CN1274937A - 断路器 - Google Patents

Abstract

在断路器的过载电流跳闸装置中,利用电磁铁在开闭机构因大电流流过该装置时所执行的跳闸动作之前驱动可动触头以使其脱离,从而缩短了该动作所需的时间。穿过可动触头支座的推棒与可动触头相接触,其中可动触头支座固定着可动触头。过载电流跳闸装置的电磁铁设置在推棒的上方,用以沿推棒的移动方向直线吸引过载电流跳闸装置的可动铁心。当大电流流过导电通路时,可动铁心被吸引以通过推棒推动可动触头以使其迅速脱离。

Description

断路器

本发明涉及一种包含有过载电流跳闸装置的断路器，该过载电流跳闸装置用于检测短路电流以使开闭机构执行跳闸动作，并在由开闭机构的跳闸动作所引起的可动触头脱离之前使该可动触头脱离。

图7是已有的一种传统断路器处于ON(接通)状态时的纵剖图。在图7中，在模制外壳1内形成有诸条导电通路，每一条导电通路是由一对纵向对置的固定触头2和3以及桥接该固定触头2和3的可动触头4所构成的，其中在固定触头2的一端上一体地形成着电源侧端子5。该可动触头4固定在由绝缘体所形成的可动触头支座6上，从而该可动触头4可沿着图7中的垂直方向作直线移动，并且该可动触头支座6在模制外壳1中被引导作直线移动。然后，借助由压缩螺簧所构成的、插入在可动触头4与模制外壳的底部之间的接触弹簧7紧压住该可动触头4。于是，该可动触头4经由可动及固定触点与固定触头2、3相接触。

在图7中所示的固定触头2的上方安装有开闭机构8，绕转轴9转动的开闭杆10的顶端与可动触头支座6的顶表面相对。当将开闭机构8的开闭手柄11设定到ON(接通)状态时，开闭杆10如图7所示顺时针旋转，以便克服接触弹簧7的力将可动触头支座6往下压。进而，可动触头4脱离固定触头2、3，从而切断了导电通路。

在固定触头3上安装有热动电磁式过载电流跳闸装置12，该装置是由双金属件和电磁铁(未图示)所构成的。该过载电流跳闸装置12的一端与固定触头3相连接，而其另一端则与负载侧端子13相连接，以便借助在过载电流流过导电通路时弯曲的双金属件、或者通过当诸如短路电流之类的大电流流过导电通路时瞬时吸引电磁铁的可动铁心来松开开闭机构8，由此开闭弹簧(未图示)的积聚力使开闭杆10转动以使可动触头4脱离。

在此类情况下，尤其在大电流的情况下，可动铁心将可动触头支座6向下驱动，以便在开闭机构8的跳闸动作之前使可动触头4脱离。当切断电流以消除可动铁心上的吸力时，可动触头4会在接触弹簧7的力的作用下上升。但由于开闭杆10已转动完毕，因而该可动触头4保持在脱离位置上。此外，当大电流被切断时，会在可动触点与固定触点之间形成电弧。该电弧被引入到安装在固定触头2和3下方的灭弧室14和15中，并在那儿灭弧。因此，为了要从可动触头4输送电流，就要将整流板16安装成延伸穿过灭弧室14、15。

在日本专利申请公开号6-52782中描述了上述过载电流跳闸装置12的一个例子。图8示出了该专利的一种变型。在该图中，过载电流装置12是由双金属件17和电磁铁18所构成的。加热件19缠绕在该双金属件17上，电磁铁18具有位于电磁线圈20的内部的可动铁心21。该加热件19的一端与固定触头(未图示)相连接，而其另一端则与双金属件17的上端17a相连接。另一方面，该双金属件17的下端支承在双金属件支座22上，并与其电连接。

另外，尽管从图8中无法看到，但双金属件支座22是与电磁线圈20的下端相连接的，该电磁线圈的上端20a则是与端子23相连接的。该电磁线圈20由线圈支座24所支承。该线圈支座24上连有可绕轴26转动的杆25，该杆25的顶部25a沿着双金属件22的横向方向延伸。该杆25的另一端(图8中未示出)与可动铁心21的下端相连接。尽管图上未示出，但固定铁心与端子23的、与可动铁心21的上端表面相对的表面相连，并且该可动铁心21籍由插设在固定铁心与可动铁心21之间的回动弹簧向下压。

