CN1258798C - 具有接触器和断路器功能的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有接触器和断路器功能的装置，包括控制磁铁和保护装置，他们各自能够通过一个多极装置分别响应人为控制和电气故障探测而作用在动触头上。电磁跳闸装置(41)加到触头控制机构(40)上。优选地是，可互换的保护装置(30)通过控制线路(33B)连接到继电器磁铁(20)上，通过跳闸线路(33A)连接到控制机构(40)上，从而将电磁铁的电源输出到控制线路上，并在出现故障情况下，将一个跳闸信号输出到跳闸线路上。电磁铁(20)是DC型，保护装置(30)调节其电源电压。

Description

具有接触器和断路器功能的装置
                        技术领域
本发明涉及一种具有接触器和断路器功能的装置，包括带有可分离触头的电极、控制这些触头的控制电磁铁、以及与跳闸装置相联的保护装置。
                        背景技术
具有接触器和断路器功能的装置是一种电气设备，利用被称为其“接触器”部件的电磁铁，人为地控制电源，并断开带有电机等负荷的线路(换句话说，将该负载开和关)；利用称为其“断路器”部件的保护装置，一旦探测到在至少一根线路上存在诸如短路的电气故障时，自动断开负载电路。
在这种类型的设备中，电磁铁和保护装置分别响应人为控制和检测到电气故障，各自利用多极装置作用在动触头上。跳闸装置在电磁跳闸装置的作用下能够从触头闭合状态改变到触头开启状态，并可以由手动控制装置复位，该手动控制装置本身能够开启和闭合触头。
文献EP-366519就是如上述那样描述了上述类型的具有接触器和断路器功能的装置。保护装置主要为机械的，因此针对所需范围的电源电压和电流，需要大量的开关。
文献FR-2 759 486描述了一种具有接触器和断路器功能的装置，其中电磁铁在接触器模式和断路器模式对触头进行开关。因此，电磁铁的这种混合工作特性以及在断路器模式中需要快速控制的要求，产生了问题。
                        发明内容
本发明的目的是使接触器模式下的可靠工作与断路器模式下的高断路速度相协调，同时安排用于开关的机械连接和电气线路，以便以最少数量的元件覆盖电源电压和电流的所需范围。
根据本发明，在控制机构中添加电磁跳闸装置，而保护装置通过控制线路连接到电磁铁上，并通过断路线连接到控制机构上，以便将电源输出到控制线路上的电磁铁上，并在电气故障情况下，将跳闸信号输出到断路线上。
本发明提供了一种具有接触器和断路器功能的装置，包括：设置有可分离的静触头和动触头的电源导体；一个控制电磁铁和一保护装置，控制电磁铁响应于人为控制、保护装置响应于检测到的电气故障而通过多极装置作用在动触头上，保护装置包括探测流过电源导体的电流的装置和能够产生跳闸信号的保护器；一个触头控制机构，包括所述多极装置并能够被触发，以便多极装置在触头开启状态和触头闭合状态之间转换，其特征在于：一个电磁跳闸装置与控制机构一起使用；保护装置通过一个控制线路连接到电磁铁上，并通过一个跳闸线路连接到控制机构上，以向控制线路上输出用于电磁铁的电源，并在出现故障情况下，向跳闸线路输出跳闸信号。
优选地是，保护装置连接到AC或DC电源端子上，而电磁铁为在预定电压下工作的DC型电磁铁。保护装置设置有能够将电源电压转变为给电磁铁供电的预定电压的电压适配器电路。此外，保护装置优选地能够在电磁铁的激励和保持阶段向电磁铁输出恒定电流。
电源导体、可分离触头以及相关联的灭弧室优选地能够容放在一个罩中，作为可拆卸模块的保护装置可互换地添加到罩上，而电磁铁和控制机构能够固定到该罩上。在这种情况下，电磁铁和控制机构可以容纳到罩向前突出的一部分中，这样，罩内从上面开始并向下工作的元件为电磁铁和控制结构、保护装置和其中可以容纳辅助触头附件的隔室。然后，用于电磁铁线圈的电源端子可以容放在保护模块附近，并处于可以添加辅助触头的隔室一侧。
优选地是，在保护模块和用于添加辅助触头的隔室之间罩还可以具有用于容纳通信附件的隔室。如果对在可拆卸保护模块之下设置在一侧的用于通信附件和辅助触头附件的隔室进行分组，将是有益的。
本发明还提供了一种具有接触器和断路器功能的装置，包括：电源导体，设置有带可分离静触头和动触头的电极，并与灭弧室相联；一个电磁铁和一个保护装置，保护装置响应检测到的电气故障通过多极装置作用在动触头上，保护装置包括检测流过电源导体的电流的装置和与电磁铁相连一起的控制线路，其特征在于：保护装置是可互换的，用于将电源电压转换成适于电磁铁的电压的电压转换装置与保护装置相联；保护装置通过跳闸线路连接到磁性跳闸装置上，该跳闸装置能够控制一个触头控制机构，触头控制机构能够保持触头开启，触头可以由手动控制按钮复位；控制机构设置有电磁铁控制的双稳态自动控制部件和磁性跳闸装置控制的双稳态跳闸部件，以作用在接触电极上。
