CN1227396A - 带自动抓钩可防止跳开接触臂回弹的断路器 - Google Patents

Abstract

断路器外侧两极各有跳开闩锁，它包括形成两颚的开口槽且可转动地装在接触臂上的闩锁钩。扭簧将两颚复位，使两上颚被对准，与挡止件接合，接触臂因短路产生的磁排斥力跳开时，接触臂向挡止件转动。两颚与挡止件接合时，闩锁钩转动将闩锁钩闩锁在挡止件上，防止回弹和重新闭合触面。装在横杠上的叶片弹簧保持闩锁钩与挡止件接合。断路器响应过载电流而转动横杠时，叶片弹簧与闩锁钩脱开，扭簧转动闩锁钩使它返回竖起位置，在重新闭合断路器时与挡止件脱开。

Description

带自动抓钩可防止 跳开接触臂回弹的断路器

本发明涉及那些断路器，其接触臂能响应短路而快速跳开，并在被弹簧驱动的操作机构能响应之前就跳开。更具体地说涉及一种抓钩机构，它能将接触臂闩锁在跳开位置上并在操作机构对过量电流状态作出响应时自动予以释放。

断路器具有成组的分开触点，其中包括一个固定触面和一个装在可动接触臂上的可动触面。可动接触臂可在两个位置之间被一操作机构转动，一个位置是可动触面与固定触面接合的闭合位置，另一个位置是触面都被隔开以便阻断电流的断开位置。典型的做法是操作机构以弹簧为动力能响应过载状态快速地将触面断开。

典型的被弹簧驱动的操作机构的响应是比较慢的。已知可提供这样一种具有跳开特性的断路器，它能利用例如伴随短路发生的非常大的过载电流产生强磁场来迅速断开触面，其速率比操作机构的响应时间还要快。通常，在这种具有跳开特性的断路器中，载有固定触面的固定导体被设置在可动接触臂的邻近，在触面闭合时能通过一个方向与可动接触臂内通过的电流相反的电流。这样就可产生趋向使触面断开的磁排斥力。在正常的电流状态和适度过量电流的状态下，触面被接触弹簧保持在闭合位置。但短路电流产生的排斥力高到能克服接触弹簧力，因而能快速地使触面断开。

引入跳开特性的断路器例如美国专利5,341,191号。在该断路器中，可动接触臂被一两件的枢轴组合件安装着。枢轴组合件包括一个主托臂，可被操作机构绕枢转动以便使触面断开和闭合。可动接触臂被装在第二托臂上，而第二托臂则可绕枢转动地装在第一托臂即主托臂上。正常情况下，操作机构转动载有第二托臂和主接触臂的主托臂来断开和闭合分开的触面。在响应短路电流时，第二托臂由于错误电流所产生的非常高的磁排斥力相对于主托臂而被转动。接触壁跳开所需电流由一弹簧加载的凸轮组合件确定，该组合件包括设在第二托臂上的凸轮面和装在主托臂上的靠弹簧复位的凸轮从动件。

虽然专利5,341,191号的跳开式断路器能有效地迅速响应短路电流,但伴随短路电流而产生的极大的排斥力会将很多的动能带给可动接触臂，使它在碰到跳开位置的挡止块时向固定触面回弹。这样能在触面之间重新打出电弧，需要再一次将电弧熄灭，该电弧会给触面带来重大耗损。一个解决办法是在盖内安装固定的橡胶挡止块供可动接触臂碰撞而吸收掉其动能，但通常能量不能以这样的方式被吸收。

1996.09.03立案的美国专利申请序号08/806,030提出这个问题的解决办法是设置一个闩锁将接触臂闩锁在跳开位置上。在该发明的一个较优实施例中，这个闩锁的形式为一形成卡爪的悬臂叶片弹簧，随着可动接触臂的跳开，该叶片弹簧被第二托臂接合。当操作机构终于响应短路而将主托臂转动到断开位置时，第二托臂便与叶片弹簧脱离接合。在这个专利申请中说明的该发明的第二实施例中，在主托臂和第二托臂之间设有一个凸轮及其从动件装置，闩锁装置为凸轮上的一个缺口，该缺口被一靠弹簧返回的凸轮从动件接合就可将可动接触臂闩锁在跳开位置上。在这个实施例中，在操作机构响应短路电流时，它必须克服凸轮从动件的弹簧返回力才能使闩锁脱离接合。而且在美国专利申请序号08/806,030中所说明的闩锁机构并不能适用于所有带跳开接触臂的断路器。