在该过载电流跳闸装置12中的导电通路依次包括加热件19、双金属件17、双金属件支座22、电磁线圈20和端子23。当诸如短路电流之类的大电流流过该导电通路时，可动铁心21被吸向固定铁心，同时将杆25沿图中所示的箭头方向转动。由于该动作，开闭机构(未图示)将跳闸而使可动触头脱离，但在该跳闸动作之前，杆25先将可动触头支座(未图示)向下推动而使可动触头脱离。在已切断电流以消除可动铁心上的任何吸力之后，该可动触头籍由已执行了跳闸动作的开闭机构仍保持在脱离状态之中。

上述传统的过载电流跳闸装置12存在着下列问题：

(1)可动铁心21被吸向固定铁心而使杆25转动，以便将可动触头支座向下推动而使可动触头脱离。然而，在可动铁心21与杆25之间的连接中、以及在杆25的旋转支承点部分内不可避免地会有机械松弛，从而会在可动铁心21的直线移动与杆25的转动之间出现延时，由此相应地增加了动作的时间。

(2)由于杆25的顶部25a接近双金属件17，因此，为达到额定增加值的加热件19的厚度增加就受到限制。

(3)虽然杆25被用来将可动触头支座向下推动以使可动触头脱离，但因可动触头支座的质量较大而使其脱离速度难以增大到适当的程度。

因此，本发明的目的在于解决这些问题，以便改善断路器的切断性能，同时又有利于增大额定值。

为了实现上述目的，本发明提供了一种断路器，包括：纵向对置的固定触头对；由绝缘体所制成的、且在外壳内被引导作直线移动的支座；固定在作直线移动的支座上、且由接触弹簧压靠在固定触头上的可动触头；用于开闭可动触头的开闭机构；过载电流跳闸装置，该装置利用双金属件和电磁铁以检测流过包括固定触头和可动触头的导电通路的过载电流、并用于使开闭机构执行跳闸动作以使可动触头脱离，在开闭机构的跳闸动作之前，该过载电流跳闸装置利用电磁铁的可动铁心沿脱离方向驱动可动触头，在短路电流流过导电通路时，该可动铁心被吸引。

在上述断路器中，过载电流跳闸装置具有穿过支座以作直线移动而与可动触头相接触的推棒，其中，过载电流跳闸装置的电磁铁位于推棒的上方，以便沿推棒的移动方向直线地吸引可动铁心，并且，当短路电流流过导电通路时，可动铁心被吸引，以便通过推棒沿脱离方向驱动可动触头。

由于如权利要求1所述的本发明是将可动铁心的直线移动在不改变移动方向的情况下通过推棒传递至可动触头的，因而不会出现由于运动的转换而引起的延时。另外，可动触头是由穿过可动触头支座的推棒而不是可动触头支座来驱动的，从而使可动触头在可动铁心被吸引之后能更早且更快地脱离。另一方面，由于过载电流跳闸装置的电磁铁位于穿过可动触头支座的推棒的上方，因而双金属件可与电磁铁相分离，用以消除对缠绕在双金属件上的加热件的厚度的限制。

图1是示出了本发明一实施例的一种断路器的ON(接通)状态的纵剖图。

图2示出了图1所示断路器的状态，其中过载电流跳闸装置的电磁铁已被致动。

图3示出了图2所示断路器的状态，其中开闭机构已执行了跳闸动作。

图4是图1中的可动触头支座部分的立体分解图。

图5是图1所示电磁铁的轭架部分的侧视图，它示出了其部分的剖视图。

图6是图1所示电磁铁的轭架部分的另一实施例的侧视图，它示出了其部分的剖视图。

图7是一种传统的断路器的纵剖图。

图8是一种传统的过载电流跳闸装置的立体图。

下面将参照图1～6来描述本发明的实施例。那些与传统例子相对应的部分由相同的标号来表示，并且不再对与传统实例中相对应的构件基本相似的那些构件作描述。图1是示出了一种三极断路器的ON(接通)状态的纵剖图。在该图中，在模制外壳1的中段内三极平行地固定着多对纵向设置的固定触头2和3。在每一对纵向设置的固定触头2和3的底表面的下方，用于桥接该固定触头2和3的可动触头4被由压缩螺簧所构成的接触弹簧7紧压住。固定触头2、3及可动触头4具有分别与它们的接触部分相连的固定触点和可动触点。

