CN1256748C - 电磁保护和控制组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种包括第一和第二电气开关装置的保护和控制组件。每一个电气开关装置包括具有输入侧(39b，19b)和输出侧(39a，19a)传导连接条的盒体(10，30)，该传导连接条分别从位于每一个盒体(30，10)的输入侧水平连接区域(34b，14b)和输出侧水平连接区域(34a，14a)伸出。该连接条可以插入可移动电源端子单元(40，50，60)的开口(44)中。该组件可通过夹紧第一电气开关装置的输出侧连接条(39a)与第二电气开关装置的输入侧连接条(19b)而实现电气连接，从而在这两个电气开关装置之间提供机械连接。

Description

电磁保护和控制组件
技术领域
本发明涉及一种能够实现几个电气开关装置机械连接和电气连接的电磁保护和控制组件，特别是包括至少两种电气开关装置的组合的组件，该电气开关装置如电流接触器，断路器，隔离开关，熔断隔离开关(fused isolatingswitch)，热继电器或其它可以用于低压电气分配或控制的相似电气开关装置。本发明也涉及能够用于此种保护和控制组件的一种电气开关装置。
背景技术
在用于保护和控制一个电机(通常叫作“电动机起动组件”)或其他任何低压多极电气负载的组件中，如断路器或熔断隔离开关的第一电器保护装置经常和如电流接触器的第二电气控制装置级联，这两个装置彼此连接。其它装置如热保护继电器也可以加入这一组合。
希望能够尽可能快和尽可能容易地制成这种电动机起动组件，同时保持可靠连接。为了在组装/布线过程中节省成本和时间以及在安装该组件的电器盒或柜中节省空间这些明显的原因，试图消除在装置间形成连接的导体(线，汇流条(bar))以减少电气连接的数量和减少不同的相关联装置的尺寸。
为了更快地实现机械和电气连接，已经有了解决的办法，特别是在文献EP0588712中，在两个电气开关装置之间安装了特制部件，其使刚性导体结合为一体以实现两个电气开关装置上的相应端子单元的连接。然而，这个解决方法需要对两个装置的端子单元(terminal blocks)实施连接操作，且为了插入这个部件还必须将这两个装置彼此分离。
文献WO0046880中描述了一种系统，其中该电气开关装置包括带有弹性端子的端子单元，其中，互连单元直接从前面插入两个装置之间。为了实现这两个装置之间的机械连接，在这两个装置上还具有互补的机械连接装置。然而，这种解决方法不适于经常使用在特别是用于开关高压大电流，如等于或大于32A，400V的螺旋端子。而且，这种互连单元需要在每一个单元上具有特制的端子单元。
发明内容
因此，本发明的目的是为了实现保护和控制组件的简单、可靠和经济的连接，使多个级联的电气开关装置的机械和电气组合便于布置。
为了实现这一点，本发明描述了一种保护和控制组件，其包括第一电气开关装置和第二电气开关装置，每一个电气开关装置包括带有输入侧和输出侧传导连接条的盒体，该传导连接条分别沿垂直轴从盒体的输入侧水平连接区域和输出侧水平连接区域上伸出，且可以被插入可移动电源端子单元的开口中。电气开关装置沿平行于垂直轴的方向彼此相邻放置。该保护和控制组件包括公共的可移动电源端子单元，该可移动电源端子单元通过夹紧第一电气开关装置的输出侧连接条与相应的第二电气开关装置的输入侧连接条而实现电连接，从而在这两个电气开关装置之间提供机械连接。
根据一特定特征，第一电气开关装置上的盒体包括受力与第二电气开关装置的盒体的水平输入侧支撑区域相连的水平输出侧支撑区域。
根据另一特定特征，第一电气开关装置的输出侧连接条沿与该连接条的垂直轴相垂直的方向从第二电气开关装置的输入侧连接条偏移。该可移动电源端子单元是相同和可替换的，且具有与放置在电气开关装置的盒体中的互补装置相配合的支撑装置。
根据本发明，由于一个电气开关装置放置在另一个电气开关装置上，因此由两个电气开关装置形成的组件占用的总尺寸是最佳的，且因为在实现两个装置的电气和机械连接的两个装置的盒体之间仅有一个公共可移动电源端子单元，因此组件的组装和布线被简化。
