CN1266271A - 跳闸装置 - Google Patents

Abstract

一种跳闸装置,用于在检测装置检测到剩余电流超过一预定极限值后,开启与该跳闸装置相联的断路器的触点,该装置包括一个用于容纳和支承动力机构的外壳,该动力机构包括:—一致动杆和一跳闸杆,其相互几何联接并都在外壳的第一枢轴上枢转;—一指示杆和一传动杆,指示杆上有一致动弹簧,所述指示杆和传动杆相互可操作地联接,并都在外壳的第二枢轴上枢转;—一接合杆,其几何联接到所述指示杆上,并可拆地联接到所述跳闸杆。

Description

跳闸装置

本发明涉及一种跳闸装置，用于当剩余电流超过预定极限值时打开与之相联的断路器的触点。

总的说来，根据本发明的跳闸装置包括一个动力机构，当跳闸装置所插入的电力系统内的剩余电流超过一预定极限值时，动力机构开始工作。具体地说，该剩余电流的出现由一个检测装置检测，通常是一磁动极化继电器，其借助一致动器致动跳闸装置的动力系统。然后，跳闸装置将从致动器接收来的力传递给相关的断路器，将其适当放大，使断路器的触点开启。所述跳闸装置必须满足特定要求，既包括所适用的法规规定的要求也包括特定的应用要求。

具体地说，法规规定要求即使在用于致动相关断路器的手柄被阻挡住时跳闸装置也能工作(“自动断路机构”)。另外，当触点因剩余电流而开启后电路中恢复电连续性时，跳闸装置必须重置(复位)并准备在断路器触点闭合之前再次干预：以此方式，如果危险情况继续存在，则跳闸装置防止工作条件重新出现。

在现有技术中，为了满足这一条件，使用现有类型的跳闸装置不能完全令人满意，因为装置所联的断路器动力系统必须进行明显的结构修改。从应用的角度看，跳闸装置通常这样安装，使得其联接到一个磁热断路器上，从而在一个简单的装置中组合了防止短路、热过载及剩余电流的功能。然后，磁热断路器联到适当的辅助装置上，该辅助装置通常有两种类型，根据其作用于断路器产生其动作或者根据来自所述断路器的命令完成动作而分别称为主动的和被动的。例如，主动辅助装置可构造为一分流跳闸继电器或者一低电压继电器，其感测到低于一极限阈值的干线电源电压并引起断路器断开。

联接断路器和辅助装置的一种解决方案是：将辅助装置分配在断路器的两侧；具体说，相对断路器的前视图，主动辅助装置总是装在断路器的同一侧，例如左侧，而被动辅助装置装在另一侧，即右侧。这种解决方案特别有利，因为在实践中易于安装，而且允许使用机械制造简单便宜的辅助装置-断路器传动轴；否则，结构会相当复杂，装配困难也会大大增加。

如果生产线路还包括安装一纯剩余电流断路器，当剩余电流出现时，跳闸装置使磁热断路器及剩余电流断路器开启。但是，如果磁热断路器触点因其他任何原因开启，例如因主动辅助装置引起的干预致动或者因短路或其他原因，则跳闸装置必须用作辅助装置和磁热断路器之间的馈电电桥，在实践中旁通纯剩余电流断路器，而仅使磁热断路器开启。

在现有技术中，已知的跳闸装置都不能满足这种要求；这在实践中阻碍了提供一种辅助装置位于剩余电流侧的磁热断路器，从而引起辅助装置堆置于单侧，导致随后的技术缺陷。

现有跳闸装置的另一不利之处在于这样的事实：它们没有模块化构造结构；事实上，它们直接装在与之联接的断路器的外壳内。以此方式，装配过程复杂，而且对跳闸装置动力系统元件进行的任何修改或替换还会影响所述装置外部的元件。