因此需要有一改进的闩锁以便用来将断路器的可动接触臂闩锁在跳开位置上。

还需要有一装有这种改进闩锁的断路器。

另外需要有这样一种断路器，其闩锁不仅能将接触臂可靠地机械地闩锁在跳开位置上，而且当操作机构对短路作出响应时能自动予以释放。

另外这种断路器的闩锁机构还需要不干涉断路器的正常操作，在正常操作时可动接触臂并不跳开，只是被操作机构转动来断开电流。

提供一种可释放地将断路器的可动接触臂闩锁在跳开位置上以防回弹的闩锁。这个闩锁包括一个可绕枢旋转地安装在接触臂上并具有一个形成两个颚的开口槽的闩锁钩。有一固定的挡止件设在断路器的一个位置上，接触臂在转向跳开位置时就朝向这个挡止件。设有装置可通过旋转使闩锁钩定位到一个竖起位置，使其两颚对准以便与挡止件接合。当接触臂到达跳开位置时，闩锁钩从竖起位置转到闩锁位置，在该位置两个颚与挡止件接合，从而可防止接触臂从跳开位置上回弹。另有保持装置将闩锁钩保持在闩锁位置上一直到断路器操作机构对引起跳开的过量电流状态作出响应为止。最好，使闩锁钩定位到竖起位置上的装置具有复位装置，并且最好这个复位装置为一扭力弹簧，其一臂支承在可动接触臂上，其另一臂与闩锁接合。同样最好，保持装置具有一个闩锁件和使闩锁件定位的装置，以便当接触臂转动到跳开位置时接合并将闩锁钩转动到闩锁位置。当断路器操作机构对过量电流作出响应并转动可动接触支承组合件以便使接触臂转到跳开位置时，闩锁件被重新定位以便与闩锁钩脱离接合。最好，闩锁件为一安装在接触臂托臂上的叶片弹簧，在该托臂上可绕枢旋转地安装着接触臂，而接触臂托臂本身又可绕枢旋转地安装着以便被操作机构转动。

本发明包括一个装有新闩锁的断路器。

结合附图阅读下面关于较优实施例的说明后当可对本发明有充分的了解。

图1为通过采用本发明的断路器的外面一极的部分剖视图。

图2为图1中沿2-2线切开的横向剖视图。

图3为图2中沿3-3线切开的部分剖视图。

图4为图1中一部分的放大图，该图示出按照本发明的闩锁在断路器断开位置上的情况。

图5为与图4类似的图，示出断路器在跳开位置，闩锁被接合的情况。

图6为与图4类似的图，示出断路器在断开或脱扣位置时的情况。

本发明将以被应用到一个模塑壳体的断路器上的情况进行说明，该断路器的形式如美国专利4,887,057号所述，该专利在这里被参考引用。参阅图1-3，断路器1包括一个模塑的壳体3，在该壳体上为断路器的每一个极7制有一个隔间5。作为示例的断路器具有并排装在壳体3内的三个极7a、7b和7c。

每一极7具有一组分开的触面9，其中包括一个固定的主触面11和一个可动的主触面13以及多个分别为固定的和可动的弧形触面15和17。固定主触面被固定在一根供电侧导线19上，而该导线19本身又被连接到通过壳体3的底部而突起的供电线柱21上，以便用来连接到配电板(未示出)内的一根导线上。固定弧形触面15被固定到一个装在供电侧导线19上的隔片23上。而可动主触面13和可动弧形触面17则被一可动接触支承组合件25承载。这个组合件包括有一个接触臂27。

接触臂27具有多个主触面用的薄片29m和弧形触面用的薄片29a，它们都被一个销钉31可绕枢旋转地装在一个面向下方的U形支架内。可动主触面13被固定在薄片29m的第一自由端35m的附近，而可动弧形触面17类似地被固定在薄片29a的端头35a上。如从图3可最好地看到，可动主触面13被一主接触弹簧37m环绕枢轴销31抵压在固定主触面11上。与此类似，弧形接触弹簧37a将接触压力施加在弧形触面15和17上。每一薄片29都被柔性分路41在电路上连接到一个固定的导体薄片39上。该固定导体薄片39通过螺栓被固紧在负载侧导线43上，后者又被固定到负载侧线柱(未示出)上，该线柱以与供电线柱21类似的方式通过壳体的底部而突起。