本发明的另一个目的是提供一种可以集成在本发明描述的保护和控制组件内的电气开关装置。该装置包括具有输入侧和输出侧传导连接条的盒体，该输入侧和输出侧传导连接条分别沿位于盒体的输入侧水平连接区域和输出侧水平连接区域上的垂直轴伸出，且该传导连接条可以插入可移动电源端子单元的开口中。根据一特定特征，电气开关装置的输出侧连接条沿垂直于该垂直轴的方向从电气开关装置的输入侧连接条偏移。本发明还描述了一种可以被集成到这样的保护和控制组件内的可移动电源端子单元。
附图说明
参考附图，结合对实施例的描述将使本发明的其它的特点和优点更明显，附图中：
图1简略示出包括两个电气开关装置的保护和控制组件的示例的前视图；
图2示出图1所述装置的侧视图，还示出两个电气开关装置的传导连接条；
图3示出使用在根据图1所述的组件中的电气开关装置的盒的前视图；
图4示出图3的侧视图；
图5示出根据图1沿A-A截面的可移动电源端子单元的详细情况；
图6示出图5中的可移动电源端子单元的前视图。
具体实施方式
图1和图2示出根据本发明的保护和控制组件的一实施例。这个组件至少包括两个电气开关装置，在这个例子中是断路器和电流接触器。相似的，本发明提供一种组合多于两个电气开关装置的方法，如三个装置-一个断路器，一个电流接触器和一个后面描述的热继电器。很明显，本发明还可以用于低压电气分配或控制的任何其他电气开关装置。
图3和图4示出了一种多极电气开关装置，如电路断路器型，该电气开关装置可以被集成到这样的保护和控制组件中。该电气开关装置可包括带有前表面31和后表面32的总体上是平行六面体形的盒体30，该前表面包括操纵装置，该后表面包括将装置连接到边框、截面和/或底板上的连接装置。该盒体30还具有彼此相对的水平输出侧表面33a，34a和水平输入侧表面33b，34b。在输入侧上的传导连接条39b沿垂直X轴伸出盒体30的水平输入侧表面33b，34b上，输出侧上的传导连接条39a沿同一垂直X轴在相反的方向上伸出在盒体30的水平输出侧表面33a，34a上。很明显，输入侧连接条和输出侧连接条对应该开关装置的每一极，且用于引导电流进入和离开这个极。图中示出的实施例是含有三个输入侧和三个输出侧的连接开关，简要表示三极装置。在本发明的一个优选实施例中，该开关装置设置有具有相同矩形截面的刚性传导条39a，39b，截面的面积足够大，以适用于大功率电流回路，例如等于或大于32A，400V的。该传导条通常由金属、特别是铜制成。
优选地，盒体30的水平输出侧表面33a，34a和水平输入侧表面33b，34b由彼此偏移的多个水平板形成。这样，该水平输出侧表面33a，34a至少包括一个水平输出侧支撑区域33a和一个偏移水平输出侧连接区域34a，输出侧传导条39a从该水平输出侧连接区域伸出。相似地，该水平输入侧表面33b，34b至少包括一个水平输入侧支撑区域33b和一个偏移水平输入侧连接区域34b，输入侧传导条39b从该水平输入侧连接区域伸出。输出侧支撑区域33a和输入侧支撑区域33b更接近于盒体30的后表面32，且它们之间的距离大于输出侧连接区域34a和输入侧连接区域34b之间的距离。
盒体30的输出侧连接区域34a和输入侧连接区域34b如此设置使得一个可移动电源端子单元40可以放置在它们之中，以使盒体30的连接条39a，39b和外部导体实现电气连接。很明显，如图5和6所示，在这种类型的可移动电源端子单元40中的可移动电源端子的数量与在开关装置上安装的电极数相同。它是带有两个相对的水平表面41，49和垂直前表面的平行六面体形状，端子夹紧螺丝42可以从该垂直前表面通过。对于可移动电源端子单元40内的每一个可移动电源端子，具有垂直开口44，水平表面41，49通过该开口，一个或多个电导体可以垂直于螺杆42的线通过该开口。可移动电源端子单元40的宽度大致等于盒体30的宽度。