本发明的目的是提供一种跳闸装置，其用于在检测装置检测到剩余电流超过一预定极限值后，开启与该跳闸装置相联的断路器的触点，该跳闸装置允许用于断路器的辅助装置位于两侧，即使在剩余电流断路器存在的情况下，具体说如果触点开启不是因为检测到所述剩余电流，允许辅助装置的动力系统旁通。

在该目的范围内，本发明的一个任务是提供一种跳闸装置，其用于在检测装置检测到剩余电流超过一预定极限值后，开启与该跳闸装置相联的断路器的触点，该跳闸装置有一自承重模块化结构，可以作为一个独立块联接到断路器上，因此任何对装置本身的干预都不会影响装置外部的元件。

本发明的另一任务是提供一种跳闸装置，其用于在检测装置检测到剩余电流超过一预定极限值后，开启与该跳闸装置相联的断路器的触点，其中装配比现有装置简单，并基本自动实现。

本发明的另一任务是提供一种跳闸装置，其用于开启与之相联的断路器的触点，该装置能够在因剩余电流情况而开启触点之后，断路器闭合之前进行干预，避免在剩余电流仍继续高于预定极限值时恢复电连续性。

本发明的另一任务是提供一种跳闸装置，其用于在检测装置检测到剩余电流超过一预定极限值后，开启与该跳闸装置相联的断路器的触点，该跳闸装置即使在相关断路器的致动手柄被阻挡时仍能工作。

本发明的另一任务是提供一种跳闸装置，其用于在检测装置检测到剩余电流超过一预定极限值后，开启与该跳闸装置相联的断路器的触点，该跳闸装置非常可靠，制造容易且成本经济。

下面将越来越清楚的该目的、这些及其它任务都通过一种跳闸装置来实现，该跳闸装置用于在检测装置检测到剩余电流超过一预定极限值后，开启与该跳闸装置相联的断路器的触点，其特征在于该装置包括一个用于容纳和支承动力机构的外壳，该动力机构包括：

--一致动杆和一跳闸杆，其相互几何联接并都在外壳的第一枢轴上枢转，所述致动杆可操作地连接于一致动器上，该致动器由所述检测装置致动；

--一指示杆和一传动杆，指示杆上有一致动弹簧，所述指示杆和传动杆相互可操作地联接，并都在外壳的第二枢轴上枢转，所述传动杆有一联接枢轴用于联接到相关断路器的动力系统；

--一接合杆，其几何联接到所述指示杆上，并可拆地联接到所述跳闸杆；所述致动器的致动引起致动杆和跳闸杆同时相互旋转，致使跳闸杆从接合杆上脱开，释放指示杆，指示杆在致动弹簧的力推下绕所述第二枢轴旋转，使传动杆一起至少沿旋转的一部分刚性移动，将运动传递给断路器使其触点开启，传动杆接收一命令，相对指示杆自由旋转以开启断路器的触点，该命令不是因为检测到剩余电流。

因此，这样设计的装置可提供即使存在剩余电流断路器情况下辅助装置也可位于两侧的断路器，具体地说，如果触点的开启不是因为检测到剩余电流，则允许旁通剩余电流断路器的机械系统。

本发明的其他特征和优点将从下面对本发明跳闸装置优选但不是唯一实施例的描述变得更清楚，附图仅以非限制性举例方式示出。

图1是根据本发明的跳闸装置分解图；

图2是根据本发明的跳闸装置中用的动力机构处于准备位置(armedposition)时的示意侧视图；

图3至5是图2所示动力机构在干预开启断路器触点过程中的视图；

图6是图2所示动力机构在干预开启断路器后重置过程的侧视图；

图7是根据本发明的装置中所用外壳的基座透视图；

根据本发明的跳闸装置尤其适于联接到磁热断路器上，磁热断路器是中国专利申请号98122446.6的主题，其描述在这里引为参考；参考该具体中请描述本发明的装置并非意欲以任何方式限制申请范围。