模制外壳1在其位于图面右侧的那端上具有负载侧端子13。该端子13经由过载电流跳闸装置12与固定触头3相连接，如下文中所述。该模制外壳1在其左端上还具有与固定触头2成一体的电源侧端子5。可动触头4籍由三极一体形成的、且由绝缘体(树脂)所制成的可动触头支座6引导并保持上下直线移动。推棒27的顶端邻接可动触头4的顶表面，该推棒穿过可动触头支座6，用以上下直线移动。

图4是可动触头部分的立体分解图。用于各极的可动触头部分是由具有一对横向设置的腿部6a的门形可动触头支座6、可动触头4及接触弹簧7所构成的。该由树脂模制而成的、用于各极的可动触头支座6被连接在一起，用以一体地形成一种三极结构，其中在极间设有隔板34。该支座的腿部6a各具有形成在其中一个相对应的对置内侧表面中的沟槽6b、以及形成在其前后边缘处的低升部分。另一方面，在可动触头4的中部的对置两侧上形成有突部4a，用以当可动触头4插入在可动触头支座6的腿部6a之间时，使突部4a以固定在该装置的纵向方向上的方式宽松地嵌合在相应的沟槽6b之中，同时又能保持上下直线移动。隔板34在其顶部上形成有较厚的操作部分34a，从而可籍由位于中极部分内的叉形开闭杆10(图1)通过隔板34的操作部分34a来推动可动触头支座6并使其动作。

请再回到图1上，过载电流跳闸装置12具有籍由双金属件支座22沿该装置的垂直方向悬臂伸出的方形双金属件17，该双金属件支座22的下端由导电板构成。缠绕着双金属件17、并由带材所构成的加热件19的下端与固定触头3相连，而其上端又与双金属件17相连。另外，过载电流跳闸装置12还具有位于推棒27上方的电磁铁18、容纳在U形轭架28内部且缠绕着中空圆筒状绕线管29的电磁线圈20、可在绕线管29内对着和轭架28成一体的(参见图5)或者连接到该轭架上的(参见图6)固定铁心30滑动的分段的圆柱状可动铁心21、以及插设在固定铁心30与可动铁心21之间且由压缩螺簧所构成的回动弹簧31。此外，推棒27穿过轭架28和固定铁心30构成与可动铁心21相对。当电磁线圈20受激磁时，可动铁心21沿着推棒27的移动方向被吸向固定铁心30。

在可动触头4的前后方分别设有灭弧室14和15，每一个灭弧室14和15包含有间隔地层叠设置的多块磁性板32。可动触头4还具有由导电带材所构成的、安装于模制外壳1的底部延伸穿过灭弧室14、15的整流板16。当开闭机构8分别执行开闭动作和跳闸动作时，相应地驱动可动触头4使其开闭和脱离。虽然图中未示出开闭机构8的内部结构，但该开闭机构8具有开闭杆10，当开闭操作开闭手柄11时，该开闭杆绕转轴9转动。当开闭机构8由于过载电流跳闸装置12的动作而籍由连接机构(未图示)松开时，储存在主弹簧(未图示)中的能量被释放以使开闭杆10顺时针转动。

