动器单元80包括连杆推动器81和转动轴85。连杆推动器81包括紧密地设在锁闩61的一侧用以接收锁闩61的转动力的中心部分82，和从中心部分82的两个边缘朝连杆单元伸出的两个凸出部分83和84，它们按来自锁闩61的转动力给连杆单元提供推力。

转动轴85用于可转动地支承连杆推动器81。

图4是本发明优选实施例的主要部分-连杆推动器的透视图。图5A是本发明又一主要部分-锁闩的平面图；图5B是本发明优选实施例的锁闩的侧视图。

连杆推动器单元80中，除转动轴85之外，如上所述，连杆推动器81包括至少一部分接触在锁闩61的后侧表面上的中心部分82，和从中心部分82的两个边缘分别在上连杆63的方向伸出的凸出部分83和84。

倾斜延伸部分82a形成在中心部分82的下部。倾斜延伸部分82a可以与感测单元(如位置传感器)协同操作，以感测电路断路器的位置，即动触点75的导通(ON)，截止(OFF)或跳闸位置。

一个凸出部分83包括紧密地触接在上连杆63一侧上的紧密接触面83b。在凸出部分的两侧分别形成构成轴孔83at和84a，转动轴85穿过这些轴孔。

如图4至5B所示，锁闩61和连杆推动器81上，相互接触面61c，61c’，82，和82a形成“V”形，因而，锁闩61的运动能有效地传递到连杆推动器81。

参见图5A和5B，锁闩61构成为前端部分61a能锁入锁闩支承件53或从锁闩支承件51松开，且其以固定孔61b为中心，连接上连杆63就被连接在该固定孔61b中。锁闩61具有紧密地触接到连杆推动器81的紧密接触面61c和61c’。

具体地说，锁闩61组合到转动轴85并随连杆推动器81一起转动。

即，为了同时操作锁闩61和连杆推动器81，转动轴85共同穿过锁闩61和连杆推动器81，以便可转动地支承它们。

如图5所示，锁闩61包括轴接收件61d，转动轴85穿过该轴接收件61d，且锁闩的前端部分61a锁进或从锁闩支承件53松开。

轴接收件61d形成槽形，连杆推动器81的一凸出部分83位于轴接收件61d的槽形两壁之间。穿过轴接收件61d，转动轴85可转动地支承锁闩61。

接合部分61f形成在轴接收件61d上，以限制在连杆推动器81和侧板55之间的锁闩61的轴向移动。

即，如图4所示，限制锁闩61的轴向运动通过下述方式受到限制：在轴接收件61d的一侧接触侧板55的内表面，接合部分61f与连杆推动器81的颚板部分(the jaw portion)82b啮合。

以下将说明具有上述结构的电路断路器的操作和效果。

电路断路器导通时，锁闩61锁进锁闩支承件53中，而且，动触点75接触定触点71。

此时，锁闩61和上连杆63分别紧密地与中心部分82和紧密接触面83b接触。

该状态下，当电路中出现不正常状态时，横杆51按逆时针方向转动，相应的，锁闩支承件53顺时针方向转动。

此时，由于锁进锁闩支承件53的锁闩从锁定状态松开，弹簧66的弹力使上连杆63按逆时针方向转动。此时，通过连接销62连接到上连杆63的锁闩61环绕转动轴85逆时针转动。

而且，由于锁闩61的紧密接触表面61C紧密触接到连杆推动器81的中心部分82和倾斜延伸部分82a，所以连杆推动器81也按与锁闩61相同的转动方向绕转动轴85逆时针转动。

随着连杆推动器81被转动，接到连杆推动器81的紧密接触表面83b的上连杆63被强制推动。因此，已竖直直立的上连杆63被立即推离死点，以被逆时针地转动。

在上连杆63被连杆推动器81推动以逆时针地转动时，下连杆65绕连杆销钉64同时在顺时针方向转动，使支承件58和可动轴57顺时针地转动。因此，动触点75顺时针转动，并从定触点71分离，由此完成电路断路操作。

因此，与现有技术不同，在现有技术中，当电路中出现不正常状态时，上连杆仅由弹簧的弹力移动而未加任何其它的冲击力；而按照本发明，连杆推动器81给上连杆63施加强制推力，使上连杆高速地转动，由此缩短电路断路器的电极打开时间。

换句话说，在现有技术中，从感测单元感测时间点到动触点从定触点分开的时间点之间所需的时间至少为4毫秒，此时，上连杆穿过死点前的死点保持时间是0.8毫秒。但是，在根据本发明电路断路器的情况下，由于连杆推动器81立即推动上连杆63，因而消除了0.8毫秒的死点保持时期，因此缩短了总的电极打开时间。

如上所述，根据本发明电路断路器的优点是，由于跳闸操作中缩短了动触点离开定触点的电极打开时间，在电路出现不正常状态的情况下，电路断路性能有所提高。因而，能设计出具有高断路性能的电路断路器。

所述实施例和所述优点仅仅是举例性质的，不能用来限制本发明。本技术能应用于其它类型的设备中。本发明的说明书只是为了表述本发明，对权利要求的保护范围没有限制。对本领域的一般技术人员来说很明显的是，还存在许多其它的变化、改型。权利要求书中的条款预覆盖那些可实现所述功能的结构，不仅覆盖那些结构的等效物而且覆盖那些等效的结构。

Claims (5)

1.一种电路断路器，包括：

定触点，其电连接到电路的电源或负载上；

动触点，其电连接到电源或负载上，并能移动到与定触点接触的位置或移动到与定触点分开的位置；

支承件，用于支承动触点；

开闭机构，用于为动触点提供驱动力，其中，开闭机构包括：提供弹性势能的弹簧和具有上、下连杆并在消耗弹簧的弹性势能时把弹性势能经支承件传递给动触点的连杆单元；

锁闩，其与连杆单元联锁，能移动到保持弹簧弹性势能的位置，或在消耗弹簧的弹性势能时移动到与连杆单元的转动相关联的转动位置；

锁闩支承件，用于锁定或松开锁闩；和

其特征在于，还包括：

连杆推动器单元，当锁闩支承件松开锁闩时，所述连杆推动单元给连杆单元提供推力，连杆推动器单元包括：

紧密地设置在锁闩一侧上、用于接收锁闩的转动力的部分；

紧密地设置在上连杆上、用于根据锁闩的转动给连杆单元提供推力的部分；和

转动轴，用于可转动地支承连杆推动器单元。

2.如权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，所述用于接收锁闩的转动力的部分是中心部分，所述用于根据锁闩的转动给连杆单元提供推力的部分是从中心部分的两个边缘向连杆单元凸出的两个凸出部分。

3.如权利要求1或2所述的电路断路器，其特征在于，锁闩和连杆推动器单元的相互接触面形成“V”形，以提高转动力的传递。

4.如权利要求1或2所述的电路断路器，其特征在于，所述转动轴穿过并支承锁闩和连杆推动器单元，以便同时可转动地支承和操作这些元件。

5.如权利要求1或2所述的电路断路器，其特征在于，连杆推动器单元还包括用于限制锁闩在轴向的运动的部分。

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