参照上述附图，根据本发明的跳闸装置包括一绝缘外壳，内装一适当的动力机构，该动力机构整体以参考标记100指示并在后面详细描述。

具体地说，如图1所示，外壳由可相互装配的两部分构成：第一基部1，其有多个枢轴，这些枢轴适于使构成动力机构的各个部件放置和支承便利，和第二部分14，其主要用作罩盖。两部分间的连接通过多个竖直齿15提供，这些竖直齿15形成于基座1上，与罩盖14上形成的相应承座16以卡扣动作几何联接；两部分的相互装配最终通过超声焊接完成。以此方案，绝缘外壳有装纳和支承机构100的双重功能，并在装配结束时能获得一个有自承重模块化结构的、能作为一个单块联接到相关断路器上的跳闸装置。这一建设性解决方案还允许直接在单个元件上干预并在装配过程中完成任何修改或替换，因而不会影响跳闸装置外部的元件；另外，各元件的装配简化了，并允许只存放适于实用的装置。

如图1详细所示，该装置包括致动杆3，该致动杆有一个绕基座1上的第一枢轴18枢转的圆柱形承座38；从承座38伸出三个按角度间隔的臂3’，3”，3。致动杆3可操作地连接到一个感测任何高于预定极限值的剩余电流的电流传感器上，并相应地致动一致动器，该致动器例如由磁动极化继电器构成。接下来，例如图2至6所示，借助一个击打致动杆3第一臂3’的释放销17(见图2)，致动器以后叙方式致动动力机构100。致动杆3的第二臂3”有一成形端部60，其可与致动弹簧2的第一端2’相互作用，用于下面将详述的功能，还有一个抵靠壁51，该抵靠壁51适于几何联接到形成于跳闸杆4表面上的齿50。

也绕第一枢轴18枢转的所述跳闸杆4有一个单臂4’，该单臂4’的第一端成形使得具有一个圆柱形承座43，第二端成形使得具有一个鼻状突起26，该鼻状突起26适于与接合杆8表面上的相应钩状突起27几何接合；臂4’在基本中间位置还有一个抬高的壁47，其上作用有第一定位弹簧40的第一端40’，在相对所述鼻状突起26的相反侧有一个抬高的部分20，其上作用有第二弹簧5的第一端5’。第一定位弹簧40绕所述承座43定位，使得第二端40”推靠到致动杆3的第三臂3。以此方式，第一定位弹簧40在一端推动致动杆3逆时针旋转，在另一端推动跳闸杆4使其顺时针旋转，最后使两杆3和4相对移动，从而在齿50和抵靠壁51之间保持支承联接(bearing coupling)。

然后，第二定位弹簧5绕固定于基座1上的第三枢轴19设置，使得第二端5”推靠到基座1上的止动器48上。由此，第二定位弹簧5推动跳闸杆4使其顺时针旋转，更易于保持接合杆8和跳闸杆4的相互接合。

根据本发明的装置的另一优点在于这样的事实：定位弹簧40设计成能同时吸收装置受到的振动。另外，随着使装置致动的致动器的尺寸变化，跳闸和重置所述致动器的力相应变化；在根据本发明的装置中，为了消除这些变化，用一个具有不同刚度的定位弹簧5足够了，不会作用到动力系统的其他元件上。很明显，这使得在应用中具有很高的灵活性。

致动弹簧2绕固定在外壳基座1上的第二枢轴21设置，使得第一端2’插入指示杆6表面上的一个槽52内；弹簧2的第二端2”插入基座件1上的一个承座22内。

指示杆6也绕第二枢轴21枢转，除了槽52，还有一个基本圆柱形的中空承座75用于在节点21上枢转；两个按角度分隔的臂6’和6”从所述承座75伸出。具体地说，指示杆6的第一臂6’有一成形的端部23，该端部适于在致动弹簧2给于的旋转结束时将自身定位于外壳内的一开口处，可视地指示出触点因剩余电流高于预点极限值而开启；另外，在第一臂6’上有一个孔110，用于联接到属于触点杆115的枢轴111上。然后，第二臂6”有一枢轴31，用于与接合杆8上的相应承座30几何联接。另外，在指示杆6上，承座75的外表面有两个突起块：第一块45(图4所示)，用来抵靠外壳基座1上的止动器55，以阻止所述指示杆6的旋转，和第二块53，用来联接到传动杆7上的相应齿54上；具体地说，第二块53和齿54之间的联接可以限定指示杆6和传动杆7间的单方向约束，其作用后叙。