在这种断路器中，当处于图1所示的ON(接通)状态时，可动触头4处于位置4A上，并且电流依次流过包括电源侧端子5、固定触头2、可动触头4、固定触头3、加热件19、双金属件17、双金属件支座22、电磁线圈20以及负载侧端子13的通路。倘若短路电流(例如几百安培)流过该通路，则电磁铁18的可动铁心21如图7所示的那样被吸引，这种移动通过连接机构(未图示)传递至开闭机构8，则该开闭机构起动跳闸动作。当可动铁心21被吸引时，可动触头4同时受到推棒27的撞击，并在由开闭机构8所引起的脱离动作之前先行脱离并移动到图2所示的位置4B上。此时，在固定触点与可动触点之间会产生电弧33，由此电磁线圈20受到流经电弧33的电流激磁。已由可动铁心21推动的可动触头4保留在位置4B上。

随后，开闭机构8执行跳闸动作而使开闭杆10顺时针转动，用以将可动触头4从图2中的位置4B向下推动至图3中的位置4C。继而，已存在于固定触点与可动触点之间的电弧33的位于固定触点侧上的末端移动至分别与固定触头2和3一体地形成的电弧转子2a和3a，而其位于可动触点侧上的末端则移动到整流板16上，从而将短路电流从可动触头4传递至整流板16。与此同时，电弧33籍由电磁力延伸并回收到灭弧室14、15之中，该电弧33在那儿被断开(draw off)并冷却以迅速灭弧。这样就切断了电流，消除了流过电磁线圈20的电流，可动铁心21由于回动弹簧31的作用而回到了待用位置，如图3所示。此外，在存在高达八倍于额定电流值的过载电流的情况下，双金属件17将由于加热件19所产生的热量而弯曲，并且该移动通过连接机构(未图示)传递到了开闭机构8，于是，该开闭机构起动跳闸动作以驱动可动触头4，以使其脱离并移动至位置4C。

在上述实施例中，可动铁心21将直线移动通过推棒27传递至可动触头4而不会改变运动方向，从而防止了由于直线运动转换成旋转运动所引起的动作延时。另外，可动铁心21籍由穿过可动触头支座6的推棒27直接驱动可动触头4，而不用厚重的可动触头支座6，从而在可动铁心21被吸引之后，该可动铁心21可更早且更快地脱离。另一方面，由于过载电流跳闸装置12的电磁铁18位于穿过可动触头支座6的推棒27的上方，因而双金属件17可与电磁铁18分离，从而不会对缠绕在双金属件17上的加热件19的厚度有任何限制。在过载电流跳闸装置12中，电流通路可依次包括固定触头3、电磁线圈20、加热件19、双金属件17、双金属件支座22以及负载侧端子13。

如上所述，根据本发明，将可动铁心的直线移动在不改变运动方向的情况下传递至可动触头，从而防止了由于运动的转换而引起的动作延时。另外，由于是用穿过可动触头支座的推棒来驱动可动触头而不是用可动触头支座，因而减小了运动质量，从而使可动触头在可动铁心被吸引之后能更早且更快地脱离，从而提高了切断性能。此外，由于过载电流跳闸装置的电磁铁位于穿过可动触头支座的推棒的上方，因而双金属件可与电磁铁相分离，从而不会对缠绕在双金属件上的加热件的厚度有任何限制。

Claims (1)

1.一种断路器，包括：纵向对置的固定触头对；由绝缘体所制成的、且在外壳内被引导作直线移动的支座；固定在作直线移动的所述支座上、且由接触弹簧压靠在所述固定触头上的可动触头；用于开闭所述可动触头的开闭机构；过载电流跳闸装置，所述装置利用双金属件和电磁铁以检测流过包括所述固定触头和所述可动触头的导电通路的过载电流、并用于使所述开闭机构执行跳闸动作以使所述可动触头脱离，在所述开闭机构的跳闸动作之前，所述过载电流跳闸装置利用所述电磁铁的可动铁心沿脱离方向驱动所述可动触头，在短路电流流过所述导电通路时，所述可动铁心被吸引；穿过所述支座以作直线移动而与所述可动触头相接触的推棒；其特征在于，所述过载电流跳闸装置的所述电磁铁位于所述推棒的上方，以便沿所述推棒的移动方向直线地吸引所述可动铁心，并且，当短路电流流过所述导电通路时，所述可动铁心被吸引，以便通过所述推棒沿脱离方向驱动所述可动触头。

Images