可动接触支承组合件25还包括托臂45。外侧两个极的接触支承组合件25a、25c用的托臂45a和45c各有一个由电绝缘树脂模塑而成的本体47。有一对向下间隔开并向前伸出的突缘49与本体47模塑成为一体。在这两个突缘之间被一销钉51可绕枢旋转地连接着的接触臂27延伸通过U形支架33的两腿。有一根在本例中为正方形横截面的横杠53延伸通过并牢固地把所有的极连接起来。

如从图2可见，中央极的接触支承组合件25b的托臂45b不是由树脂模塑而成的，而是由金属板46制成的，该板从横杠伸出(到图3的平面内)并可绕枢旋转地被连接到一个操作机构59的下肘杆57上。如所周知，操作机构59能够手动或自动(利用一个未示出的脱扣机构)操作使下肘杆57升起并转动托臂45b。这样横杠53也被转动，而该横杠作为轴颈被支承在壳体3内的极间位置61，从而可同时转动外侧两个极内的托臂45a和45c。如从图1可知，托臂45a在顺时针向上的旋转可转动接触臂27使分开的触面9断开。接触臂27被一凸轮组合件63连结到托臂45上，因此能与托臂45一起旋转。如图4可最好地看到，凸轮组合件63包括设在U形支架33的后缘上的凸轮面65，和一个凸轮滚动销67，该滚动销67在托臂45端上的突缘49的槽69内被导行。参阅图3，凸轮滚动销67被连接在枢轴销51上的凸轮弹簧71的弹力抵压在凸轮面65上。凸轮面65设有缺口73，凸轮滚动销67通常坐落在其内以资将旋转臂27连结到托臂45上与它一起旋转。

如所周知，操作机构59需要一定的时间方能对过量电流状态作出响应并通过托臂45的旋转断开触面。在发生短路而触面被分开时，电流会变得非常大。这样造成的在触面之间发生的电弧很难被熄灭，这种状态总是会加速触面的耗损。因此通常需要提供一个跳开特性。在美国专利4,887,057号中说明的断路器内，这个跳开特性是由柔性分路41和凸轮组合件63提供的。如在图1和3中所示，柔性分路41在中间被弯曲使在分路的两半段中电流以部分相反的方向流动。这样在发生如同短路那样极高的过量电流时便会产生极大的磁排斥力，这个力产生一个环绕销钉31的顺时针向的转矩，其大小足可通过凸轮弹簧71的膨胀使凸轮滚动销67与凸轮面65上的缺口73脱离接合。一旦这样脱离接合，接触臂27就可自由快速地旋转，比操作机构59所能做的还要早地把分开的触面断开。接触臂27的跳开位置在图1中用虚线示出。注意托臂45还没有开始旋转。

如同以前所确认的，快速打开接触臂27产生的动能能使接触臂从跳开位置回弹并重新闭合，从而增加触面的耗损。美国专利4,887,057号提出这个问题可通过在跳开位置接触臂所碰到的挡止块上设置能量吸收器来解决。这个挡止块75的形式为一个销钉77，该销钉沿横向在接触臂的上方延伸并支承着一个橡胶套筒79。销钉77被一具有第一组腿83的U形支架支承着。支架81还具有第二组腿85，该腿支承着可绕枢旋转的枢轴销51，而在该枢轴销上安装着托臂45。