传动杆7有一个用于绕第二枢轴21枢转的中空圆柱承座46和一个用于联接与跳闸装置相关的断路器动力系统的枢轴90。

根据特定应用场合，如当跳闸装置与差动块(differential block)一起使用时，在承座46外表面可设置第三定位弹簧9(只在图1中示出)，使其第一端9’作用于所述传动杆7上形成的枢轴25上，第二端9”作用于接合杆8的成形壁28上；在接合杆8的表面还有一个中空圆柱形壁30，其与指示杆6的枢轴31几何相匹配，还有一个承座32用于插入U形元件12的一端。U形元件12可具有弯曲的轮廓形状，如图1所示，也可具有直线轮廓形状，如图2至6所示。在这些情况下，有利的是，第二定位弹簧5和第三定位弹簧9尽管完成各不相同的任务，但结构可以相同，因而可提供有利的批量生产经济性，进一步简化了装置的结构。

根据本发明的跳闸装置还包括第一手柄10，其中第一手柄10表面上分别有绕基座1的第四固定枢轴33枢转的中空圆柱形枢轴63和一销34，销34刚性联接于用于致动与所述装置相关的断路器的一手柄上。第二手柄11通过一圆柱形承座35几何联接到手柄10的中空枢轴63上；绕承座35有一回位弹簧，其一端部插入所述手柄11内形成的一空腔36内。

另外所述第二手柄11有一个用于联接到U形元件12第二端的孔37和一个能与第一手柄10表面上的相应抵靠壁相互作用的突起块62，以便于装置在干预开启相关断路器触点之后的重置。在重置操作结束时，块62抵靠在外壳基座1上的止动器63上。

参照图2-6，下面描述当剩余电流超过预定极限值时的装置操作。

从图2所示操作状态开始，即跳闸装置准备干预，当剩余电流超过预定值时，销17致动，击打致动器杆3的臂3’，迫使其绕枢轴18沿箭头101所示方向旋转。

如图3所示，借助抵靠壁51和齿50间的几何匹配，致动杆3同时将跳闸杆4拉向自身，使其沿同一方向转动，从与接合杆8的接合中脱开；以此方式，机构100的剩余部分可自由移动。具体地说，指示杆6在致动弹簧2的力推下，沿箭头102所示方向转动，通过推靠在齿54上的块53，联接到传动杆7上，并使其至少沿旋转的一部分移动。此外，在所述旋转过程中，指示杆6推动接触杆115，通过完成一平移运动，接触杆作用于一弹簧，该弹簧属于跳闸装置外部的未示出的测试电路。接触杆正确的平移运动由基座1上的两个导向器116辅助。

然后，杆7将运动传给相关断路器的动力系统，使其触点开启。如图4所示，当块45抵靠在止动器55上时，杆6的旋转结束。在该位置，成形端部23设置于外壳的开口处，从外部可视地指出断路器因剩余电流而进行了干预。

有利的是，致动弹簧2的端部2’在其运动过程中击打成形端部60，移动致动杆3，使臂3’推靠到销17上，如图4所示。杆3保持在该位置，直到装置重置，从而作为致动元件的重置装置；另外，如果所述致动元件是一极化继电器，就可避免任何污物。另外，借助定位弹簧的力推，尤其是弹簧40的力推，齿50抵靠在抵靠壁51上，杆3和4恢复到直接相互接触。