                        附图说明
以下描述相对附图给出的本发明非限定性实施例。
图1是根据本发明的具有接触器和断路器功能的装置的示意图；
图2到4是具有接触器和断路器功能的装置的变型的示意图；
图5和6示出了具有接触器和断路器功能的装置的前视图和沿平面VI-VI取得的剖视图。
                      具体实施方式
具有接触器和断路器功能的装置包括多个接触器电极，这些电机配置有静触头10和动触头11，并与灭弧室12相联。静触头10由电源线13、14连接到电源端子15和负载电源端子17上，该电源端子15和负载电源端子17设置在设备壳体17内或设置在壳体上配装的端子块上。对于每个电极，动触头12布置在电桥上，由弹簧18在闭合方向上施力，或由推杆19在开启方向上施力。
具有接触器和断路器功能的装置包括单稳态或双稳态型电磁铁20以及电器保护和控制装置30；电磁铁和保护装置的最终目的是作用在各个电极的推杆19上。应指出的是，电磁铁20是DC型电磁铁，其与电源电压例如网络电压无关，而不同的保护和控制装置30设置成电源电压的函数；例如24V DC、24V AC、72V AC、240V AC等。因此，装置30首先将电源电压改变成电磁铁所需的DC电压，然后在电磁铁处于激励或保持状态时，向电磁铁20的线圈21提供一恒定电流，例如100mA数量级的恒定电流。
保护和控制装置30，下文简称为保护装置，包括探测各个电极中的电流的电流传感器31。传感器31可以由线夹或插头32连接到各个电极的电源线14上，如图2所示。传感器31连接到保护电路33上，保护电路33在由传感器探测到短路的情况下或在其他电气故障的情况下产生故障信号。来自保护电路33的输出通过跳闸线33A连接到电磁跳闸装置41上，产生一个瞬态动作来操纵属于接触控制机构40的闭锁装置的一个杠杆。保护电路33也作用为电源线路，并连接到控制电路34上，控制电路确定用于线圈的经调节的电源电流，并通过控制线路33B连接到电磁铁20的线圈21上。
用于保护电路、跳闸装置和线圈的电源电压施加于相关端子35上，这些端子根据情况不同位于保护装置30的壳体本身上，或位于连接到装置上或装有该装置的罩上的端子块或附件上。保护装置30根据具有接触器和断路器功能的装置额定电流而有所不同，并包括电压转换电路36，该电路连接到具有接触器和断路器功能的装置的电源端子35上并能够向装置30和电磁铁线圈21输出预定大小的电压。
能够移动到开位置或关位置的手动控制按钮42与机构40协同作用以控制触头11的开关。显而易见地是，可以提供两个按钮，一个用于开的功能，而另一个用于关的功能。控制机构40包括：
由电磁跳闸装置41控制的双稳态跳闸部件40A；
自动双稳态控制部件40B，由电磁铁20控制，响应于传递给端子35的开或关指令；以及
由按钮42直接控制并能够受到跳闸部件40A影响的手动控制部件40C。
部件40A和40C通过滑动或枢转装置43A、43C作用在动触头11上，而部件40B通过滑动或枢转装置43B作用在动触头11上。这两个装置43A、C和43B可以分隔开。在一个优选实施例中，装置43A、C和43B可以施加到公共的枢转多级杠杆44上，而杠杆44本身作用在电极推杆19上(见图3)。
在图2到4所示的实施例中，具有接触器和断路器功能的装置包括一个罩50，保护装置30由电气保护模块构成，电气保护模块可互换地添加到罩50上，作为分配给具有接触器和断路器功能的装置的额定电流的函数。罩的后部设置有能够连接到标准导轨或承载板等支承上的连接装置51，或者在其顶部和底部装配包含电源端子15、16的端子块52、53。罩包含电源线13、14、静触头10、动触头11以及灭弧室12。
图2中，电磁铁20和控制机构40容放组装到罩50上的机电控制模块60中。在图3和图4中，电磁铁20和控制机构40容纳在一个(或两个)隔室内，隔室位于罩50顶部附近并从罩突出的突出部54中。在这种情况下，是机电控制和断路组件50、20、40与电源电压无关，并对于不同额定电流值保持不变，其中，电压适配由保护模块30中的电子电路实现，电流的额定化由给定保护模块30的选择来实现。
在图3中，电磁铁20和保护模块30位于罩上的突出部54中，从而电磁铁安装到罩的顶部，按顺序向着罩的底部，随后的是机构40、保护模块30和可包含辅助触头附件56的隔室55。电磁铁20的线圈21的电源端子35放置在隔室55中或放置在辅助触头附件56中。
在图4中，在保护模块30和包含辅助触头附件56的隔室55之间，罩50设置有可容纳通信附件58的隔室57，例如，通信总线可以添加到该附件上以便将所讨论的装置与其他电气装置相连接，这个总线能够给开关供能并控制该开关。保护模块盒30可以设置有肩台37，以便将通信附件58固定到其隔室57中。