在另一个改进所说断路器的方案中，设有一个闩锁机构87以便机械地将接触臂27保持在跳开位置。这个闩锁机构87包括一个闩锁钩89，其上有一开口槽91形成一对颚93。闩锁钩89有一横向的枢轴销95，该枢轴销可旋转地被支承在一个U形支架97内，而该U形支架则装在接触臂27的支架33的顶上。如图4所示，有一与接触臂27的顶部和一个闩锁钩上的突部99接合的扭力弹簧101可使闩锁钩在角度上复位到一个竖起位置，在该位置上两个颚93被对准以便与挡止件75接合。当接触臂27被跳开并相对于托臂45旋转时，闩锁钩的左颚93与挡止件75接合，闩锁钩89克服扭力弹簧101所提供的复位力而环绕偏置的枢轴销95被转动到如图5所示的闩锁位置。有一从托臂45伸出而形式为一叶片弹簧103的闩锁件克服扭力弹簧101所提供的复位力将闩锁钩89保持在闩锁位置上，在该位置上，两个颚93机械地与挡止件75接合，从而可防止接触臂27从跳开位置回弹。

当操作机构59对过量电流状态作出响应并通过横杠53转动托臂45时，凸轮滚动销67重新与凸轮面65上的缺口73接合，使接触臂27重新与托臂45连结如图6所示。当这种情况发生时，叶片弹簧103与闩锁钩89便脱离接合。于是扭力弹簧101能将闩锁钩89转动到竖起位置，该位置使两个颚从挡止件75上松开，因此可转动触面使它返回到图1所示位置。这样各个触面便可重新被操作机构59闭合。

当断路器在电流低于能跳开接触臂的电流时被人工断开或被脱扣机构断开时可以知道闩锁钩仍停留在竖起位置上，因此它并不干扰断路器的操作。闩锁机构87只是设在外侧两个极7a和7b上。中央极设有一个型式如美国专利4,887,057号所述的弹性挡止块，能够可靠地阻断在两个相位中被外面两个极断开的电流，这样便能在所有三个相位内都终止电流的流动。

虽然本发明的具体实施例已被详细说明，但应知道，本行业的行家们在受到本说明的启示能对本发明作出各种修改和替代。因此这里所说明的具体布置只是说明性的并不能限制本发明的范围，本发明的范围应该如同权利要求中给出的那样并包括所有其等同物。

Claims (15)

1．一种断路器(1)，具有：

分开的触面(9)，包括固定触面(11、15)和可动触面(13、17)；

一个可动接触支承组合件(25)，包括一个可动接触臂(27)，其上在第一端(29m,29a)附近固定着所说可动触面；和可绕枢旋转地支承所说可动接触臂(27)的装置(45)，该装置设在所说可动接触臂(27)的第二端的附近；

一个操作机构(59)，可操作地连接到所说可动接触支承组合件(25)上，使它在一个将所说分开的触面(9)闭合以传导电流的闭合位置和一个将所说分开的触面(9)断开以阻断电流的断开位置之间转动；所说可动接触臂(27)被所说可动接触支承组合件(25)这样安装着，使它能不管所说操作机构而被预定的过量电流所产生的磁排斥力转动到跳开位置将所说分开的触面(9)都断开；

可释放地将所说可动接触臂(27)闩锁在所说跳开位置上的闩锁装置(87)以便防止它从所说跳开位置上回弹，所说闩锁装置(87)具有：

一个闩锁钩(89)，可绕枢旋转地装在所说接触臂(27)上并具有一个形成两个颚(93)的开口槽；

一个固定挡止件(75)，所说接触臂(27)朝向该挡止件而被转到所说跳开位置上；

用来旋转地将所说闩锁钩(89)定位到竖起位置上的装置(101)，使所说两个颚(93)对准以便与所说挡止件(75)接合，当所说接触臂(27)到达所说跳开位置时，所说闩锁钩(89)便从所说竖起位置转动到所说闩锁位置，其时所说颚(93)与所说挡止件(75)接合，借以防止所说接触臂(27)从所说跳开位置上回弹；以及

保持装置(103)，用来将所说闩锁钩(89)保持在闩锁位置上一直到所说操作机构(59)对所说预定的过量电流状态作出响应为止。

2．按照权利要求1的断路器(1)，其特征为，旋转地将所说闩锁钩(89)定位在所说竖起位置上的所说装置(101)具有复位装置，并且所说保持装置(103)具有一个闩锁件和将所说闩锁件定位的装置(45)，以便当所说接触臂(27)转动到所说跳开位置时，使所说闩锁钩接合并被保持在所说闩锁位置上，而当所说操作机构(59)对所说预定的过量电流作出响应并将所说可动接触支承组合件(25)转动到所说跳开位置时又能重新使所说闩锁件(103)定位使它与所说闩锁钩脱离接合。