在这些步骤中，如果相关断路器的致动手柄被阻挡住，通过枢轴28刚性联接于其上的手柄10也被阻挡住；相应地，动力机构100保持在图4所示的位置，而不会有进一步的移动。如果相反，在上述操作步骤中该情形没有出现，随着相关断路器的运动，手柄10因其惯性而有一定延迟才开始，沿箭头103指示的方向转动，运动到图5所示位置。由于回位弹簧13，手柄11沿箭头103指示的方向转动，借助U形元件12，推动接合杆8；以此方式，钩状突起27移过突起26，到达图5所示位置。在该位置，装置准备重置。

在该旋转过程中，杆6由于与其相关的致动弹簧2的刚性而基本不动。

通过直接作用于将运动传给手柄10的断路器的致动手柄来提供重置；如图6所示，手柄10沿箭头104所示方向转动，使得抵靠壁61推靠到手柄11的突起块62上。以此方式，手柄11借助U形元件12也沿箭头104所示方向转动，转动接合杆8直到钩状突起27抵靠到突起26上。随着相关断路器的动力系统的运动，传动杆7沿箭头105的方向转动，借助齿54和块53间的相互作用，使指示杆6运动，使其返回到起始位置。然后，杆6移动接触杆115，加载弹簧2使它们回到其初始位置。在旋转结束时，突起块62抵靠在止动器73上，如图2简要示出。

有利的是，装置设计成在相关断路器触点闭合之前重置，准备新的一次干预。以此方式，可以保证，如果电路中的电流恢复时剩余电流继续超过一预定安全极限值，则立即重新开启触点。

有利的是，如果断路器的干预不是因为剩余电流的存在而是因其他操作状况，例如因一辅助装置发出的命令，传动杆7可以相对指示杆6自由旋转。在这种情况下，杆7通过一联接销接收来自辅助装置的运动，该联接销穿过基座1上的一个槽91，插入杆7自身上的一个槽24。在这种情形，传动杆7沿图2中箭头106所示方向移动，并将运动传给相关断路器，而动力机构的其余部分不会受到该移动的影响。以此方式，剩余电流断路器，如果有的话，设计成一个实际的辅助装置，其动力系统完全被旁通。

根据本发明的跳闸装置还有另一个优点，即它能联接到多极磁热断路器，而与各极的布置无关，如中性极位于右侧或左侧。这种情形下，实际上通过将动力系统转动180°装配之是足够的，不必对各元件进行结构修改。

实践中，业已发现，根据本发明的跳闸装置完全实现了旨在达到的目的和任务，因为其提供了即使存在纯剩余电流断路器时辅助装置也可位于两侧的与跳闸装置相关的断路器。该装置还有一种自承重模块化结构，其可以作为一个独立块联到断路器上，而且其装配简单并基本自动化。

有利的是，这样设计的跳闸装置，除了特别适于直接联到磁热断路器上外，也可有效地用于常用的剩余电流阻挡器(residual currentblocks)及纯剩余电流断路器。还应注意，该装置的所有新颖的功能和创造性的方面都可通过使用商业可得到的成本极低的元件和材料来获得。

这样设计的跳闸装置便于作出各种修改和变化，所有的都落在本发明概念的范围内；另外所有的零件都可用其他技术等同物替换。

在实践中，可根据要求和现有技术使用材料及其大小。

Claims (11)

1、一种跳闸装置，用于在检测装置检测到剩余电流超过一预定极限值后，开启与该跳闸装置相联的断路器的触点，其特征在于该装置包括一个用于容纳和支承动力机构的外壳，该动力机构包括：

--一致动杆和一跳闸杆，其相互几何联接并都在外壳的第一枢轴上枢转，所述致动杆可操作地连接于一致动器上，该致动器由所述检测装置致动；

--一指示杆和一传动杆，指示杆上有一致动弹簧，所述指示杆和传动杆相互可操作地联接，并都在外壳的第二枢轴上枢转，所述传动杆有一联接枢轴用于联接到相关断路器的动力系统；