因此，当连接端子单元40的一个水平表面41，49与盒体30的一个连接区域34a，34b接触时，每一个连接条39a，39b被插入一个相应的开口44中。传统地，可移动电源端子单元40的每一个端子包括一个用于与端子中位于相应的开口44中的夹紧架43相配合的夹紧螺丝42。当夹紧螺丝42被夹紧，架43变形以夹紧位于开口44中的导体。这种夹紧使得连接条和已经在开口44中的任何其它导体进行有效地电气连接，且也将连接端子单元40固定在开关装置的盒体30上。
此外，为了便于在电力装置的盒体30上导向、定位和支撑可移动电源端子单元40，至少可移动电源端子单元40的一个水平表面41，49设置有支撑装置45。这些支撑装置45被设计成使它们可以与被分别安置于盒体30的输出侧连接区域和输入侧连接区域34a，34b上的输出侧和输入侧35a和35b上的互补装置配合。
根据一个优选实施例，这些支撑装置包括一个或多个位于可移动电源端子单元40的水平表面41的前部上的销45。当可移动电源端子单元40被安装成与盒体30接触时，这些销就被插入位于盒体30的连接区域34a，34b前部上的相应数目的槽35a，35b中。优选地，槽35a，35b的形状与销45的形状互补。连接条39在孔44内啮合之后、螺丝42被夹紧之前，通过沿着盒体30的连接区域34a，34b向后滑动水平表面41，可移动电源端子单元40被放入一预定位置。在这一操作过程中，销45在相应的槽35a，35b内啮合，以帮助将可移动电源端子单元保持于适当的位置且使它与盒体邻接。
可移动电源端子单元40沿中央垂直板对称以使一个单独的可移动电源端子单元40可以被顺利地安装到盒体30的输出侧上或在将其旋转后安装在输入侧上。在给出的示例中，该水平表面41设置有位于该垂直中央板两侧上的两个销45。
参考图1和图2，本发明中描述的保护和控制组件包括类似于上述的第一电气开关装置和第二电气开关装置。以与第一电气开关装置30相同的方式，第二电气开关装置包括总体上是平行六面体形的盒体10，该盒体10包括相对的水平输出侧表面13a，14a和水平输入侧表面13b，14b。第二电气开关装置的盒体10的宽度大致等于第一电气开关装置的盒体30的宽度。在输入侧上的传导连接条19b和输出侧上的传导连接条19a沿垂直X轴分别在盒体10的水平面的输入侧和输出侧伸出。水平输出侧平面13a，14a至少包括一个水平输出侧支撑区域13a和一个偏移水平输出侧连接区域14a，输出侧连接条19a从该输出侧连接区域伸出。相似地，水平输入侧表面13b，14b至少包括一个水平输入侧支撑区域13b和一个偏移水平输入侧连接区域14b，该输入侧连接条19b从该输入侧连接区域伸出。输出侧和输入侧支撑区域13a和13b更接近于盒体10的后表面，且彼此之间比输出侧连接区域和输入侧连接区域14a和14b更近。与槽35a，35b相似，槽15a，15b被安置于盒体10的输入侧连接区域和输出侧连接区域14a和14b的前部上，可移动电源端子单元支撑销配合装入槽。
保护和控制组件组装后，盒体30和10沿平行于连接条的垂直X轴的方向放置在另一个的上部以使第一电气开关装置的盒体30的输出侧支撑区域33a与第二电气开关装置的盒体10的输入侧支撑区域13b接触。由于这两个电气开关装置的盒体是直接接触，在它们之间没有空间，因此，保护和控制组件的垂直尺寸最小。
可移动的输出侧电源端子单元50被安装在该组件的输出侧上，与第二盒体10的输出侧连接条14a接触。这个输出侧电源端子单元50的螺丝被拧紧以固定这个电源端子单元并使其与盒体10接触，并且电连接输出侧连接条19a至外部输出侧导体。相似地，可移动输入侧电源端子单元60被安装在该组件的输入侧上，与第一盒体30的输入侧连接区域34b接触。这个输入侧电源端子单元60上的螺丝被拧紧以固定这个电源端子单元60并使其与盒体30邻接，并且电连接输入侧连接条39b至外部输入侧导体。可移动电源端子单元50，60与上述的可移动电源端子单元40相同。可移动电源端子单元40，50，60包括用于与盒体30，10中互补形状的槽35a，35b，15a，15b配合的支撑销45，55，65，以便于与电气开关装置的盒体接触的可移动电源端子单元的引导、定位和支撑。