3．按照权利要求2的断路器(1)，其特征为，所说闩锁件(103)为一叶片弹簧。

4．按照权利要求2的断路器(1)，其特征为，所说闩锁钩(89)有一横向的枢轴件(95)支承着所说闩锁钩(89)的旋转并且所说复位装置(101)为一装在所说枢轴件(95)上的扭力弹簧，其第一臂支承在所说可动接触臂(27)上，而第二臂则与所说闩锁钩(89)接合。

5．按照权利要求4的断路器(1)，其特征为，所说闩锁件(103)为一叶片弹簧。

6．按照权利要求1的断路器(1)，其特征为，可绕枢旋转而支承着所说可动接触臂(27)的所说装置具有一个接触臂托臂(45)，可绕枢旋转地将可动接触臂(27)安装在所说接触臂托臂(45)上的装置(51)，及通过所说操作机构(59)使所说接触臂托臂在所说断开和闭合位置之间转动的装置(57)，所说保持装置(103)也被所说接触臂托臂(45)支承着。

7．按照权利要求6的断路器(1)，其特征为，所说保持装置(103)为一叶片弹簧。

8．按照权利要求6的断路器(1)，其特征为，所说接触臂托臂(45)包括一根横杠(53)，所说保持装置(103)就装在所说横杠上。

9．按照权利要求8的断路器(1)，其特征为，所说保持装置(103)为一叶片弹簧。

10．按照权利要求9的断路器(1)，其特征为，将所说闩锁钩(89)转到所说竖起位置的所说装置(101)具有一个弹簧，它能将所说闩锁钩(89)复位到所说竖起装置，而所说叶片弹簧(103)克服所说复位力将所说闩锁钩(89)保持在闩锁位置上。

11．按照权利要求10的断路器，其特征为，所说断路器为一三相断路器，每一相位各有一组分开的触面(9)，它们又各有一个并排安装的可动接触支承组合件(25)，有一单独的操作机构(59)可操作地与其中一个可动接触支承组合件(25)连接，其时所说横杠(53)将其他两个可动接触支承组合件(25)连接到所说一个可动接触支承组合件(25)上以便同时被所说操作机构(59)驱动，但所说闩锁装置(87)只设在所说其他两个可动接触支承组合件(25a、25c)上。

12．断路器(1)用的一种闩锁机构(87)，具有一个可绕枢旋转而装在接触臂托臂(45)上的接触臂(27)以便响应一个预定的过量电流跳开到一个跳开挡止块(75)上，所说闩锁机构具有：

一个闩锁钩(89)，可绕枢旋转地装在所说接触臂(27)上并具有一个形成两个颚(93)的开口槽(91)；

旋转地将所说闩锁钩(89)定位到一个使所说两个颚(93)对准的竖起位置以便与所说挡止件(75)接合的装置(101)，当所说接触臂(27)跳开时，所说闩锁钩(89)从所说竖起位置转动到闩锁位置，在该位置所说颚(93)与所说挡止件(75)接合借以防止所说接触臂(27)回弹；及

保持装置(103)，用来将所说闩锁钩(89)保持在所说闩锁位置上一直到所说操作机构(59)对所说预定的过量电流作出响应为止。

13．按照权利要求12的闩锁机构(87)，其特征为，旋转地将所说闩锁钩(89)定位到所说竖起位置上的装置(101)具有一个第一弹簧，而所说保持装置(103)具有一个装在所说接触臂托臂(45)上的闩锁件，当所说接触臂(27)跳开时，闩锁件能接合所说闩锁钩(89)并将它转动到所说闩锁位置，而当断路器(1)对预定的过量电流作出响应时，闩锁件能与闩锁钩(89)脱离接合，从而接触臂托臂(45)可转动到断开位置。

14．按照权利要求13的闩锁机构(87)，其特征为，所说闩锁件(103)为一叶片弹簧。

15．按照权利要求14的闩锁机构(87)，其特征为，所说闩锁钩(89)有一横向枢轴件(95)支承着其旋转，所说第一弹簧(101)为装在枢轴件(95)上的扭力弹簧，它被支承在所说可动接触臂(27)和所说闩锁钩(89)上。

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