--一接合杆，其几何联接到所述指示杆上，并可拆地联接到所述跳闸杆；所述致动器的致动引起致动杆和跳闸杆同时相互旋转，致使跳闸杆从接合杆上脱开，释放指示杆，指示杆在致动弹簧的力推下绕所述第二枢轴旋转，使传动杆一起至少沿旋转的一部分刚性移动，将运动传递给断路器使其触点开启，传动杆接收一命令，相对指示杆自由旋转以开启断路器的触点，该命令不是因为检测到剩余电流。

2、根据权利要求1所述的跳闸装置，其特征在于所述容纳和支承外壳包括两部分，分别是基座和罩盖，该两部分适于相互装配以形成一种自承重模块化结构，其可以作为单块联到断路器上。

3、根据权利要求1所述的跳闸装置，其特征在于致动杆有一个用于在所述第一枢轴上枢转的圆柱形承座，从该承座伸出三个按角度间隔的臂，其中：--第一臂，适于可操作地与所述致动器相互作用；--第二臂，分别有一个可与所述致动弹簧相互作用的成形端部和一个抵靠壁，该抵靠壁用于与跳闸装置表面上的相应齿几何联接；--第三臂，其上作用有绕所述跳闸装置的一个承座布置的第一定位弹簧的一端。

4、根据权利要求1所述的跳闸装置，其特征在于跳闸装置有一个臂，臂的一端设计成具有一鼻状突起，所述鼻状突起适于与接合杆表面上的一个相应钩状突起接合。

5、根据权利要求4所述的跳闸装置，其特征在于跳闸装置的臂在基本中间位置有一个抬高的壁，其上作用有所述第一定位弹簧的第二端，所述第一定位弹簧利于抵靠壁和齿之间的几何联接并保持接合杆和跳闸装置的相互接合。

6、根据权利要求4或5所述的跳闸装置，其特征在于跳闸装置的臂在基本中间位置并在相对所述鼻状突起的相反侧有一个抬高的部分，其上作用有第二定位弹簧的第一端，所述第二定位弹簧在所述基座上的第三枢轴上枢转，所述第二定位弹簧的第二端作用在基座本身上的止动器上。

7、根据权利要求1所述的跳闸装置，其特征在于指示杆有一个用于在所述第二枢轴上枢转的基本圆柱形的中空承座，其上伸出两个按角度相互分隔的臂，其中：--第一臂，其有一个成形端部，该端部适于在致动弹簧引起的旋转结束时将其自身置于外壳内形成的开口处，以可视地指示出触点因所述剩余电流已开启，所述第一臂包括一个联到接触杆上的第四枢轴的孔；

--第二臂，在其表面有第五枢轴，用于联到接合杆的相应承座上。

8、根据权利要求7所述的跳闸装置，其特征在于在指示杆上有两个突起块位于所述基本圆柱形承座的外表面，第一块用于抵靠在基座上的止动器上以阻止所述指示杆的旋转，第二块用于联到传动杆上的相应齿上，所述第二块和所述齿之间的联接在指示杆和传动杆间形成单方向联接。

9、根据权利要求1所述的跳闸装置，其特征在于其包括一个第一手柄，该第一手柄有一个用于联到致动相关断路器的手柄上的销和一个在所述基座的第六枢轴上枢转的圆柱形中空枢轴。

10、根据权利要求9所述的跳闸装置，其特征在于其包括一个第二手柄，该第二手柄联到所述圆柱形中空枢轴外表面上，可操作地通过U形元件连接到接合杆，回位弹簧与所述第二手柄相连。

11、根据权利要求10所述的跳闸装置，其特征在于所述第二手柄有一个突起块，该突起块能与第一手柄表面上的相应抵靠壁相互作用，以便有利于在因所述剩余电流而干预开启断路器之后重置装置，并在重置装置结束时抵靠在基座的止动器上。

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