盒体的相同的水平表面的接触条和连接条之间的偏移是如此设计的，即当两个盒体30和10通过它们的支撑条被彼此相邻放置时，第一盒体30的输出侧连接区域34a和第二盒体10的输入侧连接区域14b之间产生的空间被可移动的公共可移动电源端子单元40占据。有利的是，这种公共可移动端子单元40与输入侧电源端子单元60和输出侧电源端子单元50相同，这样，由于所有的可移动电源端子单元40，50，60相互可互换，因此可以减少所述组件必须安装的不同部件的数量。该公共可移动电源端子单元40的支撑销45与盒体30的槽35a，35b相联系。这样公共可移动电源端子单元40可以翻转，从而使支撑销45与第二盒体10的槽相联系(通过薄垫片70)。
因此，虽然每一个装置通常必需两个可移动电源端子单元，但含有两个电气开关装置的这种类型的保护和控制组件仅包括三个可移动电源端子单元40，50，60。
公共可移动电源端子单元40具有多种功能。一旦第一电气开关装置的输出侧连接条39a和第二电气开关装置的输入侧连接条19b已被插入公共可移动电源端子单元40的孔44中，在三个夹紧螺丝42上的夹紧操作使得第一电气开关装置的输出侧连接条39a和相应的第二电气开关装置的输入侧连接条19b实现两两电气连接。相似地，这个夹紧操作机械地相互紧固这两个装置。由于这种机械连接，仅有装置中的一个例如第一电气开关装置30，需要通过它的后表面32被固定在一个支撑件上，如边框，截面或底板，另一个装置仅通过公共可移动电源端子单元40就被保持在适当的位置。那么，在组件连接至支撑件之前可以很容易地将这两个装置彼此组装。此外，然后仅需要一个支撑件用于安装该组件。
为了实现这两个装置之间的可靠的电气和机械连接，该第一电气开关装置的输出侧连接条39a沿着垂直于该连接条的垂直X轴的方向从第二电气开关装置的输入侧连接条19b稍微偏移。在图示的示例中，盒体30的输出侧连接条39a从盒体10的输入侧连接条19b向后偏移。显然，可以向前偏移，甚至从输入侧连接条向侧面偏移该输出侧连接条。
偏移必须足够，以便在组件被组合在一起时不妨碍盒体30和10彼此邻接放置。但是这个偏移必须使得第一电气开关装置的输出侧连接条39a与第二电气开关装置的输入侧连接条19b交迭和齐平，一旦该组件被安装且一旦公共可移动电源端子单元40的螺杆42拧紧，就会形成一个如图5所示的电气接触区域49。进一步，输出侧和输入侧连接条的长度如此选择以使第一电气开关装置的输出侧连接条39a和第二电气开关装置的输入侧连接条19b交迭，从而提供足够大的接触区域49，以在这两个装置之间提供可靠的机械支撑和满意的电气连接，以满足流过该保护和控制组件的电流。
本发明如此提供制造包括多于两个电气开关装置的保护和控制组件的方法。通过保持相同的可移动电源端子单元40，50，60，很容易在所述的组件上增加一个第三电气开关装置。如果该第三电气开关装置的盒体被放置在盒体10的输出侧上，该第三电气开关装置例如是热继电器，它将被邻接于盒体10的输出侧连接条13a放置且可移动电源端子单元50将作为第二电气开关装置和第三装置的盒体之间的公共可移动电源端子单元。第三端子单元的输出侧连接条将被设计成从第二电气开关装置的输出侧连接条稍微偏移。相反，如果第三电气开关装置位于盒体30的输入侧上，则它将被邻接于输入侧支撑区域33b放置，且可移动电源端子单元60将作为第一和第三装置的盒体之间的公共可移动电源端子单元。那么第三装置的输出侧连接条应该从第一电气开关装置的输入侧连接条稍微偏移。
进一步，由于它们的结构，在连接条的前面，一些开关装置可在水平输入和输出侧表面上的连接条的前部有偏移。因此，根据本发明图1和图2中的实施例，第二电气开关装置的输入侧连接区域和输出侧连接区域14a和14b设置毗邻连接条19a，19b前面的凹陷部。为了制造上述的组件，这个凹陷部可以通过分别在盒体10与可移动电源端子单元40或50之间插入薄垫片70，70’而被封闭，以加强可移动电源端子单元40，50与盒体10接触的支撑件。这些薄垫片70，70’相同且关于一中央板对称。它们具有平行六面体的形状且大致与凹陷部相等，它们的宽度大致等于电气开关装置的盒体的宽度。这样不用增加本发明描述的组件的常规尺寸，它们就可以填充所述的凹陷部。它们包括具有与盒体10的槽15a，15b配合的支撑销的第一水平表面和带有能够与相邻的可移动电源端子单元的支撑销配合的槽的第二相对水平表面。