开关59放置在附件56内(图4)或放置在保护模块30中(图1)，以便在按钮处于关位置时，切断通向保护模块的电源。
具有接触器和断路器功能的装置如下安装并操作。保护模块30添加到设置有额定电流的电磁铁的罩50上。该模块能够将电压改变成电磁铁的额定工作电压，并在电磁铁的激励阶段和保持阶段将恒定电流提供给电磁铁。
假设按钮42最初在开的位置，施加到端子35的电压将通过控制电路34向线圈21供能，并通过机构40的部件40B闭合触头10、11。触头通过将按钮42设置于关的位置而由机构40的部件40C开启，同时开关59如上所述地断开。当电路33开关时，例如作为传感器输出的过电流信号的函数，触头自动断开；这种开关将通过跳闸装置41对机构40的部件40A进行开关。如果在端子35处没有电压，线圈21失去激励，从而，触头通过部件40B断开。

Claims (10)

1.一种具有接触器和断路器功能的装置，包括：
设置有可分离的静触头和动触头的电源导体；
控制电磁铁(20)和保护装置(30)，控制电磁铁(20)响应于人为控制、保护装置(30)响应于检测到的电气故障而通过多极装置作用在动触头(11)上，保护装置包括探测流过电源导体的电流的装置(31)和能够产生跳闸信号的保护器(33)；
触头控制机构(40)，包括所述多极装置并能够被触发，以便多极装置在触头开启状态和触头闭合状态之间转换，
其特征在于：
电磁跳闸装置(41)与控制机构一起使用；
保护装置(30)通过控制线路(33B)连接到电磁铁(20)上，并通过跳闸线路(33A)连接到控制机构(40)上，以向控制线路(33B)上输出用于电磁铁的电源，并在出现故障情况下，向跳闸线路(33A)输出跳闸信号。
2.如权利要求1所述的具有接触器和断路器功能的装置，其特征在于，保护装置(30)连接到AC或DC电源端子(35)上，而电磁铁(20)为在预定电压下工作的DC型电磁铁，保护装置设置有电压适配电路(36)，其能够将电源电压转变为预定电压以向电磁铁供电。
3.如权利要求1或2所述的具有接触器和断路器功能的装置，其特征在于，在电磁铁激励阶段和保持阶段，保护装置(30)向电磁铁(20)输出恒定电流。
4.如权利要求1所述的具有接触器和断路器功能的装置，其特征在于，动触头(11)位于接触电桥上，该触头的移动由推杆(19)控制，电磁铁(20)和控制机构(40)作用于公共的杠杆(44)上，而公共杠杆能够作用于推杆(19)上。
5.如权利要求1所述的具有接触器和断路器功能的装置，其特征在于，电源导体(13、14)、可分离触头(10、11)以及相关的灭弧室(12)位于罩(50)内，保护装置(30)为可拆卸的模块，其可互换地添加到罩上，而电磁铁(20)和控制机构(40)固定到罩上。
6.如权利要求5所述的具有接触器和断路器功能的装置，其特征在于，电磁铁(20)和控制机构(40)容放在罩(50)向前突出的部分(54)中，从而，在罩的顶部包含电磁铁(20)，随后向底部顺序包含控制机构(40)、保护装置(30)和用来装辅助触头附件(56)的隔室(55)。
7.如权利要求5所述的具有接触器和断路器功能的装置，其特征在于，电磁铁(20)线圈(21)的电源端子(35)容纳在用于辅助触头附件(56)的隔室(55)内保护模块(30)附近。
8.如权利要求5所述的具有接触器和断路器功能的装置，其特征在于，在保护模块(30)和用于辅助触头附件(56)的隔室(55)之间，罩(50)设置有用于容纳通信附件(58)的隔室(57)。
9.一种具有接触器和断路器功能的装置，包括：
电源导体，设置有带可分离静触头和动触头的电极，并与灭弧室相联；
电磁铁(20)和保护装置(30)，所述保护装置(30)响应检测到的电气故障通过多极装置作用在动触头(11)上，保护装置包括检测流过电源导体的电流的装置(31)和与电磁铁(20)相连一起的控制线路(33B)，
其特征在于：
保护装置(30)是可互换的，用于将电源电压转换成适于电磁铁(20)的电压的电压转换装置(36)与保护装置相联；
保护装置通过跳闸线路(33A)连接到磁性跳闸装置(41)上，该跳闸装置能够控制触头控制机构(40)，触头控制机构(40)能够保持触头开启，触头可以由手动控制按钮(42)复位；
控制机构(40)设置有电磁铁(20)控制的双稳态自动控制部件(40B)和磁性跳闸装置(41)控制的双稳态跳闸部件(40A)，以作用在接触电极上。
10.如权利要求9所述的具有接触器和断路器功能的装置，其特征在于，保护装置(30)包括在开状态下具有接触器和断路器功能的装置各个阶段中以恒定的电流向电磁铁(20)的线圈(21)供电的装置。
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