明显的，关于细节可以想象的其它变形和改进，甚至是相应装置的用途的设想都不会超出本发明的范围。

Claims (11)

1、一种保护和控制组件，包括第一电气开关装置和第二电气开关装置，每一个开关装置具有带有输入侧传导连接条(39b，19b)和输出侧传导连接条(39a，19a)的盒体(30，10)，该传导连接条沿垂直轴(X)分别从每一盒体(30，10)的输入侧水平连接区域(34b，14b)和输出侧水平连接区域(34a，14a)伸出，且该传导连接条能够插入可移动电源端子单元(40，50，60)的开口(44)中，该电气开关装置沿平行于该垂直轴(X)的方向彼此邻接放置，其特征在于，该保护和控制组件包括公共可移动电源端子单元(40)，该单元通过夹紧第一电气开关装置的输出侧连接条(39a)与第二电气开关装置的输入侧连接条(19b)实现电连接，从而在这两个电气开关装置之间提供机械连接。
2、根据权利要求1的保护和控制组件，其特征在于，第一电气开关装置的盒体(30)包括被强制与第二电气开关装置的盒体(10)的水平输入侧支撑区域(13b)相接触的水平输出侧支撑区域(33a)。
3、根据权利要求2的保护和控制组件，其特征在于，该公共可移动电源端子单元位于第一电气开关装置的盒体(30)的输出侧水平连接区域(34a)和第二电气开关装置的盒体(10)的输入侧水平连接区域(14b)之间。
4、根据权利要求1的保护和控制组件，其特征在于，第一电气开关装置的输出侧连接条(39a)沿垂直于连接条的垂直轴(X)的方向从第二电气开关装置的输入侧连接条(19b)偏移。
5、根据权利要求1的保护和控制组件，其特征在于，其包括可移动输入侧电源端子单元(60)和可移动输出侧电源端子单元(50)，第一电气开关装置的盒体(30)的输入侧连接条(39b)可以配合装入该可移动输入侧电源端子单元(60)上，第二电气开关装置的盒体(10)的输出侧连接条(19a)可以配合装入该可移动输出侧电源端子单元(50)上，该可移动输入侧电源端子单元(60)和可移动输出侧电源端子单元(50)与该公共可移动电源端子单元(40)相同且可互换。
6、根据权利要求5的保护和控制组件，其特征在于，该可移动电源端子单元(40，50，60)设置有可以与位于电气开关装置的盒体(30，10)中的互补装置(35a，35b，15a，15b)配合的支撑装置(45，55，65)。
7、根据权利要求6的保护和控制组件，其特征在于，该支撑装置包括一个或多个位于可移动电源端子单元(40)的水平面(41)上的销(45)。
8、根据权利要求6的保护和控制组件，其特征在于，薄垫片(70)被插入电气开关装置的盒体(10)和可移动电源端子单元(40)之间，该薄垫片(70)可设置有可以与位于盒体(10)中的互补装置(15b)配合的支撑装置。
9、一种电气开关装置，包括带有输入侧传导连接条(39b，19b)和输出侧传导连接条(39a，19a)的盒体(30，10)，该传导连接条分别沿盒体(10，30)的输入侧水平连接区域(34b，14b)和输出侧水平连接区域(34a，14a)上的垂直轴伸出，且该传导连接条可以插入可移动电源端子单元(40，50，60)的开口(44)中，其特征在于，该电气开关装置可以集成在根据前述权利要求中的任一项所述的保护和控制组件中。
10、根据权利要求9的电气开关装置，其特征在于，该电气开关装置的输出侧连接条(39a)沿垂直于该垂直轴(X)的方向从该电气开关装置的输入侧连接条(39b)偏移。
11、用于电气开关装置的可移动电源端子单元，其特征在于，其包括开口(44)，每一个开口容纳一个或多个将被集成到根据权利要求1-8中任一项所述的保护和控制组件的电气开关装置的传导连接条(19a，19b，39a，39b)。
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